Keo tụ là một phương pháp xử lý nước có
sử dụng hoá chất.
• Trong đó, các hạt keo nhỏ lơ lửng trong
nước nhờ tác dụng của chất keo tụ mà
liên kết với nhau tạo thành bông keo có
kích thước lớn hơn.
• Người ta có thể tách chúng ra bằng các
biện pháp lắng lọc hay tuyển nổi.
34 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 8297 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý –phương pháp keo tụ tạo bông, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG
PHÁP HÓA LÝ – PHƯƠNG PHÁP
KEO TỤ TẠO BÔNG
I .Giới thiệu về phương pháp keo tụ tạo
bông
II. Các chất keo tụ tạo bông
III. Thí nghiệm Jartest
IV. Bể phản ứng tạo bông kết tủa
V. Cách thiết kế
Khái niệm
• Keo tụ là một phương pháp xử lý nước có
sử dụng hoá chất.
• Trong đó, các hạt keo nhỏ lơ lửng trong
nước nhờ tác dụng của chất keo tụ mà
liên kết với nhau tạo thành bông keo có
kích thước lớn hơn.
• Người ta có thể tách chúng ra bằng các
biện pháp lắng lọc hay tuyển nổi.
Mục đích
Lắng các hạt cặn lơ lửng có kích thước
<10-4mm
Tăng hiệu suất lắng của bể
Cải thiện độ đục và màu sắc của nước.
Nguyên tắc của quá trình keo tụ
tạo bông
Làm mất tình ổn định của các hệ keo
thiên nhiên.
Tạo ra hệ keo mới có khả năng kết hợp
tạo thành những bông cặn lớn,lắng nhanh,
có hoạt tính bề mặt cao, được loại bỏ
bằng phương pháp lắng hoặc lọc
Khái niệm về hạt keo
• Keo kị nước (hydropholic): không tan, phân chia
thành các hạt nhỏ, không ngậm dầu, nước.
Ví dụ: các kim loại như vàng, bạc, silic…
• Keo ưa nước ( hydrophilic): có khả năng hấp phụ
các phân tử nước.
Ví dụ: vi trùng, polyme hoà tan…
• Các hạt làm bẩn nước trong tự nhiên chủ yếu tạo
ra hệ keo kị nước gồm các hạt mang điện tích
âm, nên ta chỉ nghiên cứu keo kị nước.
Cấu tạo của hạt keo
Vị trí
Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nứơc thải của nhà máy dệt nhuộm
2 3∞
4 5 4
6
6
1. Sàng chắn rác 2. Bể điều hoà 3. Bể keo tụ
4. Thiết bị lắng bùn 5. Bể sinh học 6. Thiết bị xử lý bùn
1
Bùn
Bùn
Các chất keo tụ
Muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng
Tuỳ thuộc vào các tính chất hoá lý, chi
phí, nồng độ tạp chất trong nước, pH và
thành phần muối trong nước.
Trên thực tế người ta thường dùng các
chất keo tụ sau: Al2(SO4)3.18H2O;
Al2(OH)5Cl ; KAl(SO4)2.12H2O;
NH4Al(SO4)2.12H2O ; Fe2(SO4)3.2H2O,…
Chất trợ keo
Tự nhiên: tinh bột, dextrin (C6H10O5)n,
xenlulo và Dioxitsilic hoạt tính
(xSiO2.yH2O), chitosan…
Tổng hợp: thường dùng là polyacrylamit
Phần III
Thí nghiệm Jartest
• Quá trình keo tụ tạo bông phụ thuộc vào
rất nhiều yếu tố như: pH, lượng chất keo
tụ cho vào, nhiệt độ nước, tạp chất trong
nước … nhưng quan trọng nhất là pH và
lượng chất keo tụ.
• Vì vậy, ta phải xác định chính xác giá trị
pH tối ưu và liều lượng chất keo tụ tối ưu
cụ thể bằng thực nghiệm với thí nghiệm
Jartest.
Mô hình thí nghiệm
I : Hoäp soá ñieàu khieån
II : Caùnh khuaáy
III : Tua bin caùnh khuaáy
IV : Coác 1000ml thuyû tinh
V : Beä ñôõ
• Thiết bị Jartest gồm 6 cánh khuấy quay
cùng tốc độ.
• Nhờ hộp số, tốc độ quay có thể điều chỉnh
được ở dãy từ 10 ÷ 150 vòng/phút.
