Chuyên đề xử lý nước bằng phương pháp hóa lý

Thành viên nhóm 2Thành viên nhóm 2
Nguyễn Thị Ngọc BíchNguyễn Thị Ngọc Bích
Nguyễn Đại CườngNguyễn Đại Cường
Hứa Đinh Yến HằngHứa Đinh Yến Hằng
Phạm Thị Thu HằngPhạm Thị Thu Hằng
Phan Thị Ngọc HuyềnPhan Thị Ngọc Huyền
Phan Thị LanhPhan Thị Lanh
Phạm Thị Kim MaiPhạm Thị Kim Mai
Trần Huỳnh PhươngTrần Huỳnh Phương
Trần Bá PhanTrần Bá Phan
Ừng SậpỪng Sập
Lê Thị Út TrangLê Thị Út Trang
• 1. Keo Tụ Tạo Bông (Keo Tụ và Đông Tụ)
• 2.Trung Hòa
•
3.Tuyển Nổi
• 4. Hấp Phụ
• 5. Trích
•
6. Trao Đổi
• 7.Thẩm Thấu Ngược
• I.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG
• I.1. cơ sở lý thuyết
• Xử lý bằng phương pháp keo tụ là cho vào trong nước một loại
hóa chất gọi là chất keo tụ có thể đủ làm cho các hạt rất nhỏ
biến thành những hạt lớn lắng xuống.
• Nhưng quá trình keo tụ tạo bông gồm 2 quá trình chính:
• - Quá trình keo tụ : dựa trên cơ chế phá bền hạt keo.
• - Quá trình tạo bông : tiếp xúc /kết dính giữa ác hạt keo đã bị
phá bền. Cơ chất tiếp xúc giữa các hạt này bao gồm:

• + Tiếp xúc do chuyển động nhiệt ( chuyển động Brown) tạo
thành các hạt có kích thước nhỏ .
• + Tiếp xúc do quá trình chuyển động của lưu chất được thực
hiện bằng cách khuấy trộn để tạo thành những bông cặn có
kích thước lớn hơn.
• + Tiếp xúc do quá trình lắng của các hạt.
• Quá trình trung hoà điện tích thường được gọi
là quá trình đông tụ (Coagulation).
• Quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các
hạt nhỏ gọi là keo tụ (flocculation).
• Theo thành phần cấu tạo người ta chia ra 2 loại
keo:
•
Keo kỵ nước (hydropholic) là loại chống lại
các phân tử nước như vàng, bạc, silic …
• Keo háo nước (hydrophilic) là loại hấp thụ
các phân tử nước như vi khuẩn, virus, lòng
trắng trứng … Trong đó keo kỵ nước đóng vai
trò chủ yếu trong công nghệ xử lý nước và
nước thải.
•
Nước, chất keo tụ
Bể khuấy trộn
Nước đã được làm trong
Nước thải
Bể lắng trong
Bể tạo bông
Thiết bị định lượng
Bể hòa trộn
Cặn lắng

• Những chất keo tụ thường dùng nhất là các
muối nhôm và muối sắt như:
•  Al
2
(SO
4
)
3
, Al
2
(SO
4
)
3
. 18H
2
O, NaAlO
2
, Al
2
(OH)
5
Cl,
KAl(SO
4
)
2
.12H
2
O,NH

4
Al(SO
4
)
2
.12H
2
O.
.
Phèn sắt : gồm sắt (II) và sắt (III):
• FeCl
3
, Fe
2
(SO
4
)
3
.2H
2
O, Fe
2
(SO
4
)
3
.3H
2
O,
Fe

2
(SO
4
)
3
.7H
2
O
•
Phèn Fe (II) :
•
khi cho phèn sắt (II) vào nước thải Fe(II) sẽ bị thuỷ
phân thành Fe(OH)
2
.
• Fe
2
+
+ 2H
2
O  Fe(OH)
2
+ 2H
+
• Trong nước có O
2
tạo thành Fe(OH)
3
• pH thích hợp là 8 – 9 => cú kết hợp với vôi thì keo
tụ tốt hơn.

