Luận văn thạc sĩ hóa học: Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải in và nước thải hồ văn bằng phương pháp keo tụ

Bộ giáo dục và đào tạo
Trường đại học bách khoa hà nội
----------------------------------------------------

Luận văn thạc sĩ hóa cơ bản

Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
xử lý nước thảI in và nước thảI hồ văn
bằng phương pháp keo tụ

ngành: hóa lý-hóa lý thuyết
mã số: 62 44 31 01

bùi thị thanh vân
Người hướng dẫn khoa học: ts. Trần thị thanh thủy

Hà Nội 2008


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

1

Khoa Công nghệ Hóa Học

LờI Mở ĐầU
Nước đóng vai trò rất quan trọng đối với mọi sự sống trên trái đất. Nước
sạch rất cần thiết đối với con người để sử dụng với mục đích ăn uống, sinh
hoạt.
Trong những năm gần đây, do tác động của cơ chế thị trường nên tình
trạng đô thị hóa đang diễn ra rất nhanh chóng trong phạm vi cả nước. Cùng

với sự phát triển công nghiệp, sự gia tăng dân số một cách bùng phát kéo theo
nhiều vấn đề vô cùng phức tạp, môi trường sống ngày càng trở nên ô nhiễm
nặng nề, đặc biệt là nguồn cung cấp nước sạch cho sinh hoạt và hệ thống xử lý
nước thải - hai nhân tố ảnh hưởng trực tiếp và lâu dài đến sức khỏe con người.
Vì thế, con người phải biết xử lý các nguồn nước cấp để có được đủ số lượng
và đảm bảo đạt chất lượng cho mọi nhu cầu sinh hoạt, sản xuất công nghiệp và
giải quyết mọi hậu quả của ô nhiễm môi trường. Đây là một vấn đề mang tính
cấp bách và lâu dài.
Để xử lý nước thải và các nguồn nước bị ô nhiễm có rất nhiều những
phương pháp xử lý khác nhau. Nhưng vấn đề đặt ra để chọn phương pháp nào
mang tính khả thi nhằm quản lý và cải tạo môi trường sống ngày càng tốt
hơn.
Chính vì những vấn đề đó nên tôi đã lựa chọn đề tài cho luận văn tốt
nghiệp như sau:
Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước
thảI in và nước thảI hồ văn bằng phương pháp keo tụ

Nội dung chính bao gồm:

Bùi Thị Thanh Vân

Phần I:

Tổng quan tài liệu

Phần II:

Các phương pháp nghiên cứu

Phần III:

Kết quả và thảo luận

Phần IV:

Kết luận

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

2

Khoa Công nghệ Hóa Học

PHầN I . TổNG QUAN TàI LIệU
------- -------

CHƯƠNG I. NƯớC, Sự Ô NHIễM NGUồN NƯớC
Và NƯớC THảI
I. Nước và sự ô nhiễm nguồn nước
I.1. Nước trong tự nhiên
Nước là môi trường phát sinh sự sống cũng là nhân tố đặc biệt quan
trọng để duy trì sự sống.
Trong sự phát triển của loài người, nước đóng vai trò then chốt trong
các ngành nông nghiệp, công nghiệp cũng như đời sống hàng ngày. Điều kiện
đặc biệt quan trọng cho sự tồn tại của sự sống trên trái đất đặc biệt là sự sống
của con người đó là nước sạch. Nước là nguồn gốc của sự sống, là môi trường
để sự sống diễn ra và phát triển nên nước rất cần thiết, là tài sản chung của

nhân loại.
Theo kết quả tính toán khoa học thì 75% diện tích bề mặt của Trái Đất
được bao phủ bởi nước. Trong đó 97,5% nước trên trái đất nằm ở Đại Dương
và nhiễm mặn. Trong 2,5% nước không nhiễm mặn thì 3/4 tồn tại ở dạng băng
ở hai cực của trái đất và núi cao. 1/4 còn lại thì 96% tồn tại dưới bề mặt nước
(nước ngầm) chỉ có 4% ở sông ngòi, ao, hồ. Như vậy tổng thể nước mặt chiếm
1% và nước ngầm chiếm 24% của lượng nước không bị nhiễm mặn[3].
Do đó lượng nước ngọt có thể dùng được là rất ít.
Nước là phân tử phân cực với độ dài lưỡng cực là 0,39Ao và có cực tính
lớn với mômen lưỡng cực M= 1,87D. Do đó nước đóng vai trò là dung môi
cho hầu hết các loại dung dịch, nhưng đó cũng là nguyên nhân chính làm cho
nước thường chứa các tạp chất bẩn.

Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


3

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Khoa Công nghệ Hóa Học

Nhiệt dung riêng của nước là 4184 J/kg.oC, lớn nhất so với các chất
lỏng và chất rắn nên đun nóng hoặc làm nguội cũng lâu hơn, vì thế nước giữ
cho sự sống diễn ra trong nước không bị biến đổi đột ngột vì nhiệt. Mặt khác,
nhiệt hoá hơi của nước là 2258 kJ/kg cũng là lớn nhất so với các chất lỏng
khác lên hơi nước đã tích luỹ một lượng nhiệt lớn và giải phóng khi ngưng tụ
vì thế nước là yếu tố chính ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu.

Hình học của phân tử nước
H
104,45o

H
O

0,9684 Ao

Tính lưỡng cực

Ôxy có độ âm điện cao hơn hiđrô. Việc cấu tạo thành hình ba góc và
việc tích điện từng phần khác nhau của các nguyên tử đã dẫn đến cực tính
dương ở các nguyên tử hiđrô và cực tính âm ở nguyên tử ôxy, gây ra sự lưỡng
cực.
Nước là một dung môi tốt nhờ vào tính lưỡng cực. Các hợp chất phân cực
hoặc có tính ion như axít, rượu và muối đều dễ tan trong nước. Tính hòa tan
của nước đóng vai trò rất quan trọng trong sinh học vì nhiều phản ứng hóa
sinh chỉ xẩy ra trong dung dịch nước.

Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

4

Khoa Công nghệ Hóa Học

Nước tinh khiết không dẫn điện. Mặc dù vậy, do có tính hòa tan tốt, nước
hay có tạp chất pha lẫn, thường là các muối, tạo ra các ion tự do trong dung
dịch nước cho phép dòng điện chạy qua.
Về mặt hóa học, nước là một chất lưỡng tính, có thể phản ứng như một axit
hay bazơ. ở pH=7 (trung tính) hàm lượng các ion (OH-) cân bằng với hàm
lượng của các ion (H3O+). Khi phản ứng với một axit mạnh hơn thí dụ như
HCl, nước phản ứng như một chất kiềm:
HCl + H2O H3O+ + ClVới ammoniac nước lại phản ứng như một axit:
NH3 + H2O NH4+ + OHNước là nguồn tài nguyên quan trọng và quý giá của loài người, song hiện
nay nguồn nước lại đang ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng cùng với sự phát
triển của xã hội.
I.2. Sự ô nhiễm nước hiện nay.
Sự ô nhiễm nước là sự có mặt của một hay nhiều chất lạ trong nước. Khi
vượt quá ngưỡng chịu đựng của cơ thể sinh vật thì chất đó trở nên độc hại.
Do hoạt động nhân tạo hay tự nhiên mà thành phần và tính chất của
nước có thể bị thay đổi bởi nhiều tạp chất đưa vào. Thực ra, nước có khả năng
tự làm sạch thông qua các quá trình biến đổi lý - hóa, sinh học, hấp phụ, lắng,
lọc, tạo bông keo, oxy hóa khử, trao đổi chất Cơ sở để quá trình này đạt
hiệu quả cao là phải đủ oxy hòa tan. Khi lượng chất thải đưa vào nước quá
nhiều, vượt quá khả năng tự làm sạch của nước thì kết quả là tính chất của
nước bị thay đổi. Sự thay đổi tính chất và thành phần của nước có ảnh hưởng.
Các khuynh hướng thay đổi chất lượng nước bao gồm:
- Giảm độ PH của nước ngọt do ô nhiễm bởi H2SO4, HNO3 từ khí quyển
và nước thải công nghiệp, làm tăng hàm lượng SO32- và NO3- trong nước.
- Tăng hàm lượng các ion Ca , Mg , Si... trong nước ngầm và nước sông.
- Tăng hàm lượng các ion kim loại nặng trong nước tự nhiên, tăng hàm
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

5

Khoa Công nghệ Hóa Học

lượng các muối, các hợp chất hữu cơ, giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước tự
nhiên, giảm độ trong của nước.
Tình trạng ô nhiễm nước ở nước ta hiện nay ngày càng nghiêm trọng và
có nguy cơ gia tăng. Vấn đề đặt ra là phải có biện pháp quản lý nước bề mặt,
nước thải do các nhà máy phải được xử lý trước khi thải ra môi trường.
II. Phân loại và đặc tính của nước thải
Nước thải là chất được thải ra trong quá trình sử dụng của con người đã
biến đổi tính chất ban đầu của chúng.
II.1. Phân loại nước thải
Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra
chúng. Theo cách phân loại này ta có các loại nước thải sau đây:
- Nước thải sinh hoạt.
- Nước thải công nghiệp.
- Nước thải đô thị.
- Nước thải tự nhiên.
II.1.1. Nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là nước thải ra từ các khu dân cư, khu vực hoạt
động thương mại, công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác. Do đó
lượng nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng rất lớn. Tùy thuộc vào mức
sống và các thói quen của người dân, có thể ước tính bằng 80% lượng nước
được cấp. Nước thải sinh hoạt chứa nhiều tạp chất khác nhau trong đó khoảng
52% là chất hữu cơ, 48% là chất vô cơ và các vi sinh vật[1]. Các vi sinh vật

của nước thải thường ở dạng virút và vi khuẩn không có hại có tác dụng phân
hủy các chất thải.
II.1.2. Nước thải công nghiệp
Là nước thải ra từ các nhà máy đang hoạt động, có cả nước thải sinh
hoạt nhưng trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu. Công nghiệp ngày
càng phát triển mạnh kéo theo lượng nước thải từ các nhà máy thải trực tiếp
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

6

Khoa Công nghệ Hóa Học

vào các hệ thống sông ngòi là rất lớn, hầu hết chưa qua xử lý hoặc xử lý sơ bộ
trước khi thải ra môi trường.
Việc xử lý nước thải công nghiệp phải dựa vào đặc điểm thành phần của
nước thải sản xuất từng nhà máy. Do đó căn cứ vào thành phần của khối lượng
nước thải mà lựa chọn các biện pháp công nghệ thích hợp để xử lý sao cho
hiệu quả và chi phí ở mức thấp nhất.
II.1.3. Nước thải đô thị
Nước thải đô thị gồm khoảng 50 % là nước thải sinh hoạt, 14% là các
loại nước thấm, và 36 % là nước thải sản xuất. Lưu lượng nước thải đô thị phụ
thuộc rất nhiều vào điều kiện khí hậu và các điều kiện đặc trưng của thành
phố. Khoảng 65 % đến 85 % lượng nước cấp cho một người trở thành nước
thải. Lưu lượng và hàm lượng các chất thải trong nước thải đô thị thường giao
động trong một phạm vi rất lớn.

