Trong xử lý nước thải chắc hẳn các bạn không xa lạ với keo tụ và tạo bông. Sau đây chúng ta hãy cùng PH Châu âu tìm hiểu về quá trình Keo tụ và tạo bông trong xử lý nước thải cũng như cấu tạo của hệ thống keo tụ tạo bông như thế nào nhé!

Nội dung

Keo tụ và tạo bông là gì?
Cơ chế của quá trình keo tụ
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ
Một số chất Keo tụ tạo bông thường được sử dụng
Công nghệ bể Keo tụ tạo bông PH Châu Âu

Keo tụ và tạo bông là gì?

Keo tụ và tạo bông là một quy trình trong xử lý nước cấp và nước thải, quy trình này sử dụng hóa chất để tách các chất ổ nhiễm trong nước thành bùn và sau đó lắng xuống. Trong một số trường hợp trong nước có chứa nhiều : Chất rắng lơ lửng, các hạt keo, chất hữu cơ, tảo, vi khuẩn, vi sinh vật. Thì cần đến quá trình xử lý có keo tụ tạo bông. Quá trình keo tụ tạo bông là công nghệ loại bỏ các chất ô nhiễm nhờ quá trình làm giảm điện tích Zeta trên bề mặt hạt keo trong nước. Các hóa chất thường dùng trong keo tụ tạo bông là các ion kim loại hóa trị III như Aluminium chloride, Ferrous chloride, PAC,… trong đó PAC là được dùng rộng rãi hơn cả vì hiệu suất cao và dễ lưu trữ, sử dụng.

THAM KHẢO THÊM:

Thiết bị song chắn rác trong xử lý nước thải hiện nay

Bể lắng là gì? Phương pháp thiết kế bể lắng đúng chuẩn

Cơ chế của quá trình keo tụ

Trong quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt chất rắn huyền phù có kích thước lớn (), còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo không thể lắng được. Ta có thể tăng kích cỡ các hạt nhờ tác dụng tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết vào các tập hợp hạt để có thể lắng được. Muốn vậy, trước hết cần trung hoà điện tích của chúng, t đến là liên kết chúng lại với nhau.

Xử lý bằng phương pháp keo tụ là cho vào trong nước một loại hoá chất gọi là chất keo tụ có thể đủ làm cho những hạt rất nhỏ biến thành những hạt lớn lắng xuống. Thông thường quá trình keo tụ tạo bông sảy ra qua hai giai đoạn:

Bản thân chất keo tụ phát sinh thuỷ phân, quá trình hình thành dung dịch keo, và ngưng tụ.
Trung hoà hấp phụ lọc các tạp chất trong nước.
Kết quả của quá trình trên là hình thành các hạt lớn lắng xuống.

Những hạt rắn lơ lửng mang điện tích âm trong nước (keo sét, protein …) sẽ hút các ion dương tạo ra hai lớp điện tích dương bên trong và bên ngoài. Lớp ion dương bên ngoài liên kết lỏng lẻo nên có thể dể dàng bị trợt ra. Như vậy điện tích âm của hạt bị giảm xuống. Thế điện động hay thế zeta bị giảm xuống.

Mục tiêu đề ra là giảm thế zeta, tức là giảm chiều cao của hàng rào năng lượng đến giá trị giới hạn, sao cho các hạt rắn không đẩy lẫn nhau bằng cách cho thêm vào các ion có điện tích dương để phá vỡ sự ổn định của trang thái keo của các hạt nhờ trung hoà điện tích. Khả năng dính kết tạo bông keo tụ tăng lên khi điện tích của hạt giảm xuống và keo tụ tốt nhất khi điện tích của hạt bằng không. Chính vì vậy lực tác dung lẫn nhau giữa các hạt mang điện tích khác nhau giữ vai trò chủ yếu trong keo tụ. Lực hút phân tử tăng nhanh khi giảm khoảng cách giữa các hạt bằng các tạo nên những chuyển động khác nhau được tạo ra do quá trình khuấy trộn.

