Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ - tạo bông

Xử lý nước thải bằng keo tụ tạo bông là việc thêm vào trong nước các chất keo tụ (coagulant) để trung hòa điện tích của các hạt keo hòa tan. Trong hệ thống xử lý nước thải bể keo tụ - tạo bông là một trong những phần quan trọng nhất. Trong quá trình xử lý bất kỳ một loại nước nào đều có các hạt cặn hoặc hạt rắn có nhiều kích thước khác nhau. Và để loại bỏ được hoàn toàn những loại hạt đó thì phương pháp keo tụ - tạo bông là phương pháp hiệu quả nhất.

Khái niệm quá trình keo tụ - tạo bông

Trong nước thải luôn tồn tại các loại tạp chất lơ lửng có điện tích âm và kích thước to nhỏ khác nhau. Nếu sử dụng phương pháp lắng chắc chắn sẽ không thể loại bỏ được hoàn toàn những tạp chất này, vì chúng không có khả năng tự lắng.

Vì thế chúng ta cần sử dụng đến phương pháp keo tụ - tạo bông. Các hạt keo tụ sẽ làm chúng có xu hướng đẩy các hạt có cùng điện tích hỗn loạn trong dung dịch và kết dính với nhau tạo thành cục bông nổi trên mặt nước.

Cơ chế hoạt động của phương pháp keo tụ tạo bông

Cơ chế hoạt động cơ bản của phương pháp này là làm giảm sự hoạt động hỗn loạn của các chất lơ lửng mang điện tích có sẵn trong nước bằng các cách sau:

• Bổ sung các ion mang điện trái dấu với các hạt keo lơ lửng trong nước.
• Hình thành các cầu nối giữa các hạt keo.
• Bắt giữ các hạt keo và bông cặn.

Cơ chế trung hòa điện tích

Nhiệm vụ đầu tiên của cơ chế này là bổ sung các ion hoặc phân tử có điện tích trái dấu với điện tích của hạt keo. Cần tính toán liều lượng chất keo tụ tối ưu sao cho điện thế zeta bằng 0mV.

Tiếp theo cần làm giảm thế năng bề mặt, có nghĩa là giảm điện thế zeta. Khi đó, các hạt keo sẽ đẩy tĩnh điện giảm xuống, cùng với đó khả năng kết nối sẽ được kết lại nhờ lực tương tác tĩnh điện. Cùng lúc đó hệ keo sẽ mất đi tính ổn định.

Sau đó chúng ta cần tăng hàm lượng chất keo tụ. Quá trình sẽ làm tăng hiệu quả của việc keo tụ. Nếu bạn cho quá nhiều lượng chất keo tụ vào quá trình sẽ gây ra hiện tượng keo tụ quét bông.

Cơ chế tạo cầu nối

Để thúc đẩy quá trình keo tụ - tạo bông được diễn ra hiệu quả hơn cần sử dụng thêm các hợp chất Polymer. Chất này sẽ giúp tạo sự kết dính giữa các hạt keo lại với nhau. Ở cơ chế cầu nối sẽ diễn ra 5 phản ứng:

1. Phản ứng 1: Phân từ Polymer sẽ kết dính với hạt keo.
2. Phản ứng 2: Quá trình hình thành bông cặn. Đuôi của Polymer đã hấp phụ liên kết với những vị trí trống có trên bề mặt keo. Từ đó dẫn đến việc hình thành bông cặn.
3. Phản ứng 3: Quá trình hấp phụ lần 2 của Polymer được diễn ra. Nếu đoạn cuối của Polymer không được kết nối với vị trí trống trên các hạt thì chúng sẽ gấp lại và tiếp xúc với các mặt khác của chính hạt đó. Nguyên nhân của phản ứng này là do sự khuếch tán chậm hoặc độ đục, mật độ keo trong nước thấp.
4. Phản ứng 4: Nếu liều lượng Polymer thừa sẽ làm cho bề mặt hạt keo bão hòa. Điều này sẽ làm cho không còn vị trí trống để hình thành cầu nối đưa hệ keo được ổn định lại.
5. Phản ứng 5: Vỡ bông cặn. Nếu quá trình xáo trộn diễn ra quá lâu hoặc quá nhanh sẽ làm các bông cặn bị phá vỡ. Từ đó sẽ làm chúng quay trở về trạng thái ổn định ban đầu.

Quá trình keo tụ

Quá trình keo tụ là quá trình bổ sung các ion có điện tích trái dấu với mục đích trung hòa điện tích các hạt keo có trong nước. Từ đó, sẽ làm tăng thế điện động zeta và phá vỡ độ bền của các hạt keo. Đồng thời sẽ ngăn cản sự chuyển động hỗn loạn của chúng trong nước.

Quá trình tạo bông là quá trình liên kết các bông cặn lại với nhau sau khi quá trình keo tụ kết thúc. Để thực hiện được tốt quá trình này thực tế chúng ta cần sử dụng thêm phương pháp khuấy với tốc độ nhỏ. Với sự kết hợp này sẽ giúp tăng kích thước và khối lượng của bông cặn.

Các yếu tố nào sẽ ảnh hưởng đến quá trình keo tụ - tạo bông

Nồng độ pH

Để quá trình keo tụ - tạo bông đạt hiệu quả thì nồng độ pH phải được điều chỉnh ở mức ổn định. Vì đây là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình nên cần tính toán và kiểm tra thường xuyên. Nếu nồng độ pH không ổn định sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình như:

Độ hòa tan của chất keo tụ.

Ảnh hưởng đến điện tích của các hạt keo tụ.

Tác động đến tốc độ quá trình  diễn ra keo tụ - tạo bông.

Liều lượng chất keo tụ - tạo bông

Tùy thuộc vào dòng chảy, nồng độ và tính chất của nguồn nước thải xử lý chúng ta cần lựa chọn liều lượng chất keo tụ phù hợp.

Nếu lượng tạp chất lơ lửng trong nước nhiều thì cần sử dụng nhiều chất keo tụ. Tương tự nếu trong nước thải có nhiều hợp chất hữu cơ thì cũng cần sử dụng nhiều chất keo tụ để quá trình được diễn ra hiệu quả hơn.

Nhiệt độ của nước thải

Nếu bạn định sử dụng muối nhôm cho quá trình diễn ra keo tụ - tạo bông thì cần lưu ý nhiệt độ của nước thải. Nếu nhiệt độ của nước thải quá thấp chỉ khoảng < 5℃ thì bông phèn sẽ to và xốp dẫn đến tình trạng lắng chậm và hiệu quả không cao.

Còn nếu bạn định sử dụng sunfat làm chất hỗ trợ thì nhiệt độ sẽ không ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả của trình. Đa số nhiệt độ của nước ở mức 20℃ – 30℃ chính là nhiệt độ lý tưởng.

Phương pháp keo tụ - tạo bông được sử dụng phổ biến trong quá trình xử lý nước thải bởi tính hiệu quả cao của nó. Toàn Á – công ty chuyên về tư vấn và xử lý nước thải. Với đội ngũ chuyên nghiệp và giàu kinh nghiệm chắc chắn sẽ hỗ trợ được bạn trong việc tìm hiểu và xây dựng một hệ thống xử lý nước thải phù hợp. Nếu bạn muốn tìm hiểu kỹ hơn về việc ứng dụng phương pháp này có thể liên hệ với chúng tôi.