Khái niệm quá trình đông tụ và keo tụ

25.12.2020

Đặc biệt, với các chất ô nhiễm là ion kim loại (nhất là kim loại nặng) hoặc các hạt rắn không tan trong nước với kích thước nhỏ không thể lắng bằng trọng lực được. Chính vì vậy, đối với nguồn gây ô nhiễm này ta có phương pháp hóa lý. Phương pháp này dựa trên nguyên lý 2 quá trình đông tụ và keo tụ nhằm tạo kết tủa hoặc các bông cặn lớn hơn giúp lắng nhanh bằng trọng lực. Vậy cơ chế của phương pháp này như thế nào? 

Xem thêm: Thiết bị pha chế hóa chất chế tạo sẵn

Đông tụ là quá trình kết hợp các hạt phân tán và chất nhũ tương. Phương pháp đông tụ hiệu quả nhất khi được sử dụng để tách các hạt keo phân tán có kích thước 1-100mm.

Trong xử lý nước thải, sự đông tụ diễn ra dưới ảnh hưởng của chất bổ sung, gọi là chất đông tụ. Chất đông tụ trong nước tạo thành các bông Hydroxit kim loại, giúp lắng nhanh trong trường trọng lực. Các bông này có khả năng hút các hạt keo, hạt lơ lửng và kết hợp chúng với nhau do sự tích điện trái dấu giữa các hạt keo (điện tích âm yếu) và các bông đông tụ (điện tích dương yếu).

Cơ chế quá trình đông tụ:

Trong nước có chứa các ion kim loại hoặc các hạt có kích thước nhỏ (vài mm) không lắng bằng trọng lực được. Ta thêm các hóa chất đông tụ vào, chất này ngoài việc phân ly ra ion OH- tạo kết tủa Hydroxit với ion kim loại nó còn đóng vai trò như 1 chất keo kết dính. Nó kết dính những hạt kích thước nhỏ thành những hạt có kích thước lớn hơn và có thể liên kết với hydroxit kim loại vừa tạo thành nữa tạo thành bông cặn lớn. Bông cặn này có thể lắng nhanh bằng trọng lực, tách hoàn toàn ra khỏi nước (phân lớp rõ ràng).

Bông cặn tạo được khi thêm hóa chất đông tụ – keo tụ

Một lưu ý nhỏ với phương pháp này đó là liều lượng sử dụng hóa chất đông tụ thêm vào cần được khảo sát để có liều lượng tối ưu. Nếu thêm ít thì không đủ hạt keo để tách hết các hạt rắn lơ lửng ra khỏi nước. Nếu thêm quá nhiều dẫn đến dư thừa các hạt keo, làm cho 1 hạt keo có thể tiếp cận kết dính được ít hạt rắn hơn à tạo bông cặn nhỏ và kích thước chưa đủ lớn để dễ dàng lắng bằng trọng lực. Việc sử dụng liều lượng không hợp lý này đề dẫn đến hiệu quá của quá trình đông tụ là không cao.

Thực tế mẫu nước trước và sau khi xử lý tạo bông

Khi dùng dư hóa chất đông –keo tụ tạo bông cặn tạo được nhỏ và không đủ kích thước để lắng

Hiện nay, trên thị trường có nhiều muối nhôm hoặc muối sắt làm chất đông tụ là: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, Fe2(SO4)3.2H2O, FeCl3,…

Công ty Tin Cậy chúng tôi hiện đang cung cấp hóa chất PAC (poly Aluminium Clorine) là loại phèn nhôm tồn tại dưới dạng cao phân tử (polyme), có công thức [Al2(OH)nCl6-n]m. Hiện nay, PAC ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn thay cho các loại phèn nhôm và phèn sắt sunphat trong xử lí nước thải nhớ các ưu điểm sau:

• Hiệu quả lắng trong cao hơn 4-5 lần

• Ít làm biến động pH nước

• Loại bỏ chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan cùng các kim loại nặng khác

• Không bị đục nước

Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất keo tụ vào nước (các hợp chất cao phân tử). Khác với đông tụ, quá trình keo tụ không chỉ diễn ra do tiếp xúc trực tiếp mà còn do sự tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ hấp phụ các hạt lo lửng trong nước.

Sự keo tụ thúc đẩy quá trình tạo bông hydroxit kim loại (thường dùng là muối nhôm và sắt) nhằm tăng vận tốc lắng, giảm chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ và tăng vận tốc lắng.

Chất keo tụ có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp. Chất keo tụ tự nhiên là tinh bột, este, xenlulo,….Chất keo tự tổng hợp như là poliacrilamit (PAA) hay thông dụng hơn hết hiện nay là polytetsu ([Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m) hoặc cũng có thể là PAC như đã giới thiệu ở trên.

Hấp phụ phân tử chất keo tụ trên bề mặt hạt keo, tạo thành mạng lưới phân tử chất keo tụ. Dưới tác dụng của chất keo tụ giữa các hạt keo tạo thành cầu nối polime, các hạt keo tích điện âm thúc đẩy quá trình keo tụ với các hydroxit kim loại qua đó tạo thành hạt keo lớn hơn giúp tăng khả năng lắng tách nhanh và hoàn toàn ra khỏi nước. Quá trình trên sẽ được đẩy nhanh 2-3 lần và tăng hiệu quả lắng trong khi thêm silicat hoạt tính.

Hiện nay, trên thị trường có nhiều hóa chất keo tụ như Sulfate nhôm (Aluminium Sulfate), Chlorua sắt (Ferric chloride), polytetsu,…Công ty Tin Cậy chúng tôi hiện đang cung cấp hóa chất polytetsu với nhiều ưu điểm hơn so với các hóa chất keo tụ khác.

• Khả năng keo tụ của hợp chất Polytetsu (muối sắt) bền vững hơn nhiều so với các chất keo tụ gốc nhôm.

• Tốc độ keo tụ rất nhanh.

• Có thể áp dụng tốt cho nước với dải pH rộng (từ 3-10).

• Có khả năng làm giảm lượng BOD và COD trong nước thải.

• Polytetsu ngoài tác dụng keo tụ còn giúp khử mùi hiệu quả, Polytetsu có tác dụng rất mạnh trong việc khử mùi Amoniac và mùi của các hợp chất Sunphua như: Methanethiol (CH3SH), Hydrogen sulfide (H2S) và Dimethyl sulfide ((CH3)2S).

• Hoạt động tốt hơn ở nhiệt độ nước thấp

• Giá trị tối ưu pH trong khoảng rộng hơn

• Bông bền và thô hơnà lắng nhanh và dễ hơn

• Có thể ứng dụng cho nước có khoảng nồng độ muối rộng hơn

• Có khả năng khử mùi độc và vị lạ do có mặt của H2S

• Tính axit mạnh, làm ăn mòn thiết bị

• Bề mặt các bông ít phát triển hơn

Hiện nay, Polytetsu được sử dụng rất rộng rãi trong những nhà máy xử lý nước thải và kể các hồ bơi giải trí cũng sử dụng hóa chất này.

Thực tế tạo bông cặn của quá trình keo tụ này cũng tương tự như quá trình đông tụ, nó chỉ khác nhau ở bản chất tạo bông, với đông tụ là liên kết các hạt rắn bằng lực tĩnh điện, còn với keo tụ là hấp phụ các hạt rắn lên bề mặt hạt keo. Chính vì vậy mà 2 quá trình này luôn diễn ra song song và đồng thời luôn đi kèm với nhau.

Nguồn: TH