Quá trình tạo bông hay còn gọi Flocculation chính là quá trình liên kết các bông cặn sau quá trình keo tụ lại với nhau. Từ các hạt lớn không nhìn thấy bằng mắt thường tạo thành các bông cặn như đám mây có thể quan sát được. Quá trình khuấy động làm tăng kích thước các bông giúp chúng có trọng lượng lớn hơn nước và dễ dàng kết tủa. Các bông cặn hình thành khi lắng xuống sẽ bắt giữ các hạt keo trên quỹ đạo lắng xuống. Từ đó giúp xử lý nước hiệu quả!
Các phương pháp keo tụ tạo bông
Có nhiều phương pháp keo tụ tạo bông, tuy nhiên có 5 phương pháp chính như sau:
- Sử dụng khuấy trộn để tăng động năng của các hạt keo
- Tác động để tăng lực hút ion đồng thời giảm lực đẩy tĩnh điện.
- Thay đổi độ pH trong môi trường để tạo keo tụ
- Sử dụng hệ muối kim loại có hóa trị III để thêm vào nước
- Dùng hệ một Polymer tự nhiên họa Polymer tổng hợp
Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình keo tụ
1. Độ pH
Mỗi loại nước, dung dịch khác nhau như nước thải, nước bể bơi, nước uống…thường có độ pH khác nhau. Độ pH ảnh hưởng tới quá trình keo tụ, vì ở pH thấp các chất hữu cơ mang điện tích âm và pH cao chúng mang điện tích dương. Để đạt được hiệu quả keo tụ tốt nhất thích hơp cho từng loại nước thải riêng cần thông qua thí nghiệm Jartest.
Ví dụ:
- Phèn nhôm có hiệu quả cao nhất ở pH = 5.5-7.5, khi pH 7.5 làm cho quá trình diễn ra không hiệu quả do muối kiềm khó tan
- Phèn sắt hoạt động khi pH>3.5 và có hiệu quả cao ở pH: 5.5-6.5 và 8-9
2. Nhiệt độ
Một số chất keo tụ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của nước thải. Ở nhiệt độ quá cao, một số hạt keo do chuyển động nhiệt có hiệu quả lắng kém đi. Trong khi đó một số loại khác thì chuyển động nhiệt của các hạt keo tụ tăng lên, làm tăng tần số va chạm và kết quả kết dính tăng.
Ví dụ:
- Phèn sắt thì ở 0 độ C vẫn diễn ra quá trình keo tụ được
- Còn phèn nhôm, nhiệt độ thích hợp của dung dịch là từ 20 – 40 độ
3. Hợp chất hữu cơ, Anion, Cation trong nước
Một số chất hữu cơ hòa tan gây khó khăn cho quá trình keo tụ. Quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ ngăn cản quá trình liên kết giữa các cặn hạt nhỏ tạo ra bông tụ từ đó làm giảm hiệu quả keo tụ. Vì vậy cần khử hợp chất hữu cơ có trong dung dịch trước khi đưa hóa chất keo tụ vào. Tuy nhiên nhiều trường hợp các chất hữu cơ là mục tiêu keo tụ chính của quá trình keo tụ. Vì thế cần lựa chọn phương pháp phù hợp bằng thực nghiệm qua phương pháp Jartest
Mặt khác các ion Anion, Cation có trong nước làm giảm tính ổn định của hệ keo, từ đó tăng khả năng keo tụ.
4. Cường độ khuấy trộn
Cường độ khuấy trộn phải phù hợp để tăng khả năng va chạm, khả năng liên kết cho quá trình keo tụ tạo bông. Đồng thời khi khấy trộn cường độ không quá mạnh đồng làm phá vỡ các bông cặn vừa tụ lại. Quá trình khuấy trộn thường được chia theo từng giai đoạn trọng quá trình tụ bông. Giúp tạo được các bông lớn nhất dễ dàng lắng lại.
5. Liều lượng hóa chất keo tụ
Mỗi loại dung dịch cần liều lượng hóa chất để tối thiểu để có thể quan sát được quá trình keo tụ tạo bông diễn ra gọi là ngưỡng keo tụ.
