Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào
Bể lắng hướng tâm là bể lắng tròn. Nước trong đó chuyển động từ
tâm ra vành đai. Vận tốc nước nhỏ nhất là ở vành đai. Loại bể lắng này được
ứng dụng cho lưu lượng nước thải lớn hơn 20.000m
3
/ngày đêm.
• Bể lắng dạng bảng:
Ở bên trong bể lắng dạng bảng có các bản đặt nghiêng và song
song với nhau. Nước chuyển động giữa các bản, còn cặn trượt xuống vào bình
chứa.
• Bể lắng trong:
Bể lắng được sử dụng để làm sạch tự nhiên và để làm trong nước
thải công nghiệp. Người ta thường sử dụng bể lắng trong với lớp cặn l
ơ lửng
trong đó người ta cho nước với chất đông tụ đi qua đó ( trang 87-89, [11]).
II.3.
Lọc:
Lọc được dùng để xử lý nước thải, để tách các loại tạp chất nhỏ ra
khỏi nước thải mà bể lắng không lắng được. Trong các loại phin lọc thường có
các loại phin lọc dùng vật liệu lọc dạng tấm hoặc dạng hạt. Vật liệu dạng tấm có
thể làm bằng tấm thép có đục lỗ hoặc lưới bằng thép không gỉ, nhôm, niken,
đồng, thau,… và cả các loại vải khác nhau ( th
ủy tinh, amiăng, bông, len, sợi
tổng hợp ). Tấm lọc cần có trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, không bị trương
nở và bị phá hủy ở điều kiện lọc ( trang 95, [15]).
Vật liệu lọc dạng hạt là cát thạch anh, than cốc, sỏi, đá nghiền thậm
chí cả than gỗ ( trang 95, [15]).
Đặc tính quan trọng của lớp hạt lọc là độ xốp và bề mặ
t riêng. Quá
trình lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất của cột chất lỏng hay áp suất
cao trước vách vật liệu lọc hoặc chân không sau lớp lọc.

ra theo các giai đoạn sau:
Me
3+
+ HOH ↔ Me(OH)
2+
+ H
+

Me(OH)
2+
+ HOH ↔ Me(OH)
2
+
+ H
+

Me(OH)
2
+
+ HOH ↔ Me(OH)
3
+ H
+

⇒ Me
3+
+ 3HOH ↔ Me(OH)
3
+ 3H
+

)
2
.12 H
2
O, Trong đó được sử dụng rộng rãi nhất là
Al
2
(SO
4
)
3
vì Al
2
(SO
4
)
3
hòa tan tốt trong nước, chi phí thấp, hoạt động có hiệu
quả cao trong khoảng pH= 5÷7,5 ( trang 121, [13] ).
_ Trong phần lớn các trường hợp, người ta dùng hỗn hợp NaAlO
2
và
Al
2
(SO
4
)
3
theo tỉ lệ ( 10:1 )÷( 20:1 ). Phản ứng xảy ra như sau:
6NaAlO

(OH)
5
Cl + Ca(HCO
3
)
2
→ 4 Al(OH)
3
↓ +CaCl
2
+
2CO
2
↑
Các muối sắt Fe
2
(SO
4
)
3
. 2 H
2
O, Fe
2
(SO
4
)
3
. 3 H
2

O → Fe(OH)
3
↓ + 3 HCl
Fe
2
(SO
4
)
3
+ 6 H
2
O → 2 Fe(OH)
3
↓ + 3 H
2
SO
4
Các muối sắt thường được dùng làm chất đông tụ vì có nhiều ưu
điểm hơn so với các muối nhôm do:
_ Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp.
_ Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn.
_ Độ bền lớn và kích thước bông keo có khoảng giới hạn rộng của
thành phần muối.
_ Có thể khử được mùi vị khi có H
2
S.
Nhưng các muối sắt có nhược điểm là chúng tạo thành các phức hòa
tan nhuộm màu qua phản ứng của các cation sắt với một số chất hữu cơ ( trang
285, [13] ).
Trong quá trình tạo bông keo của hiđroxit nhôm hoặc sắt, người ta

