Top 8 # Xem Nhiều Nhất Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Keo Tụ Mới Nhất 3/2023 # Top Like

Trong nước thường tồn tại rất nhiều các dạng chất gây ô nhiễm khác nhau như chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, cặn bẩn và các phương pháp xử lý nước thải cho các chất trên được áp dụng chỉ có thể xử lý những chất có kích thước lớn hoặc chất lắng chưa thể xử lý triệt để. Tuy nhiên, gần đây công nghiệp đã áp dụng phương pháp công nghệ xử lý bằng phương pháp keo tụ kết bông để có thể xử lý được các chất ở dạng huyền phù kích thước rất nhỏ kết hợp với hóa chất tạo kết dính giữa các hạt chất với nhau tạo thành bông keo kích thước lớn dễ dàng xử lý.

Khái niệm về xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ tạo bông:

– Phương pháp xử lý nước thải bằng keo tụ tạo bông có sử dụng hoá chất.

– Làm mất tính 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.

– 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.

– Tự nhiên: tinh bột, dextrin (C6H10O5)n, xenlulo và Dioxit Silic hoạt tính (xSiO2.yH2O), chitosan…

– Tổng hợp: thường dùng là polyacrylamide.

Cơ chế của phương pháp xử lý nước thải bằng keo tụ tạo bông

Xử lý nước thải 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 phương pháp keo tụ tạo bông xảy ra qua hai giai đoạn:

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 dễ 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 trạng 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 dụng lẫn nhau giữa các hạt mang điện tích khác nhau giữa 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.

Cơ chế của quá phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ tạo bông là làm mất đi sự ổn định của dung dịch keo có trong nước bằng các biện pháp:

Phản ứng 1: Hấp phụ ban đầu ở liều lượng polime tối ưu. Phân tử polime dính vào hạt keo.

Trong toàn bộ quá trình (5 phản ứng trên ), Cơ chế chính là: Hấp phụ và tạo cầu nối. Cơ chế phụ là: Trung hòa điện tích.

Khi chất keo tụ cho vào nước và nước thải, các hạt keo trong nước bị mất tính ổn định, tương tác với nhau, kết cụm lại hình thành các bông cặn lớn, dễ lắng. Quá trình mất tính ổn định của hạt keo là quá trình lý hóa phức tạp, có thể giải thích dựa trên các cơ chế sau:

+ Giảm điện thế Zeta tới giá trị mà tại đó dưới tác dụng của lực hấp dẫn Vanderwaals cùng với năng lượng khuấy trộn cung cấp thêm, các hạt keo trung hòa điện kết cụm và tạo thành bông cặn.

+ Các hạt kết cụm do sự hình thành cầu nối giữa các nhóm hoạt tính trên hạt keo.

+ Các bông cặn hình thành khi lắng xuống sẽ bắt giữ các hạt keo trên quỹ đạo lắng xuống.

+ Quá trình keo tụ thông thường áp dụng khử màu, hàm lượng cặn lơ lửng trong xử lí nước thải.

Để thực hiện phương pháp keo tụ tạo bông, người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp như: phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt FeSO4 koặc FeCl3. Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan.

Hấp thụ các ion hay phân tử mang điện tích trái dấu với điện tích của hạt keo. Liều lượng chất keo tụ tối ưu cho vào sao cho điện thế zeta bằng 0 mV.

Giảm thế năng bề mặt tức là giảm điện thế zeta khi đó sự đẩy tĩnh điện của các hạt keo giảm xuống và có khả năng kết nối lại nhờ lực tương tác tĩnh điện, khi đó hệ keo mất đi tính ổn định.

Tăng hàm lượng chất keo tụ, nếu lượng chất keo tụ cho vào quá nhiều sẽ gây hiện tượng keo tụ quét bông. Quá trình này làm tăng hiệu quả keo tụ lên, hệ kéo cũng bị mất ổn định.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ tạo bông

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 điện gây ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông.

Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ – Công ty môi trường SGE

Với hơn 8 năm kinh nghiệm và sở hữu đội ngũ chuyên gia kỹ thuật, Công ty Môi Trường Sài Gòn SGE đã tư vấn, thiết kế, thi công các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ đạt chuẩn với chi phí tối ưu nhất rất nhiều doanh nghiệp trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh thành.

Hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn đáp ứng nhu cầu phù hợp nhất cho quý khách: Hotline 0985 802 803

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG SÀI GÒN

Địa chỉ: 822/23/14 Hương Lộ 2, P.Bình Trị Đông A, Bình Tân, chúng tôi

Website: chúng tôi

Các tin khác

Qua quá trình nhiều năm trong lĩnh vực xử lý nước thải chúng tôi hiểu bản chất từng loại nước thải khác nhau sẽ phải xử lý khác nhau. Chúng tôi luôn nghiên cứu để tìm ra giải pháp tối ưu nhất, chung tay cùng khách hàng bảo vệ thiên nhiên vững bền.

Nguồn nước thải của các nhà máy, xí nghiệp cần được xử lý trước khi thải ra nguồn nước thiên nhiên để đảm bảo sức khỏe cho người dân quanh vùng. Có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải như lọc, lắng tự nhiên..tuy vậy những phương pháp này chỉ phù hợp khi xử lý các chất thải cặn bã kích thước lớn. Đối với những chất bụi, hữu cơ không tan, sản phẩm phụ của công nghiệp có kích thước nhỏ hơn 1mm thì cần phải có một phương pháp hóa học hiệu quả hơn đó là xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ tạo bông.

Quá trình keo tụ tạo bông được thực hiện trên cơ chế:

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ:

Yếu tố Nhiệt độ:

Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình keo tụ , khi nhiệt độ nước tăng , sự chuyển động nhiệt của các hạt keo tăng lên làm tăng tần số va chạm và hiệu quả kết dính tăng lên.

Thực tê cho thấy khi nhiệt độ nước tăng lượng phèn cần để keo tụ giảm , thời gian và cường độ khuấy trộn cũng giảm theo . Ngoài ra lượng và tính chất của cặn cũng ảnh hưởng đến hiệu quả keo tụ .

Khi hàm lượng cặn trong nước tăng lên , lượng phèn cần thiết cũng tăng lên , nhưng hiệu quả keo tụ lại phụ thuộc vào tính chất của cặn tự nhiên như kích thước , diện tích và mức độ phân tán .. .

Nhiệt độ của nước thích hợp khi dùng phèn nhôm là: 20 – 40 oC, tốt nhất là 35 – 45 oC.

Phèn Fe khi thủy phân ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ , vì vậy nhiệt độ của nước ở 0oC vẫn có thể dùng phèn Fe làm chất keo tụ .

Yếu tố pH :

Với phương pháp này những chất thải dạng keo ngưng tụ hoặc lơ lửng trên tầng mặt nước khó hòa tan sẽ được xử lý nhanh chóng. So với phương pháp lắng tụ thì xử lý nước thải bằng keo tụ tạo bông sẽ tiết kiệm được thời gian và chi phí, xử lý được lượng nước thải lớn. Để xử lý nước thải bằng phương pháp này một cách hiệu quả nhất cần phải thực hiện các khâu theo một quy trình khao học trong đó không thể bỏ qua khâu khảo sát phân loại chất thải để lựa chọn một hóa chất phù hợp.

Liên hệ với Chúng tôi để Tư vấn hệ thống xử lý nước thải sản xuất cho đơn vị bạn!

THÍ NGHIỆM KEO TỤ

 Phần I

Xác định giá trị pH tối ưu

Trình tự tiến hành:

-         Các hóa chất dùng để điều chỉnh pH: NaOH 1N, Ca(OH)2. Lần lượt dùng từng chất để tiến hành thí nghiệm.

-         Lấy nước thải cho vào cốc 1lit. Sau đó cho phèn nhôm vào để duy trì nồng độ phèn trong dung dịch đạt 300mg/l.

-         Dùng dung dịch NaOH 1N, (Ca(OH)2) để điều chỉnh pH đến các giá trị 4,5,6,7,8,9. ghi nhận giá trị pH đã dùng.

-         Chuẩn bị 6 cốc 1lit thể tích NaOH 1N, (Ca(OH)2) (đã xác định ở phần trên) tương ứng với giá trị pH là 4,5,6,7,8,9. đưa 6 cốc vào giàn jartest.

