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

Keo tụ – tạo bông đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nước thải. Quá trình này sẽ chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau. Trong bài viết này hãy cùng Biogency tìm hiểu kỹ hơn bạn nhé!

Quá trình keo tụ – tạo bông 

Quá trình phá vỡ độ bền và liên kết các hạt keo (các kim loại nặng, chất rắn hữu cơ, silica, kim loại nặng,…) tạo nhân giúp dính kết các hạt keo lại với nhau. Sau quá trình này, các cặn bông sau khi được liên kết qua quá trình keo tụ sẽ kết dính lại với nhau, được gọi là tạo bông. Nhờ quá trình keo tụ – tạo bông này, những chất rắn không tan và các kim loại nặng trong nước thải sẽ dễ dàng được xử lý hơn và hạn chế tình trạng gây ô nhiễm môi trường.

Nếu bạn chưa nắm được quá trình này diễn ra như thế nào, có thể tham khảo bài viết quá trình keo tụ tạo bông để hiểu rõ hơn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ – tạo bông

Độ pH

Để đạt được hiệu quả cao trong quá trình xử lý nước thải thì giá trị pH của nước thải ô nhiễm ở quá trình keo tụ – tạo bông phải được điều chỉnh ở mức ổn định. Nồng độ pH là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình keo tụ:

• Ảnh hưởng đến độ hòa tan của chất đông tụ
• Ảnh hưởng đến điện tích của các hạt keo
• Tác dụng với chất hữu cơ trong nước
• Tác động đến tốc độ của quá trình keo tụ-tạo bông

Với phèn Nhôm:

• pH > 7.5: muối kiềm kém tan và keo tụ bị hạn chế.
• pH < 4.5: sẽ không xảy ra phản ứng thủy phân.
• 5.5 < pH < 7.5: phèn Nhôm đạt hiệu quả cao nhất.

Với phèn Sắt: 

• pH > 3.5: xảy ra phản ứng thủy phân. Khi pH từ 5.5 đến 6.5 thì kết tủa sẽ nhanh hơn.
• pH < 3: Sắt có hóa trị III sẽ không phân hủy, SiO2 keo tụ do ion Sắt hóa trị III. Khi độ pH cao hơn, sắt có hóa trị III liều lượng thấp thì SiO2 sẽ keo tụ.
• Nồng độ của trợ keo tụ và chất keo tụ: hiệu quả keo tụ sẽ phụ thuộc vào tính chất keo tụ.
• Tốc độ khuấy: quá trình keo tụ bị ảnh hưởng bởi tốc độ khuấy, khi tốc độ khuấy quá nhỏ thì sự tiếp xúc của các hạt keo sẽ bị hạn chế. Đồng thời, quá trình keo tụ cũng bị ảnh hưởng khi tốc độ quá lớn.

Tham khảo: Hướng dẫn cách đo và kiểm soát độ PH trong nước thải

Nhiệt độ

• Sự chuyển động của các hạt keo sẽ tăng lên khi nhiệt độ nước tăng lên, khi đó va chạm tăng và hiệu quả kết dính tăng.
• Thực tế, nhiệt độ tăng thì lượng phèn cần keo tụ sẽ giảm. Bên cạnh đó, cường độ và thời gian trộn cũng giảm đi.

• Nhiệt độ từ 20 đến 40 độ C, thích hợp cho quá trình keo tụ bằng phèn nhôm, tốt nhất là ở nhiệt độ từ 35 đến 45 độ C.
• Với phèn sắt, nhiệt độ ít ảnh hưởng đến quá trình thủy phân của chúng, vì thế nước ở nhiệt độ 0 độ C vẫn có thể dùng phèn sắt để làm chất keo tụ. 

Liều lượng

• Không thể dựa vào tính toán để xác định chất keo tụ, vì keo tụ không phải là phản ứng hóa học đơn giản. Phụ thuộc vào điều kiện khác nhau và thực nghiệm chuyên môn để xác định được liều lượng tối ưu.
• Tỷ lệ 0.1 đến 0.5 mg/1 là lượng phèn tối ưu cho vào trong nước. Khi dùng Al2(SO4)3.18H2O thì tương đương 10÷50 mg/l, với polymer thì tỷ lệ khoảng 8÷10 mg/1. Vật huyền phù trong nước càng cao thì chất keo tụ càng lớn. Hoặc lượng chất hữu cơ trong nước ít nhưng keo tụ lại nhiều.

