chương 4 xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Ch 4
Ch
ương
4
XỬ LÝ NƯỚCTHẢIBẰNG
XỬ

LÝ

NƯỚC

THẢI

BẰNG

PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC
N ễ N Châ
N
guy
ễ
n
N
gọc
Châ
u
Chi c
ụ
c BVMT Bình Dươn
g
NỘI
DUNG

NỘI
DUNG
 Phươn
g
pháp trun
g
hòa
 Phươn
g
p
há
p
kếttủa
g
pp
 Phương pháp oxyhóa – khử
Ph
há
t
hò
Ph
ương p
há
p
t
rung
hò
a
 Sử dụng
¾

Xử
lý
sơ
bộ
trước
một
quá
trình
xử
lý
khác
¾
Xử
lý
sơ
bộ
trước
một
quá
trình
xử
lý
khác
(sinh học hay hóa học)
¾
Xử
lý
trước
khi
thải

vào
nguồn
tiếp
nhận
¾
Xử
lý
trước
khi
thải
vào
nguồn
tiếp
nhận
Phương
pháp
trung
hòa
Phương
pháp
trung
hòa
ẫ
ề
9 Trộnl
ẫ
nnướcthải axít vớinướcthảiki
ề
m;
9 Bổ sung các tác nhân hóa học;

9 Lọcnước axít qua vậtliệucótácdụng trung
hòa;
9 Hấpthụ khí axít bằng nướckiềmhoặchấpthụ
amoniac bằng nước axít.
Phương
pháp
trung
hòa
Phương
pháp
trung
hòa
PP
lựa
chọn
PP

lựa
chọn
¾Thể tích và nồng độ củanướcthải,
¾
Chế
độ
thải
nước
thải
¾
Chế
độ
thải

nước
thải
,
¾ Tác nhân hóa học: sẵncóvàgiáthành
Lượng bùn tạo thành
¾Nồng độ và thành phầnnướcthải
¾Lo
ạ
ivàlư
ợ
n
g
tác nhân hóa h
ọ
csử d
ụ
n
g
ạ
ợ g
ọ
ụ g
Phươn
g
p
há
p
trun
g
hòa

g
pp
g
Tr
ộ
nlẫnchấtthải
 Áp dụng khi
ộ
¾ Nướcthảicủa hai xí nghiệpgần nhau;
¾ Tron
g
x
í
n
g
hi
ệp
có 2 n
g
uồnthải
;

g
g ệp
g
;
 Phương pháp trộn
¾
Khuấy
trộn

bằng
cánh
khuấy
¾
Khuấy
trộn
bằng
cánh
khuấy
¾ Khuấytrộnbằng không khí (vậntốc ở đường
ố
ấ
20
40 / )
ố
n
g
c
ấ
p
20
-
40
m
/
s
)
Phương pháp trung hòa
 Tác nhân hóa học Ca(OH)
2

hoặcvôi
9 NaOH;
9 KOH;
bộtthường được
dùng để trung hòa
nước
thải
chứa
axít
9 Na
2
CO
3
;
9 NH
4
OH;
9
CaCO
;
nước
thải
chứa
axít
sulfuric.
Chú
ý
9
CaCO
3

;
9 MgCO
3
;
9
Đôlômit
(CaCO
3
;
Chú
ý
-Thường tạoracặn;
Có
sự
lắng
đọng
9
Đôlômit
(CaCO
3
;
MgCO
3
);
9 Xi măng;
-
Có
sự
lắng
đọng

trên thành ống
9 Ca(OH)
2
Phươn
g
p
há
p
trun
g
hòa
g
pp
g
Lư
ợ
n
g
tác nhân để trun
g
hòa đư
ợ
c xác đ
ị
nh
ợ g g ợ ị
C
a
Q
k

G
100
C
a
Q
B
k
G

3
=
k
3
= hệ số dự trữ (~10% lượng tính toán)
Q
=
lưu
lượng
nước
thải
(m
3
/h)
Q

lưu
lượng
nước
thải
(m

/h)
B = lượng chấthọat hóa trong thương phẩm(%)
l
h
i
ố
i
(k /k )
a =
l
ượn
g
tác n
h
ân t
i
êu t
ố
nr
i
ên
g
(kg/kg)
C = nồng độ axít hoặckiềm (kg/m
3
)
Phương
pháp
trung
hòa

Phương
pháp
trung
hòa
Lư
ợ
n
g
tiêu tốn riên
g
của kiềm để trun
g
hòa axít
(
k
g
/k
g)
Tác nhân hóa h
ọ
c
ợ g g g(gg)
ọ
H
2
SO
4
HCl HNO
3
H

3
PO
4
CH
3
COOH HF
CaO 0,57 0,77 0,44 0,86 0,47 1,7
C(OH)
075
101
059
113
062
185
C
a
(OH)
2
0
,
75
1
,
01
0
,
59
1
,
13