-         Cho thiết bị khuấy trộn làm việc ở tốc độ cao (200 – 300 vòng/ phút) trong thời gian 40 giây rồi ta đổ phèn 3ml phèn nhôm 10% vào cùng 1 lúc, sau đó tiến hành khuấy trộn chậm (30- 40 vòng/ phút). 

-         Tắt máy khuấy, để lắng tĩnh 30 phút. Sau đó lấy mẫu nước lắng (lớp nước phía trên) phân tích các chỉ tiêu COD, độ màu, pH.

Phần II

Xác định lượng chất keo tụ tối ưu

1. Mục đích thí nghiệm:

Xác định hàm lượng tối ưu các chất keo tụ trong quá trình xử lý nước mặt chứa các chất lơ lửng, chất hoạt động bề mặt và các chất tạo màu.

Chất keo tụ tối ưu là căn cứ vào yêu cầu xử lý để xác định. Ví dụ: Hiệu xuất, tiêu chuẩn xử lý nước, kinh phí xử lý…

2. Cơ sở lý thuyết:

Phương pháp đông keo tụ là phương pháp phổ biến để xử lý nước và đặc biệt là dùng khá phổ biến ở các nhà máy dùng nước mặt xử lý làm nước cấp. Trong thực tế, những chất keo tụ thường được sử dụng là phèn nhôm hoặc phèn sắt.

Phèn là tên gọi thông dụng, là thuật ngữ hóa học chỉ những muối thường là kim loại ngậm một vài phân tử nước. Các muối này thường có khả năng xảy ra phản ứng thủy phân tạo thành hydroxit kim loại kết tủa.

          Phèn nhôm: 

+        Phèn đơn: chỉ có một nguyên tố là Al tham gia phản ứng. Một trong nhiều loại phèn nhôm thường được sử dụng là Al2SO4.18H2­O

+        Phèn kép (PAC): có 2 kim loại thạm gia phản ứng. Ví dụ: Phèn kép Kali: [AlK3]2(SO4)3.18H2O; Phèn kép amoni: [Al(NH4)3]2(SO4)3

+         Phèn nhôm không có phản ứng phụ

Phèn sắt: FeSO4.7H2O, FeCl3.6H2O

+        Phèn sắt có khả năng xử lý tốt, khoảng pH rộng hơn so với phèn nhôm → lượng bùn tạo ít hơn, dễ lắng hơn.

+        Phèn sắt có phản ứng phụ: Fe2+ có thể bị oxy hóa thành Fe3+ còn Fe3+ có thể bị khử thành Fe2+. Khi dư oxy:

                    Fe3+ →   Fe2O3

                    Fe2+ →  FeO

                    Fe2O3  +  FeO  → Fe3O4

            Bản chất của quá trình là oxy hóa khử (do quá trình khuấy nhanh → sục khí vào → xảy ra oxy hóa khử) → không dùng để xử lý nước thải chứa nhiều chất bẩn chỉ dung xử lý nước cấp phòng thí nghiệm chứa nhiều kim loại nặng.

Khi sử dụng phèn nhôm và phèn sắt làm chất keo tụ, chúng sẽ phân ly trong nước tạo thành các hydroxit ít tan, những hydroxit này sẽ hấp thụ các chất lơ lửng cũng như các chất keo tạo thành những bông keo tụ lớn hơn dễ dàng tách ra khỏi nước nhờ quá trình lắng.

                 Al2SO4      +     6H2­O    →   2Al(OH)3¯   +   3H2SO4

                 FeCl3            +     3H2O    →    Fe(OH)3¯     +     3HCl

                 FeSO4           +     2H2O    →    Fe(OH)2¯     +     H2SO4

H2SO4, HCl tạo ra trong quá trình thủy phân có thể trung hòa bằng sữa vôi hay các bazơ khác. Như vậy khi keo tụ bằng phèn nhôm thì pH giảm.

 Thường dùng phèn nhôm đơn làm chất keo tụ vì nó là tốt nhất trong quá trình xử lý vì:

-         Sản xuất dễ, tạo nhiều bông hơn là phèn kép

-         Giá thành rẻ, hiệu quả, dễ kiếm (do nó được sản xuất từ đất sét trắng có nhiều ở Việt Nam).