dính ra khỏi nước. Thực chất đây là quá trình tách bọt hay làm đặc bọt. Ngoài
ra, quá trình này còn để tách các chất hòa tan như các hoạt động bề mặt (trang
100, [15]).
Trong công nghiệp, tuyển nổi được áp dụng để
xử lý chất khoáng, tái
sinh nguyên liệu từ nước rửa, làm sạch nước thải, xử lý bùn và thu hồi khoáng
sản quí. Trong xử lý nước cấp, quá trình tuyển nổi được kết hợp với quá trình
keo tụ tạo bông, đặc biệt là đối với chất mùn và tảo sau quá trình keo tụ tạo
bông được tách ra khỏi nước bằng tuyển nổi ( trang 85, [20] ).
Phương pháp này được thực hiện nhờ thổi không khí thành bọt nhỏ
vào trong nước thải. Các b
ọt khí dính các hạt lơ lửng lắng kém và nổi lên trên
mặt nước. Khi nổi lên các bọt khí tập hợp thành bông hạt đủ lớn, rồi tạo thành
một lớp bọt chứa nhiều hạt bẩn ( trang 100, [15]).
Tuyển nổi bọt nhằm tách các hạt lơ lửng không tan và một số chất
keo hoặc hòa tan ra khỏi pha lỏng. Kĩ thuật này có thể dùng cho xử lý nước thải
đô thị và nhiều lĩnh vực công nghiệ
p như: chế biến dầu béo, dệt thuộc da, chế
biến thịt, v.v… ( trang 100, [15] ).
Ngoài ra, tuyển nổi ion và phân tử là một phương pháp mới để tách
các chất tan ra khỏi nước, được sử dụng trong những năm gần đây ( trang 74,
[10] ).
Hiệu suất của phương pháp tuyển nổi phụ thuộc vào kích thước và
số lượng bong bóng khí, kích thước các tạp chất trong nước thải. Kích thước tối
ưu của bong bóng khí là 15 ÷ 30µm, kích thước h
ạt tạp chất là 0,2 ÷ 1,5µm (
trang 33, [3] ).
Có nhiều phương pháp tuyển nổi để xử lý nước thải:
Đề tài nghiên cứu khoa học Trang
41

ẽ làm tăng đột ngột dòng chảy rối và có thể phá vỡ tổ hợp hạt - khí,
do đó làm giảm hiệu quả xử lý ( trang 92, [11]).
[ Tuyển nổi nhờ các tấm xốp:
Phương pháp này có ưu điểm là: kết cấu buồng nổi đơn giản,
chi phí năng lượng thấp. Khuyết điểm: các bọt mau bị bẩn và dễ bị bịt kín, khó
cho vật liệu có lỗ giống nhau
để tạo bọt khí nhuyễn và có kích thước bằng nhau.
Đề tài nghiên cứu khoa học Trang
42
Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào
Hiệu quả tuyển nổi phụ thuộc vào lỗ xốp, áp suất không khí, lưu
lượng không khí, thời gian tuyển nổi, mực nước trong thiết bị tuyển nổi ( trang
93, [11]).
[. Xử lý bằng phương pháp tách phân đoạn bọt ( tách bọt ):
Phương pháp tách phân đoạn bọt dựa trên sự hấp phụ chọn lọc
một hay nhiều chất tan trên bề mặt bọt khí n
ổi lên trên xuyên qua dung dịch.
Quá trình này ứng dụng để loại chất hoạt động bề mặt ra khỏi nước thải, nó
tương tự quá trình hấp phụ trên chất rắn.
Trong quá trình phân riêng, bọt tạo thành có nồng độ chất tan
hoạt động bề mặt khá cao. Việc tách nó ra khỏi bọt rất khó khăn. Vì vậy, trong
đa số các trường hợp nó là chất thải.
Như vậy, quá trình xử lý nước thải khỏi chất ho
ạt động bề mặt
bằng phương pháp tách bọt có nhược điểm:
_ Tạo thành chất ngưng giàu chất hoạt động bề mặt, bị phân hủy
chậm.
_ Khi nồng độ chất hoạt động bề mặt trong nước thải tăng hiệu
quả xử lý giảm.
Do đó, người ta đề nghị phương pháp xử lý chất hoạt động bề

2
,…Bọt của các khí này có thể kết dính
với các chất lơ lửng không tan và đưa chúng lên lớp bọt. Nhược điểm của
phương pháp này là tiêu hao nhiều tác chất.
b. Tuyển nổi sinh học:
Phương pháp này được ứng dụng để nén cặn từ bể lắng đợt I
khi xử lý nước thải sinh hoạt. Trong phương pháp này cặn được đun nóng bằng
hơi nước đến 35-55
0
C và nhiệt độ này được giữ cả ngày đêm. Do hoạt động
của các vi sinh vật, các bọt khí sinh ra và mang các hạt cặn lên lớp bọt, ở đó
chúng được nén và khử nước. Bằng cách này, trong vòng 5-6 ngày đêm độ ẩm
của cặn có thể giảm đến 80% và đơn giản hóa quá trình xử lý cặn tiếp theo.
c. Tuyển nổi ion:
Quá trình này được tiến hành như sau: người ta cho không khí và
chất hoạt động bề mặt vào nước thả
i. Chất hoạt động bề mặt trong nước tạo
thành các ion có điện tích trái dấu với điện tích của ion cần loại ra. Không khí ở
dạng bọt có trách nhiệm đưa chất hoạt động bề mặt cùng chất bẩn lên lớp bọt.
Phương pháp này có thể áp dụng để tách ra khỏi nước các kim
loại ( Mo, W, V, Pt, Ce, Re,…) quá trình hiệu quả khi nồng độ ion thấp 10
-3
-10
-2

mol.ion/l.
Trong trường hợp cần tiến hành đồng thời quá trình tuyển nổi và
oxi hóa chất ô nhiễm, nên bão hòa nước bằng không khí giàu oxi hoặc ozone.
Để hạn chế quá trình oxi hóa thì thay không khí bằng khí trơ ( trang 93, [11]).
[Tuyển nổi điện:

Đối với các trạm tuyển nổi điện có công suất lớn thì nên xây
dựng hai ngăn gồm một ngăn điện cực ( ngăn keo tụ ), và một ngăn tuyển nổi (
trang 78-81, [10]).
II.6.
Hấp phụ:
Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước
thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ
khi trong nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó. Những chất
này thường không phân hủy bằng con đường sinh học và thường có độc tính
cao. Nếu các chất này bị hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng ch
ất hấp phụ
không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp lí hơn cả ( trang 132-133,
[13] ).
Trong xử lý nước thải công nghiệp, hấp phụ được ứng dụng để khử
độc nước thải khỏi thuốc diệt cỏ, phenol, thuốc sát trùng, các hợp chất hữu cơ
vòng thơm, chất hoạt động bề mặt, thuốc nhuộm, màu hoạt tính ( trang 33, [3] ).
Các chất hấp phụ
thường dùng là: than hoạt tính, đất sét, silicagen,
keo nhôm, một số chất tổng hợp hoặc chất thải sản xuất như: xỉ, mạt
sắt,…Trong số này, than hoạt tính là được dùng phổ biến nhất. Than hoạt tính
có hai dạng: hạt và bột đều được dùng để hấp phụ. Các chất hữu cơ, kim loại
nặng và các chất màu dễ bị than hấp phụ. Lượng chất này tùy thuộc vào khả
năng hấ
p phụ của từng chất và hàm lượng chất bẩn có trong nước. Phương
pháp này có khả năng hấp phụ được 58-95% các chất hữu cơ và màu. Các
chất hữu cơ có thể bị hấp phụ được tính đến là phenol, alkylbenzen, sunfonic
axit, thuốc nhuộm, các hợp chất thơm. Đã có những ứng dụng dùng than hoạt
tính để hấp phụ thủy ngân và những thuốc nhuộm khó phân hủy, nhưng tốn
kém và làm cho quá trình không kinh tế
. Để loại bỏ các kim loại nặng, các chất

mA + R
m
B ↔ R
m
A + mB ( trang 37, [19]).
Quá trình trao đổi ion có thể tiến hành qua một số giai đoạn sau:
1. Vận chuyển các ion A từ trong dòng chất lỏng đến mặt ngoài
màng biên bao quanh hạt ionit.
2. Khuếch tán các hạt qua lớp biên.
3. Vận chuyển các ion qua bề mặt phân chia pha vào hạt
nhựa.
4. Khuếch tán ion A vào trong hạt đến bề mặt phân chia pha.
5. Phản ứng trao đổi ion A và B.
6. Khuếch tán ion B bên trong hạt đến bề mặt phân chia pha.
Đề tài nghiên cứu khoa học Trang
46