II. Chất thải rắn
2. Làm sạch nước thải crụm bằng phương phỏp kết tủa húa học
Khi xử lý nước thải Crụm do Cr6+ rất độc, lại khú kết tủa nờn cần khử về Cr3+ để dễ tạo dạng hydroxyt kết tủa. Vỡ vậy quỏ trỡnh tỏch Cr6+ khỏi nước thải bằng húa chất gồm 2 giai đoạn [1] :
- Khử Cr6+ đến Cr3+ ;
- Kiềm húa nước thải để kết tủa Cr3+ (và kim loại nặng) ở dạng hydroxyt Chất khử cú thể dựng natri sunfit, natri bisunfit, natri hydrosunfit và pyrosunfit, sắt (II) sunfat, khớ SO2, phoi thộp...
Cỏc phản ứng xảy ra trong quỏ trỡnh xử lý : - Dựng bi sunfit :
Cr2O72 - + 3 HSO3- + 5 H+ = 2 Cr3+ + 3 SO42 - + 4 H2O - Dựng sunfit :
Cr2O72 - + 3 SO3- + 8 H+ = 2 Cr3+ + 3 SO42 - + 4 H2O - Dựng FeSO4, mụi trường axit :
H2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 6 H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3 Fe2(SO4)3 + 7 H2O - Dựng FeSO4, mụi trường kiềm :
Na2Cr2O7 + 3 FeSO4 + 4 NaOH + 4 H2O = Cr(OH)3 + 3 Fe(OH)3 + 3 Na2SO4
Dựng chất khử cú chứa ion SO32 - phải tiến hành trong mụi trường axit cú pH = 2,5 - 3,5. Trong quỏ trỡnh khử sẽ sinh ra Cr2(SO4)3, Na2SO4, H2O và làm tăng pH lờn, nờn tốc độ phản ứng chậm dần lại, nếu để pH > 3,5 - 4 phản ứng khử Cr6+ sẽ bị ngừng lại, cho dự cú cho dư chất khử đến mấy đi nữa.
Nồng độ Cr6+ trong nước thải cú ý nghĩa rất quan trọng. Khi nồng độ Cr6+
thấp quỏ, lượng tiờu tốn chất khử sẽ tăng lờn rất nhiều so với khi nồng độ Cr6+ lớn. pH càng cao lượng tiờu tốn chất khử cũng sẽ càng cao.
Khử bằng FeSO4 thỡ mụi trường cú thể là kiềm hoặc axit. Tốt nhất là khử ở mụi trường kiềm vỡ giảm được lượng kiềm cho phản ứng xuống hai lần nờn đỡ tốn xỳt và vụi hơn. Nờn tận dụng dung dịch kiềm hỏng, dung dịch kiềm tẩy dầu mỡ, nước thải kiềm tớnh,... để kiềm húa nước thải cần xử lý.
Sau khi khử Cr6+ thành Cr3+, Cr3+ sẽ kết hợp với tỏc nhõn trung hũa tạo kết tủa dạng hydroxyt :
Cr6+ + 3OH- Cr(OH)3
Thụng thường giỏ trị pH giảm sau khi kết tủa. Nguyờn nhõn cú thể do :
- Trong quỏ trỡnh kết tủa tạo thành cỏc hydroxyt kim loại khú tan, hàm lượng ion OH- giảm
- Hấp phụ cỏc chất trung hũa vào cỏc bụng cặn cú bề mặt lớn
- Trong dung dịch cú mặt hợp chất sắt Fe2+ nờn Fe2+ sẽ bị oxy húa bởi O2
tan trong nước tạo thành ion H+ theo phản ứng :
2 Fe 2 Fe2+ + 5 H2O + 1/2 O2 = 2 Fe(OH)3 + 4 H+
Do vậy để quỏ trỡnh keo tụ đạt hiệu quả cao thỡ cần bổ sung thờm húa chất điều chỉnh pH trong qua trỡnh xử lý. Ta cú sơ đồ chung của hệ thống xử lý nước thải Crom :
Bể chứa
nước thải Hệ thống bểphản ứng
Húa chất Húa chất khử keo tụ
Nước thải Thiết bị kết
Nước sau
chứa Cr6+ bụng và xử lý lắng
Húa chất điều chỉnh pH Bựn
Hỡnh 2.1 - Sơ đồ xử lý nước thải Crom [3]
Hệ thống gồm bể chứa nước thải với mục đớch chứa và điều hũa lưu lượng, bể phản ứng là thiết bị chớnh của hệ thống, trong đú húa chất điều chỉnh pH, húa chất khử và húa chất keo tụ tỏc dụng với hợp chất chứa kim loại cú trong nước thải tạo ra hydroxyt kim loại hay muối kim loại kết tủa. Sau phản ứng hỗn hợp nước và chất kết tủa được đưa qua bể lắng để tỏch bụng cặn. Để trợ giỳp quỏ trỡnh lắng cú thể bổ sung chất trợ lắng hay chất tạo keo nếu cần. Bụng cặn (bựn) được tỏch nước, sau đú đưa đi xử lý tựy thuộc đặc tớnh và thành phần của bựn.