Ngưỡng keo tụ là nồng độ tối thiểu của chất điện ly trong sol mà cần phải vượt qua để bắt đầu keo tụ và nó được biểu thị ra đơn vị là miligam cho vào một lít dung dịch keo để gây nên sự keo tụ có thể quan sát được. Ngưỡng keo tụ càng thấp thì khả năng gây keo tụ càng lớn.
Tùy từng loại nước khác nhau mà phải tiến hành đo lượng thực nghiệm để có liều lượng tối ưu nhất. Bởi quá trình keo tụ không phải là một phản ứng hóa học thông thường nên khó xác định liều lượng gốc. Liều lượng phải vượt qua ngưỡng keo tụ để quá trình tụ keo diễn ra.
6. Loại hóa chất sử dụng để keo tụ
Mỗi loại hóa chất thường phù hợp cho từng tình huống khác nhau. Đôi lúc loại này có hiệu quả hơn loại khác trên cùng một mẫu dung dịch cần xử lý. Ví dụ như với một mẫu nước thải, phèn có ion kim loại hóa trị cao thì hiệu quả tốt và tốn ít hơn, do đó sử dụng phèn nhôm thay thế cho phèn sắt.
Ưu nhược điểm của phương pháp keo tụ tạo bông
1. Ưu điểm
- Thực hiện đơn giản, dễ dàng sử dụng với nguyên lý hoạt động đơn giản
- Các hạt keo tụ có khả năng tập hợp và hút các chất rắn có kích thước lớn hơn và làm sạch nước
- Chi phí sử dụng thấp, giá thành rẻ
- Dễ dàng loại bỏ độ màu, mùi kim loại nặng trong nguồn nước, thường được sử dụng nhất xử lý nước thải công nghiệp.
2. Nhược điểm
- Thông thường các chất keo tụ tương sử dụng là muối sắt hoặc muối nhôm, khi sử dụng những chất này có thể dễ dẫn tới tình trạng ăn mòn thiết bị đo tính axit cao
- Phương pháp cũng còn một số hạn chế về sự phát triển của bề mặt các bông keo tụ.
Quá trình keo tụ tạo bông trong xử lý nước thải – nước cấp
Nguyên lý quá trình keo tụ xảy ra qua hai giai đoạn khi cho hóa chất vào nước:
- Bản thân chất keo tụ xảy ra quá trình thuỷ phân, quá trình này hình thành dung dịch keo và ngưng tụ.
- Trung hoà, hấp phụ lọc các tạp chất trong nước.
Kết quả, ta thu được các hạt lớn hơn chứa các chất thải, bụi bẩn lắng dưới đáy. Thuận tiện cho quá trình hút bỏ.
Thực tế quy trình keo tụ tạo bông xử lý nước được diễn ra các bước như sau:
1. Bể keo tụ – trộn hóa chất
Nước được đưa vào vào bể trộn hóa chất. Bể trộn có tác dụng trộn đều hóa chất keo tụ lằng trong nước. Các chất trợ keo tụ có thể được cho vào để thúc đẩy quá trình keo tụ diễn ra nhanh hơn. Khi chất keo tụ cho vào trong nước thì sẽ thủy phân, và xảy ra phản ứng keo tụ. Bể thường có cấu tạo đặc biệt tạo dòng chảy rối giúp giúp các chất keo tụ và nước có thể hòa trộn tiếp xúc tối đa để chuyển đến bể phản ứng.
Phân loại trộn:
- Trộn thủy lực: Sử dụng cấu tạo của công trình để tạo ra dòng chảy rối
- Trộn cơ giới: Sử dụng cánh quạt, cánh khuấy chạy bằng động cơ
Các loại bể trộn:
- Bể trộn đứng
- Trộn trong đường ống
- Bể trộn vách ngăn
- Bể trộn đứng kết hợp tách khí
2. Bể tạo bông – bể phản ứng
Bể này là nơi tạo điều kiện và thời gian để quá trình keo tụ tạo bông xảy ra. Dưới tác dụng của cánh khuấy thì các bông cặn nhỏ liên kết với nhau tạo thành bông cặn lớn hơn. Tốc độ khuấy cần được khống chế đảm bảo diễn ra quá trình tạo bông mà không phá vớ các liên kết của bông cặn. Nước sau khi qua bể phản ứng có khả năng kết tủa được trong bể lắng và được giữ lại bằng hệ thống lọc.
