Quy trình xử lý nước cấp sinh hoạt hiện nay đòi hỏi nhiều công đoạn phức tạp cùng những công nghệ hiện đại. Keo tụ và tạo bông là một quá trình quan trọng trong quy trình lớn này. Keo tụ và tạo bông là gì? Quá trình này diễn ra như thế nào? Cần có những hóa chất gì? Các yếu tố ảnh hưởng ra sao? Bài viết này sẽ giúp bạn giải đáp.
Quá trình keo tụ – tạo bông là gì?
Keo tụ là quá trình phá vỡ độ bền, đồng thời liên kết các hạt keo (có thể là silica, kim loại nặng, xác chết vi sinh, chất rắn hữu cơ…) tạo nhân dính kết những hạt này lại. Sau đó, các bông cặn sau khi được liên kết qua quá trình keo tụ dính kết lại với nhau, quá trình này gọi là tạo bông.
Bản chất của quá trình keo tụ – tạo bông:
Cặn bặn trong nước thiên nhiên thường là hạt cát, sét, bùn, sinh vật phù du, sản phẩm phân hủy các chất hữu cơ. Trong kỹ thuật xử lý nước bằng biện pháp cơ học như lắng tĩnh, lọc chỉ có thể loại bỏ những hạt có kích thước lớn hơn 10^-4mm, còn những hạt cặn có d<10^-4 mm phải áp dụng xử lý bằng phương pháp lý hóa.
Khi các hạt ở kích thước rất bé, sẽ tham gia chuyển động nhiệt Brown cùng với các phần tử nước, tạo thành hệ keo phân tán trong toàn bộ thể tích nước, độ bền của các hạt cặn lơ lửng trong nước bé hơn nhiều so với độ bền của độ phân tán phân tử, vì thế dễ bị phá hủy dưới tác động từ bên ngoài như: đun nóng, làm lạnh, pha với các chất điện phân.
Các hạt cặn làm bẩn nước thiên nhiên chủ yếu tạo ra hệ keo kỵ nước gồm các hạt mang điện tích âm, còn các hạt keo kị nước tạo ra do sản phẩn thủy phân phen nhôm, phèn sắt mang điện tích dương.
Mục đích chính của keo tụ -tạo bông là tăng kích thước và khối lượng của các bông cặn, nhờ đó, chúng sẽ dễ dàng bị lắng xuống, việc lọc nước sẽ thuận lợi hơn.
Cấu tạo của hệ keo trong nước
Hạt keo là một tổ hợp các phân tử của một chất hòa tan trong nước. Nhân của hạt có lớp keo bề mặt nên có khả năng hút các Ion trái dấu. Nhân cùng với lớp điện tích kép tạo thành hạt.
Hạt lại hấp phụ các ion cùng dấu tạo thành hạt keo. Hạt keo luôn chuyển đông Brown nên luôn mang điện, sẽ hút các hạt hoặc keo khác trái dấu tạo thành hệ keo mới có kích thước lớn hơn.
Các hóa chất trợ keo thường được sử dụng
Các loại phèn:
+ Sunfat Nhôm, Al2(SO4)3.18H2O: Sản xuất từ quặng boxit, nefelin, một số loại đất sét
+ Sulfat nhôm tinh chế: Sát xuất từ Al2O3 tác dụng với H2SO4
+ Oxy clorit nhôm Al2(OH)3Cl: sản xuất từ Al(OH)3 pha chế với HCl
+ Aluminat Natri NâlO2: sx từ Al2O3 hay Al(OH)3 + NaOH
+ Clorit sắt: FeCl3.6H2O: sx từ Fe-Cl2 (ở 700 độ C) hoẳ quặng sắt + Cl2
+ Sunfat Sắt II: FeSO4.7H2O
+ Sunfat sắt III: Fe2(SO4)3.2H2O: sẳn xuất từ Fe2O3+ H2SO4
+ Hỗn hợp Sắt III sunfat và Sắt III Clorua
+ Hỗn hợp Nhôm sulfat và sắt III Clorua
Các chất trợ keo
+ 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
>>> Tham khảo: Các loại hoá chất keo tụi tạo bông trong xử lý nước thải công nghệ cao
Các phương pháp keo tụ
Tăng động năng của hạt keo bằng cách sử dụng khuấy trộn
Giảm lực đẩy tĩnh điện và tăng lực hút ion
Thay đổi pH
Đưa bổ sung vào nước hệ muối kim loại hóa trị III
Đưa vào hệ một Polymer tự nhiên họa Polymer tổng hợp
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ
– Độ pH trong nước: Ví dụ: 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
– Nhiệt độ
Nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các hạt keo tụ tăng lên, làm tăng tần số va chạm và kết quả kết dính tăng
– Ảnh hưởng của các hợp chất hữu cơ
Quá trình Oxy hóa các hợp chất hữu cơ, ngăn cản quá trình liên kết giữa các cặn hạt nhỏ tạo ra những tập hợp và làm giảm hiệu quả keo tụ.
Vì vậy cần khử hợp chất hữu cơ trước khi đưa hóa chất vào keo tụ
– Cường độ khuấy trộn
Phải phù hợp để tăng khả năng va chạm, khả năng liên kết đồng thời không làm phá vỡ các bông cặn
– Liều lượng hóa chất keo tụ
– Loại hóa chất sử dụng để keo tụ
Ví dụ: Phèn có ion kim loại hóa trị càng cao thì hiệu quả càng cao và càng ít tốn hóa chất hơn, vì thế nên sử dụng phèn nhôm thay thế cho phèn sắt
NTSE luôn chủ động nâng cao tay nghề, kỹ thuật và chất lượng dịch vụ nhằm mang đến nhiều lợi ích tốt nhất cho khách hàng. Nếu còn thắc mắc gì về quy trình xử lý nước cấp thì liên hệ ngay với NTSE để được tư vấn chi tiết.
