Tài liệu PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA pptx

PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA
Cơ chế của q trình này là việc thêm vào nước thải các hóa chất để làm kết tủa các chất
hòa tan trong nước thải hoặc chất rắn lơ lửng sau đó loại bỏ chúng thơng qua q trình
lắng cặn.
Trước đây người ta thường dùng q trình này để khử bớt chất rắn lơ lửng, sau đó là
BOD của nước thải khi có sự biến động lớn về SS, BOD của nước thải cần xử lý theo
mùa vụ sản xuất; khi nước thải cần phải đạt đến một giá trị BOD, SS nào đó trước khi
cho vào q trình xử lý sinh học và trợ giúp cho các q trình lắng trong các bể lắng sơ
và thứ cấp. Các hóa chất thường sử dụng cho q trình này được liệt kê trong bảng 6.1.
Hiệu suất lắng phụ thuộc vào lượng hóa chất sử dụng và u cầu quản lý. Thơng thường
nếu tính tốn tốt q trình này có thể loại được 80 ÷ 90% TSS, 40 ÷ 70% BOD
5
, 30 ÷
60% COD và 80 ÷ 90% vi khuẩn trong khi các q trình lắng cơ học thơng thường chỉ
loại được 50 ÷ 70% TSS, 30 ÷ 40% chất hữu cơ.
Các hóa chất thường sử dụng trong q trình kết tủa

Tên hóa chất
Công thức Trọng lượng
phân tử
Trọng lượng riêng, lb/ft
3
Khô Dung dòch
Phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2

O
Al
2
(SO
4
)
3
.14H
2
O
666,7
594,3
60 ÷ 75
60 ÷ 75
78 ÷ 80 (49%)
83 ÷ 85 (49%)
Ferric chloride FeCl
3
162,1

84 ÷ 93
Ferric sulfate Fe
2
(SO
4
)
3

Fe
2

(SO
4
)
3
.3H
2
O
400
454


70 ÷ 72
Ferric sulfate (copperas) FeSO
4
.7H
2
O
278,0 62 ÷ 66

Vôi Ca(OH)
2
56 theo CaO 35 ÷ 50

Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991
Ghi chú: lb/ft
3
× 16,0185 = kg/m
3
Sử dụng hóa chất để loại chất rắn lơ lửng
Phèn nhôm: khi được thêm vào nước thải có chứa calcium hay magnesium bicarbonate

phản ứng xảy ra như sau:
Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O + 3Ca(HCO)
3
⇔ 3CaSO
4
+ 2Al(OH)
3
+ 6CO
2
+ 18H
2
O
Aluminum hydroxide không tan, lắng xuống với một vận tốc chậm kéo theo nó là các
chất rắn lơ lửng. Trong phản ứng tên cần thiết phải có 4,5 mg/L alkalinity (tính theo
CaCO
3
) để phản ứng hoàn toàn với 10 mg/L phèn nhôm. Do đó nếu cần thiết phải sử
dụng thêm vôi để alkalinity thích hợp.
Vôi: khi cho vôi vào nước thải các phản ứng sau có thể xảy ra
Ca(OH)
2
+ H

2
CO
3
⇔ CaCO
3
+ 2H
2
O
Ca(OH)
2
+ Ca(HCO
3
)
2
⇔ 2CaCO
3
+ 2H
2
O
Quá trình lắng của CaCO
3
sẽ kéo theo các chất rắn lơ lửng.
Sulfate sắt và vôi: trong hầu hết các trường hợp sulfate sắt không sử dụng riêng lẻ mà
phải kết hợp với vôi để tạo kết tủa. Các phản ứng xảy ra như sau:
FeSO
4
+ Ca(HCO
3
)
2

⇔ 2Fe(HCO
3
)
2
+ CaSO
4
+ 2H
2
O
Fe(HCO
3
)
2
+ Ca(OH)
2
⇔ 2Fe(OH)
2
+ 2CaCO
3
+ 2H
2
O
4Fe(OH)
2
+ O
2
+ 2H
2
O ⇒ 4Fe(OH)
3

