Hóa chất keo tụ tạo bông: Ưu, nhược điểm và công dụng

Trong cấu trúc vận hành của một hệ thống xử lý nước thải công nghiệp hay sinh hoạt, công đoạn keo tụ tạo bông đóng vai trò quyết định đến độ trong của nước và hiệu suất loại bỏ chất rắn lơ lửng (TSS). Thực tế cho thấy, đối với các nguồn thải nhiễm kim loại nặng hoặc chứa các hạt cặn lơ lửng kích thước micro, phương pháp lắng cơ học bằng trọng lực hoàn toàn bất khả thi do các hạt keo mang điện tích cùng dấu luôn đẩy nhau và lơ lửng vô thời hạn.

Để giải quyết bài toán thủy lực này, việc sử dụng các loại hóa chất keo tụ tạo bông là giải pháp bắt buộc nhằm trung hòa điện tích bề mặt và kết dính các hạt cặn nhỏ li ti thành bông bùn kích thước lớn để dễ dàng lắng xuống đáy. Vậy trên thị trường hiện nay có những loại hóa chất keo tụ nào phổ biến? Ưu nhược điểm và các yếu tố kỹ thuật nào ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của chúng? Hãy cùng NTS Engineering tìm hiểu chi tiết ngay trong bài viết dưới đây.

Hóa chất keo tụ tạo bông

Hóa chất keo tụ tạo bông hiện nay được sử dụng phổ biến bởi mang lại rất nhiều công dụng. Hóa chất keo tụ tạo bông có chức năng chính là liên kết các hạt cặn nhỏ lơ lửng trong nước vốn có kích thước quá nhỏ để có thể lắng tự nhiên. Sau khi tụ lại với nhau thành những cụm hạt lớn hơn, các bông cặn này đủ nặng để lắng xuống đáy bể nhờ tác động của trọng lực. Từ đó, quá trình tách chất rắn ra khỏi nước trở nên nhanh chóng, hiệu quả và dễ kiểm soát hơn nhiều so với việc để nước tự lắng.

Ngoài ra, việc sử dụng hóa chất keo tụ tạo bông còn giúp giảm tải cho các bước xử lý tiếp theo. Khi lượng cặn giảm đi đáng kể, các thiết bị lọc sẽ ít bị tắc nghẽn hơn, đồng thời lượng hóa chất khử trùng cần dùng cũng giảm, kéo theo chi phí vận hành hệ thống được tối ưu hóa.

>> Tham khảo thêm: Bể keo tụ tạo bông: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động như thế nào?

Quá trình keo tụ

Keo tụ là quá trình phá vỡ liên kết thế zeta (sự chênh lệch lệch điện thế giữa bề mặt hạt keo và lớp bọc bên ngoài) sau đó liên kết các hạt keo này lại với nhau. Để phá vỡ liên kết của lớp vỏ bảo vệ thế zeta, người ta sẽ thêm vào nguồn nước các chất keo tụ tức là ion mang điện tích trái dấu. Từ đó, hạt keo sẽ không còn lớp bảo vệ là thế zeta nữa nên dễ dàng bị tách khỏi dung dịch. 

Quá trình tạo bông

Quá trình tạo bông diễn ra sau khi các hạt keo bị mất ổn định và liên kết nhân với nhau tạo thành các bông cặn có kích thước, khối lượng lớn hơn. Từ đó dễ dàng bị lắng xuống, giúp cho việc lọc nước thuận lợi hơn. Ở đây, các hóa chất trợ keo, hoặc hóa chất keo tụ được thêm vào. Chúng có vai trò như chiếc “cầu nối” để hỗ trợ giúp các hạt kết dính lại, hình thành các bông bùn kích thước lớn. 

Các loại hóa chất keo tụ tạo bông phổ biến

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại hóa chất keo tụ khác nhau, mỗi loại đều có những ưu nhược điểm, ứng dụng riêng.

Phèn nhôm

Phèn nhôm hay còn gọi là phèn chua là hỗn hợp muối sunfat của nhôm. Phèn nhôm bao gồm các loại:

• Sunfat Nhôm Al2(SO4)3.18H2O được sản xuất từ quặng boxit, nefelin, một số loại đất sét.
• Oxy clorit nhôm Al2(OH)3Cl: sản xuất từ Al(OH)3 pha chế với HCl
• Aluminat Natri NaAlO2: sản xuất từ Al2O3 hay Al(OH)3 + NaOH

Phèn nhôm tồn tại dưới dạng tinh thể dạng bột hoặc dạng hạt màu trắng hoặc hơi ngả vàng.

Phèn sắt

Phèn sắt là hỗn hợp muối kép của sắt III sunfat và muối sunfat của kim loại kiềm hay amoni.

Các loại phèn sắt phổ biến:

• Clorit sắt: FeCl3.6H2O: sản xuất từ Fe-Cl2 (ở 700 độ C) hoặc quặng sắt + Cl2
• Sunfat Sắt II: FeSO4.7H2O
• Sunfat sắt III: Fe2(SO4)3.2H2O: sản xuất từ Fe2O3+ H2SO4
• Hỗn hợp Sắt III sunfat và Sắt III Clorua
• Hỗn hợp Nhôm sulfat và sắt III Clorua

Phèn sắt tồn tại ở dạng tinh khiết, tinh thể không màu có dạng hạt li ti.