Để quá trình xử lý đạt hiệu suất cao nhất, đông keo tụ phải tiến hành ở những vùng pH tối ưu. Bằng thực nghiệm đã xác định được rằng để đạt được hiệu quả xử lý nước thải cao nhất thì pH phải nằm trong khoảng:

+        6,5 ÷ 8 đối với phèn nhôm (Al2SO4.18H2­O)

+        7 ÷ 8,5 đối với phèn sắt III (FeCl3.6H2O)

+        9 ÷ 9,5 đối với phèn sắt II (FeSO4.7H2O)

3. Dụng cụ thí nghiệm:

-         Bộ khuấy trộn 6 Paddle stirrer (Jartest equipment)

-         pH Meter, đồ dùng thí nghiệm để xác định COD

-         Spectrophotometer UV 1201 đế xác định độ màu

-         Pipet, cốc thủy tinh, ống đong, bình tam giác

4. Hóa chất:

Các chất keo tụ sẽ là: Al2SO4.18H2­O, FeCl3.6H2O, FeSO4.7H2O. Có thể được dùng riêng lẽ hay kết hợp với sữa vôi.

-         Dung dịch Sunfat nhôm: Hòa tan 1 lượng Al2SO4.18H2­O trong bình định mức 1 lít với 300- 500 ml nước cất, đun nóng để làm tan tinh thể, để nguội và định mức thành 1 lít. Dung dịch thu được có nồng độ dao động từ 5-10%. (nếu chọn nồng độ 10% thì lượng phèn cần pha là 100g)

-         Dung dịch sunfat sắt (II): Hòa tan 1 lượng FeSO4.7H2O trong bình định mức 1 lít với 200- 300 ml nước cất, cho thêm vài giọt HCl đậm đặc nếu dung dịch vẫn còn vẩn đục, định mức thành 1 lít sao cho dung dịch thu được có nồng độ dao động từ 5- 10%.

-         Dung dịch clorua sắt (III): hòa tan 1 lượng FeCl3.6H2O trong bình định mức 1 lít bằng nước cất lít sao cho dung dịch thu được có nồng độ dao động từ 5- 10%.

-         Dung dịch Ca(OH)2 0.1%: nghiền nhỏ và hòa tan 1g CaO đã được tôi ở nhiệt độ 900oC trong khoảng thời gian 5 giờ thành 1 lít. Dung dịch này cần được bảo quản trong điều kiện không tiếp xúc với không khí và được thường xuyên kiểm tra nồng độ CaO.

-         Các hóa chất và đồ dung khác để xác định COD, SS, TS

5. Tiến hành thí nghiệm

-         Lượng nước cần thiết để tiến hành 1 lượt thí nghiệm là 20 lít

-         Thời gian tiến hành thí nghiệm không được chậm hơn 4 giờ sau khi lấy mẫu.

-        Lấy khoảng 100ml nước thải thô ban đầu đi xác định COD, pH, độ màu.

-           Lấy ống đong nước thải vào 6 cốc của thiết bị khuấy trộn, mỗi cốc 1 lít.

-        Bổ sung chất keo tụ là Al2SO4.18H2­O vào mỗi cốc sao cho hàm lượng của chúng dao động trong khoảng 100 – 700 mg/l. Ở  thí nghiệm này ta lấy các nồng độ là 100 mg/l, 200 mg/l, 300 mg/l, 400 mg/l, 500 mg/l. Do hóa chất keo tụ được chuẩn bị sẵn có nồng độ 10% nên lượng chất keo tụ đưa vào mỗi cốc được tính theo bảng sau: 

Bình

1

2

3

4

5

6

Hàm lượng chất keo tụ, mg/l

0

100

200

300

400

500

Lượng chất keo tụ, ml

0

2

4

6

8

10

-         Ngừng khuấy trộn để dung dịch phản ứng lắng, quan sát quá trình tạo bông. -         Cho thiết bị khuấy trộn làm việc ở tốc độ cao (200- 300 vòng/ phút) trong thời gian 40 giây rồi ta đổ phèn vào cùng 1 lúc, sau đó tiến hành khuấy trộn chậm (30- 40 vòng/ phút).

-         Đo thể tích lắng

-         Lấy mẫu trong từng cốc của thiết bị, lọc lấy khoảng 100 ml rồi đi xác định COD, pH, độ màu.