II.2. Các đặc trưng của nước thải
Trước tiên để thiết kế, lựa chọn công nghệ xử lý nước thải hợp lý ta cần
phải hiểu các tinh chất vật lý, thành phần hóa học và sinh học cùng nguồn gốc
phát sinh của chúng được liệt kê trong bảng[1].
Bảng 1.1: Các tính chất vật lý, hóa học và sinh học đặc trưng của nước thải
và nguồn gốc của chúng.
Tính chất
Nguồn gốc phát sinh
Các tính chất vật lý:
- Chất thải sinh hoạt và công nghiệp, sự phân rã tự
- Màu
nhiên chất hữu cơ.
- Sự thối rữa chất thải và các chất thải công nghiệp.
- Mùi
- Cấp nước cho sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt
- Chất rắn
và sản xuất, sói mòn đất, dòng thấm, chảy vào hệ
thống cống.
- Nhiệt độ
- Các chất thải sinh hoạt và sản xuất.
Thành phần hóa học
Nguồn gốc hữu cơ:
- Các chất thải sinh hoạt, thương mại và sản xuất
- Cacbonhydrat
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

- Mỡ, dầu, dầu nhờn
- Thuốc trừ sâu
- Phenol
- Các chất hoạt động
bề mặt
- Các chất khác
Nguồn gốc vô cơ
- Clorua
- Các kim loại nặng
- Nitơ
- pH
- Lưu huỳnh
- Các chất khí
H2S
CH4
Thành phần sinh học
- Các động vật
- Thực vật
- Sinh vật nguyên sinh
- Virút

7

Khoa Công nghệ Hóa Học

- Các chất thải công nghiệp
- Các chất thải sinh hoạt và thương mại
- Các chất thải sinh hoạt và sản xuất
- Nước thải, cấp nước thải sinh hoạt, quá trình thấm

của nước ngầm
- Cấp nước sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt, quá
trình thấm của nước ngầm, các chất làm mềm nước



Bùi Thị Thanh Vân

- Các chất thải sinh hoạt và nông nghiệp
- Các chất thải sinh hoạt và công nghiệp
- Các chất thải sinh hoạt và công nghiệp
- Phân hủy các chất thải sinh hoạt
- Các chất thải sinh hoạt và công nghiệp
- Các chất thải sinh hoạt và công nghiệp
- Các chất thải sinh hoạt và công nghiệp
- Các chất thải sinh hoạt và công nghiệp
-

Các dòng nước thải hở và nhà máy xử lý
Các dòng nước thải hở và nhà máy xử lý
Các chất thải sinh hoạt và nhà máy xử lý
Các chất thải sinh hoạt

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

8

Khoa Công nghệ Hóa Học

CHƯƠNG II. CáC CHỉ TIÊU ĐáNH GIá
CHấT LƯợNG NƯớC
Mỗi quốc gia đều đưa ra những tiêu chuẩn chất lượng môi trường thông
qua giới hạn và nồng độ cho phép của các chỉ tiêu về chất lượng nước để có
thể kiểm soát và đánh giá chất lượng nguồn nước và nước thải.
Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt được xây dựng để đánh giá mức độ ô
nhiễm của nguồn nước mặt (ao, hồ, sông, biển). Đối với tiêu chuẩn này, một
số các chỉ tiêu được quan tâm như :
Các chỉ tiêu vật lý: Nhiệt độ, độ đục, độ màu, độ phóng xạ, hàm lượng
chất rắn, độ dẫn điện, mùi vị.
Các chỉ tiêu hóa học: DO, BOD, COD, độ cứng của nước, độ pH, các
kim loại nặng trong nước.
Các chỉ tiêu vi sinh.
I. Các chỉ tiêu vật lý
I.1. Nhiệt độ
Nhiệt độ là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu.
Nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình xử lý và nhu cầu tiêu thụ
nước[1]. Nước mặt thường có nhiệt độ thay đổi theo môi trường và dao động
rất lớn từ 40C - 400C, nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định từ 170C - 270C,
còn nước thải chỉ phụ thuộc vào nguồn phát sinh ra nó.
I.2. Độ đục
Độ đục của nước gây ra bởi sự có mặt của các chất không tan. Các chất
không tan có nguồn gốc hữu cơ, vô cơ và thực vật, vi sinh, có kích thước thông
thường từ 0.1 - 10m. Có thể đo độ đục bằng nhiều phương pháp khác nhau.
Phương pháp quan sát là bằng dụng cụ thích hợp xác định độ sâu của
lớp nước, tại đó có thể quan sát được. Độ đục càng thấp chiều sâu của lớp
nước còn nhìn thấy được càng lớn. Nó chỉ có tính chất định tính.
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

9

Khoa Công nghệ Hóa Học

Phương pháp đo quang dựa trên hiện tượng ánh sáng tán xạ khi gặp các
hạt huyền phù trên đường đi, độ đục càng lớn thì cường độ ánh sáng tán xạ
càng cao. Trên cơ sở so sánh với nồng độ chất chuẩn là polyme fomazin có thể
xác định được độ đục, đơn vị đo là NTU hay FTU.
Nước được gọi là trong khi mức độ nhìn sâu tới lớp nước lớn hơn 1m,
hay độ đục nhỏ hơn 10NTU, nước đục không nhìn sâu hơn được 10cm, hay độ
đục lớn hơn 20NTU.
Đơn vị đo độ đục biểu thị qua thang Silic: một đơn vị độ đục bằng 1mg
SiO2 /1lit nước [2].
( Đơn vị đo đục thường là mg SiO2 /1lit, NTU (nephelometric turbidity
units))
Bảng 1.2. Độ đục theo thang Silic và theo chiều cao lớp nước
nhìn thấy được[2]
Chiều sâu lớp

Độ đục theo thang

nước (cm)

Silic(mg/l)

2

1000

Nhanh tắc bể lọc

4

360

Nhanh tắc bể lọc

6

190

Nhanh tắc bể lọc

8

130

Nhanh tắc bể lọc

10

100

Nhanh tắc bể lọc

15

65

Vận hành bể lọc khó khăn

30

30

Vận hành bể lọc có điều kiện

45

18

Vận hành riêng

80

10

Giới hạn trên của nước đưa vào

Ghi chú

I.3. Độ màu của nước
Nước nguyên chất không màu. Màu sắc của nước là do chất bẩn trong
nước gây nên. Màu sắc của nước có ảnh hưởng nhiều tới thẩm mỹ khi sử dụng,

Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

10

Khoa Công nghệ Hóa Học

làm ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm khi sử dụng nước có màu trong sản
xuất.
Ví dụ: các hợp chất sắt không hòa tan làm cho nước có màu nâu đỏ; các
chất humic làm cho nước có màu vàng; các loại thủy sinh tạo cho nước có
màu xanh lá cây; nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt lại có màu đen
hoặc xám do các chất hữu cơ bị phân hủy, thối rữa
Dựa vào tính chất màu này người ta đưa ra thang màu chuẩn Co và nước
đạt chỉ tiêu là nước sạch khi có độ màu < 5 độ Co.
Đơn vị đo độ màu thường dùng là độ theo thang màu Platin Coban.
Nước tự nhiên thường có độ màu thấp hơn 200 độ (Pt-Co).
I.4. Độ phóng xạ của nước
Nước nhiễm phóng xạ là do sự phân hủy phóng xạ trong nước, thường
có nguồn gốc từ các nguồn nước thải phóng xạ gây ra. Chất phóng xạ hủy hoại
cơ thể sống bởi nó khơi mào các phản ứng hóa học độc hại với các mô tế bào.
Ví dụ: các liên kết trong các cấu trúc cao phân tử sẽ bị bẻ gẫy; trong các
trường hợp ngộ độc phóng xạ cấp tính thì tủy sống, nơi tạo ra các hồng cầu
máu bị hủy hoại và dẫn đến số lượng hồng cầu trong máu sẽ bị giảm sút
Như vậy chất phóng xạ có nhiều ảnh hưởng nguy hại cho sự sống nên độ
phóng xạ trong nước thường được xem như là một trong những chỉ tiêu quan

trọng để đánh giá chất lượng nước.
I.5. Hàm lượng chất rắn trong nước
Hàm lượng chất rắn trong nước gồm có chất rắn vô cơ (các muối hòa
tan, chất rắn không tan như huyền phù, đất cát), các chất rắn hữu cơ (gồm
các vi sinh vật, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, các chất hữu cơ vô sinh như
phân rác, chất thải công nghiệp). Trong xử lý nước, khi nói đến hàm lượng
chất rắn người ta thường đưa ra các khái niệm sau:
Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS (Total Suspended Solid): là trọng
lượng khô tính bằng mg của phần còn lại khi làm bay hơi 1 lit mẫu nước trên
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

11

Khoa Công nghệ Hóa Học

nồi cách thủy rồi sấy khô ở 103oC cho tới khi trọng lượng không đổi (mg/l).
Hàm lượng các chất rắn lắng được là những hạt rắn sẽ lắng xuống đáy bình
hình côn (gọi là phễu Imhop) trong 60 phút(ml/g).
Lượng chất rắn lơ lửng SS (Suspended Solid): là trọng lượng khô của
phần chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1 lit mẫu nước qua
phễu lọc rồi sấy khô ở 103-105oC cho tới khi trọng lượng không đổi (mg/l).Để
xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng thường dùng giấy lọc Whatman GF/C,có
kích thước lỗ khoảng 1,2m.
Lượng chất rắn hòa tan DS (Dissolved Solid): là hiệu giữa tổng hàm
lượng chất rắn và hàm lượng chất rắn lơ lửng DS = TSS - SS

Lượng chất rắn bay hơi VS (Volatile Solid): là trọng lượng mất đi khi
nung lượng chất rắn lơ lửng ở 550oC đến trọng lượng không đổi (mg/l).
I.6. Độ dẫn điện
Nước có tính dẫn điện kém. Nước tinh khiết ở 200C có độ dẫn điện là
4.2S/cm (tương ứng với điện trở 23,8/cm). Độ dẫn điện của nước tăng
theo hàm lượng các chất khoáng, các chất điện li hòa tan trong nước, thường
dùng đánh giá tổng hàm lượng các chất khoáng hòa tan trong nước.
I.7. Mùi vị của nước
Các chất khí và các chất hòa tan trong nước làm cho nước có mùi và vị.
Nước thiên nhiên có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối hoặc mùi đặc trưng
của các hóa chất hòa tan trong nó như mùi Clo, mùi Amoniac, H2S nước có
thể có vị mặn, chát, ngọt tùy theo thành phần và hàm lượng muối hòa tan
trong nước.
Các chất gây mùi, vị trong nước có thể chia làm ba nhóm:
Các chất gây mùi vị có nguồn gốc vô cơ như NaCl, MgSO4 gây vị
mặn; muối đồng gây vị tanh; mùi clo do Cl2, ClO2; mùi trứng thối của H2S
Các chất gây mùi vị có nguồn gốc hữu cơ trong chất thải công nghiệp,

Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

12

Khoa Công nghệ Hóa Học

chất thải dầu mạ, phenol, dầu mỡ

Các chất gây mùi từ quá trình sinh hóa, các hoạt động của vi khuẩn,
rong tảo.[3]
II. Các chỉ tiêu hóa học
II.1. Độ pH
Độ pH dùng để đánh giá tính kiềm hay axit của một mẫu nước. Đại
lượng pH có giá trị định nghĩa như sau: pH = -lg[H+]
Tính chất của nước được xác định theo các giá trị khác nhau của pH.
Khi pH = 7 ta có nước trung tính, khi pH >7 nước có tính kiềm còn pH < 7
nước có tính axit.
Độ pH có thể được xác định bằng giấy chỉ thị màu hoặc bằng dụng cụ
đo pH điện cực Hydro hoặc điện cực thủy tinh (dùng khi không cần xác định
chính xác độ pH).
Việc xác định các mẫu nước được tiến hành thuận tiện với dụng cụ đo
độ pH điện tử hiện số: pH-metre HANNA và pH-metre Mettler Delta-320.
II.2. Hàm lượng oxy hòa tan DO (Dissolve Oxygen)
DO là lượng oxy (mg) có trong 1ml nước tại một điều kiện nhất định về
nhiệt độ, áp suất Đây là một trong các chỉ tiêu quan trọng nhất của nước vì
oxy không thể thiếu được đối với tất cả các sinh vật sống dưới nước.
Để xác định nồng độ oxy hòa tan trong nước, người ta thường dùng
phương pháp Iốt (hay còn gọi là phương pháp Winkler). Phương pháp phân
tích này dựa vào quá trình oxy hóa Mn2+ thành Mn4+ trong môi trường kiềm và
Mn4+ lại có khả năng oxy hóa I- thành I2 tự do trong môi trường axit, vậy
lượng I2 được giải phóng tương đương với lượng oxy hòa tan có trong nước.
Lượng Iốt này được xác định bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch Natri
thiosunfat Na2S2O3.
II.3. Nhu cầu oxy hóa sinh học BOD (Biochemical Oxygen Demand).
Nhu cầu oxy sinh hóa là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác định mức độ ô
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