Khi Fe(OH)
3
lắng xuống nó sẽ kéo theo các chất rắn lơ lửng. Trong các phản ứng này ta
cần thêm 3,6 mg/L alkalinity, 4,0 mg/L vôi và 0,29 mg/L oxy.
Ferric chloride: phản ứng xảy ra như sau
FeCl
3
+ 3 H
2
O ⇔ Fe(OH)
3
+ 3H
+
+ 3Cl
-
3H
+
+ 3HCO
3
-
⇔ 3H
2
CO
3
Ferric chloride và vôi: phản ứng xảy ra như sau
FeCl
3
+ Ca(OH)
2
⇔ 3CaCl

2
+ 2Fe(OH)
3
Ferric sulfate và vôi: phản ứng xảy ra như sau
Fe
2
(SO
4
)
3
+ Ca(OH)
2
⇔ 3CaSO
4
+ 2Fe(OH)
3


Sử dụng hóa chất để loại bỏ phospho trong nước thải
Vơi: như đã trình bày ở các phương trình trên, khi cho vơi vào nước thải nó sẽ phản ứng
với bicarbonate alkalinity tạo thành kết tủa CaCO
3
. Trong mơi trường pH > 10 các ion
Ca
+2
sẽ phản ứng với các ion PO
4
-3
tạo nên hydroxylapatite kết tủa. Để khỏi ảnh hưởng
đến q trình xử lý sinh học người ta thường dùng vơi ở liều lượng thấp 75 ÷ 250 mg/L

Ca(OH)
2
và pH từ 8,5 ÷ 9,5.
10 Ca
+2
+ 6 PO
4
-3
+ 2 OH
-
⇔ 2Ca
5
(PO
4
)
3
OH
Phèn nhơm: phản ứng xảy ra như sau
Al
+3
+ HnPO
4
3-n
⇔ AlPO
4
+ nH
+
Các liều lượng phèn nhơm thường sử dụng và hiệu suất khử phospho của nó

Hiệu suất khử

phospho (%)
Tỉ lệ Mole (Al : P)
Khoảng biến thiên Giá trò thường dùng
75 1,25 : 1 ÷ 1,5 : 1 1,4 : 1
85 1,6 : 1 ÷ 1,9 : 1 1,7 : 1
95 2,1 : 1 ÷ 2,6 : 1 2,3 : 1
Ferric: phản ứng xảy ra như sau
Fe
+3
+ HnPO
4
3-n
⇔ FePO
4
+ nH
+
Tùy theo bản chất của nước thải, qui trình xử lý mà giai đoạn khử phospho của nước thải
có thề diễn ra ở bể lắng sơ cấp, bể lắng thứ cấp, bể lắng riêng đặt sau bể lắng thứ cấp.
Hình 6.1 chỉ ra các sơ đồ của q trình khử phospho bằng phương pháp hóa học.

Các sơ đồ của qui trình khử phospho bằng phương pháp hóa học

Lưu lượng nạp nước thải cho bể lắng trong trường hợp có sử dụng hóa chất trợ
lắng

Loại hóa chất Lưu lượng nạp nước thải gal/ft
2
.d
Khoảng cho phép Giá trò thường dùng
Phèn nhơm

600 ÷ 1200 1200
Ferric 600 ÷ 1200 1200
Vơi
750 ÷ 1500 1500
Nước thải khơng hóa chất
600 ÷ 1200 1200
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991
Ghi chú: gal/ft
2
.d × 0,0407 = m
3
/m
2
.d
Kết tủa các kim loại nặng
Chuyển các chất thải dạng hòa tan sang dạng khơng hòa tan sau đó loại khỏi dung
dịch bằng q trình lắng, lọc.
pH là một nhân tố quan trọng cho q trình kết tủa. Bảng dưới đây đưa ra độ pH
thích hợp cho q trình kết tủa các kim loại nặng.
pH thích hợp cho việc kết tủa các kim loại
Ion pH Ion pH
Fe (+3) 2,0 Ni (+2) 6,7
Al (+3) 4,1 Cd (+2) 6,7
Cr (+3) 5,3 Co (+2) 6,9
Cu (+2) 5,3 Zn (+2) 7,0
Fe (+2) 5,5 Mg (+2) 7,3
Pb (+2) 6,0 Mn (+2) 8,5

Khả năng hòa tan của một số hydroxide kim loại và sulfide theo pH

[Phaàn 1] [Phaàn 2] [Phaàn 3] [Phaàn 4] [Phaàn 5] [Phaàn 6] [Phaàn 7]
© Lê Hoàng Việt - Trung Tâm Năng Lượng Mới