báo cáo xử lý nước bằng phương pháp keo tụ

Xử lí nước bằng phương phấp keo tụ


NHÓM 1

Thành viên nhóm:
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Anh Thư

–
–
–
–
–

Trần Thị Thanh Ngọc
Võ Thành Nhân
Đỗ Nhật Trường
Lê Tuấn Sang
Đỗ Thị Thuỳ Lin


I.

KHÁI NiỆM

II.

CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT

III.

PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG

IV.

ỨNG DỤNG

V.

TÀI LiỆU THAM KHẢO


I.

KHÁI NiỆM

a. Hạt keo và hệ keo
- Hạt keo
+ Các hạt có kích thước lớn hơn phân tử và ion nhưng không đủ lớn để có thể quan
sát được bằng kính hiển vi quang học được gọi là các hạt keo.


I.

KHÁI NiỆM

+ Hạt keo là một hệ phức tạp tạo nên bởi một số lượng lớn khoảng từ 103 đến 105
nguyên tử, có khối lượng khoảng 104-109 đvC . Các phần tử này được phân tán
trong một môi trường phân tán.
- Hệ keo

+ Một hệ keo luôn luôn bao gồm các hạt keo gọi là chất phân tán và một chất làm
môi trường phân tán


I.

KHÁI NiỆM

b. Phân loại hệ keo:
Dựa vào hình dạng của hạt keo: dạng không gian 3 chiều giống như quả bóng,
dạng không gian hai chiều giống như tấm phim, dạng không gian một chiều
như sợi chỉ…


II. CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT
a. Cấu tạo



Nhân keo: là tinh thể ion rất nhỏ, hoặc một nhóm phân tử, hoặc chỉ có thể là
một phân tử kích thước lớn.



Lớp ion tạo thế: lớp ion hấp phụ trên nhân keo



Lớp ion hấp phụ: lớp ion nghịch và lớp ion khuếch tán

II. CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT
b. Tính chất của hệ keo



Tính chất quang học của hệ phân tán: Sự phân tán ánh sáng của hệ keo.Sự hấp
thụ ánh sáng của hệ keo.



Chất động học theo phân tử của hệ keo: Chuyển động Brown. Sự khuyếch tán
trong dung dịch keo


II. CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT
b. Tính chất của hệ keo



Áp suất thẩm thấu của dung dịch keo.



Sự sa lắng trong hệ keo



Chất điện của các hệ keo

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG
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.
• Quá trình keo tụ tạo bông gồm 2 quá trình chính:
- Quá trình keo tụ : dựa trên cơ chế phá bền hạt keo.


III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG
- Quá trình tạo bông : tiếp xúc /kết dính giữa các hạt keo đã bị phá bền. Cơ chế 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.


III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG

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).


III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG
Theo thành phần cấu tạo người ta chia ra 2 loại keo:

1.

Keo kỵ nước (hydropholic) là loại chống lại các phân tử nước như vàng, bạc,

silic …

2.

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.


III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG
Những chất keo tụ thường dùng nhất là các muối nhôm và muối sắt như:
Al2(SO4)3, Al2(SO4)3 .18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl,
KAl(SO4)2.12H2O, NH4 Al(SO4)2.12H2O.
Phèn sắt : gồm sắt (II) và sắt (III):
FeCl3, Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, Fe2(SO4)3.7H2O
 


III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG

a.Phèn Fe (II) :
khi cho phèn sắt (II) vào nước thải Fe(II) sẽ bị thuỷ phân thành Fe(OH)2.
2+
+
Fe + 2H2O ↔ Fe(OH)2+ 2H


III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG
2
Trong nước có O 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% FeSO4.
b. Phèn Fe (III):
3+
+
Fe + 3H2O ↔ Fe(OH)3 + 3H
  Phản ứng xảy ra khi pH > 3.5
Hình thành lắng nhanh khi pH =5.5 - 6.5


III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG
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 FeCl3 dựng = 1/3 –1/2 phèn nhôm
Phèn sắt ăn mòn đường ống.


III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG

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.


III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG
Quá trình thủy phân các chất keo tụ và tạo thành bông cặn xảy ra theo các giai đoạn
sau:

3+
2+
+
Me + HOH ↔ Me(OH)
+H
Me(OH)
Me(OH)

2+

+

+ HOH ↔ Me(OH)

+

+ HOH ↔ Me(OH)3 + H

3+
+
Me + HOH ↔ Me(OH)3 + 3H
 

+
+H
+


III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG
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.


III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG
0
0
Nhiệt độ của nước thích hợp vào khoảng 20-40 C, tốt nhất 35-40 C.
Ngoài ra còn yếu ảnh hưởng khác như : thành phần Ion, chất hữu cơ, liều lượng…


III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG
Trong qua trình đông tụ (Al2(SO4)3 tác dụng với canxibicacbonat như sau:
Al2(SO4)3 +3Ca(HCO3)2 →Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2
6NaAlO2 + Al2(SO4)3 +12H2O → 8Al(OH)3 + 3Na2SO4
 


III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG
• Đối với các Muối sắt việc tạo thành bông keo như sau:
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + HCl
Fe(SO4)3 + 6H2O → 2Fe(OH)3 + 3H2SO4
 • Trong điều kiện kiềm hóa:
2FeCl3 + 3Ca(OH)2 → 2Fe(OH)3 + 3CaCl2
FeSO4 + 3Ca(OH)2 → Fe(OH)3 + 3CaSO4
 

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG
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(HCO3)2 + Ca(OH)2 → CaCO3  + 2H2O
• + Sử dung natri carbonat:
Na2CO3 + CaCl2→ 2NaCl + CaCO3 
• + Sử dụng xút :
2NaOH + Ca(HCO3)2 → Na2CO3 + Ca CO3 + 2H2O