13

Khoa Công nghệ Hóa Học

nhiễm của nước thải đô thị và chất thải trong nước thải công nghiệp.
BOD là lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân hủy các hợp chất hữu cơ ở
điều kiện hiếu khí. Điều kiện hiếu khí là quá trình cung cấp đầy đủ các khí
cần thiết cho vi khuẩn.
Vi khuẩn
Hợp chất hữu cơ + O2

CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm cố định

BOD biểu thị lượng các chất hữu cơ trong nước có thể bị phân hủy
bằng các vi sinh vật. Trong kỹ thuật môi trường, chỉ tiêu BOD được sử dụng
rộng rãi.
II.4. Nhu cầu oxy hóa hóa học COD (Chemical Oxygen Demand)
COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hóa học tất cả các hợp chất hữu
cơ trong nước tạo thành CO2 và H2O. Lượng oxy này tương đương với hàm
lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa được xác định khi sử dụng một tác nhân
oxy hóa hóa học mạnh trong môi trường axit.
Chỉ số COD biểu thị cả lượng các chất hữu cơ không thể bị oxy hoá
bằng vi sinh vật, do đó nó có giá trị cao hơn BOD. Phép phân tích COD có ưu
điểm là cho kết quả nhanh (hết khoảng 3 giờ) nên đã khắc phục được nhược
điểm của phép đo BOD. Đối với nhiều loại chất thải, giữa chỉ số COD và BOD
có mối tương quan nhất định với nhau. COD vận hành kiểm soát hoạt động

của các nhà máy xử lý nước thải.
II.5. Độ cứng của nước
Nước cứng là do trong nước có chứa các cation Mg2+ hoặc Ca2+. Khi
phân loại nước cứng theo các anion kết hợp ta có:
Độ cứng cacbonat: là độ cứng của nước do các muối cacbonat (CO32-)
hoặc bicacbonat (HCO3-) của canxi và magie gây nên. Độ cứng này có thể xử
lý dễ dàng khi đun sôi, nên có tên gọi là độ cứng tạm thời.
Độ cứng phi cacbonat: là độ cứng của nước do các muối sunfat (SO42-)
hoặc clorua (Cl-) của Canxi và Magiê gây nên. Độ cứng này còn lại sau khi
đun sôi nước, nên có tên gọi là độ cứng vĩnh cửu.

Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

14

Khoa Công nghệ Hóa Học

Nước cứng không có lợi trong sản xuất và sinh hoạt. Nước có độ cứng
cao dùng trong sản xuất dễ gây ra việc đóng cặn dẫn đến phá thủng các nồi
hơi, các đường ống dẫn Còn trong sinh hoạt nó dễ dàng phản ứng với axit
béo tạo ra các hợp chất khó hòa tan. Và dựa trên hàm lượng CaCO3 trong
nước, người ta chia làm ba loại nước cứng như sau:
- Nước mềm có chứa ít hơn 50mg CaCO3/l.
- Nước thường có chứa đến 150mg CaCO3/l.
- Nước cứng có chứa trên 300mg CaCO3/l.

II.6. Hàm lượng kim lọai nặng trong nước[20]
Những ảnh hưởng của kim loại có trong nước và nước thải nằm trong
dải rộng từ có ích đến gây khó chịu cho tới độc hại nguy hiểm. Một vài kim
loại là cần thiết, những kim loại khác có thể ảnh hưởng khác nhau đến người
dùng nước, hệ thống xử lý nước thải và chứa nước. Một vài kim loại có thể có
ích hoặc độc hại tùy theo nồng độ của nó.
III. Các chỉ tiêu vi sinh
Các vi sinh vật hiện diện trong nước thải bao gồm các vi khuẩn, vi rút,
nấm, tảo, nguyên sinh động vật, các loài động và thực vật bậc cao.
1. Các vi khuẩn
Có hai loại vi khuẩn chính thường được dùng để đánh giá chất lượng nước
là E.coli và Coliform.
Vi khuẩn coliform các vi sinh vật (vi khuẩn) có khả năng tạo thành các
khuẩn lạc ở 350C 0,50C hoặc 370C 0,50C trong điều kiện hiếu khí trong
một môi trường lactoza nuôi cấy chọn lọc kèm theo việc tạo thành axit (và
andehyt) trong vòng 24 giờ.
Các vi khuẩn coliform chịu nhiệt: các vi khuẩn coliform như đã nêu trên có
cùng đặc tính lên men trong vòng 24 giờ, hoặc ở 440C 0,250C, hoặc ở 44,50C
0,250C

Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

15

Khoa Công nghệ Hóa Học

Escherichia coli (E.coli giả định): các vi khuẩn coliform chịu nhiệt như mô
tả trên chúng cũng sinh khí từ lactoza (và manitol) cũng như sinh indol từ
tryptophan trong vòng 24 giờ hoặc ở 440C 0,250C, hoặc ở 44,50C 0,250C.
Các vi khuẩn có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên
cũng như trong các bể xử lý. Do đó đặc điểm, chức năng của nó phải được tìm
hiểu kỹ. Ngoài ra các vi khuẩn còn có khả năng gây bệnh và được sử dụng làm
thông số chỉ thị cho việc ô nhiễm nguồn nước bởi phân.
2. Nấm
Nấm có cấu tạo cơ thể đa bào, sống hiếu khí, không quang hợp và là loài hóa
dị dưỡng. Chúng lấy dưỡng chất từ các chất hữu cơ trong nước thải. Cùng với vi
khuẩn, nấm chịu trách nhiệm phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Về
mặt sinh thái học nấm có hai ưu điểm so với vi khuẩn: nấm có thể phát triển
trong điều kiện ẩm độ thấp và pH. Không có sự hiện diện của nấm, chu trình
carbon sẽ chậm lại và các chất thải hữu cơ sẽ tích tụ trong môi trường.
3. Tảo
Tảo gây ảnh hưởng bất lợi cho các nguồn nước mặt vì ở điều kiện thích hợp
nó sẽ phát triển nhanh bao phủ bề mặt ao hồ và các dòng nước gây nên hiện
tượng "tảo nở hoa". Sự hiện diện của tảo làm giảm giá trị của nguồn nước sử
dụng cho mục đích cấp nước bởi vì chúng tạo nên mùi và vị.
4. Nguyên sinh động vật
Nguyên sinh động vật có cấu tạo cơ thể đơn bào, hầu hết sống hiếu khí
hoặc yếm khí không bắt buộc chỉ có một số loài sống yếm khí. Các nguyên
sinh động vật quan trọng trong quá trình xử lý nước thải bao gồm các loài
Amoeba, Flagellate và Ciliate. Các nguyên sinh động vật này ăn các vi khuẩn
và các vi sinh vật khác do đó, nó đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng
hệ vi sinh vật trong các hệ thống xử lý sinh học. Một số nguyên sinh động vật
gây bệnh cho người như Giardalamblia và Cryptosporium.
5. Động vật và thực vật
Bao gồm các loài có kích thước nhỏ như rotifer đến các loài giáp xác có kích

