V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GS.TSKH NGUYỄN CÔNG HÀO
1.5.3.3.Phương pháp hấp phụ:
7. Giới hạn của luận văn
1.5.3.3.Phương pháp hấp phụ:
a. Phương pháp này có khả năng dùng để xử lý các chất không hoặc khó có khả năng phân huỷ sinh học. Nó được dùng để khử màu nước thải chứa thuốc nhuộm hoà tan và thuốc nhuộm hoạt tính. Cơ sở của quá trình là thu giữ chất tan trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ). Các chất hấp phụ thường dùng là than hoạt tính,
HU
TE
CH
[24]
than nâu, đất sét, cacbonat, trong đó than hoạt tính là chất hấp phụ có bề mặt riêng lớn 400 – 1500 m2/g. Nhu cầu lượng than hoạt tính để xử lý nước thải có màu rất khác nhau, cần phải kiểm tra lượng sử dụng sao cho kinh tế nhất trong đó cần phải tính đến sự tổn thất do quá trình hoạt hoá nhiệt cho than từ 5– 10%.
b. Khả năng xử lý nước thải bằng than hoạt tính
Cơ chế hấp phụ:
Hấp phụ là quá trình tăng nồng độ chất tan (chất bị hấp phụ) trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ) so với vùng xung quanh. Hiện tượng hấp phụ xảy ra do lực tương tác của các nguyên tử trên bề mặt chất rắn với các chất tan trên cơ sở lực hút tĩnh
điện, lực định hướng, lực tán xạ (hấp phụ vật lí), trong trường hợp lực tương tác mạnh có thể gây ra liên kết hoá học hoặc tạo phức, trao đổi ion. Lực tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ càng mạnh thì khả năng hấp phụ càng lớn, khả năng giữ các chất bị hấp phụ trên chất rắn càng cao. Diện tích bề mặt của chất rắn đóng vai trò quan trọng đối với khả năng hấp phụ của một hệ, diện tích càng lớn khả năng hấp phụ càng cao. Quá trình hấp phụ gồm ba giai đoạn: - Di chuyển chất cần hấp phụ từ nước thải tới bề mặt hạt hấp phụ (vùng khuếch tán ngoài). - Thực hiện quá trình hấp phụ.
- Di chuyển chất bên trong hạt hấp phụ (vùng khuếch tán trong)
Than hoạt tính
Than hoạt tính là chất hấp phụ thường được dùng để xử lý các hợp chất hữu cơ trong nước do tính tương đồng về tính chất không phân cực của bề mặt than với chất hữu cơ trong môi trường có tính phân cực cao của nước. Do không phân cực nên tương tác của phân tử hữu cơ với nước thấp và do mật độ thấp so với nước, các chất hữu cơ bị dồn nén tách ra khỏi nước, chúng phải tìm đến trú ngụở một nơi nào
HU
TE
CH
[25]
phụ của các chất hữu cơ trên than trước hết là do tính kỵ nhau của nước và các chất hữu cơ, tính kỵ nhau càng lớn thì khả năng hấp phụ càng cao.
- Một sốđặc trưng của than hoạt tính:
+ Than hoạt tính có cấu trúc bên trong khác nhau thì khả năng hấp phụ khác nhau. Cấu trúc bên trong của than hoạt tính phụ thuộc vào diện tích bề mặt, cấu trúc và phân bố mao quản theo độ lớn, loại và mật độ nhóm chức bề mặt.
+ Than hoạt tính có khả năng hấp phụ các phân tử hữu cơ lớn, tẩy màu cho các dung dịch gỉ đường hoặc mật, giảm nồng độ phenol trong nước, hấp phụ các chất tẩy rửa, khử clo…
+ Than hoạt tính là một chất khử sử dụng để loại bỏ một số chất oxy hoá như
clo, acid hypocloride, cloamine, ozone, và đóng vai trò chất xúc tác cho một số
phản ứng oxy hoá.
+ Than hoạt tính có khả năng hấp phụ các kim loại nặng.
Hiện nay, trong công nghệ xử lý nước thải, than hoạt tính thường được dùng theo hai phương thức là dạng bột và dạng hạt. Than bột được khuấy trộn cùng với nước thải sau đó lọc tách than ra khỏi nước, còn than hạt được xếp trong cột lọc và cho nước thải đi qua. Tuỳ thuộc vào đối tượng nước thải cần xử lý mà có sự lựa chọn dạng than nào cho phù hợp vì mỗi dạng than đều có những ưu điểm riêng biệt. Ngoài ra, than hoạt tính thường được sử dụng ở giai đoạn xử lý bậc cao trong dây truyền xử lý chất thải.