PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA
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 trình này có thể loại được 80 ÷ 90% TSS,
40 ÷ 70% BOD5, 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
Teân hoùa chaát Coâng t höùc Troï ng Troï ng l öôï ng ri eâng,
l öôï ng l b/ f 3
t
phaân
t öû Khoâ Dung dòch
Pheøn nhoâm Al2(SO4)3.18H2O 666,7 60 ÷ 75 78 ÷ 80
(49%)
Al2(SO4)3.14H2O 594,3 60 ÷ 75
83 ÷ 85
(49%)
Ferric chloride FeCl3 162,1 84 ÷ 93
Ferric sulfate Fe2(SO4)3 400
Fe2(SO4)3.3H2O 454 70 ÷ 72
Ferric sulfate FeSO4.7H2O 278,0 62 ÷ 66
(copperas)
Voâi Ca(OH)2 56 theo 35 ÷ 50
CaO
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991
Ghi chú: lb/ft3 × 16,0185 = kg/m3
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:
Al2(SO4)3.18H2O + 3Ca(HCO)3 ⇔ 3CaSO4 + 2Al(OH)3 + 6CO2 + 18H2O
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
CaCO3) 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 + H2CO3 ⇔ CaCO3 + 2H2O
Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 ⇔ 2CaCO3 + 2H2O
Quá trình lắng của CaCO3 sẽ kéo theo các chất rắn lơ lửng.
Sulfate sắt và vôi: trong hầu hết các trường hợp sulfate sắt không sử dụng riêng lẻ mà
phải kết hợp với vôi để tạo kết tủa. Các phản ứng xảy ra như sau:
FeSO4 + Ca(HCO3)2 ⇔ 2Fe(HCO3)2 + CaSO4 + 2H2O
Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2 ⇔ 2Fe(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ⇒ 4Fe(OH)3
Khi Fe(OH)3 lắng xuống nó sẽ kéo theo các chất rắn lơ 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
FeCl3 + 3 H2O ⇔ Fe(OH)3 + 3H+ + 3Cl -
3H+ + 3HCO3 - ⇔ 3H2CO3
Ferric chloride và vôi: phản ứng xảy ra như sau
FeCl3 + Ca(OH)2 ⇔ 3CaCl2 + 2Fe(OH)3
Ferric sulfate và vôi: phản ứng xảy ra như sau
Fe2(SO4)3 + Ca(OH)2 ⇔ 3CaSO4 + 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 CaCO3. Trong môi trường pH > 10 các
ion Ca+2 sẽ phản ứng với các ion PO4-3 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 PO4-3 + 2 OH- ⇔ 2Ca5(PO4)3OH
Phèn nhôm: phản ứng xảy ra như sau
Al+3 + HnPO43-n ⇔ AlPO4 + nH+
Các liều lượng phèn nhôm thường sử dụng và hiệu suất khử phospho của nó
Hieäu Tæ leä Mole (Al : P)
suaát khöû
phospho Khoaûng bieán Giaù trò
(%) thieân thöôøng duøng
75 1,25 : 1 ÷ 1,5 : 1 1,4 : 1
85 1,6 : 1 ÷ 1,9 : 1 1,7 : 1
95 2,1 : 1 ÷ 2,6 : 1 2,3 : 1
Ferric: phản ứng xảy ra như sau
Fe+3 + HnPO43-n ⇔ FePO4 + nH+
Tùy theo bản chất của nước thải, qui trình xử lý mà giai đoạn khử phospho của nước
thải có thề diễn ra ở bể lắng sơ cấp, bể lắng thứ cấp, bể lắng riêng đặt sau bể lắng
thứ cấp. Hình 6.1 chỉ ra các sơ đồ của quá trình khử phospho bằng phương pháp hóa
học.
Caùc ñoà
sô cuûa qui trình khöû phospho baèng phöông phaùp
hoùa hoïc
Löu löôïng naïp nöôùc thaûi cho beå laéng trong tröôøng hôïp
coù söû duïng hoùa chaát trôï laéng
Loaïi hoùa
chaát Löu löôïng naïp nöôùc thaûi
gal/ft 2.d
Khoaûng cho Giaù trò thöôøng
pheùp duøng
Phèn nhôm 600 ÷ 1200 1200
Ferric 600 ÷ 1200 1200
Vôi 750 ÷ 1500 1500
Nước thải không hóa chất 600 ÷ 1200 1200
Nguồn: Wast ew er Engi neeri ng: treat m
at ent, reuse, di sposal ,
1991
Ghi chú: gal/ft2.d × 0,0407 = m3/m2.d
Kết tủa các kim loại nặng
Chuyển các chất thải dạng hòa tan sang dạng không hòa tan sau đó loại khỏi
dung dịch bằng quá trình lắng, lọc.
pH là một nhân tố quan trọng cho quá trình kết tủa. Bảng dưới đây đưa ra độ
pH thích hợp cho quá trình kết tủa các kim loại nặng.
pH t hí ch hôï p cho vi eäc keát t uûa caùc ki m l oaï i
I on pH I on pH
Fe (+3) 2,0 Ni (+2) 6,7
Al (+3) 4,1 Cd (+2) 6,7
Cr (+3) 5,3 Co (+2) 6,9
Cu (+2) 5,3 Zn (+2) 7,0
Fe (+2) 5,5 Mg (+2) 7,3
Pb (+2) 6,0 Mn (+2) 8,5
Khaû naêng hoøa tan cuûa o ät
m soá hydroxide kim loaïivaø
sulfide theo pH
[Phaàn ] Phaàn ] Phaàn ] Phaàn ] [Phaàn
1 [ 2 [ 3 [ 4 5] Phaàn ] [Phaàn
[ 6
7]
© Lê Hoàng Việt - Trung Tâm Năng Lượng Mới
Copyright by webtailieu.net