thước lớn. Các kiến thức về các loài này rất hữu ích trong việc đánh giá mức độ ô
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

16

Khoa Công nghệ Hóa Học

nhiễm của các nguồn nước cũng như độc tính của các loại nước thải.

Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

17

Khoa Công nghệ Hóa Học

CHƯƠNG III. CáC PHƯƠNG PHáP Xử Lý NƯớC THảI
Nước thải thường chứa rất nhiều tạp chất có bản chất khác nhau. Vì vậy,
mục đích của xử lý nước thải là khử các tạp chất đó sao cho nước sau khi xử lý
đạt chất lượng ở mức chấp nhận được, theo các chỉ tiêu đã đặt ra. Các tiêu
chuẩn chất lượng đó thường phụ thuộc vào mục đích và cách thức sử dụng:

nước sẽ được tái sử dụng hay thải thẳng vào các nguồn tiếp nhận nước. Để đạt
được mục đích trên, trong công nghệ xử lý nước thải đã sử dụng nhiều quá
trình khác nhau[1]. Việc phân loại các phương pháp xử lý nước thải có thể dựa
vào đặc tính của quá trình.
Theo bản chất của phương pháp xử lý nước thải, người ta có thể chia chúng
thành phương pháp cơ học, phương pháp hóa học, phương pháp sinh học,
phương pháp hóa lý. Một hệ thống xử lý hoàn chỉnh thường kết hợp đủ các
thành phần kể trên. Tuy nhiên tùy theo tính chất của nước thải, mức độ tài
chính và yêu cầu xử lý mà người ta có thể cắt bớt một số các công đoạn.
Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học như lắng cặn, lọc qua lưới
lọc, lọc qua lớp vật liệu lọc, lọc qua màng, khuấy trộn và pha loãng
Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học như trung hòa, oxy hóa
khử, kết tủa
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học yếm khí hay hiếu khí.
Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý như tuyển nổi, đông tụ và
keo tụ, hấp phụ, trao đổi ion
Sau đây là các phương pháp xử lý nước thải phổ biến:
I. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học là quá trình không làm biến
tính nước thải về phương diện hóa học và sinh học. Xử lý cơ học có mục đích
nâng cao chất lượng và hiệu quả cho các bước xử lý tiếp theo. Như đã trình
bày ở trên thì trong nước thải nói chung thường chứa các tạp chất rắn, lỏng
ở dạng lơ lửng, tạo với nước thành hệ huyền phù. Để tách các hạt lơ lửng này
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

18

Khoa Công nghệ Hóa Học

ra khỏi nước thải, người ta sử dụng các quá trình thủy cơ (gián đoạn hoặc liên
tục).
Tùy vào yêu cầu mà người ta sử dụng các phương pháp cơ học để xử lý
nước thải một cách thích hợp, sau đây là một số phương pháp tiêu biểu:
Song chắn: có tác dụng giữ lại các tạp chất như giẻ, rác, vỏ đồ hộp,
các mẩu đá gỗ và các vật thải khác.
Lưới chắn: dùng để loại bỏ các vật cứng, vật nổi có kích thước lớn
trước khi đến máy bơm.
Lưới lọc: là các lưới có kích thước lỗ từ 0.5 đến 1mm dùng để loại các
chất lơ lửng có kích thước nhỏ hoặc giữ lại các sản phẩm có giá trị.
Bể lắng cát, bể lắng cặn giúp loại bỏ cặn nặng gây cản trở cho quá
trình xử lý sinh học trong bể aerotank hay bể lọc sinh học.
Bể tuyển nổi, vớt bọt giúp loại bỏ dầu mỡ hoặc các chất hoạt động bề
mặt gây cản trở cho quá trình oxy hóa và khử màu.
II. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học
Phương pháp hóa học là phương pháp dùng các tác nhân hóa học và bể
phản ứng để xử lý nước thải, ta có các phương pháp xử lý nước thải cơ bản là
phương pháp trung hòa, oxy hóa khử và kết tủa hóa học.
Phương pháp trung hòa: mục đích của phương pháp này là đưa độ
pH của nước thải về giá trị 6.5 ữ 8 trước khi thải vào tự nhiên hoặc trước khi
chuyển sang phương pháp xử lý tiếp theo. Có thể có các cách:
- Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm.
- Bổ xung tác nhân hóa học.
- Lọc nước thải axit qua vật liệu trung hòa.
- Hấp phụ khí axit bằng nước thải kiềm hoặc hấp phụ amoniac bằng
nước thải axit.

Phương pháp trung hòa được áp dụng với các dòng nước thải có mang
tính axit hoặc kiềm như nước thải của ngành công nghiệp cán thép, thuốc
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

19

Khoa Công nghệ Hóa Học

nhuộm
Việc lựa chọn phương pháp trung hòa tùy thuộc vào thể tích và nồng độ
của nước thải, chế độ thải nước thải, khả năng sẵn có và giá thành của tác
nhân hóa học.
Trong quá trình trung hòa, một lượng bùn cặn được tạo thành. Lượng
bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và
lượng tác nhân sử dụng cho quá trình[1].
Phương pháp oxy hóa khử: trong quá trình oxy hóa các tạp chất độc
hại trong nước thải có thể được chuyển thành các chất ít độc hơn, dễ loại bỏ ra
khỏi nước thải; song quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các chất hóa học.
Do đó người ta rất hạn chế sử dụng phương pháp này, trừ khi trong nước có
các tạp chất không thể bị loại bỏ bằng các phương pháp khác. Ví dụ khử
Xyanua hay hợp chất hòa tan Asen.
Các loại hóa chất thường được sử dụng trong phương pháp này là Cl2
(lỏng hoặc khí), nước Javen, Kali penmanganat...
Hoạt độ của các chất oxy hóa được xác định bởi đại lượng thế oxy hóa.
Trong các chất được biết trong tự nhiên, Flo là chất oxy hóa mạnh nhất, nhưng

cũng chính vì vậy mà nó cũng không được ứng dụng trong thực tế. Thế oxy
hóa của một số chất hóa học như sau: [1]
Chất oxy hóa

O3

Cl2

H2O2

KMnO4

Thế oxy hóa

2.07

0.94

0.68

0.59

Phương pháp kết tủa hóa học: phương pháp này dựa trên phản ứng
hóa học giữa chất đưa vào nước thải với kim loại cần tách, ở pH thích hợp sẽ
tạo thành hợp chất kết tủa; hoặc dựa trên dựa trên độ hòa tan của kim loại
trong dung dịch phụ thuộc vào pH, ở một giá trị pH nhất định của dung dịch
nồng độ kim loại vượt quá nồng độ bão hòa thì sẽ có kết tủa, nhất là môi
trường kiềm hoặc kiềm yếu.
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

20

Khoa Công nghệ Hóa Học

Phương pháp kết tủa thường dùng để xử lý nước thải của ngành công
nghiệp luyện kim và gia công kim loại.
III. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Cơ sở của phương pháp này là sử dụng hoạt động của vi sinh vật để
phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi sinh vật sử
dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo
năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng chúng nhận các chất dinh dưỡng để
xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối của chúng được tăng
lên.Quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình
oxy hóa sinh hóa.
Thực chất của phương pháp này là quá trình lên men là sự phân hủy
một số chất hữu cơ, chúng thường kèm theo sự thoát khí dưới tác dụng của các
enzym do vi sinh tiết ra.
Các phương pháp xử lý nước thải bằng sinh học nhìn chung thường
được chia thành hai loại cơ bản: phương pháp hiếu khí và phương pháp yếm
khí.
Phương pháp hiếu khí: là phương pháp sử dụng các nhóm vi sinh vật
hiếu khí. Để đảm bảo hoạt động sống của chúng, cần cung cấp oxy liên tục và
duy trì nhiệt độ trong khoảng từ 20 đến 40oC.
Phương pháp yếm khí: phương pháp này sử dụng các vi sinh vật yếm
khí.

Phương pháp sinh học để xử lý nước thải rất thích hợp cho việc loại bỏ chất
ô nhiễm tự nhiên trong thiên nhiên và với lưu lượng xử lý lớn, có thể xây dựng các
kiểu hồ sinh học tự nhiên như: hồ oxy hóa cấp ba, hồ thông khí nhân tạo (hồ được
thông khí), hồ oxy hóa hiếu khí hay yếm khí (hồ oxy hóa tùy tiện)
IV. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý
Đây là những phương pháp được dùng khá phổ biến, có thể làm giảm 80
ữ 90% số lượng tạp chất, đảm bảo sự thích ứng với sự thay đổi đột ngột của
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

21

Khoa Công nghệ Hóa Học

nước thải như độ nhiễm bẩn Nhưng các phương pháp này cũng có nhược
điểm là giá thành cao do phải sử dụng nhiều hóa chất và tạo ra lượng cặn
nhiều. Các phương pháp hóa lý để xử lý nước thải gồm đông tụ, keo tụ, tuyển
nổi, hấp phụ, trao đổi ion, tách bằng màng hay phương pháp điện hóa
IV.1. Phương pháp đông tụ và keo tụ
Bằng các biện pháp xử lý cơ học như đã trình bày ơ phần trên có thể
tách được các hạt rắn dạng huyền phù có kích thước lớn hơn 10-4mm, nhưng
nó không thể tách được các tạp chất ô nhiễm dạng keo và hòa tan vì chúng có
kích thước quá nhỏ. Nếu dùng phương pháp lắng đơn giản để xử lý nước thải
dạng này thì hiệu quả không cao. Như vậy để tăng hiệu quả của phương pháp
lắng thì phải tăng kích thước của các hạt này; và người ta đã lợi dụng sự tác
dụng tương hỗ giữa các hạt phân tán để liên kết chúng thành tập hợp.

Đông tụ là sự phá vỡ tính bền vững của các hạt keo bằng cách đưa thêm
vào hệ một chất phản ứng như các chất điện ly, muối nhôm hay các chất
polyme (trung hòa điện tích của các hạt rắn). Còn keo tụ là sự tích tụ các hạt
nhỏ đã bị phá vỡ độ bền vững thành các tập hợp nhỏ, sau đó thành các cụm to
hơn và lắng xuống.
Khi thế cân bằng điện động bị phá vỡ, các thành phần mang điện sẽ kết
hợp hoặc kết dính với nhau bắng lực liên kết phân tử và tạo thành một tổ hợp
các phân tử, nguyên tử hoặc ion tự do; các tổ hợp này được gọi là các hạt bông
keo. Theo thành phần cấu tạo người ta chia thành keo kỵ nước và keo ưa nước:
Keo kỵ nước là các hạt keo không ngậm nước, ví dụ keo của các kim
loại vàng, bạc
Keo ưa nước là keo hấp thụ các phân tử nước, ví dụ như vi khuẩn,
virut[1]
Trong kỹ thuật xử lý nước bằng đông tụ và keo tụ thì keo kỵ nước đóng
vai trò chủ đạo. Keo kỵ nước hình thành sau quá trình thủy phân các chất xúc tác,
ban đầu các phân tử mới hình thành liên kết lại với nhau tạo thành khối đồng
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

