Thí nghiệm chuyên đề: CÔNG NGH ệ MÔI TRƯờNG NGHIÊN CứU QUá TRìNH Xử Lý NƯớc THảI BằNG PHƯƠNG PHáP ĐÔNG KEO Tụ HOá HọC PHầN I:XC NH HM LNG CHT KEO T TI U Mục đích thí nghiệm Xác định hàm lợng tối u chất keo tụ thiên nhiên trình xử lý n ớc thải chứa chất hoạt động bề mặt chất tạo màu Cơ sở lý thuyết Phơng pháp đông keo tụ ph ơng pháp phổ biến tỏ có hiệu để xử lý nớc thải có chứa nhiều chất hữu cơ, vô không tan khó phân huỷ có chứa nhiều chất hoạt động bề mặt(nh nớc thải dệt nhuộm) Những chất keo tụ thờng đợc sử dụng phèn nhôm(Al (SO ) 18H O), phèn sắt II(FeSO 7H O), phèn sắt III(FeCl 6H O) Khi cho chất keo tụ vào n ớc, chúng phân ly tạo thành hydroxyt tan trung tâm keo tụ hút hạt chất bẩn, chất lơ lửng, chất keo nớc thải, hạt thờng mang điện, chế hút dựa vào lực tơng tác, lực điện tạo thành keo tụ lớn dễ dàng bị loại khỏi nớc nhờ trình lắng Phơng trình tạo thành trung tâm keo tụ Al (SO ) +6H O=2Al(OH) +3H SO FeSO +2 H O=Fe(OH) +H SO FeCl +3H O=Fe(OH) +3HCl Các axit tạo trình thuỷ phân đ ợc trung hoà kiềm sữa vôi Đối với loại phèn, có dải pH tối u 6,5-8,5 Al (SO ) 18H O 7-8,5 FeCl 6H O 9-9,5 FeSO 7H O Dụng cụ thí nghiệm : Bộ khuấy trộn, thiết bị đo pH, thiết bị xác định COD, máy so màu UV Hoá chất: Phèn Al có nồng độ 5%, hoá chất xác định COD Tiến hành thí nghiệm Về nguyên tắc, thời gian tiến hành thí nghiệm không 4h sau lấy mẫu  Điều chỉnh pH=6,5-8,5 Vì thí nghiệm sử dụng phèn Al Thực tế thí nghiệm điều chỉnh pH Đổ nớc thải vào cốc 800 ml Bổ sung chất keo tụ (phèn Al) nồng độ từ 100-700mg/l Chú ý đổ phèn Al lúc vào cốc Cho thiết bị khuấy trộn làm việc với vận tốc nhanh 200v/phút 35 giây, sau khuấy trộn chậm 40v/phút phút Ngừng khuấy trộn, cho nớc thải lắng cốc, quan sát trình tạo Tiến hành đo pH nớc thải sau xử lý Lọc nớc thải sau xử lý giấy lọc vào ống nghiệm để làm COD đem so màu So màu bớc sóng 456,8nm Tính toán Hiệu suất khử theo COD COD = CODvao CODra x100% CODvao Hiệu suất khử màu mau = Domau vao Domau x100% Domau vao Kết thí nghiệm TT Thể bình tích phản chất ứng keo tụ cho vào, ml Nồng độ chất keo tụ, mg/l pH Trớc xử lý 6,80 COD, mg/l Sau xử lý 6,82 Trớc xử lý 96 Sau xử lý 86 Hiệu suất xử lý theo COD, % 10,4 Độ màu, PtCo Hiệu suất khử màu, % Trớc xử lý Sau xử lý 2539 2394 5,7 0 125 6,06 29 69,8 225,3 91,1 187,5 5,49 24 75 114,3 95,5 250 4,70 10 89,6 90,0 96,5 312,5 4,21 10 89,6 77,1 97,0 375 4,13 10 89,6 79,5 96,9 Đồ thị biểu diễn biến thiên COD độ màu trình xử lý Kết luận Nhận thấy kết thí nghiệm thu đ ợc nh có sai số Nớc thải đầu vào nớc thải cốc 1(không cho phèn Al) sai khác Sai số trình phân tích COD lớn, gây sai số trình lấy hoá chất, trình phân tích Giá trị pH giảm dần phù hợp với lý thuyết: phản ứng thuỷ phân phèn nớc giải phóng H+ làm pH n ớc giảm mạnh Quan sát trình