Phương pháp kết tủa trong xử lý nước thải

PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA TRONG XỬ LÝ NƯỚC
THẢI

Cơ chế của quá 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 thông qua quá trình lắng cặn.
Trước đây người ta thường dùng quá 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 quá trình
xử lý sinh học và trợ giúp cho các quá trình lắng trong
các bể lắng sơ và thứ cấp. Các hóa chất thường sử
dụng cho quá trình này được liệt kê trong bảng 6.1. Hiệu
suất lắng phụ thuộc vào lượng hóa chất sử dụng và yêu
cầu quản lý. Thông thường nếu tính toán tốt quá trìn
này có thể loại được 80  90% TSS, 40 70% BOD
30 60% COD và 80 90% vi khuẩn trong khi các quá
trình lắng cơ học thông thường chỉ loại được 50  70%
TSS, 30  40% chất hữu cơ.
Các hóa chất thường sử dụng trong quá trình kết
tủa


Trọng lượng
riêng, lb/ft
Tên
hóa
chất

Công thức

Trọng
lượng
phân
tử

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 
(49%)

83 
(49%)
Ferric
chloride
FeCl
3

162,1

84 
Ferric
sulfate
Fe
2
(SO
4
)

3

Fe
2
(SO
4
)
3
.3H
2
O

400

454


70 
Ferric FeSO
4
.7H
2
O
sulfate
(copperas)
278,0 62  66
Voâi 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)
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 l
lửng.
Sulfate sắt và vôi: trong hầu hết các trường hợp sulfate
sắt không sử dụng riêng lẻ mà phải kết hợp với vôi đ
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 l
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
Vôi: như đã trình bày ở các phương trình trên, khi cho
vôi vào nước thải nó sẽ phản ứng với bicarbonate
alkalinity tạo thành kết tủa CaCO
3
. Trong môi 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 quá
trình xử lý sinh học người ta thường dùng vôi 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 nhôm: phản ứng xảy ra như sau
Al
+3
+ HnPO
4
3-n
 AlPO
4
+ nH
+

Các liều lượng phèn nhôm thường sử dụng và hiệu
suất khử phospho của nó


Hieäu

Tæ leä Mole (Al : P)