Sau đó lấy phần nước trong đã keo tụ ở bước 1 cho lần lược vào cốc 500ml và tiến hành trình tự như trên. 

Phần III

Xác định ảnh hưởng của sữa vôi

3.1 Mục tiêu:

Xác định ảnh hưởng của sữa vôi đối với quá trình xử lý nước bằng phương pháp keo tụ hóa học với các chất keo tụ như: Sunfat sắt (II), Sunfat sắt (III), sunfat nhôm.

3.2 Cơ sở lý thuyết:

Sữa vôi là dung dịch quá bão hòa của Ca(OH)2

Tác dụng: là chất keo tụ, điều chỉnh pH.

Ca(OH)2 là chất keo tụ như Al2SO4.18H2­O, FeCl3.6H2O, FeSO4.7H2O. Do đó, hiệu suất của quá trình keo tụ sử dụng chất keo tụ là muối sắt và muối nhôm sẽ tăng khi bổ sung sữa vôi với hàm lượng nhất định. Ngoài ra hiệu suất quá trình cũng tăng do tác dụng cộng hưởng giữa hydroxit sắt (hydroxit nhôm) với sữa vôi.

Sữa vôi đóng vai trò là chất trợ keo: các hạt rắn trong sữa vôi có vai trò như trung tâm keo tụ làm cho hệ thống có nhiều tâm keo tụ hơn.

3.3 Tiến hành:

-         Lượng nước cần thiết để tiến hành 1 lượt thí nghiệm là 20 lít

-         Thời gian tiến hành thí nghiệm không được chậm hơn 4 giờ sau khi lấy mẫu.

-         Lấy khoảng 100ml nước thải thô ban đầu đi xác định COD, pH, độ màu.

-         Lấy ống đong nước thải vào 6 cốc của thiết bị khuấy trộn, mỗi cốc 1lít.

-         Bổ sung chất keo tụ là Al2SO4.18H2­O vào mỗi cốc sao cho hàm lượng là tối ưu→ quay nhanh 200- 300 vòng/ phút trong 40s.

Cho sữa vôi với nồng đô như bảng rồi quay chậm 4 phút với tốc độ quay là 30- 40 vòng/ phút

Phần IV

Xác định hàm lượng tối ưu chất keo tụ và chất trợ tạo bông khi kết hợp sử dụng chúng trong quá trình keo tụ

4.1Mục đích:

Xác định hàm lượng tối ưu chất keo tụ và chất trợ tạo bông khi kết hợp sử dụng chúng trong quá trình xử lý nước mặt chứa các chất hữu cơ lơ lửng, chất hoạt động bề mặt và chất tạo màu. Xác định hàm lượng chất tạo bông tối ưu khi sử dụng riêng rẽ trong quá trình xử lý.

4.2Cơ sở lý thuyết

Để hiệu quả quá trình lắng các hydroxit nhôm và sắt đã hấp phụ chất hữu cơ lơ lửng, chất hoạt động bề mặt cũng như chất màu trong nước có thể sử dụng các hợp chất cao phân tử – chất trợ tạo bông ở đây ta sử dụng polyme (Hi-floc A601) Ion (-), Hi-floc C101, Ion (+), Hi-floc N301, Non ionic. Hàm lượng chất keo tụ tối ưu sẽ giảm khi bổ sung chất trợ tạo bông.

4.3Tiến hành

-         Lượng nước cần thiết để tiến hành thí nghiệm là 20 lít.    

-         Thời gian tiến hành thí nghiệm không được chậm hơn 4 giờ sau khi lấy mẫu.

-         Lấy ống đong, đong 1lít nước thải cho vào 6 cốc, mỗi cốc 1lít.