thí nghiệm, nhận thấy: Sau khuấy lắng, nhận thấy cốc có bổ sung chất keo tụ, trình tạo sảy nhanh rõ ràng, hạt nhanh chóng lắng xuống mang theo hạt chất bẩn khử màu khiến cho phần n ớc phía độ màu giảm hẳn  Từ số liệu thu đợc từ bảng theo tính toán ta có kết luận làm lợng phèn Al tối u mẫu Lợng phèn cho vào: 5ml tơng ứng 312,5 mg/l PHN II: XC NH NH HNG CA SA VễI Mục đích thí nghiệm Xác định ảnh hởng sữa vôi trình xử lý n ớc thải phơng pháp đông keo tụ với chất keo tụ phèn Al Cơ sở lý thuyết Sữa vôi dung dịch Ca(OH) bão hoà, đợc tạo hoà tan vôi sống vào H O Bản chất sữa vôi chất keo tụ, có tác dụng xử lý nớc thải nh phèn Al, Fe Đồng thời sữa vôi có hạt nhỏ, hạt có tác dụng tăng cờng trung tâm keo tụ Hiệu suất trình tăng tác dụng cộng hởng sữa vôi phèn Al Sữa vôi có tác dụng ổn định pH môi trờng Nhợc điểm: - Trong thực tế xử lý nớc thải công nghiệp không cho đ ợc nhiều sữa vôi tạo nhiều bùn - Làm cho pH môi tr ờng tăng cao Do thờng sử dụng để xử lý nớc thải có pH thấp nh nớc thải mạ Trong trình xử lý n ớc thải mạ, sữa vôi hỗ trợ cho trình chuyển hoá Cr+ thành Cr+ - Trong thực tế, việc sử dụng sữa vôi phụ thuộc vào: Yêu cầu khách hàng, kỹ thuật công nghệ, yêu cầu trị xã hội Hoá chất Dung dịch phèn Al 5%, dung dịch sữa vôi 2,5%, hoá chất làm COD Trình tự thí nghiệm Đổ nớc thải vào cốc thiết bị khuấy trộn đến vạch 800ml tiến hành khuấy trộn nhanh 200v/phút sau 35 giây khuấy trộn chậm 40v/phút phút  Cùng lúc khuấy trộn bổ sung vào cốc l ợng phèn Al tối u vào cốc lợng sữa vôi khác Ngừng khuấy trộn n ớc thải lắng cốc, quan sát trình tạo Tiến hành đo pH nớc thải sau xử lý Lọc nớc thải sau xử lý giấy lọc vào ống nghiệm để làm COD đem so màu So màu bớc sóng 456,8nm Kết thí nghiệm Hiệu TT Thể Nồng COD, mg/l suất Độ màu, Ptbình tích độ sữa pH xử lý Co phản sữa vôi vôi, theo Trớc Sau Trớc Sau ứng cho mg/l xử lý xử lý COD, xử lý xử lý vào, % ml 0 6,01 85 19 77,6 2499 199,8 Hiệu suất khử màu, % 92,0 31,25 6,18 13 84,7 127,2 94,9 62,5 6,25 21 75,3 129,5 94,8 93,75 6,43 89,4 151,9 93,9 125 6,38 13 84,7 194,1 92,2 156,25 7,02 89,4 195,7 92,2 Đồ thị biểu diễn biến thiên COD độ màu trình xử lý Kết luận Thực tế quan sát nhận thấy: Sau bổ sung phèn Al sữa vôi, tiến hành khuấy lắng cỗc Nhận thấy, tạp chất lơ lửng nhanh chóng tạo thành keo lắng xuống nhanh Gía trị pH ban đầu không nằm khoảng pH tối u phèn Al(6,5-8) nhng cho sữa vôi vào pH tăng lên, chứng tỏ sữa vôi trung hoà lợng H+ sinh trình làm tăng hiệu suất trình xử lý Tuy nhiên nhìn vào bảng kết ta thấy số liệu đo đạc tính toán thiếu xác Hiệu suất khử độ màu giảm dần (trớc tiếp tục tăng) hiệu suất khử COD biến thiên không Sau bổ sung sữa vôi hiệu suất xử lý theo COD gỉam không đáng kể, độ màu giảm rõ rệt, sau ta thấy tiếp tục tăng hàm lợng sữa vôi