• Cánh khuấy có dạng turbine gồm 2 bản
phẳng nằm cùng một mặt phẳng thẳng
đứng.
• Cánh khuấy đặt trong 6 beakers dung tích
1l chứa cùng mẫu nước thô cho một đợt
thí nghiệm.
Cách tiến hành
Laáy 500ml maãu nöôùc thaûi cho vaøo coác
1000ml vaø cho löôïng pheøn vaøo vôùi löôïng
taêng nhoû.
Sau moãi laàn taêng löôïng pheøn, khuaáy troän
nhanh 1 phuùt sau ñoù khuaáy troän chaäm trong 3
phuùt. Theâm löôïng pheøn cho ñeán khi boâng
caën hình thaønh.
Ghi nhaän haøm löôïng pheøn naøy.
Thí nghiệm xác định pH tối ưu
Laáy 1 lít maãu nöôùc thaûi cho vaøo moät coác 1000ml, sau ñoù ñaët
coác vaøo thieát bò Jartest.
Cho cuøng moät lieàu löôïng pheøn nhaát ñònh ôû böôùc treân vaøo 6
coác 1000ml chöùa nöôùc thaûi ôû treân. Sau ñoù theâm axit hoaëc
kieàm ñeå pH dao ñoäng trong khoaûng 4 - 9 . Môû caùnh khuaáy
quay ôû toác ñoä 100 voøng / phuùt. Sau ñoù quay chaäm trong 15
phuùt ôû toác ñoä 15 – 20 voøng/phuùt.
Taét maùy khuaáy, ñeå laéng tónh 30 phuùt. Sau ñoù laáy maãu nöôùc
laéng (lôùp nöôùc ôû phiaù treân ) phaân tích caùc chæ tieâu pH ñoä ñuïc,
ñoä maøu. Giaù trò pH toái öu laø giaù trò öùng vôùi maãu coù ñoä ñuïc
(SS), ñoä maøu thaáp.
Dựng đñồ thị, truïc hoaønh bieåu thò giaù trò pH, truïc tung bieåu
thò giaù trò ñoä ñuïc, ñoä maøu maãu nöôùc thaûi ñaõ xöû lyù. Veõ ñöôøng
cong bieán thieân. Xaùc ñònh ñieåm cöïc tieåu. Töø ñoù suy ra giaù trò
pH toái öu.
Thí nghiệm xác định lượng chất
keo tụ tối ưu
Laáy 1 lít maãu nöôùc thaûi cho vaøo moãi coác 1000ml sau ñoù ñaët caùc
coác vaøo thieát bò Jartest.
Trong thí nghieäm naøy thay ñoåi lieàu löôïng pheøn khaùc nhau ôû 6 coác
1000ml chöùa nöôùc thaûi ôû treân. Sau ñoù theâm axit hay kieàm vaøo ñeå
ñaït pH toái öu töông öùng vôùi lieàu löôïng pheøn khaùc nhau.
Môû caùnh khuaáy quay ôû toác ñoä 100voøng/ phuùt trong 1 phuùt, sau ñoù
quay chaäm trong 15 phuùt ôû toác ñoä 15- 20 voøng/phuùt. Taét maùy
khuaáy, ñeå laéng tónh trong voøng 30 phuùt.
Sau ñoù laáy maãu nöôùc laéng (lôùp nöôùc phía treân) phaân tích caùc chæ
tieâu pH ñoä ñuïc, ñoä maøu. Lieàu löôïng pheøn toái öu laø lieàu löôïng öùng
vôùi maãu coù ñoä ñuïc, ñoä maøu thaáp nhaát.
Döïng ñoà thò, truïc hoaønh bieåu thò lieàu löôïng pheøn, truïc tung bieåu
thò giaù trò ñoä ñuïc, ñoä maøu trong maãu nöôùc thaûi ñaõ xöû lyù. Veõ ñöôøng
cong bieán thieân . Xaùc ñònh ñieåm cöïc tieåu töø ñoù suy ra thôøi gian
lieàu löôïng pheøn toái öu.