-         Bổ sung sữa vôi như sau: 

Cốc

1

2

3

4

5

6

Lượng sữa vôi, ml

0

5

10

15

20

30

       -         Bổ sung Polymer vào các cốc như sau:             -         Cho thiết bị khuấy trộn làm việc ở tốc độ cao (200 – 300 vòng/phút) trong 40s → khuấy trộn chậm trong 4 phút ở tốc độ 30 – 40 vòng/phút

Cốc

1

2

3

4

5

6

Lượng Polymer, ml

0

2

4

6

8

10

Để dung dịch phản ứng lắng ,quan sát quá trình tạo bông và lắng .     -         Khuấy với tốc độ 200 – 300 vòng/phút ở thời gian 30s sau đó giảm tốc độ khuấy trộn còn 30 – 40 vòng/phút ,dừng khuấy trộn trong 5 phút

CÔNG TY TNHH MÔI TRƯỜNG XUYÊN VIỆT

   HOTLINE: 0903 018 135  Email: Moitruongxuyenviet@gmail.com 

Tư vấn miễn phí:

CÔNG TY TNHH MÔI TRƯỜNG XUYÊN VIỆT

Địa chỉ: 537/18/4 Nguyễn Oanh, Phường 17, Quận Gò Vấp, TP.HCM

(Địa chỉ cũ: B30 Khu Chung Cư An Lộc, Phường 17, Quận Gò Vấp, TPHCM)

Điện thoại: (+84) 028 3895 3166

Hotline: 0903.018.135 – 0918.280.905

Email: moitruongxuyenviet@gmail.com – info@moitruongxuyenviet.com

Fax: (+84) 028 3895 3188

Chúng tôi rất vui được giải đáp những thắc mắc của bạn. Trân trọng!

I. GIỚI THIỆU VỀ LUẬN ÁN NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ ĐIỆN HÓA KẾT HỢP VỚI BỂ USBF

Các ngành công nghiệp như: khai thác dầu khí, khai thác than, dệt may, xuất khẩu gạo, xuất khẩu thủy hải sản,… là những ngành thu về nhiều ngoại tệ nhất cho nước ta trong 6 tháng đầu năm 2010. Cụ thể như: xuất khẩu dầu khí đạt 79.9 triệu USD, xuất khẩu than đạt 1.8 tỉ USD (4 tháng đầu năm 2010), xuất khẩu hàng dệt may đạt 4.65 tỉ USD, xuất khẩu gạo đạt 1.396 tỉ USD, xuất khẩu thủy hải sản đạt 1.8 tỉ USD. Bên cạnh đó, các ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, thương mại – dịch vụ cũng góp một phần đáng kể cho sự phục hồi của nền kinh tế [7; 8; 9; 10; 11].

Trong các loại nước thải thì nước thải của các nhà máy chế biến thủy hải sản là một trong những loại có khả năng gây ô nhiễm nguồn nước mặt cao nhất. Bởi vì, loại nước thải này có chứa hàm lượng chất hữu cơ cao.

Phiếu đề nghị làm luận văn

Nhận xét của cán bộ hướng dẫn ………………………….. i

Nhận xét của cán bộ phản biện ……………………………. ii

Lời cảm ơn …………………………………………………………. iii

Tóm tắt đề tài ……………………………………………………… iv

Danh sách hình …………………………………………………… xii

Danh sách bảng ………………………………………………….. xvi

Danh sách phụ lục ………………………………………………. xvii

Danh sách từ viết tắt…………………………………………….. xx

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ……………………………………….. 1

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ………………………. 4

2.1 Phương pháp xử lý hoá học…………………………………………….. 4

2.1.1 Giới thiệu về phương pháp keo tụ điện hóa……………………. 4

2.1.1.1 Khái niệm …………………………………………………………. 4

2.1.1.2 Đặc điểm của phương pháp keo tụ điện hoá ………. 5

2.1.1.3 Điện hóa học …………………………………………………….. 5

2.1.1.3.1 Khái niệm về phương pháp điện hoá học ….. 5

2.1.1.3.2 Nguyên lý của quá trình điện hoá học ……….. 6

2.1.1.4 Tuyển nổi điện phân …………………………………………… 7

2.1.1.4.1 Khái niệm ………………………………………………… 7

2.1.1.4.2 Cơ chế của quá trình tuyển nổi điện phân ….. 7

2.1.1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tuyển nổi

bằng phương pháp điện phân ………………………………….. 8

2.1.1.4.4 Các thông số kỹ thuật trong thiết kế và vận hành

bể tuyển nổi điện phân ……………………………………………. 8

2.1.1.5 Keo tụ – tạo bông ……………………………………………….. 9

2.1.1.5.1 Khái niệm ………………………………………………… 9

2.1.1.5.2 Cơ chế của quá trình keo tụ ……………………….. 9

2.1.1.5.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ … 9

2.1.2 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bể keo tụ điện hóa … 10