0
,
62
1
,
85
NaOH 0,82 1,09 0,63 1,22 0,67 2
KOH
1,14
1,53
0,89
1,71
0,94
2,8
KOH

1,14
1,53
0,89
1,71

0,94
2,8
CaCO
3
1,02 1,37 0,8 1,53 0,83 2,5
MgCO
3
0,86 1,15 0,67 1,21 0,7 2,1

N
a
2
CO
3
1,09 1,45 0,84 1,62 0,89 2,63

Th
ự
ct
ế
,
lư
ợ
n
g
tác nhân đưa vào khỏan
g
1
,
1 l
ầ
nlư
ợ
n
g
ự
,
ợ g
g

,
ợ g
tính tóan;
Thờigianlưu ≥5 phút
Phương
pháp
trung
hòa
Phương
pháp
trung
hòa
Nướcthải
Nước thải
Nước

thải

axit
đã th
Manheit (MgCO
3
),
đôlômít
[(C O)
(M O)
[(C
a
O)
0,6

(M
g
O)
0,4
]Đá vôi, đá phấn,
chấtthảirắn(xỉ
30 – 80 mm
30 – 80
chất

thải

rắn

(xỉ
,
tro,)
N ớ thải
mm
Nước
thải axit
N
ư
ớ
c
thải

đã th
Phươn
g

p
há
p
trun
g
hòa
g
pp
g
 Tránh tạo cặn
¾ Nồng độ axit;
C ≤ 1,5 mg/L
HNO
&HCl >H 1
15m
¾ Chiều cao lớp vật liệu
l
HNO
3
&

HCl
=
>

H
=
1
-
1

,
5

m

H
SO
=> H = 1 5
2m
l
ọc
H
2
SO
4
=>

H

=

1
,
5
-
2

m

HNO

3
& HCl
;
đá vôi => v = 0
,
5-1
,
0 m/h
¾
Vậntốclọc
3
; ,
,
H
2
SO
4
0,5%; dùng đôlômít => v = 0,6 -
09m/h
¾
Vận

tốc

lọc
0
,
9

m/h

H
2
SO
4
2%; => v = 0,35m/h
Phươn
g
p
há
p
trun
g
hòa
g
pp
g

Trung
hòa
bằng
khí
axit
¾ Nước thải có tính kiềm;
ố

Trung
hòa
bằng
khí

axit
¾ Sử dụng khí thải lò hơi hoặc lò đ
ố
t;
9
Tốc
độ
phản
ứng
chậm
;
9
Tốc
độ
phản
ứng
chậm
;
9 Phù hợp khi chỉnh pH về 7 hoặc8;
9
Ít
gây
ăn
mòn
thiết
bị
9
Ít
gây
ăn

mòn
thiết
bị
9 Sục khí vào bể chứanướcthải;
9 Sử dụng tháp rửa khí trần
Phươn
g
p
há
p
trun
g
hòa
g
pp
g
 Tác nhân phản ứng lựa chọn theo các tiêu chí (W.
Wesley)
¾ Tốc độ phản ứng;
¾ Lượng bùn sinh ra và cách xử lý;
¾ Có tính an toàn cao và dễ dàng kiểm soát việc lưu giữ và
ố
đưa vào hệ th
ố
ng;
¾ Tổng chi phí bao gồm chi phí hóa chất và thiết bị châm
ấ
hóa ch
ấ
t;

¾ Chiều phản ứng bao gồm muối hòa tan, mức độ hoạt hóa
àl hiệ ih
v
à

l
ượng n
hiệ
t s
i
n
h
ra;
¾ Ảnh hưởng của việc cho dư hóa chất.
Phươn
g
p
há
p
trun
g
hòa
g
pp
g
Phương
pháp
trung
hòa
Phương

pháp
trung
hòa

Thiếtbị

Thiết

bị
¾ Xử lý dạng mẻ (Q ≤ 300 m
3
/ngđ);
ử ýiê óiế ị iề ỉ
¾ X
ử
l
ý
l
iê
n tục c
ó
th
iế
t b
ị
đ
iề
u ch
ỉ
nh pH tự

động;
 Khuấy trộn
¾ Dùn
g
khí
(
H nước = 2
,
7m =>
Q
khí = 0
,
3
–
g( ,Q ,
0,9 m
3
/m
2
.phút)
¾
Cơ khí (P
=
004
–
008Kw/m
3
)
¾
Cơ

khí

(P

0
,
04

0
,
08

Kw/m
)
Phương
pháp
trung
hòa
Phương
pháp
trung
hòa

Khó khăn trong chỉnh pH

Khó

khăn

trong

chỉnh

pH
¾ Quan hệ giữa pH và nồng độ hoặc dòng tác chất
ủ òà ổi ấ
¾ pH c
ủ
a d
ò
n
g
v
à
o tha
y
đ
ổi
r
ấ
t nhanh;
¾ Lưu lượng dòng vào thay đổi;
¾ Một lượng nhỏ tác nhân hóa học được trộn đều
tron
g
m
ộ
t lư
ợ

n
g
lớn nước thải tron
g
m
ộ
t
g ộ ợ g g ộ
khoảng thời gian rất ngắn.
SỬ DỤNG NHIỀU BẬC
Phương
pháp
kết
tủa
Phương
pháp
kết
tủa