Có thể nói Cơ chế của quá trình keo tụ là làm mất đi sự ổn định của dung dịch keo có trong nước bằng các biện pháp:

Nén lớp điện tích kép dược hình thành giữapha rắn và lỏng: giảm điện thế bể mặt bằng hấp phụ và trung hoà điện tích.
Hình thành các cầu nối giữa các hạt keo.
Bắt giữ các hạt keo vào bông cặn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ

Quá trình keo tụ phụ thuộc vào hai cơ chế chính là trung hoà điện tích và hấp phụ tạo cầu nối. Vì thế các yếu tố nào ảnh hưởng đến hai quá trình trên điền gây ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông.

Ảnh hưởng của pH
Nhiệt độ nước
Liều lượng chất keo tụ và chất trợ keo tụ
Tạp chất trong nước
Tốc độ khuấy trộn
Môi chất tiếp xúc: nếu trong nước duy trì một lớp cặn bùn nhất định, khiến cho quá trình kết tủa càng hoàn toàn, tốc độ kết tủa tăng.

Trong đó Ảnh hưởng của pH (quyết định quá trình thuỷ phân của chất keo tụ trong dung dịch) đến quá trình keo tụ là ảnh hưởng quan trọng nhất quyết định hiệu suất của việc xử lý.

Một số chất Keo tụ tạo bông thường được sử dụng

Phèn nhôm: NaAlO₂ , Al₂(OH)₅Cl , KAl(SO₄)₂H₂O, NH₄Al(SO₄)₂.12H₂O

Phèn sắt: Fe₂(SO₄)₃.2H₂O

Vôi: CA(OH)₂

Công nghệ bể Keo tụ tạo bông PH Châu Âu

Công nghệ keo tụ tạo bông được diễn ra ở 3 vị trí trong công trình xử lý:

Bể trộn

So với khối lượng nước thì lượng PAC cho vào rất nhỏ nhưng phản ứng lại diễn ra rất nhanh ngay sau khi tiếp xúc với nước, vì vậy phải khuấy trộn thật nhanh và đều vào nước. Phương pháp khuấy trộn sẽ tạo dòng chảy rối trong nước và được đánh giá dựa vào cường độ và thời gian khuấy trộn. Thông thường để đạt hiệu quả phản ứng và khuấy trộn tốt nhất giá trị gradient vận tốc nằm trong khoảng 200 – 1000s-1 trong thời gian 1 giây đến 2 phút.

Bể tạo bông

Là nơi các hạt keo đã bị mất ổn định bắt dính lại với nhau để tạo các hạt lớn. PAC cho vào sẽ tạo các hạt nhân keo tụ, sau đó các chất điều chỉnh độ kiềm sẽ được cho vào nhằm làm tăng hiệu quả quá trình keo tụ. Đặc biệt các chất kiềm hóa và chất trợ keo tụ (polymer) không được cho vào trước PAC vì sẽ phản ứng với PAC làm giảm hạt nhân keo tụ. Các chất kiềm hóa phải được cho vào sau PAC khoảng 15 giây đến 1 phút.

Bể lắng

Các bông cặn sau khi tạo thành sẽ được loại bỏ khỏi nước nhờ tại bể lắng. Vận tốc nước trong bể lắng phải được duy trì sao cho tốc độ rơi hạt cặn đủ lớn để tách khỏi dòng nước. Đối với bể lắng ngang thì vận tốc hạt cặn có thể chọn là 0.45-0.6mm/s

Liều lượng hóa chất PAC được châm vào sẽ được xác định dựa trên thí nghiệm Jar test. Được thực hiện định kỳ mỗi ngày. Kết quả của thí nghiệm Jartest sẽ cho biết nồng độ PAC cần thiết ở pH tối ưu.

Trên đây là thông tin chi tiết về quá trình Keo tụ và tạo bông trong xử lý nước thải hy vọng sẽ mang đến cho bạn những kiến thức bổ ích.