Học tiếng Hàn qua lời bài hát

Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ

Có rất nhiều phương pháp để xử lý các loại nước xả thải ra ngoài môi trường nhưng có một cách là xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ đang được quan tâm.

Trong các loại nước thì nước bình thường, nước ngầm cũng như nước thải sẽ có rất nhiều các chất hoà tan, chất keo và chất rắn lơ lửng (trong nước thải). Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ là sẽ cho vào trong nước là các chất keo tụ (coagulant), những chất này sẽ làm trung hoà các điện tích của những hạt keo và làm hoà tan nó ở trong nước, ngăn cản những sự chuyển động tương đối hỗn loạn của các ion và sẽ giúp cho việc tạo bông keo tụ được liên kết thuận lợi hơn. Còn đối với loại nước thải có hàm lượng SS cao thì quá trình keo tụ cũng sẽ có những tác dụng lớn trong việc mà kết lại bông cặn để đến với quá trình lắng rồi sau đó sẽ loại ra được những bông cặn này, tức là ta đã giảm được một số lượng SS đáng kể.
 

cách xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ
Cách để xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ 
 

1. Cơ chế của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ


Ở trong quá trình lắng cơ học chỉ có thể tách được những hạt chất rắn có các kích thước lớn, còn ở những hạt nhỏ hơn thì ở dạng keo nó không thể lắng được. Ta cũng có thể tăng lên kích cỡ của các hạt nhờ vào tác dụng tương hỗ giữa những hạt phân tán liên kết này vào những tập hợp hạt để có thể cho nó lắng được. Muốn vậy thì trước tiên ta cần phải trung hoà được điện tích của chúng, tiếp đến sẽ là liên kết chúng lại thành với nhau.

Thông thường thì quá trình keo tụ tạo bông này sẽ xảy ra qua hai giai đoạn sau đây:

Bản thân của chất keo tụ sẽ phát sinh ra sự thuỷ phân, quá trình để hình thành ra dung dịch keo và ngưng tụ.

Trung hoà việc hấp phụ lọc các tạp chất có ở trong nước.

Kết quả của quy trình trên sẽ là hình thành ra các hạt lớn lắng xuống dưới.

Các hạt rắn lơ lửng sẽ mang điện tích âm có trong nước (như là keo sét, protein …) nó sẽ hút các ion dương tạo nên hai lớp điện tích dương ở bên trong và cả bên ngoài. Bên cạnh đó thì lớp ion dương bên ngoài có sự liên kết lỏng lẻo nên chúng có thể dễ dàng bị trơn trợt ra. Như vậy thì điện tích âm của hạt sẽ lại bị giảm xuống. Thế thì điện động hay thế zeta sẽ bị giảm xuống?
 
xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ kết dính
Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ kết dính
 
Mục tiêu mà đã được đề ra là giảm thế zeta, tức là sẽ làm giảm chiều cao của các hàng rào năng lượng đến tới giá trị giới hạn, sao cho việc mà những hạt rắn này sẽ không đẩy lẫn nhau bằng cách ta cho thêm vào những ion mang điện tích dương để nó sẽ phá vỡ sự ổn định của trạng thái keo của những hạt này nhờ vào việc trung hoà điện tích. Khả năng mà để keo tụ dính kết tạo bông tăng lên khi điện tích của các hạt này giảm xuống và loại keo tụ tốt nhất là khi mang điện tích của hạt bằng không. Chính vì vậy thì lực tác dụng lẫn nhau giữa những hạt mang điện tích khác nhau sẽ vẫn giữ vai trò chủ yếu trong khi keo tụ. Lực hút phân tử sẽ tăng nhanh khi ta giảm khoảng cách giữa những hạt bằng cách là tạo nên các chuyển động khác nhau mà được tạo ra do quá trình khuấy trộn chúng lên.

Cơ chế của quá trình keo tụ này là làm sao cho nó mất đi sự ổn định của dung dịch keo mà đã có trong nước bằng các biện pháp sau đây:

- Nén lại lớp điện tích kép mà được hình thành giữa pha rắn và pha lỏng: giảm điện thế của bề mặt bằng việc hấp phụ và trung hoà đi các điện tích.

- Hình thành những cầu nối giữa những hạt keo.

- Bắt giữ những hạt keo vào trong  bông cặn.
 
Cơ chế trung hoà điện tích khi xử lý nước thải:

Hấp thụ các ion hoặc phân tử sẽ mang điện tích trái dấu với các điện tích của hạt keo này. Liều lượng mà chất keo tụ tối ưu được cho vào sao cho điện thế của zeta bằng 0 mV.

Giảm điện thế zeta khi đó thì sự đẩy tĩnh điện của những hạt keo sẽ giảm xuống và sẽ có khả năng được kết nối lại nhờ vào lực tương tác tĩnh điện và khi đó hệ keo sẽ mất đi tính chất ổn định.

Tăng lên hàm lượng của chất keo tụ, nếu như lượng chất keo tụ được cho vào quá nhiều sẽ gây ra hiện tượng keo tụ quét bông. Và quá trình này sẽ làm tăng hiệu quả của keo tụ lên, hệ keo cũng sẽ bị mất ổn định.
 
xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ trong nhà máy
Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ trong nhà máy
Cơ chế tạo cầu nối khi xử lý nước thải:

Để tăng cường cho quá trình keo tụ tạo bông thì người ta sẽ cho thêm vào những hợp chất polymer hỗ trợ keo tụ. Các polymer này sẽ tạo sự  kết dính giữa những hạt keo này lại với nhau nếu như các polymer này và những hạt keo trái dấu nhau.

Cơ chế tạo cầu nối này sẽ xảy ra ở 5 phản ứng:

- Phản ứng 1: việc hấp phụ ban đầu sẽ là ở liều polymer tối ưu, phân tử polymer sẽ dính kết vào các hạt keo.
 
- Phản ứng 2: phản ứng này sẽ hình thành bông cặn. Đuôi mà polymer đã hấp phụ có thể duỗi ra để gắn kết vào vị trí trống trên bề mặt của các hạt keo khác dẫn đến sẽ hình thành bông cặn.
 
- Phản ứng 3: phản ứng hấp phụ lần 2 của polymer. Nếu như đoạn cuối cùng duỗi ra rồi nhưng không tiếp xúc với các vị trí trống trên các hạt khác thì polymer sẽ gấp lại và chỉ tiếp xúc với các mặt khác của chính hạt đó. Nguyên nhân gây ra điều này là do sự khuếch tán chậm hay là độ đục hoặc là mật độ hạt keo có trong nước không cao.
 
- Phản ứng 4: khi mà liều lượng polymer có dư sẽ làm cho bề mặt các hạt keo bảo hoà lại các đoạn polymer điều này sẽ làm cho vị trí trống không còn để hình thành các cầu nối để đưa đến hệ keo sẽ ổn định lại.
 
- Phản ứng 5: sẽ vỡ bông cặn. Khi việc xáo trộn quá lâu hay quá nhanh sẽ làm cho những bông cặn này bị phá vỡ và trở về trạng thái ổn định như ban đầu.
 
xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ
Pháp đồ xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ 
 
Các yếu tố mà ảnh hưởng đến tại quá trình keo tụ

Quá trình keo tụ này tùy thuộc vào hai cơ chế chính đó là trung hoà được điện tích và hấp phụ tạo ra cầu nối. Vì thế nếu như có các yếu tố nào mà ảnh hưởng đến hai quá trình trên đều gây ra ảnh hưởng đến trong quá trình keo tụ tạo bông.

- Độ ảnh hưởng của pH
 
- Nhiệt độ của nước
 
- Liều lượng của các chất keo tụ và các chất trợ keo tụ
 
- Tạp chất mà có trong nước thường
 
- Tốc độ khi khuấy trộn
 
- Môi chất tiếp xúc: nếu như ở trong nước luôn duy trì một lớp cặn bùn nhất định thì điều này sẽ khiến cho tốc độ kết tủa tăng, quá trình kết tủa càng hoàn toàn.

2. Chất keo tụ khi xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ
 

xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ nhanh chóng
Ứng dụng quá trình keo tụ trong xử lý nước
Trước đây thì người ta thường sử dụng quá trình keo tụ để khử bớt đi các chất rắn lơ lửng, sau đó thì dùng là BOD của nước thải khi gặp phải sự biến động lớn về SS thì BOD của nước thải sẽ phải cần được xử lý theo mùa vụ sản xuất và khi nước thải cần phải đạt tới một giá trị BOD hay SS nào đó trước khi được cho vào trong quá trình xử lý sinh học và nó trợ giúp cho những quá trình lắng trong những bể lắng sơ và thứ cấp. 

Tags: Ứng dụng của phương pháp keo tụ tạo bông, Lý thuyết về keo tụ, Ưu nhược điểm của phương pháp keo tụ tạo bông, Khái niệm quá trình keo tụ tạo bông, Hóa chất keo tụ tạo bông, hiệu suất xử lý của bể keo tụ - tạo bông, Hiện tượng keo tụ là gì, Tính toán bể keo tụ tạo bông
Học tiếng Hàn qua lời bài hát