Bể tạo bông có hai loại:
- Bể phản ứng thủy lực (phản ứng xoáy, phản ứng zic zac, phản ứng có tầng cặn lơ lửng)
- Bể phản ứng cơ khí
3. Bể lắng
Nước sau khi được chuyển đến bể lắng, bể này có nhiệm vụ giữ lại phần lớn lượng cặn có trong nước, hiệu suất phải đạt 90 – 98%. Hàm lượng cặn tiêu chuẩn còn lại không quá 20mg/l trước khi đi qua bể lọc.
Một số loại bể lắng:
- Bể lắng đứng
- Bể lắng ngang
- Bể lắng ly tâm
- Lắng trong có tầng cặn lơ lửng
- Lắng lớp mỏng
Ứng dụng thực tế
Chắc hẳn với các thông tin chúng tôi cung cấp để giải đáp câu hỏi keo tụ là gì để giúp bạn có cái nhìn rõ nét hơn. Vậy ứng dụng thực tiễn của quá trình gì, Keo tụ được ứng dụng phổ biến trong thực tế, đóng vai trò quan trọng trong xử lý và nâng cao chất lượng nguồn nước.
1. Xử lý nước bể bơi
Bể bơi là môi trường nước tác dụng trực tiếp tới sức khỏe của con người khi tham gia hoạt động bơi lội. Vì vậy người ta sử dụng chất keo tụ để loại bỏ các chất huyền phù, các ion kim loại lơ trong nước bể bơi khi các phướng lọc và xử lý nước thông thường không đạt hiệu quả.
2. Xử lý cấp nước, nước ngầm
Để đảm bảo an toàn cho sức khỏe người sử dụng, các nhà máy cấp nước sử dụng chất keo tụ để làm sạch nước, loại bỏ các bụi bẩn, kim loại và các chất lơ lửng trong nước.
3. Xử lý nước thải công nghiệp
Nước thải công nghiệp trở thành mối nguy hại với môi trường nếu không được xử lý mà trực tiếp thải bỏ ra môi trường. Trong nước thải công nghiệp có chứa rất nhiều kim loại và chất độc hại, do vậy phương pháp keo tụ được ứng dụng để làm sạch nước.
Các lĩnh vực có thể kể đến như:
- Ngành công nghiệp dệt nhuộm.
- Ngành công nghiệp xi mạ.
- Ngành sản xuất mực in.
- Ngành công nghiệp sản xuất gạch men, gốm.
4. Xử lý nước thủy sản
Nước thải ngành thủy sản chứa lượng lớn các chất thải hữu cơ có nguồn gốc từ động vật. Việc xử lý nước thủy sản giúp nâng cao chất lượng nguồn nước nuôi trồng, đồng thời tránh ô nhiễm môi trường.
Hóa chất keo tụ tạo bông là gì? Có mấy loại?
Như đúng tên gọi, hóa chất keo tụ tạo bông là những chất có tác dụng làm cho các bụi bẩn, rác thải trong nước bị đông tụ, keo lại với nhau tạo thành bông lớn và được lắng đọng ở dưới đáy. Điều này giúp cho quá trình xử lý nước bể bơi, nước thải từ hộ gia đình, nhà máy, khu công nghiệp diễn ra nhanh chóng, đem lại hiệu quả cao.
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại hóa chất keo tụ, mỗi loại đều có đặc tính, ưu nhược điểm, liều dùng khác nhau. Để lựa chọn được sản phẩm phù hợp, bạn đọc hãy tham khảo chi tiết từng loại qua thông tin dưới đây.
1. Polytetsu
Polytetsu là những chất keo tụ gốc sắt. Chất này chuyên dùng tạo bông các hạt bụi bẩn nhỏ cũng như khử mùi trong quá trình xử lý nước. Được biết hóa chất polytetsu có công dụng vượt trội hơn so với các dạng chất keo tụ gốc nhôm hay gốc kim loại, kể đến như Clorua sắt (Ferric chloride), Sulfate nhôm và Poly Aluminium Chloride.
Đặc điểm và tính chất
- Công thức hóa học: [Fe2(OH)n(SO4)3n/2]m
- Màu sắc: Màu vàng
- Hình thái: Dạng bột
Công dụng Polytetsu
- Tác dụng keo tụ và tạo bông trong quá trình xử lý nước thải và nước hồ bơi.
- Làm giảm BOD và COD trong thành phần nước thải
- Giúp khử mùi nước thải hiệu quả cao.
- Loại bỏ photpho và các kim loại nặng.
Liều lượng sử dụng Polytetsu
- Tiến hành pha với nước theo tỷ lệ nhất định 10-20%.
- Liều lượng chỉ định là 3g/m3. Lưu ý dựa vào chất lượng nước và điều kiện môi trường.
2. Phèn nhôm
Phèn nhôm có tên hóa học là Kali Alum, gọi khác là phèn chua. Đây là hỗn hợp muối sunfat kép của kali và nhôm, hóa chất tồn tại dưới dạng tinh thể trắng hoặc hơi ngả sang màu vàng.
Đặc điểm – Tính chất
- Công thức hóa học: KAl(SO4)2.12H2O
- Màu sắc: Màu trắng
- Hình thái: dạng bột hoặc dạng hạt
- Quy cách đóng gói: 25kg/bao
Công dụng
- Chức năng tạo bông, kết đong, tạo nhũ tương khi xử lý nước thải.
- Làm giảm độ kiềm và pH khi hòa tan phèn nhôm vào nước.
Liều lượng sử dụng
Dựa vào từng trường hợp mức độ đục của nước để sử dụng với liều lượng khác nhau. Cách xác định liều lượng như sau:
- Pha một lượng dung dịch phèn gốc với liều lượng 10g/lít.
- Lấy 4 bình đựng nước loại 1 lít có màu trong. Bạn đọc có thể sử dụng chai lavie.
- Tiến hành đong ít nhất 0.5 lít nước cần xử lý vào 4 bình đã chuẩn bị.
Sau đó, tính và cho vào 4 bình trên dung dịch phèn gốc đã chuẩn bị theo liều lượng phèn lần lượt là 20, 30, 40, 50 g/m3. Lắc đều và quan sát hiện tượng keo tụ ở từng bình. Nếu không xảy ra keo tụ ở tất cả các bình thì phải tăng hoặc giảm liều lượng keo tụ. Thực hiện nhiều lần để tìm ra liều lượng thích hợp đối với tình trạng nước thải thực tế. Ngoài ra khi thí nghiệm xác định liều lượng, để đảm bảo độ chính xác bạn đọc nên chú ý tới nồng độ pH của nước thải.
3. Phèn sắt
Phèn sắt là hỗn hợp muối kép của sắt III sunfat cùng với muối sunfat của kim loại kiềm hay amoni. Tồn tại ở dạng tinh khiết, phèn sắt là tinh thể không màu.
Đặc điểm – Tính chất
- Công thức hóa học: FeCl3.nH2O (Sắt III Clorua), FeSO4.7H2O (Phèn sắt II), Fe2(SO4)3.nH2O (Phèn sắt III).
- Hình thái: Dạng hạt li ti
- Đặc tính: Có vị chua khi pha vào nước, không tan trong rượu.
- Quy cách đóng gói: 25kg/bao.
Công dụng
- Hóa chất keo tụ trong xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp,…
- Sử dụng trong lọc nước, loại bỏ phosphate thông qua phương pháp keo tụ
Liều lượng sử dụng
- Liều lượng khi sử dụng phèn sắt để làm lắng đọng lượng chất lơ lửng trong nước sẽ ít hơn phèn nhôm.
- Trong thực tế, liều lượng phèn sắt để xử lý là 1/3 đến 2/3 so với phèn nhôm.
4. Chất keo tụ PAC
Hóa chất PAC là chất tồn tại ở dạng phân tử polyme. PAC có đặc tính keo tụ, làm chất trợ lắng mang lại hiệu quả trong quá trình lắng đọng các loại chất bẩn, rác thải khi xử lý nước bể bơi, nước thải công nghiệp, sinh hoạt.
Đặc điểm – Tính chất
- Tên đầy đủ hóa chất: Poly Aluminium Chloride
- Công thức hóa học: [Al2(OH)nCl6nxH2O]m
- Hình thái: Dạng bột
- Màu sắc: Màu vàng
- Đặc tính: Dễ hòa tan trong nước kèm tỏa nhiệt, dung dịch màu trong suốt.
- Quy cách đóng gói: 25kg/bao.
Công dụng PAC
- Có tác dụng làm lắng đọng các chất lơ lửng trong nước bể bơi, nước thải, nước công nghiệp.
- Chuyên xử lý nước cấp dân dụng, công nghiệp: xử lý nước bể mặt phù hợp cho nhà máy cấp nước sinh hoạt hay hồ bơi, trạm cấp nước,…
- Ứng dụng xử lý nước trong bể nuôi cá, tôm..
Liều lượng sử dụng
Dựa theo mức độ chất lơ lửng trong nước thì liều lượng sử dụng hóa chất PAC sẽ khác nhau.
5. Hóa chất Polymer Anion
Hóa chất Polymer Anion là chất tồn tại dạng polymer. Do đặc tính ăn mòn cao nên polymer anion có vai trò hỗ trợ đắc lực trong quá trình keo tụ ứng dụng trong quá trình xử lý nước thải, bể bơi, ngành giấy,…
Đặc điểm – Tính chất
- Công thức hóa học: CONH2[CH2-CH-]n
- Hình thái: Dạng bột
- Màu sắc: Màu trắng
- Đặc tính: Không mùi, tính hút ẩm mạnh, gặp nước sẽ bị trương nở
- Quy cách đóng gói: 25kg/bao
Công dụng Polymer Anion
- Làm chất keo tụ bông giúp lắng đọng các chất thải rắn hoặc dạng keo kích thước nhỏ. Điều này giúp cho quá trình xử lý diễn ra nhanh chóng, thuận tiện.
- Thành phần làm chất phụ gia và kết dính trong thức ăn nuôi trồng thủy sản và là chất trợ lắng đắc lực cho ngành sản xuất giấy.
- Có công dụng làm khô bùn sau xử lý: Bùn có tính vô cơ cần chất kết bông anion. Khi xử lý lượng Polymer rất nhỏ, chỉ cỡ phần nghìn. Nếu dùng quá sẽ khiến nước trở nên rất nhớt, gây khó khăn cho công đoạn xử lý tiếp theo. Bên cạnh đó, lượng polymer dư sẽ làm gia tăng COD.
Liều lượng sử dụng
- Dựa theo tính chất huyền phù mà ta sử dụng Polymer với liều lượng phù hợp. Sử dụng Polymer Anion hòa tan trong nước tạo ra dung dịch gốc, sau đó bơm vào hệ thống cần xử lý.
- Lưu ý trong quá trình xử lý: Người dùng phải dùng nước sạch không chứa hợp chất lơ lửng để hòa tan Polymer Anion. Khi khuấy cần nhẹ tay không nên khuấy mạnh sẽ làm giảm tính năng của sản phẩm.
Hóa chất keo tụ tạo bông là những chất được ứng dụng phổ biến trên thị trường. Sử dụng chất này khi xử lý nguồn nước bể bơi, nước thải công nghiệp, nước sinh hoạt đạt hiệu quả cao. Do đó nhu cầu sử dụng tăng cao đột biến kéo theo sự xuất hiện của nhiều đơn vị phân phối hóa chất kém chất lượng, bảo quản trong kho không đạt chuẩn, gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng.
_432935.png)