Phần IV
BỂ PHẢN ỨNG TẠO BÔNG
KẾT TỦA
34
Nứơc Chất
Đông tụ
Nứơc thải
5
1 2
Sơ đồ thiết bị làm sạch nứơc thải bằng đông tụ
1.Bể chứa chuẩn bị dung dịch
2.Thiết bị định lựơng
3.Bể khuấy trộn
4.Bể tạo bông
5.Bể lắng trong
Quá trình làm sạch nứơc thải bằng đông tụ và keo tụ gồm
các giai đoạn sau: định lựơng, khuấy trộn hoá chất với
nứoc thải, tạo thành bông keo và lắng bông keo.
Nước đã được
làm sạch
Cặn lắng
III.1.Bể phản ứng xoáy
III.1.1.Bể phản ứng
xoáy hình trụ
Thường đặt trong
bể lắng đứng.
Áp dụng cho các
công trình xử lý nước
nhỏ
III.1.2.Bể phản ứng xoáy hình phễu
• Ưu điểm: hiệu quả cao, tổn thất áp lực
trong bể nhỏ, dung tích bể nhỏ ( thời gian
lưu nước ngắn).
• Nhược điểm: khó tính cấu tạo của bộ
phận thu nước trên bề mặt theo hai yêu
cầu: thu nước đều và không phá vỡ bông
cặn, khó xây dựng khi dung tích lớn.
1. Ống dẫn nước từ ngăn tách khí vào bể phản ứng
2. Bể phản ứng xoáy hình phễu
3. Ống thu nước sang bể lắng
4. Máng vòng có lỗ chảy ngập
III.2.Bể phản ứng kiểu vách ngăn
• Dùng các vách ngăn để tạo ra sự đổi chiều liên
tục của dòng nước. Thường kết hợp với các bể
lắng.
• Có 2 dạng : vách ngăn ngang và vách ngăn
thẳng đứng.
• Khi khoảng cách giữa các vách ngăn >=0.7m thì
có thể chọn dòng chảy ngang, nếu khoảng cách
giữa các ngăn <0.7m thì chiều nước chảy nên
theo phương thẳng đứng.
• Ưu điểm: đơn giản trong xây dựng, dễ lấp
ráp và vận hành.
• Nhược điểm: khối lượng xây dựng lớn do
có nhiều vách ngăn, bể phải có đủ chiều
cao hoặc dài để thõa mãn tổn thất áp lực
trong toàn bể.
Bể phản ứng có vách ngăn hướng dòng
theo phương thẳng đứng.
Hình : Bể phản ứng có
vách ngăn ngang
1. Mương dẫn nước
2. Mương xả cặn
3. Cửa đưa nước vào
4. Cửa đưa nước ra
5. Van xả cặn
6. Vách ngăn hướng
dòng
III.3. Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng
• Ưu điểm: hiệu quả cao, cấu tạo đơn giản,
không cần máy móc cơ khí, không tốn
chiều cao xây dựng.
• Nhược điểm: khởi động chậm, thường lớp
cặn lơ lửng được hình thành và làm việc
có hiệu quả chỉ sau 3-4 giờ làm việc.
1. Máng dẫn từ bể trộn sang; 2. Máng phân phối nước;
3. Ống đứng phân phối đặt cách nhau 0.8 – 1m;
4. Tường tràn sang bể lắng; 5. Vách ngăn hướng dòng.
III.4. Bể phản ứng cơ khí
• Dùng năng lượng của cánh khuấy chuyển
động trong nước để tạo ra sự xáo trộn
dòng chảy.
• Ưu điểm: có khả năng điều chỉnh cường
độ khuấy trộn theo ý muốn.
• Nhược điểm: cần có máy móc, thiết bị cơ
khí chính xác và điều kiện quản lý vận
hành phức tạp. nên thường dùng cho các
nhà máy có công suất lớn.
V. Thiết kế bể keo tụ bông
Để thiết kế bể phản ứng ta cần biết các yếu tố
sau:
Chiều dài bể ( L)
Chiều rộng bể ( B )
Chiều cao bể ( H )
Thời gian lưu nước (t)
Thể tích xây dựng bể
Chiều rộng 1 bản cánh khuấy
Chiều dài 1 bản cánh khuấy
Bán kính vòng khuấy
Các thông số thiết kế bể tạo bông
Chiều dài bể ( L)
Chiều rộng bể ( B )
Chiều cao bể ( H )
Thời gian lưu nước (t )
Chiều rộng 1 bản cánh khuấy
Chiều dài cánh khuấy
Bán kính vòng khuấy (R1)
Bán kính vòng khuấy (R2)
The end