Các chất trợ keo

Ngoài ra còn có các chất trợ keo như:

• Poly Aluminum Chloride: PAC
• Aln(OH)mCl(3n-m) -> Al12(OH)24AlO4(H2O12)127+
• Poly Aluminum Chloride Sunfat: PACS
• Poly Aluminum Silica Sulfat: PASS
• Poly Ferric Chloride: PFC
• Poly Aluminum Ferric Chloride: PAFC
• Poly Aluminum Sulicate Chloride: PASC
• Poly Ferric Silicate Chloride: PFSC
• Poly Aluminum Ferric Silicate Chloride: PASC

Hầu hết các chất trợ keo cũng là một loại phèn nhôm nhưng tồn tại ở dạng cao phân tử (polymer), có 2 dạng:  dạng bột ngà ánh vàng, tan hoàn toàn trong nước và dạng lỏng có màu nâu vàng

Ưu, nhược điểm và công dụng của các loại hóa chất keo tụ tạo bông

Ưu, nhược điểm

Công dụng

>> Xem thêm video để hiểu hơn công dụng của hoá chất keo tụ tạo bông:

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của hóa chất trong keo tụ tạo bông

Để đảm bảo quá trình keo tụ và tao bông diễn ra thuận lợi và hiệu quả, các hóa chất keo tụ phát huy được hết tác dụng nhà vận hành cần kiểm tra và khắc phục các yếu tố dưới đây:

Nhiệt độ nước

Nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các hạt keo tụ tăng lên, làm tần số va chạm và kết quả kết dính tăng. Ngược lại, nhiệt độ giảm thì kết quả kết dính cũng giảm theo. Do đó, lựa chọn mức nhiệt độ phù hợp cũng rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả xử lý nước thải. 

Tạp chất bẩn trong nước

Một số loại tạp chất bẩn như: Chất hữu cơ, vi sinh vật, dầu mỡ, các chất hoạt động bề mặt có thể ảnh hưởng đến quá trình keo tụ và tạo bông. Do đó, nước thải cần được lọc rác, cặn thô, dầu mỡ trước khi đưa vào xử lý hóa chất

Liều lượng chất keo tụ và chất trợ keo tụ

Tuỳ vào từng nguồn nước cần xử lý mà ta xác định hàm lượng chất keo tụ, chất tạo bông theo tỉ lệ phù hợp. Thông thường, chúng ta cần thực hiện thí nghiệm để đánh giá hiệu quả trước rồi mới đưa vào vận hành chính thức

Nồng độ pH trong thành phần nước

pH ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của hóa chất keo tụ, do đó cần điều chỉnh độ pH nước thải trước khi đưa hệ thống vào hoạt động. Ví dụ một số ngưỡng pH đem lại hiệu quả keo tụ tạo bông cao là:

• Phèn nhôm có hiệu quả cao nhất ở pH = 5.5-7.5
• Phèn sắt có hiệu quả cao ở pH: 3.5-6.5 và 8-9

Tốc độ khuấy

Tốc độ khuấy ảnh hưởng đến sự tiếp xúc giữa các hạt keo với chất keo tụ. Thông thường, ta nên làm như sau:

• Ban đầu cần khuấy nhanh để hòa tan nhanh hóa chất đều vào nước
• Sau đó tốc độ khuấy cần điều chỉnh chậm lại để các bông bùn có thể hình thành và lắng xuống, tránh bị vỡ bông bùn.

Lời kết

Có thể thấy, mặc dù hóa chất keo tụ tạo bông sở hữu những ưu điểm vượt trội trong việc làm trong nước và giảm tải cho các công đoạn lọc phía sau, nhưng hiệu quả thực tế lại phụ thuộc rất lớn vào kỹ thuật vận hành. Việc châm hóa chất sai liều lượng, không kiểm soát tốt độ pH hay cài đặt tốc độ khuấy trộn không phù hợp đều có thể dẫn đến hiện tượng vỡ bông bùn, gây ăn mòn đường ống, tăng chi phí xử lý bùn thải hoặc làm tồn dư hóa chất độc hại trong nước đầu ra.

Với hơn 13 năm kinh nghiệm thực chiến trong ngành môi trường, NTS Engineering tự hào là đơn vị chuyên tư vấn, thiết kế và thi công trọn gói hệ thống xử lý nước thải uy tín cho hàng trăm doanh nghiệp. Chúng tôi không chỉ cung cấp giải pháp công nghệ hiện đại mà còn đồng hành hỗ trợ kỹ thuật chuyên sâu, giúp trạm xử lý của bạn tối ưu hóa liều lượng hóa chất sử dụng, đảm bảo nước đầu ra đạt chuẩn xả thải với chi phí vận hành kinh tế nhất.

Hệ thống xử lý nước thải của bạn đang gặp sự cố khó lắng cặn, tốn quá nhiều chi phí hóa chất hoặc cần khảo sát để tìm ra tỷ lệ keo tụ tối ưu? Hãy liên hệ ngay với đội ngũ kỹ sư của NTS Engineering qua hotline 0888 167 247 hoặc website https://ntse.vn/ để được hỗ trợ cụ thể và chuyên sâu.