• Phốn FeSO4 kỹ thuật chứa 47-53% FeSO
4
.
•
b. Phèn Fe (III):
• Fe
3
+
+ 3H
2
O  Fe(OH)
3
+ 3H
+
• Phản ứng xảy ra khi pH > 3.5
• Hình thành lắng nhanh khi pH =5.5 - 6.5
c. So sánh phèn sắt và phèn nhôm:
• Độ hoà tan Fe(OH)
3
< Al(OH)
3
• Tỉ trọng Fe(OH)
3
= 1.5 Al(OH)
3
• Trọng lượng đối với Fe(OH)
3
= 2.4; Al(OH)
3
=3.6

•
Keo sắt vẫn lắng khi nước có ít huyền phù.
• Lượng phèn FeCl
3
dựng = 1/3 –1/2 phèn nhôm
•
Phèn sắt ăn mòn đường ống.
 Trong xử lý nước thải, sử dụng hỗn hợp muối nhôm
và muối sắt với tỷ lệ từ 1:1 đến 1:2 thì kết quả đông
tụ tốt hơn là sử dụng riêng lẻ.
•
Quá trình thủy phân các chất keo tụ và tạo
thành bông cặn xảy ra theo các giai đoạn
sau:
• Me
3
+
+ HOH  Me(OH)
2
+
+
H
+
• Me(OH)
2
+
+ HOH  Me(OH)
+
+ H
+

• Me(OH)
+
+ HOH  Me(OH)
3
+ H
+
•
Me
3
+
+ HOH  Me(OH)
3
+ 3H
+
• Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân:
• Độ pH của nước ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình
thuỷ phân:
• pH > 4.5 : không xảy ra quá trình thuỷ phân.
• pH = 5.5 – 7.5 : đạt tốt nhất.
• pH > 7.5 : hiệu quả keo tụ không tốt.
• Nhiệt độ của nước thích hợp vào khoảng 20-40
o
C,
tốt nhất 35-40
o
C.
•
Ngoài ra còn yếu ảnh hưởng khác như : thành phần
Ion, chất hữu cơ, liều lượng…
• Trong qua trình đông tụ (Al

2
(SO
4
)
3
tác dụng với
canxibicacbonat như sau:
• Al
2
(SO
4
)
3
+3Ca(HCO
3
)
2
Al(OH)
3
+ 3CaSO
4
+ 6CO
2
• 6NaAlO
2
+ Al
2
(SO
4
)

3
+12H
2
O
8Al(OH)
3
+3Na
2
SO
4
• Đối với các Muối sắt việc tạo thành bông keo
như sau:
• FeCl
3
+ 3H
2
O Fe(OH)
3
+ HCl
• Fe(SO
4
)3 + 6H
2
O 2Fe(OH)
3
+ 3H
2
SO
4
• Trong điều kiện kiềm hóa:

• 2FeCl
3
+ 3Ca(OH)
2
2Fe(OH)
3
+ 3CaCl
2
• FeSO
4
+ 3Ca(OH)
2
Fe(OH)
3
+ 3CaSO
4
• Quá trình kết tủa thường gặp trong xử lý nước là kết
tủa carbonate canxi và hydroxyd kim loại. Ví dụ như
ứng dụng quá trình kết tủa làm mềm nước theo các
phương pháp sau
:
• + Sử dụng vôi: Ca(HCO
3
)
2
+ Ca(OH)
2
 CaCO
3
+ 2H

2
O
• + Sử dung natri carbonat: Na
2
CO
3
+ CaCl
2
 2NaCl + CaCO
3

• + Sử dụng xút : 2NaOH + Ca(HCO
3
)
2
 Na
2
CO
3
+ Ca CO
3
 +
2H
2
O
Bên cạn đó, quá trình kết tủa còn được ứng dụng
trong quá trình khử SO
4
2-
, F

