Công nghệ

Đông tụ - kết bông (trong Hệ thống Xử lý nước thải)

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Nếu một hạt có kích thước tương đối lớn, nó có thể được tách ra nhờ vào quá trình lắng lọc tự nhiên như đã trình bày trong phần trước. Nếu hạt này nhỏ hơn 10^-6 m thì nó khó có thể được tách ra. Song, nếu những hạt này kết hợp lại thành những hạt lớn thì chúng có thể lăng xuống và được tách ra. Hơn nữa, các chất hòa tan (phần lớn là cáckim loại nặng) đều kết tủa bằng các phương pháp xử lý hóa học như phương pháp trung hòa và hơn nữa là đông tụ lại để tách ra. Những quan hệ này được trình bày ở trên, các hạt có kích thước từ 10^-9 đến 10^-6 m được gọi là hạt keo và khó có thể lắng xuống thậm chí trong một thời gian dài. Những hạt keo này gây nên sự chuyển động Brown trong nước và hơn nữa, trong nhiều trường hợp, nó làm cho bề mặt các hạt mang điện tích âm, vì thế chúng không thể kết hợp với nhau mà ở trạng thái phân tán và do đó, không thể lắng được.

Hạt keo trong nước là các hạt mang điện, đối với bề mặt mang điện tích âm, các hạt mang điện tích dương được hút vào và một tầng ion khuếch tán được tạo ra ở phía ngoài. Nếu hạt này chuyển động nhanh thì những hạt ion đã bị hút vào nằm yên trên hạt này và sẽ chuyển động cùng với nó trong một tầng gồm hai lớp điện tích. Vì thế, tầng ion khuếch tán trên vẫn còn và trên bề mặt trượt của nó, thế năng tích điện tăng lên. Thế năng này được gọi là thế “Zeta” (ξ).

Thế năng Zeta tạo ra phần lớn năng lượng đẩy các hạt ra xa nhau và tạo thành năng lượng cản trở. Bằng cách làm trung hòa, khả năng cản trở này sẽ biến mất và do đó, cả chuyển động Brown ⁽¹⁾, chuyển động bất thường cũng biến mất, lực liên kết Van der Waals ⁽²⁾, lực liên kết hóa học, ... có tác dụng cho phép bắt đầu việc kết hợp lại của các hạt.

Theo cách này, bazo trong nước sẽ bị phân hủy hết và độ pH của nước tăng lên do quá trình phân hủy chất keo. Do đó, để giữ cho độ pH ở mức phù hợp cần phải thêm các chất bazo và độ pH được coi là phù hợp là ở mức 5,8 – 7,8. Đối với nước thải có độ đục và nhiệt độ thấp (dưới 4⁰C), sự đông tụ đôi khi diễn ra không hoàn chỉnh.

Phức nhôm – clo (polyaluminium chloride - PAC) : Chất đông tụ này có hiệu quả khi được sử dụng ở mức bằng 1/4 đến 1/3 lượng nhôm sunfat và tính bazo trong nước sẽ giảm ít hơn khi nó phân hủy. Thậm chí trong vùng có khí hậu lạnh, phức nhôm – clorua cũng có hiệu quả hơn so với nhôm sunfat. Tuy nhiên, chất này đắt hơn nhôm sufat. Do đó, khó có thể nói sử dụng chất nào tốt hơn chất nào.

Sắt (III) clorua : Chất đông tụ này cũng được sử dụng thường xuyên nhưng phải cẩn thận do nó có tính ăn mòn mạnh.

Chất đông tụ polyme hữu cơ : Các khối chất được tạo ra bởi các chất đông tụ vô cơ không bền vững, nhưng chỉ cần thêm một lượng nhỏ chất đông tụ hữu cơ polyme, các khối chất sẽ kết hợp với nhau thông qua chuỗi dài các phân tử của chất đông tụ hữu cơ polyme, để hình thành các khối chất vững chắc. Chất đông tụ hữu cơ polyme làm trung hòa thế năng Zeta và cũng có hoạt động hút dính và liên kết chéo. Chất đông tụ hữu cơ polyme hòa tan trong nước có rất nhiều điểm hoạt động và tại những điểm hoạt động này, các chất rắn lơ lửng sẽ được kéo lại và liên kết chéo với nhau và kết hợp với nhau tạo thành các khối chất lớn với tốc độ lắng xuống cao. Nói chung, các khối chất được tạo thành theo cách này là lớn, bền vững và không dễ bị phá hủy. Hơn nữa, chúng còn có một ưu điểm là khả năng khử tốt trong bùn. Các chất đông tụ hữu cơ polyme đều thuộc một trong ba loại: loại mang ion dương, loại mang ion âm và loại không mang ion. Rất nhiều loại thuộc ba loại này đang sẵn có trên thị trường và chủ yếu là polyacrylamind và các dẫn xuất của nó.

HÌNH ẢNH THAM KHẢO