Tạp chất trong nước

• Ion trái dấu có thể làm tăng keo tụ trong nước.
• Axit humic là chất hữu cơ cao phân tử sẽ làm quá trình keo tụ khó hơn.

Dung môi chất tiếp xúc

• Cặn bùn trong nước làm nhanh quá trình kết tủa cặn bùn đóng vai trò là dung môi tiếp xúc, thúc đẩy nhanh cặn bùn thành hạt kết tinh.

Tốc độ của chất keo tụ và nước

Nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến sự keo tụ là quan hệ tốc độ giữa chất keo tụ và nước, nó tác động đến sự phân bổ đồng đều của chất keo tụ. Tốc độ khuấy khi mới cho chất keo tụ vào nước là từ nhanh sang chậm, vì trong môi trường nước, chất keo tụ thủy phân rất nhanh. Vì thế, chúng ta cần phải khuấy chúng thật nhanh mới giúp hình thành lượng keo hydroxit nhỏ, lượng keo hydroxit này sẽ nhanh chóng khuếch tán vào những nơi trong nước cho kịp thời cùng với các tạp chất trong nước tác dụng.Sau quá trình này, hỗn hợp đã hình thành bông và phát triển, không nên khuấy nhanh, vì khi đó có thể phá vỡ những bông phèn đã hình thành.

Một số sản phẩm keo tụ khác

Một số nhược điểm của chất keo tụ sắt và nhôm:

• Giảm nồng độ pH trong nước sau khi đã xử lý phải dùng vôi, khi đó chi phí sẽ tăng lên.
• Ion tự do tồn đọng cao sau quá trình xử lý.
• Nguồn nước có độ đục và màu gây kém hiệu quả.
• Phải sử dụng thêm các phụ gia như trợ lắng, trợ keo tụ,…

Để khắc phục những nhược điểm của chất keo tụ truyền thống là sắt và nhôm, người ta đã điều chế ra các hợp chất keo tụ khác.

Ngày nay, các polyme tan trong nước của sắt và nhôm có chứa SO42- hoặc Cl-  đã được dùng làm chất keo tụ. Các chất này giúp đẩy nhanh tốc độ keo tụ, thuận lợi trong việc tạo ra hydroxit kết tủa. 

Các thí nghiệm đều cho thấy PFC (polyferric chloride) và PAC (polyaluminium chloride) đều có hiệu quả cao trong việc giúp xử lý độ đục, COD và các kim loại nặng. Đồng thời, cũng cho thấy khả năng xử lý tốt trong điều kiện nhiệt độ thấp và quá trình xử lý nước thải. Nhưng PFC (polyferric chloride) lại không có tính ưu việt cao hơn FC (Sắt III chloride) và PAC (polyaluminium chloride) thì có nhiều ưu việt hơn so với AS (Nhôm II sulfat).

Ở môi trường có nồng độ pH cao gần bằng 9.5, quá trình tạo nên aluminat từ polime diễn ra rất chậm nên PAC (polyaluminium chloride) vẫn có thể keo tụ tốt, còn phèn nhôm thì không. Khi độ pH nhỏ hơn 5, thì phèn nhôm và PAC đều sẽ không có khả năng keo tụ vì ở điều kiện pH này thì chất keo tụ và các hạt huyền phù đều mang điện tích dương.

PAC (polyaluminium chloride) rất phù hợp cho nguồn nước có độ cứng thấp, nhiệt độ thấp và độ đục cao. PAC giúp cho độ pH của nước ít thay đổi, hạn chế ăn mòn mặt bằng xử lý và thiết bị. 

Theo thời gian, lần lượt các sản phẩm khác ra đời như: PAFS (poly aluminum ferric sulfate), PAS (polyaluminium sulfat), PASS (polyaluminium silicate sulfat),… 

Các sản phẩm này hiện chưa có ở Việt Nam nhưng có những ưu điểm cũng như PAC. 

Việc chọn lựa chất keo tụ để xử lý nước thải sẽ phụ thuộc vào điều kiện kinh tế của mỗi đơn vị, nhà máy. Các sản phẩm keo tụ đang không ngừng được nâng cao về chất lượng và hiệu quả sử dụng và giá thành tốt.

Thông qua những chia sẻ trên, Biogency hy vọng sẽ giúp các bạn hiểu rõ về quá trình keo tụ – tạo bông trong hệ thống xử lý nước thải. Để được góp ý và giải đáp các vấn đề về xử lý nước thải, hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua hotline: 0909 538 514.

Tài liệu tham khảo:

COAGULATION AND FLOCCULATION (mrwa.com)

Chịu trách nhiệm nội dung

Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh