Sơ lược về quá trình keo tụ tạo bông trong xử lý nước thải

Keo tụ tạo bông là gì?

Keo tụ tạo bông trong xử lý nước thải

 
Keo tụ tạo bông trong xử lý nước thải là hiện tượng xuất hiện sau khi tiến hành trung hòa điện tích của các hạt vật chất có kích thước rất nhỏ mà không thể nào giải quyết triệt để bằng phương pháp lắng cơ học bình thường.
 
Bằng cách cho vào bể xử lý nước thải một loại chất keo tụ (coagulant). Chúng sẽ giúp trung hòa điện tích của các hạt keo trong nước, làm giảm quá trình hỗn loạn của các hạt ion trong nước, giúp quá trình keo tụ diễn ra được thuận lợi hơn.
 
Sau cùng những vật chất nhỏ lơ lửng sẽ liên kết lại với nhau tạo thành những hạt lớn lắng xuống bể, tạo thành hiện tượng keo tụ tạo bông.
 

 
Tóm lại, quá trình keo tụ tạo bông sẽ là kết quả của hai giai đoạn:
●      Chất keo tụ sẽ thực hiện quá trình thủy phân, tạo thành dung dịch keo và ngưng tụ
●      Sau đó, dung dịch keo này sẽ trung hòa, và lọc các tạp chất trong nước.

Cơ chế của quá trình keo tụ tạo bông

 
Cơ chế của quá trình keo tụ tạo bông là làm mất đi sự ổn định của các dung dịch keo, để phát huy vai trò trung hòa điện tích của các tạp chất có kích thước quá nhỏ bằng một số biện phép sau đây:
●      Nén lớp điện tích kép được hình thành giữa pha rắn và lỏng: giảm điện thế bề mặt bằng hấp phụ và trung hoà điện tích.
●      Hình thành các cầu nối giữa các hạt keo.
●      Bắt giữ và làm kết dính các hạt keo vào bông cặn lại với nhau.

Cơ chế trung hòa điện tích

Cơ chế trung hòa điện tích diễn ra khi dung dịch keo mang lớp ion dương khi được thả vào nguồn nước thải sẽ bị hút bởi những hạt ion có điện tích âm của các hạt vật chất nhỏ lơ lửng trong nước.
 
Từ đó tạo nên một lớp điện tích tích dương lỏng lẻo bên ngoài dễ dàng bị rơi ra, khiến điện tích âm của các hạt lơ lửng bị giảm xuống. Từ đó điện thế động hay zeta bị giảm xuống.
 
Điện tích của các hạt rắn càng giảm thì khả năng kết dính của keo tụ càng tăng. Vì vậy, lực tác dụng lẫn nhau giữa các hạt điện tích trái dấu đóng vai trò vô cùng quan trọng quyết định hiệu quả của keo tụ. Qúa trình khuấy trộn sẽ giúp giảm khoảng cách giữa các hạt và lực hút phân tử tăng lên, tăng khả năng tiếp xúc của các hạt điện tích.

Cơ chế tạo cầu nối

Để quá trình keo tụ tạo bông đạt được hiệu suất tối đa nhất, một lượng chất polymer trợ keo tụ. Hợp chất này có vai trò hỗ trợ tăng cường sự dính kết giữa các hạt keo với nhau trong trường hợp chúng mang điện tích trái dấu với polymer.
 
Cơ chế tạo cầu nối xảy ra ở 5 phản ứng:

1. Hấp phụ ban đầu khi chúng ta thêm một lượng polymer tối ưu, phân tử polymer sẽ kết dính vào các hạt keo tụ
2. Đuôi polymer đã hấp phụ có thể duỗi ra, sau đó gắn kết vị trí trống trên bề mặt hạt keo khác, dẫn đến việc hình thành bông cặn.
3. Nếu đoạn cuối cùng của polymer duỗi ra và không tiếp xúc với vị trí trống trên hạt khác thì polymer sẽ gấp lại và tiếp xúc với mặt khác của chính hạt đó. Nguyên nhân gây ra là do khuếch tán chậm hay độ đục hoặc mật độ hạt keo trong nước thấp.
4. Khi liều lượng polymer dư làm cho bề mặt hạt keo bão hoà các đoạn polymer, nên không còn vị trí trống để hình thành cầu nối đưa đến, hệ keo sẽ ổn định lại.
5. Khi xáo trộn quá lâu hoặc quá nhanh làm cho các bông cặn bị phá vỡ và trở về trạng thái ổn định ban đầu.

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

Để quá trình keo tụ tạo bông trong xử lý nước thải diễn ra hiệu quả nhất thì những yếu tố các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ trong hai cơ chế trung hòa điện tích và cơ chế tạo cầu nối cần được kiểm soát chặt chẽ.
●      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 tăng.
 
Chất keo tụ
Chất keo tụ khi được sử dụng đúng liều lượng và tỷ lệ sẽ mang đến những hiệu suất xử lý nước thải đáng kể. Một số chất keo tụ phổ biến được sử dụng trong quá trình xử lý nước thải bao gồm:
 

 
Trong đó: 1 lb/ft3 = 16,0185 kg/m3
 
Bên cạnh đó còn có thêm một số chất keo tụ khác như:
●      Phèn nhôm: NaAlO2 , Al2(OH)5Cl , KAl(SO4)2H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O
●      Phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O
 
Trong quá trình tạo thành bông keo của hydroxit nhôm hoặc sắt, người ta thường dùng thêm chất trợ keo tụ: tinh bột, dextrin (C6H10O5)n, các ete, xenlulozơ, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O), sét Bentonite,... với liều lượng khoảng 1 – 5 mg/l. Cũng có thể dùng các chất trợ keo tụ tổng hợp như chất polyacrylamit (CH2CHCONH2)n (PAC), polyacrylic (CH2CHOOH)n hoặc polydiallydimetyl-amôn.
 
Sau khi quá trình keo tụ tạo bông trong xử lý nước thải hoàn tất, các vật chất lơ lửng sẽ được loại bỏ bằng biện pháp thêm vào nguồn nước thải các hóa chất.
 
Như vậy, xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ tạo bông được đánh giá cao khi có thể khắc phục được nhược điểm của giải pháp lắng cơ học bình thường, giải quyết triệt để được những hạt vật chất lơ lửng có kích thước nhỏ.
 
Đại Nam hi vọng những thông tin về giải pháp keo tụ tạo bông trong xử lý nước thải có thể giải quyết được phần nào những rắc rối về nguồn nước thải của quý khách hàng. Mọi thắc mắc và mong muốn giải đáp quý khách hàng có thể gửi về cho chúng tôi qua số hotline 0909378796.