BÀI GIẢNG: QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI pot

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC TOÂN ÑÖÙC THAÉNG

KHOA MOÂI TRÖÔØNG VAØ BAÛO HOÄ LAO ÑOÄNG

-----# "-----

MOÂN HOÏC

QUAÙ TRÌNH COÂNG NGHEÄ NÖÔÙC

VAØ NÖÔÙC THAÛI

GIAÛNG VIEÂN: ThS. PHAÏM ANH ÑÖÙC

4/17/2010

1

QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ NƢỚC

VÀ NƢỚC THẢI

Phạm Anh Đức

Khoa Môi trƣờng và BJLĐ

Đại học Tôn Đức Thắng

QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ NƢỚC

VÀ NƢỚC THẢI

Lê Văn Cát. 2002. Hấp phụ và Trao đổi Ion trong Kỹ

thuật Xử lý nước và Nước thải. NXB Thống kê. Hà

Nội.

Nguyễn Văn Lua. 2005. Quá trình và Thiết bị Công

nghệ Hóa học và Thực phẩm – Tập 1: Khuấy và Lắng

lọc. NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM. Tp.HCM.

QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ NƢỚC

VÀ NƢỚC THẢI

Phạm Anh Đức. 2008. Bài giảng Quá trình Công nghệ

nước và Nước thải. Đại học Tôn Đức Thắng. Tp.HCM

T. H. Dũng, N. V. Lục, V. B. Minh, H. M. Nam. 2005.

Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa học và Thực

phẩm – Tập 2: Phân riêng bằng Khí động, Lực ly tâm,

Bơm quạt, Máy nén, Tính hệ thống Đường ống. NXB

Đại học Quốc gia Tp.HCM. Tp.HCM.

QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ NƢỚC

VÀ NƢỚC THẢI

Trung tâm Đào tạo Ngành nƣớc và Môi trƣờng. 1999.

Sổ tay Xử lý nước – Tập 1. NXB Xây dựng. Hà Nội.

Trung tâm Đào tạo Ngành nƣớc và Môi trƣờng. 2008.

Sổ tay Xử lý nước – Tập 2. NXB Xây dựng. Hà Nội.

4/17/2010

2

Chƣơng 1. QUÁ TRÌNH KEO TỤ - TẠO

BÔNG

1.1. KHÁI QUÁT CHUNG

1.2. CÁC CHẤT PHẢN ỨNG

1.3. KẾT BÔNG TIẾP XÚC VỚI BÙN

1.1. KHÁI QUÁT CHUNG

1.1.1. Huyền phù và chất keo

1.1.2. Loại bỏ huyền phù dạng keo

1.1.3. Các giai đoạn keo tụ

1.1.4. Chất làm keo tụ

1.1.5. Chất làm kết bông

1.1.1. Huyền phù và chất keo

Định nghĩa

Nƣớc chứa nhiều hợp chất đƣợc chia làm 3 loại:

Chất huyền phù lơ lửng (MES): Các chất này có nguồn

gốc vô cơ hay hữu cơ.

Chất keo (< 1 m): Nguồn gốc nhƣ trên, nhƣng có kích

thƣớc nhỏ hơn mà quá trình lắng hết sức chậm.

Chất hòa tan (nhỏ hơn vài nm): Nói chung, chúng là các

cation và anion, và một phần chất hữu cơ dạng hòa tan

và các khí nhƣ O2

, CO2

, H2S...

1.1.2. Loại bỏ huyền phù dạng keo

Tính ổn định của huyền phù dạng keo – Tính cần thiết

của keo tụ

Lý thuyết lớp kép

Thế năng Zeta

4/17/2010

3

1.1.3. Các giai đoạn keo tụ

Sự keo tụ

Tầm quan trọng của gradient tốc độ

Thời gian keo tụ và kết bông

1.1.4. Chất làm keo tụ

Trung hòa điện tích âm bề mặt của chất keo thực hiện

bằng cách cho thêm cation vào trƣờng hợp làm keo tụ

khoáng chất.

Sự keo tụ càng hiệu quả hơn khi hóa trị của cation

càng cao (lý thuyết Schulze Hardy: một ion hóa trị 3 có tác

dụng gấp 10 lần một ion hóa trị 2).

Lựa chọn chất làm đông tụ phải chú ý tới tính

không độc hại của chất đã chọn và giá thành. Nhƣ muối

của sắt và nhôm hóa trị 2 đƣợc sử dụng trong tất cả các

xử lý keo tụ nƣớc.

1.1.5. Chất làm kết bông

Các polymer vô cơ (silic hoạt tính) và polymer tự nhiên.

Nhƣng sự xuất hiện của các polymer tổng hợp rất

phong phú làm phát triển đáng kể sự hoàn thiện của

các chất tạo kết bông.

Tỷ lệ xử lý hữu ích cũng đƣợc xác định nhƣ ở

keo tụ.

Thời gian giữa lúc cho thêm chất làm keo tụ và

kết bông phải tôn trọng hàng đầu.

Thực vậy, một chất làm kết bông chỉ có hiệu quả

khi pha keo tụ kết thúc.

1.1.5. Chất làm kết bông

Thời gian này phụ thuộc vào bản chất của keo, và

nhiệt độ của nƣớc tự nhiên.

Tham số chính cần phải xem xét là kích thƣớc,

sự liên kết của các cục vón và tốc độ lắng.

Sử dụng chất làm kết bông tổng hợp thƣờng

đƣa tới lƣợng bùn nhỏ.

Phối hợp các phƣơng pháp tách hiện đại có thể

sản sinh ra bùn đặc có khả năng xử lý trực tiếp qua các

phân xƣởng làm khô bùn.

4/17/2010

4

1.2. CÁC CHẤT PHẢN ỨNG

1.2.1. Chất làm keo tụ vô cơ

1.2.2. Chất phụ gia kết bông “tự nhiên”

1.2.3. Các chất keo tụ hữu cơ tổng hợp

1.2.4. Chất kết bông tổng hợp

1.2.1. Chất làm keo tụ vô cơ

Muối nhôm

Polymer nhôm

Muối sắt

Các chất làm keo tụ vô cơ khác

1.2.2. Chất phụ gia kết bông “tự nhiên”

Chất kết bông vô cơ

Chất kết bông hữu cơ (polymer tự nhiên)

1.2.3. Các chất keo tụ hữu cơ tổng hợp

Đó là các sản phẩm hữu cơ tổng hợp có khối lƣợng

phân tử trung bình (104 – 105

). Trong môi trƣờng nƣớc

chúng chỉ có dạng lỏng.

Chúng có thể sử dụng trực tiếp (không có trạm

điều chế), thay thế toàn bộ hay từng phần chất đông

tụ vô cơ.

Chúng bị thải sau khi hòa tan.

4/17/2010

5

1.2.3. Các chất keo tụ hữu cơ tổng hợp

Sử dụng các chất đông tụ hữu cơ làm giảm đáng kể

thể tích bùn. Bùn lấy ra đặc hơn, nhƣng cũng dính

hơn.

Do vậy, ứng dụng của chúng không phải thích

hợp cho bất kz công trình nào.

Chất kết bông hữu cơ chỉ làm thay đổi rất ít giá

trị pH và tăng thêm rất ít độ muối.

1.2.3. Các chất keo tụ hữu cơ tổng hợp

Phân loại

Lĩnh vực áp dụng

Sự đồng vận với một số chất keo tụ vô cơ

1.2.4. Chất kết bông tổng hợp

Đó là các đại phân tử nối dài các mắt xích thu đƣợc do

kết hợp cac đơn phân tử tổng hợp, trong đó một số

tích điện hay nhóm khả năng ion hóa.

Chúng có khối lƣợng phân tử rất cao (106 – 107

),

cho phép đạt đƣợc hiệu quả lớn hơn rất nhiều so với

polymer tự nhiên.

1.2.4. Chất kết bông tổng hợp

Phân loại

Sử dụng

Lĩnh vực áp dụng

4/17/2010

6

1.3. KẾT BÔNG TIẾP XÚC VỚI BÙN

Tự học

Chƣơng 2. KẾT TỦA HÓA HỌC

2.1. LOẠI BỎ CALCIUM VÀ MAGNESIUM

2.2. KẾT TỦA (PRECIPITATION) SILIC

2.3. KẾT TỦA KIM LOẠI

2.4. CÁC LOẠI LIÊN KẾT

2.5. ỨC CHẾ KẾT TỦA

2.1. LOẠI BỎ CALCIUM VÀ MAGNESIUM

2.1.1. Các phƣơng pháp chính

2.1.2. Tính và kiểm tra kết tủa (thu đƣợc một

TAC cực tiểu)

2.1.1. Các phƣơng pháp chính

Cơ chế kết tủa

Sử dụng carbonate natri

Kết tủa bằng NaOH

4/17/2010

7

2.1.2. Tính và kiểm tra kết tủa (thu đƣợc một TAC

cực tiểu)

Liều lƣợng vôi

Liều lƣợng carbonate natri

Liều lƣợng NaOH

2.2. KẾT TỦA SILIC

Loại bỏ silic bằng Mg II

Loại bỏ silic bằng aluminate natri

Loại bỏ silic bằng Chlorua sắt III

Keo silic

2.3. KẾT TỦA KIM LOẠI

Đó là sự kết tủa của kim loại hòa tan thƣờng gặp chủ

yếu trong các chất thải của nhà máy xử lý bề mặt kim

loại, sự ngâm chiết của công nghiệp thủy luyện kim,

nƣớc làm sạch khí đốt than và lò thiêu rác sinh hoạt.

2.3. KẾT TỦA KIM LOẠI

Phƣơng pháp thƣờng dùng nhất là làm kết tủa kim

loại dƣới dạng hydroxide bằng cách trung hòa đơn

giản các chất thải acid.

Giá trị pH kết tủa cực đại của tất cả kim loại

không trùng nhau, ta tìm một vùng tối ƣu của pH, giá

trị từ 7 – 10,5 tùy theo giá trị cực tiểu cần tìm để loại

bỏ kim loại mà không gây độc hại.