Sử dụng:

Sử

dụng:
¾ Ion kim loại nặng (Zn, Ni, Cd, As,….);
hh
¾ P
h
osp
h

or
 Hóa chất sử dụng: OH
-
; CO
3
2-
; S
2-
H
p
H
Phương
pháp
kết
tủa
Phương
pháp
kết
tủa
Phương
pháp
kết
tủa
Phương
pháp
kết
tủa
Phương
pháp
kết

tủa
Phương
pháp
kết
tủa

k
3
: h
ệ
s
ố
d
ự
trữ
;
3
ệ ự ;
 B: lượng chất hoạt hóa trong thương phẩm (%);

a: lượng tác nhân tiêu tốn riêng (Kg/Kg) (dùng để

a:

lượng

tác

nhân

tiêu

tốn

riêng

(Kg/Kg)

(dùng

để

nâng pH?);
 C: n
ồ
n
g
đ
ộ
acid ho
ặ
c ki
ề
m
(
K
g
/m
3
);

g ộ ặ (g
);
 C
1
,… C
n
: nồng độ kim loại (Kg/m
3
);

b
1
,…b
n
:lượng tác nhân tiêu tốnriêngđể tách kim loại

b
1
,…b
n
:

lượng

tác

nhân

tiêu

tốn

riêng

để

tách

kim

loại

(Kg/Kg).
Phương
pháp
kết
tủa
Phương
pháp
kết
tủa
Lượng tác nhân tiêu tốnriêng
Kim loại CaO Ca(OH)
2
Na
2
CO
3
NaOH
Z

085
113
160
122
Lượng

tác

nhân

tiêu

tốn

riêng
Z
n
0
,
85
1
,
13
1
,
60
1
,
22
Ni 0,95 1,26 1,80 1,36

Cu 0,88 1,16 1,66 1,26
Fe 1
,
00 1
,
32 1
,
90 1
,
43
,
,
,
,
Pb 1,27 0,36 0,51 0,38
Phương pháp oxy hóa khử

Dùng để oxy hóa chấthữucơ

Dùng

để

oxy

hóa

chất

hữu

cơ
¾ Khó phân hủy sinh học
ộ íhh ứ hế iih
¾ Đ
ộ
c t
í
n
h

h
oặc
ứ
c c
hế
v
i
s
i
n
h
 Oxy hóa chất vô cơ và khử mùi;
 Khử các kim loại nặng từ hợp chất thành đơn
chất
Phương
pháp
oxy
hóa
khử


Các
chất
oxy
hóa
khử
Phương
pháp
oxy

hóa
khử

Các
chất
oxy

hóa
–
khử
¾ Ozone (O
3
),
¾ H
y
dro
g
en peroxide (H
2
O

2
),
¾ Perman
g
anate
(
MnO
4
-
),

g
(
4
),
¾ Chloride dioxide (ClO
2
),
¾
Chlorine (Cl
hay
HOCl
)
¾
Chlorine

(Cl
2
hay

HOCl
)
.
¾ NaHSO
3
¾

Phương
pháp
oxy
hóa
khử
 Các mức đ
ộ
oxi hóa khác nhau
Phương
pháp
oxy

hóa
khử
ộ
¾ Phân hủy sơ bộ: làm thay đổi cấu trúc của chất
hữucơ;
hữu

cơ;
¾ Phân hủy đến mức có thể chấp nhận: làm thay
đổicấutrúccủachấthữucơ và giảm độc tính của
đổi

cấu

trúc

của

chất

hữu

cơ

và

giảm

độc

tính

của

nó;
¾
Kh á hó
biế đổihấthữ thà h hấtô
¾
Kh
o

á
n
g

hó
a:
biế
n
đổi
c
hất

hữ
u cơ
thà
n
h
c
hất
v
ô

cơ (CO
2
);
ố
ế ổ ấ
¾ Phân hủ
y
khôn

g
mon
g
mu
ố
n: làm bi
ế
n đ
ổ
i c
ấ
u
trúc ban đầu của chất hữu cơ làm cho nó độc hơn.
Phương
pháp
oxy
hóa
khử
 C
a
H
b
O
c
+ dO
*
Æ aCO
2
+ (b/2)H
2

O
Phương
pháp
oxy

hóa
khử
d = 2a + b/2 – c
9m
oxh
: lượng tác nhân oxi hóa (mg/L);
9n: mole
[
O
*
]
/mole tác nhân oxi hóa
(
bản
g);
[
](g);
9MW: khối lượng phân tử mole của chất oxi hóa
(g
/mole
);
(g );
9COD: nhu cầu oxi hóa hóa học (mgO
2
/L).