Đề xuất phương pháp sử dụng HVC kết hợp với Penton để nâng cao chất lượng xử lý nước thải dệt nhuộm và nước thải chế bản ngành in

Download miễn phí Đồ án Đề xuất phương pháp sử dụng HVC kết hợp với Penton để nâng cao chất lượng xử lý nước thải dệt nhuộm và nước thải chế bản ngành in





Qua nghiên cứu ảnh hưởng pH của keo nhôm và chụp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) cho thấy keo nhôm hoạt tính có kích thước trung bình của hạt nhỏ hơn 0,1 mm. Trong nước chúng phân hoá nhanh chóng thành dung dịch keo khá bền. Đồng thời kết quả chụp nhiễu xạ tia X cho thấy keo nhôm điện hoá được hình thành từ các phức hydroxo giả bền. Khi đưa vào nguồn nước gây keo tụ trạng thái giả bền hoạt động mạnh, phần lớp giả bền của keo lập tức tham gia phản ứng trung hoà điện tích với chất ô nhiễm; nhân keo mất lớp khuếch tán bị phân tán, thuỷ phân và liên kết với nhau thành các polyme bề mặt riêng rất lớn, điện tích bề mặt cao. Cho nên sự tương tác của keo nhôm hoạt tính với chất ô nhiễm vừa có cơ chế hấp phụ-trung hoà điện tích vừa có sự keo tụ tủa quét. Chính vì vậy mà kết tủa có dạng co cụm xít đặc, màu bông kết tủa nâu sẫm. Điều này khác hẳn với PAC chủ yếu tương tác với cơ chế tủa quét, tạo thành những khối bông sa lắng ít co cụm mà phân tán khá đều trên bề mặt đáy màu bông sa lắng vàng nhạt. Nhờ ưu thế trên mà keo nhôm hoạt tính tốt hơn hẳn so với PAC. Đồng thời tốt hơn nhiều so với phèn nhôm trong việc tách loại nhiều chất ô nhiễm hữu cơ có nguồn gốc từ phế thải, xử lý độ đục vô cơ.

 





Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.

Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn


Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:


như: Fe2(OH)24+; Al3(OH)45+; Fe(OH)2+; Al13(OH)345+; Al7(OH)174+; Al(OH)2+; Al(OH)4-; Fe(OH)4-... ở các giá trị cao và thấp của pH các liên kết này tồn tại và tích điện, nhưng ở một giá trị pH trung bình nào đó thì chỉ có mặt các hydroxyt nhôm hay sắt được tạo ra và ngay lập tức chúng bị lắng xuống. Trong quá trình lắng chúng kéo theo cả các bông keo và tạp chất có trong hệ huyền phù như các hạt keo khác, các cặn bẩn, các chất hữu cơ, chất mang mùi vị tồn tại ở trạng thái hoà tan hay lơ lửng. Cơ chế này có thể tách được nhiều loại keo và đặc biệt nó không phụ thuộc vào quá trình tạo bông keo tụ nói trên và không có sự tái trở lại trạng thái ổn định như các cơ chế khác.
I.4. Các bước thực hiện một quá trình keo tụ [2].
-Định lượng và hoà trộn chất keo tụ. Nhiệm vụ của bước này là đưa đủ số lượng chất keo tụ cần thiết vào trong nước cần xử lý và hoà trộn đồng đều chúng trong hệ thống.
-Phá vỡ trạng thái ổn định của hệ keo, chất gây đục trong nước.
-Tạo ra bông keo tụ kích thước nhỏ nhờ gradient vận tốc nhỏ để cho các chất keo bông nhỏ tạo thành.
-Tạo ra bông keo tụ lớn nhờ gradient vận tốc nhỏ để tách các hạt cặn ra khỏi nước, có thể hay không cần chất tạo keo tụ.
I.5. Động học của quá trình keo tụ [2].
Quá trình keo tụ các tạp chất trong xử lý nước xảy ra qua các giai đoạn sau: giai đoạn pha trộn các chất keo tụ trong nước, giai đoạn thuỷ phân chất keo tụ đồng thời phá huỷ trạng thái ổn định của hệ keo và giai đoạn hình thành bông cặn.
Hiệu quả keo tụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, với mỗi nguồn nước cụ thể, khi đã xác định được loại hoá chất sử dụng và liều lượng tối ưu thì hiệu quả sử dụng chỉ còn phụ thuộc vào các yếu tố vật lý, đó là cường độ khuấy trộn nước để làm tăng số lượng va chạm giữa các hạt cặn: Dưới tác dụng của chuyển động nhiệt, ban đầu các hạt cặn nhỏ va chạm và kết dính thành hạt có kích thước lớn hơn cho đến khi chúng không còn khả năng tham gia vào chuyển động nhiệt nữa, lúc này tác động khuấy trộn tham gia vào quá trình tạo bông cặn lớn hơn. Cường độ khuấy trộn được biểu thị bằng gradient vận tốc G và thời gian phản ứng tạo bông cặn t.Thực tế, hai đại lượng này thường xác định bằng thực nghiệm. Chuyển động nhiệt, chuyển động phân tử Brown để tạo ra các bông cặn kích thước nhỏ tuân theo định luật Smoluchowski như sau:
ảN /ảt = -aP .4kT.N2/(3m)
Trong đó:
N-Số phân tử chuyển động
aP -Hệ số va chạm của quá trình tạo bông cặn
k-Hằng số Bolzman
m-Độ nhớt động học
t-Thời gian
T-Nhiệt độ
Để tạo ra được bông cặn có kích thước lớn hơn khi chúng không còn khả năng chuyển động nhiệt (chuyển động Brown) ta có biểu thức:
ảN /ảt = -ao(4/p).f.G.N
G-Gradient vận tốc [s-1]
f-Phần thể tích chất rắn [thể tích/thể tích]
ao-Hệ số va chậm của bông cặn kích thước lớn
Quan hệ trên chỉ đúng khi gradient vận tốc không đổi nhưng trong thực tế phải lấy gradient vận tốc trung bình.
Gradient vận tốc trung bình có thể tính theo năng lượng:
G=[P/ (m.V)]1/2 = (e/m)1/2
P-Công suất sử dụng (năng lượng tiêu hao trong bể phản ứng tạo thành bông cặn).[W.kg.m2.s-3]
V-Thể tích bể phản ứng
m-Độ nhớt động học
II. ứng dụng chất keo tụ trong xử lý nước cấp và nước thải.
Trong thực tế xử lý nước (ở trong phòng thí nghiệm hay ở nhà máy), keo tụ tương ứng với việc bổ sung các chất (tác nhân) gây keo tụ và khuấy trộn nhanh trong một thời gian ngắn (10 giây đến vài phút). Trong giai đoạn đó xảy ra sự khuếch tán các chất keo tụ, phản ứng giữa các hạt keo huyền phù, tạo ra các kết tủa (keo tụ đơn thuần) và khởi đầu sự kết tụ (sự lớn lên của các cụm). Sự tủa bông tương ứng với giai đoạn lớn lên của các cụm với sự khuấy chậm trong một thời gian dài. Trong giai đoạn đầu của sự tủa bông, một tác nhân thứ hai có thể được thêm vào (chất trợ tủa bông) để có thể thích ứng với sự khuấy trộn.
Các chất keo tụ kim loại (muối nhôm và sắt) khi cho vào nước bị thuỷ phân tạo ra oxo-hydroxyt tan và không tan và các proton. ở các giá trị pH thường ứng dụng trong thực tế keo tụ thì phản ứng tổng quát có thể xem như phản ứng chủ yếu tạo ra các hydroxyt kim loại.
Các chất keo tụ được ứng dụng nhiều nhất là muối nhôm, polyclorua nhôm (PAC) và cả muối sắt cloruaferic. Các chất tủa bông là các chất polyme tự nhiên (amindin, oxitsilic...) và một số chất đa điện ly anion và cation.
II.1. Dùng keo hydroxit sắt(II) tách loại xanh metylen bằng phương pháp keo tụ điện hoá [5].
Xanh metylen được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp dệt nhuộm và in ấn, vì vậy nó có mặt trong nhiều hệ nước thải công nghiệp. Dựa trên bề mặt riêng của xanh metylen, bề mặt riêng của Fe(OH)2 cũng được xác định theo khả năng hấp phụ của keo với chất màu. Bề mặt riêng của keo là một trong những thông số quan trọng để đánh giá mức độ hấp phụ. Bề mặt riêng càng lớn, có nghĩa là kích thước hạt keo càng tinh vi, độ dày lớp keo mỏng, cấu trúc hạt keo phức tạp, vì vậy bề mặt tiếp xúc càng cao.
Bảng: Quan hệ bề mặt riêng của keo Fe(OH)2 điện hoá với nồng độ chất màu:
Nồng độ xanh metyl (mg/l) Tiêu thụ sắt anot Bề mặt riêng của Fe(OH)2
Trước xử lý Sau xử lý (mg/l) (m2/g)
20 1,5 24 730
30 2,2 33 795
40 2,8 42 833
50 3,2 50 875
80 4,2 69 976
100 4,8 85 983
Khi không có chất điện ly trong dung dịch, tiêu hao anot sắt vào khoảng 920-1200mg/g chất màu, tức là khoảng 1450-1900 mg Fe(OH)2/g chất màu. Khi đó bề mặt riêng của 1g Fe(OH)2 vào khoảng 730-980 m2/g.
Khi có mặt chất điện ly trong dung dịch, do bề mặt lớp keo giảm, kích thước hạt keo giảm, số lượng hạt keo tăng đáng kể do sự tương tác điện của chất điện ly với các phân tử Fe(OH)2,bề mặt riêng tăng lên đáng kể. Trong dung dịch có MgSO4, bề mặt riêng của keo cao nhất.
Tóm lại xanh metylen dễ bị keo tụ bởi keo Fe(OH)2 điện hoá.Với sự có mặt của các muối hoà tan, quá trình keo tụ diễn ra nhanh chóng (khoảng 2-3 phút khi nồng độ dung dịch ban đầu là 100mg/l).
II.2. Sử dụng keo nhôm hoạt tính được chế tạo bằng phương pháp điện hoá [10,11].
Qua nghiên cứu ảnh hưởng pH của keo nhôm và chụp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) cho thấy keo nhôm hoạt tính có kích thước trung bình của hạt nhỏ hơn 0,1 mm. Trong nước chúng phân hoá nhanh chóng thành dung dịch keo khá bền. Đồng thời kết quả chụp nhiễu xạ tia X cho thấy keo nhôm điện hoá được hình thành từ các phức hydroxo giả bền. Khi đưa vào nguồn nước gây keo tụ trạng thái giả bền hoạt động mạnh, phần lớp giả bền của keo lập tức tham gia phản ứng trung hoà điện tích với chất ô nhiễm; nhân keo mất lớp khuếch tán bị phân tán, thuỷ phân và liên kết với nhau thành các polyme bề mặt riêng rất lớn, điện tích bề mặt cao. Cho nên sự tương tác của keo nhôm hoạt tính với chất ô nhiễm vừa có cơ chế hấp phụ-trung hoà điện tích vừa có sự keo tụ tủa quét. Chính vì vậy mà kết tủa có dạng co cụm xít đặc, màu bông kết tủa nâu sẫm. Điều này khác hẳn với PAC chủ yếu tương tác với cơ chế tủa quét, tạo thành những khối bông sa lắng ít co cụm mà phân tán khá đều trên bề mặt đáy màu bông sa lắng vàng nhạt. Nhờ ưu thế trên mà keo nhôm hoạt tính tốt hơn hẳn so với PAC. Đồng thời tốt hơn nhiều so với phèn nhôm trong việc tách loại nhiều chất ô nhiễm hữu cơ có nguồn gốc từ phế thải, xử lý độ đục vô cơ.
II.3. Sử dụng chất keo tụ PACN-95 để xử lý nước trên dây chuyền ở nhà máy nước Nam Định [12,13].
Qua ứng dụng chất keo tụ PACN-95 trong xử lý nước mặt có độ đục cao làm nước sinh hoạt tại nhà máy nước Nam Định cho thấy:
- Chất keo tụ PACN-95 với nồng độ Al2O3 quy đổi cao hơn phèn nhôm và có sự tham gia các polyme nên lượng dùng PACN-95 giảm đi đáng kể chỉ còn khoảng 20-25% trên 1 m3 nước so với phèn nhôm.
- Việc dùng PACN-95 cho phép tăng công suất nước hút, kéo dài thời gian hoạt động của bể lọc do tăng hiệu quả trong quá trình lắng. Trung bình công suất nước tăng 50 m3/h.
- Qua tính toán cho thấy nếu dùng chất keo tụ PACN-95 thì chi phí hoá chất so với phèn nhôm cũng giảm đi và nếu kể cả chi phí vận chuyển, bảo quản và hoà tan để sử dụng thì giá thành sản xuất 1m3 nước sẽ giảm đến 30%.
- Độ pH khi dùng PACN-95 ổn định và trong vùng trung hoà (pH=7,2), trong khi dùng phèn nhôm thì pH thấp (pH=6). Điều này góp phần nâng cao chất lượng và độ sạch của hệ thống đường ống.
II.4. Chất keo tụ khác:
* Sử dụng tách protein trong nước thải giết mổ [15]:
- Sử dụng polyme C13OH liều lượng trong khoảng 2-40 mg/l để keo tụ.
- Sử dụng PAC và FeCL3 liều lượng cao nhất tới 400 mg/l. Trong trường hợp sử dụng FeCL3, do quá trình thuỷ phân mạnh nên pH của nước giảm, vì vậy trước khi kết tủa và keo tụ, có điều chỉnh pH (8-9) sao cho pH cuối cùng đạt trên 6. Khi sử dụng PAC và FeCL3 có bổ sung thêm một lượng ổn định chất trợ keo tụ A101 là 4 mg/l để thúc đẩy quá trình keo tụ.
Kết quả khảo sát:
+ Polyme loại C có khả năng kết tủa protein với liều lượng polyme 2 mg/l, liều lượng kết tủa bắt đầu xuất hiện. Tuy nhiên, hiệu quả tăng ít khi liều lượng đến 40 mg/l. Điều đó chứng tỏ polyme loại C chỉ có khả năng kết tủa các thành phần không tan trong nước.
+ Sử dụng kết hợp muối sắt và PAC với polyme cho kết quả xử lý tốt hơn, trong đó tổ hợp giữa muối sắt và A101 cho kết quả tốt hơn khoảng 2,5 lần so với PAC và A101.
+ Kh...

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học ©