-
, PO
4
3-
như sau:
• SO
4
2-
+ Ca
2
+
+ 2H
2
O  Ca SO
4
. 2H
2
O
• F
-
+ Ca
2
+
 CaF
2

• 2H
3
PO
4

+ Ca(OH
)2
 Ca(HPO
4
)
2
 + 2H
2
O ở pH = 6-7
• Ca(HPO
4
)
2
+ Ca(OH)
2
 Ca
3
(PO
4
)
2
 + 2H
2
O ở pH = 9-12
Quá trình tạo bông cặn có thể đơn giản hoá trong hình
dưới đây
Tăng cường quá trình keo tụ bằng các hợp chất cao
phân tử: ( Chất trợ đông tụ Flocculant)
Các chất cao phân tử tan trong nước có cấu tạo
mạch dài, phân tử lượng từ 10

- 10g/mol và
đường kính dung dịch trong phân tử khoảng
0.1-1 µm. Sử dụng cùng với phèn nhôm hay sắt
làm hạ thấp liều lượng phèn sử dụng, giảm thời
gian quá trình đông tụ, nâng cao tốc độ lắng
bông keo, làm tăng sự bền vững của hạt bông
keo trong quá trình hoà trộn và lắng cặn.
• Chất trợ đông tụ có nguồn gốc thiên nhiên
thường dùng là tinh bột, dextrin , các ete,
cellulose và dioxide silic hoạt tính (x).
• Chất trợ đông tụ tổng hợp thường dùng là
polyacrylamit: . Tuỳ thuộc vào nhóm ion khi phân
ly mà các chất trợ đông tụ có ion dương hoặc âm:
polyacrylic acid hoặc polydiallyldimetyl
-amon.
•
Liều lượng chất keo tụ tối ưu sử dụng trong thực tế
được xác định bằng thí nghiệm Jartest.
• Nhược điểm là không bảo quản được lâu, đặc biệt
khi đã hoà tan trong nước, công nghệ sản xuất tốn
kém, giá thành cao.
I. Bể hoà trộn phèn: lắng cặn, hoà tan phèn cục.
Dùng khí nén hoặc cánh khuấy hoà tan phèn
Cấu tạo bể pha phèn hạt với cánh khuấy thẳng”
II. Bể tiêu thụ: pha loãng phèn về nồng độ phèn 4
–
10%. Dùng không khí nén hoặc máy khuấy,
cường độ sục 3
–5 l/s.m2

Cấu tạo phao Khavanshi
III. Thiết bị định lượng phèn: điều chỉnh tự động
lượng phèn cần thiết đưa vào nước cần xử lý.
Thường dùng thiết bị phao Khavanshi .
IV. Thiết bị hòa trộn chất phản ứng: dùng để trộn dung
dịch chất đông tụ với nước thải có thể bằng máy trộn
thủy lực và cơ khí.
THIẾT BỊ KEO TỤ TẠO BÔNG
V. Bể phản ứng tạo bông kết tủa: sau khi trộn với
tác chất, nước thải được đưa vào bể tạo bông. Sự
tạo bông diễn ra chậm sau 10-30 phút. Có các loại
bể như sau:
1. Bể phản ứng xoáy: hình trụ hoặc hình phễu
2. Bể phản ứng kiểu vách ngăn: dùng các vách ngăn
để tạo ra sự đổi chiều liên tục của dòng nước.
3. Bể phản ứng cơ khí: bể được chia thành nhiều
ngăn, mỗi ngăn có bộ cánh khuấy riêng bịêt.
1.Ống dẫn nước
từ ngăn tách khí
vào bể phản ứng
2.Bể phản ứng
xoáy hình phễu
3. Ống thu nước
sang bể lắng
4.Máng vòng có
lỗ chảy ngập
1. Mương dẫn nước
2.Mương xả cặn
3. Cửa đưa nước vào
4. Cửa đưa nước ra

5.Van xả cặn
6.Vách ngăn hướng dòng
Bể phản ứng cơ khí
Bể phản ứng kiểu vách ngăn