22

Khoa Công nghệ Hóa Học

nhất; các khối này có khả năng hấp phụ chọn lọc một loại ion nào đó tạo thành
lớp vỏ bọc ion. Lớp vỏ bọc ion này cùng với khối phân tử bên trong tạo thành hạt
keo. Như vậy cấu tạo của hạt keo gồm có nhân keo và điện tích hạt keo:

Nhân keo: gồm một số nguyên tử hoặc phân tử trung hòa kết hợp lại
thành trạng thái rắn, số phân tử càng lớn thì kích thước hạt keo càng lớn.
Điện tích hạt keo: bề mặt nhân keo có thể hấp phụ chọn lọc ion của
dung dịch tạo ra lớp ion tạo thế (còn có một số lượng nhỏ ion trái dấu cũng
hấp phụ lên bề mặt nhân keo). Xung quanh lớp ion này là lớp ion bên ngoài
mà hầu hết là các ion trái dấu được hút bám một cách lỏng lẻo tạo thành lớp
khuyếch tán. Đây là cấu tạo mixen của keo.
Ví dụ, để điều chế keo AgI như sau:
AgNO3 + KI AgI + KNO3
Khi lượng KI dư so với AgNO3 thì trong hệ ngoài AgI còn có các ion
K+, I-, NO3-. Nhân keo sẽ hấp phụ ion I- làm ion tạo thế; ta có keo âm và cấu
tạo mixen của keo có dạng:[7]
{mAgI.nI-.(n-x)K+}.xK+
Trong tự nhiên, tùy theo nguồn gốc xuất xứ hay bản chất hóa học, các
hạt cặn lơ lửng đều mang điện tích âm hoặc dương. Ví dụ như các hạt rắn có
nguồn gốc silic, các hợp chất hữu cơ đều mang điện tích âm, ngược lại các
hydroxyt của nhôm và sắt mang điện tích dương. Do vậy, khi lựa chọn chất
đông tụ phải căn cứ vào hệ keo đang xét và cần chú ý tới tính không độc hại
và hiệu quả mà nó mang lại. Để xử lý nước thải người ta thường sử dụng các
loại chất keo tụ có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp.

Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

23

Khoa Công nghệ Hóa Học

Hình 1.1. Cấu tạo lớp điện tích trên hạt rắn lơ lửng
Những hạt rắn lơ lửng mang điện tích âm trong nước sẽ hút các ion trái
dấu, một số ion trái dấu bị hút chặt đến mức chuyển động cùng hạt rắn nên tạo
thành một mặt trượt, xung quanh lớp ion trái dấu bên trong là lớp ion bên
ngoài gồm hầu hết các ion trái dấu bị hút bám một cách lỏng lẻo và dễ dàng bị
trượt ra. Lớp ion dương làm giảm điện tích âm của hạt rắn, giúp các hạt dính
kết vào với nhau.
Các chất keo tụ vô cơ thường dùng là các muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp
của chúng. Một số muối nhôm tiêu biểu được dùng làm chất đông tụ như:
Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al(OH)5.Cl, Ca(OH)2, Fe2(SO4)3.xH2O ... Các chất
keo

tụ

hữu

cơ

tổng

hợp

như:

Melaminfocmandehyt,

hydrin

metylamin(EPLDAM), poly clorua-dialyldimetylamoni(POLYAMAC). Quá
trình làm sạch nước bằng đông tụ và tạo bông bao gồm các giai đoạn định
lượng, khuấy trộn hóa chất với nước thải, tạo thành bông keo và lắng bông
keo.
Phương pháp keo tụ dùng để xử lý độ màu, độ đục của nước và nước
thải có chứa các kim loại nặng[1].
IV.2. Phương pháp điện hóa
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

24

Khoa Công nghệ Hóa Học

Người ta sử dụng các quá trình oxy hóa anod và khử catod để làm sạch
nước thải khỏi các tạp chất hòa tan và phân tán. Tất cả các quá trình này đều
xảy ra trên các điện cực khi cho dòng điện một chiều đi qua nước thải. Phương
pháp điện hóa đạt hiệu suất cao nhưng chi phí cao do tiêu tốn điện năng lớn.
Trong quá trình điện phân thì tại cực dương (anod) các ion cho điện tử
nghĩa là có phản ứng oxy hóa xảy ra; còn trên cực âm (catod) xảy ra quá trình
nhận điện tử nghĩa là có phản ứng khử. Các quá trình này thích hợp để làm
sạch nước khỏi các tạp chất như xyanua, sunfoxyanua, các amin, alcol, hợp
chất nitơ, thuốc nhuộm Trong các quá trình này các tạp chất bị phân hủy
hoàn toàn thành CO2, NH3 và H2O cùng các sản phẩm không độc khác thuận
lợi cho các bước xử lý tiếp theo.
Anod: thường được làm từ các vật liệu không hòa tan khác nhau có

tính chất điện phân như: grafit, manetit (Fe3O4), dioxyt mangan và dioxyt
rutendi phủ trên nền Titan.
Catod: được làm bằng molipden, hợp kim của vonfram với sắt hay
niken, than chì, thép không rỉ...
Đông tụ điện: tiến hành điện phân với việc sử dụng anod hòa tan bằng
nhôm hoặc thép. Dưới tác dụng của dòng điện xảy ra quá trình hòa tan của
kim loại dẫn đến các cation của sắt hoặc nhôm chuyển vào nước gặp nhóm
hydroxyl tạo thành các hydroxit của các kim loại đó ở dạng bông và quá trình
đông tụ xảy ra mãnh liệt. Phương pháp này thích hợp để loại bỏ các tạp chất
có độ bền cao
Trong quá trình điện phân (với trường hợp anod là điện cực nhôm) xảy
ra các phản ứng sau:
Trong dung dịch:
NaCl Na+ + ClH2O H+ + OHQuá trình Oxy hóa khử ở các điện cực:
Bùi Thị Thanh Vân

Cao học hóa cơ bản