COD lại tăng, hiệu qủa xử lý lại gỉam, đồng thời làm tăng độ màu nớc sau xử lý Điều vô lý Nguyên nhân mắc sai sô thao tác tiến hành thí nghiệm phân tích tiêu COD, độ màu Do có nhiều sai số nên ta không xác định đ ợc lợng sữa vôi tối u Phần iii: xác định hàm l ợng tối u chất keo tụ chất trợ tạo kết hợp sử dụng chúng trình đông keo tụ Mục đích thí nghiệm Xác định hàm lợng tối u chất keo tụ chất trợ tạo kết hợp sử dụng chúng trình xử lý n ớc thải chứa chất hoạt động bề mặt chất tạo màu Xác định hàm lợng chất tạo tối u sử dụng riêng rẽ trình xử lý 2 Cơ sở lý thuyết Chất trợ tạo PAA hay gọi chất trợ lắng thực chất hợp chất cao phân tử có phân tử l ợng lớn Khi cho vào n ớc, PAA dễ dàng bám hạt chất bẩn vào chìm xuống nhanh Chất trợ tạo có dòng: dòng hạt nhựa tích điện âm, d ơng trung hòa PAA: polyacryamin Trớc sử dụng cần ngâm PAA n ớc tuần, tạo thành dịch nhầy Các hợp chất có tính chất t ơng tự nh PAA: Gelatin(keo da trâu), tinh bộtTuy nhiên sử dụng PAA tốt Trong thực tế xử lý nớc thải, PAA đợc sử dụng tr ờng hợp cụ thể Đặc biệt n ớc thải có thời gian lu lâu không dùng PAA PAA chất gây mùi sau phân huỷ N ớc thải bị thối Hóa chất Phèn Al 5% Dung dịch PAA 0,2% Các hoá chất khác Trình tự thí nghiệm Đổ nớc thải vào cốc thiết bị khuấy trộn, đến vạch 800ml tiến hành khuấy trộn nhanh 200v/phút sau 35(30-40) giây, sau giảm tốc độ 40v/phút khoảng phút Bổ sung lúc vào cốc l ợng phèn Al theo nh bảng Khuấy trộn nhanh với tốc độ >100v/phút cốc bổ sung chất tạo thời gian 30 giây , sau giảm tốc độ khuấy trộn 40v/phút phút, bổ sung vào cốc l ợng PAA nh bảng.(Chú ý dung dịch PAA nhớt nên ta bổ sung vào cốc trực tiếp pipét Ngừng khuấy trộn n ớc thải lắng cốc, quan sát trình tạo Số TT bình Thể tích phèn nhôm (ml) 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 312,5 156,25 156,25 156,25 Nồng độ phèn nhôm (mg/l) 156,25 156,25 Thể tích PAA (ml) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Nồng độ PAA (mg/l) 0,625 1,25 1,875 2,5 3,125 Kết luận: Qua trình quan sát ta nhận thấy: Bài thí nghiệm không tiến hành đo đạc phân tích thông số nh pH, COD, độ màu nên không thấy rõ đ ợc ảnh hởng PAA (chất trợ tạo bông) đến trình xử lý Tuy nhiên, quan sát mắt trình tạo lắng, nhận thấy rõ vai trò PAA đến trình tạo lắng So với sử dụng phèn nhôm có bổ sung sữa vôi kích th ớc trờng hợp lớn nhiều Bông keo có kích th ớc lớn, trình lắng diễn nhanh Đặc biệt, thấy rõ tăng dần tốc độ lắng từ bình đến bình L ợng bùn tạo thành lớn so vơi hai tr ờng hợp trớc Nếu tiến hành phân tích thông số COD, độ màu nhận thấy rõ thay đổi hiệu suất xử lý sử dụng PAA Tuy nhiên có lợng keo không lắng đợc lên bề mặt cốc Nguyên nhân trình keo tụ không tốt nên không loại đợc tạp chất có phân tử l ợng nhỏ nên chúng kết hợp với PAA lên mặt nớc