2.1.2.1 Cấu tạo ………………………………………………………………. 10

2.1.2.2 Nguyên tắc hoạt động ………………………………………… 10

2.1.3 Các quá trình diễn ra trong bể keo tụ điện hoá ……………….. 11

2.1.3.1 Các phản ứng điện phân xảy ra ở các điện cực …….. 11

2.1.3.2 Quá trình keo tụ …………………………………………………. 12

2.1.3.3 Quá trình loại bỏ photpho trong nước thải ……………. 12

2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc thiết kế và vận hành bể keo tụ điện hóa …13

2.1.5 Ưu điểm của phương pháp keo tụ điện hóa ……………………. 14

2.2 Sơ lược phương pháp xử lý sinh học ……………………………….. 15

2.2.1 Giới thiệu về phương pháp xử lý sinh học ……………………….. 15

2.2.1.1 Khái niệm …………………………………………………………… 15

2.2.1.2 Cơ sở của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học … 15

2.2.1.3 Phân loại ……………………………………………………………. 16

2.2.1.3.1 Phương pháp hiếu khí ……………………………….. 16

2.2.1.3.2 Phương pháp thiếu khí ………………………………. 20

2.2.2 Xử lí sinh học kết hợp với giá bám …………………………………. 22

2.2.2.1 Khái niệm xử lí sinh học kết hợp với giá bám ………… 22

2.2.2.2 Sự hình thành màng sinh học ……………………………….. 22

2.2.2.3 Các loại giá bám thường được sử dụng ………………… 23

2.2.2.4 Ưu, khuyết điểm phương pháp xử lí sinh học kết hợp với giá bám … 25

2.2.3 Sơ lược về quá trình lắng và bể lắng ………………………………… 25

2.2.3.1 Quá trình lắng ……………………………………………………… 25

2.2.3.2 Sơ lược về bể lắng ……………………………………………….. 26

2.2.3.3 Tìm hiểu về quá trình lọc qua tầng cặn lơ lửng (ngăn lắng

trong bể USBF) ……………………………………………………………….. 26

2. 2.4 Giới thiệu công nghệ USBF …………………………………………….. 27

2.2.4.1 Sơ lược vê công nghệ USBF …………………………………. 27

2.2.4.2 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bể USBF ……… 27

2.2.4.2.1 Cấu tạo ……………………………………………………… 27

2.2.4.2.2 Nguyên tắc hoạt động ………………………………… 27

2.2.4.3 Các quá trình diễn ra trong hệ thống ………………………. 28

2.2.4.3.1 Quá trình khử Cacbon …………………………………. 28

2.2.4.3.2 Quá trình nitrat hóa(Nitrification) và khử nitrat (Denitrification)…29

2.2.4.3.3 Loại bỏ Photpho bằng phương pháp sinh học … 29

2.2.4.3.4 Quá trình lắng trong ngăn lắng ……………………. 30

2.2.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của bể USBF … 30

2.2.4.5 Ưu điểm của USBF ……………………………………………….. 31

2.2.4.6 Các thông số thiết kế và vận hành bể USBF …………… 32

2.2.4.6.1 Tỉ lệ thức ăn trên số lượng vi khuẩn F/M ……… 32

2.2.4.6.2 Nhu cầu dưỡng chất ………………………………….. 33

2.2.4.6.3 Tuổi bùn (thời gian lưu tồn tế bào) ……………… 33

2.2.4.6.4 Hàm lượng vi sinh vật ………………………………… 34

2.2.4.6.5 Thời gian lưu nước ……………………………………… 34

2.2.4.6.6 Nồng độ oxi hòa tan (DO) ……………………………. 34

2.2.4.7 Các nghiên cứu về bể keo tụ điện hóa và bể USBF ….. 35

2.2.4.7.1 Các nghiên cứu về bể keo tụ điện hóa …………. 35

2.2.4.7.2 Các nghiên cứu về bể USBF ………………………… 35

2.2.4.8 Các ứng dụng bể USBF trong và ngoài nước …………… 36

CHƯƠNG 3:

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ………. 37

3.1. Địa điểm và thời gian thực hiện …………………………………………. 37

3.2. Đối tượng thí nghiệm ………………………………………………………… 37

3.3 Chuẩn bị thí nghiệm …………………………………………………………… 37

3.3.1 Chuẩn bị thí nghiệm cho bể keo tụ điện hoá …………………….. 37

3.3.2 Chuẩn bị thí nghiệm cho bể USBF ……………………………………. 39

3.4 Phương tiện và cách bố trí thí nghiệm ………………………………… 40

3.4.1 Phương tiện thí nghiệm …………………………………………………… 40

3.4.1.1 Gia công bể keo tụ điện hóa …………………………………. 40

3.4.1.2 Gia công bể USBF ………………………………………………… 40

3.4.2 Cách bố trí thí nghiệm …………………………………………………….. 41

3.4.2.1 Bố trí thí nghiệm cho bể keo tụ điện hoá ………………… 41

3.4.2.2 Bố trí thí nghiệm cho bể USBF ……………………………….. 45

3.4.3 Phương pháp và phương tiện phân tích các chỉ tiêu ………….. 48

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN …………………….. 50

4.1 Kết quả thí nghiệm xác định loại kim loại làm điện cực (thí nghiệm 1) … 51

4.1.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào ………………………………………. 51

4.1.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm ……………………… 51

4.1.3 Kết quả thí nghiệm …………………………………………………………… 52

4.1.4 Các nhận xét và giải thích ………………………………………………….. 52

4.2 Kết quả thí nghiệm trên bể keo tụ điện hóa ……………………………. 54

4.2.1 Kết quả thí nghiệm xác định thời gian lưu nước (thí nghiệm 2) … 54

4.2.1.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào ………………………………. 54

4.2.1.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm …………….. 54

4.2.1.3 Kết quả thí nghiệm …………………………………………………… 55

4.2.1.4 Các nhận xét và giải thích …………………………………………. 59

4.2.2 Kết quả thí nghiệm xác định khoảng cách của hai điện cực (thí nghiệm 3) … 61

4.2.2.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào ………………………………. 61

4.2.2.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm …………….. 61

4.2.2.3 Kết quả thí nghiệm ……………………………………………………. 62

4.2.2.4 Các nhận xét và giải thích ………………………………………….. 65

4.2.3 Kết quả thí nghiệm xác định diện tích bảng điện cực (thí nghiệm 4) … 67

4.2.3.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào ……………………………….. 67

4.2.3.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm ………………. 67

4.2.3.3 Kết quả thí nghiệm …………………………………………………….. 68

4.2.3.4 Các nhận xét giải thích ………………………………………………. 71

4.2.4 Kết quả thí nghiệm xác định giá trị hiệu điện thế và cường độ dòng

điện (thí nghiệm 5) ……………………………………………………………………….. 73

4.2.4.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào ………………………………… 73

4.2.4.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm ……………….. 74

4.2.4.3 Kết quả thí nghiệm …………………………………………………….. 74

4.2.4.4 Các nhận xét và giải thích …………………………………………… 78

4.3 Kết quả thí nghiệm trên bể USBF có giá bám và bể USBF không có giá bám …79

4.3.1 Kết quả thí nghiệm với tổng thời gian lưu 10h (thí nghiệm 6) …… 79

4.3.1.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào …………………………………. 79

4.3.1.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm ……………….. 80

4.3.1.3 Kết quả thí nghiệm ……………………………………………………… 80

4.3.1.4 Các nhận xét và giải thích ……………………………………………. 84

4.3.2 Kết quả thí nghiệm với tổng thời gian lưu 8h (thí nghiệm 7) ……… 85

4.3.2.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào ………………………………….. 86

4.3.2.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm ………………… 86

4.3.2.3 Kết quả thí nghiệm ……………………………………………………… 87

4.3.2.4 Các nhận xét và giải thích ……………………………………………. 90

4.3.3 Kết quả thí nghiệm với tổng thời gian lưu 7h (thí nghiệm 8) …….. 91

4.3.2.1 Đặc điểm của nước thải đầu vào …………………………………..92

4.3.2.2 Hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm …………………. 92

4.3.2.3 Kết quả thí nghiệm ………………………………………………………. 92

4.3.3.4 Các nhận xét và giải thích ……………………………………………. 96

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ………………………….. 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC