Trước đây người ta thường dùng quá trình này để khửbớt 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.
11 trang |
Chia sẻ: haohao89 | Lượt xem: 3087 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Phương pháp kết tủa trong xử lý nước thải, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA TRONG XỬ LÝ NƯỚC
THẢI
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 trìn
này có thể loại được 80 90% TSS, 40 70% BOD
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
Troïng löôïng
rieâng, lb/ft
Teân
hoùa
chaát
Coâng thöùc
Troïng
löôïng
phaân
töû
Khoâ
Dung
dòch
Pheøn
nhoâm
Al2(SO4)3.18H2O
Al2(SO4)3.14H2O
666,7
594,3
60 75
60 75
78
(49%)
83
(49%)
Ferric
chloride
FeCl3
162,1
84
Ferric
sulfate
Fe2(SO4)3
Fe2(SO4)3.3H2O
400
454
70
Ferric FeSO4.7H2O
sulfate
(copperas) 278,0 62 66
Voâi Ca(OH)2
56
theo
CaO
35 50
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)
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 l
lửng.
Sulfate sắt và vôi: trong hầu hết các trường hợp sulfate
sắt không sử dụng riêng lẻ mà phải kết hợp với vôi đ
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 l
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 + HnPO4
3-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
thieân
Giaù trò
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 + HnPO4
3-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 sô ñoà 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
Löu löôïng naïp
nöôùc thaûi gal/ft2.d
Loaïi hoùa
chaát
Khoaûng
cho pheùp
Giaù trò
thöôøng
duøng
Phèn nhôm
600 1200
1200
Ferric
600 1200
1200
Vôi
750 1500
1500
Nước thải
không hóa
600 1200
1200
chất
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse,
disposal, 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 thích hôïp cho vieäc keát tuûa caùc kim loaïi
Ion
pH
Ion
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