Đề tài Nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý nước thải cá cơm hấp tại làng nghề cá cơm hấp Mỹ Tân, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận

chöùc beà maët quyeát ñònh daáu cuûa ñieän tích beà maët. Caùc nhoùm ñoù laø nguyeân nhaân taïo ra caùc löïc töông taùc beà maët. Giöõa 2 haït keo luoân toàn taïi hai loaïi löïc töông taùc: i. Löïc ñaåy coù baûn chaát tónh ñieän (hoaëc löïc Coulomb) xaûy ra giöõa 2 lôùp keùp coù ñieän tích cuøng daáu. ( VD) ii. Löïc huùt (London- van de Waals) coù baûn chaát vaät lyù, taùc ñoäng trong moät khoaûng caùch raát ngaén (VH) Löïc ñaåy vôùi daáu qui öôùc laø döông, löïc huùt coù daáu qui öôùc laø aâm. VT laø hôïp löïc cuûa löïc huùt vaø löïc ñaåy. Neáu VT döông, nghóa laø löïc ñaåy thaéng löïc huùt, haït keo beàn vöõng, khoâng xaûy ra hieän töôïng keo tuï. Tröôøng hôïp ngöôïc laïi ( hôïp löïc aâm hoaëc baèng 0), caùc haït huyeàn phuø daïng keo khoâng oån ñònh, deã daøng keát hôïp vôùi nhau taïo ra hieän töôïng keo tuï do khoâng coù “haøng raøo naêng löôïng” naøo ngaên caùch söï xích laïi gaàn nhau cuûa caùc haït öùng vôùi khoaûng caùch maø löïc huùt khaù maïnh. Caùc bieän phaùp keo tuï Coù 4 bieän phaùp hoùa hoïc keo tuï moät heä huyeàn phuø daïng keo: 1. Taêng löïc ion Taêng noàng ñoä cuûa chaát ñieän li trung tính ( NaCl) daãn ñeán giaûm ñoä daøy cuûa lôùp keùp vaø do ñoù, laøm giaûm löïc ñaåy tónh ñieän giöõa caùc haït. Töông taùc toång coäng trôû neân baèng 0, do ñoù, söï toå hôïp caùc haït keo coù theå xaûy ra khi chuùng tieáp xuùc vôùi nhau. Bieän phaùp naøy khoù öùng duïng trong thöïc teá xöû lyù nöôùc. Tuy nhieân ngöôøi ta coù theå quan saùt hieän töôïng naøy ôû vuøng cöûa soâng chaûy ra bieån. Taïi ñoù, noàng ñoä muoái cao, caùc haït huyeàn phuø bò keo tuï nhanh choùng taïo ra söï laéng ñoïng traàm tích boài caïn cöûa soâng. 2. Thay ñoåi pH Thay ñoåi pH cuûa moâi tröôøng coù theå laøm maát ñi ñieän tích sô caáp do đoù laøm giaûm hoaëc voâ hieäu hoùa caùc löïc ñaåy. Tuy nhieân, pH cuûa caùc loaïi haït thöôøng thaáp ( khoaûng 2, 3) neân cuõng khoâng theå öùng duïng bieän phaùp naøy ñeå keo tuï xöû lí nöôùc. 3. Ñöa vaøo heä moät muoái kim loaïi hoùa trò III Ñöa vaøo heä huyeàn phuø daïng keo moät muoái kim loaïi hoùa trò III, coù theå thuûy phaân nhö muoái saét ferit hoaëc muoái nhoâm, taïo ra nhieàu caùch keo tuï. Vieäc ñöa theâm caùc muoái naøy vaøo, tröôùc heát gaây ra moät söï taêng nheï löïc ion (laøm giaûm ñieän tích vaø ñoä daøy lôùp keùp), ñoàng thôøi cuõng laøm bieán ñoåi pH vì xaûy ra söï axit hoùa cuûa moâi tröôøng. Maët khaùc, cuõng xaûy ra söï hình thaønh caùc phöùc monome vaø oligome hoøa tan (chuû yeáu bôûi söï thuûy phaân), chuùng mang ñieän tích döông vaø coù theå bò haáp phuï treân beà maët haït keo, laøm trung hoøa caùc ñieän tích sô caáp mang ñieän tích aâm. Ñoàng thôøi, trong moät soá ñieàu kieän nhaát ñònh (pH, noàng ñoä), söï thuûy phaân hoaøn toaøn cuûa caùc ion kim loaïi seõ daãn ñeán söï keát tuûa caùc oxo-hydroxit kim loaïi voâ ñònh hình vaø tuûa boâng. Caùc cuïm boâng ñoù coù theå baãy hoaëc baét caùc haït keo ñeå roài coù theå laéng gaïn chuùng. Söû duïng kim loaïi hoùa trò III laø bieän phaùp hay ñöôïc söû duïng nhaát trong xöû lí nöôùc. 4. Ñöa vaøo heä moät polymer toång hôïp hoaëc polymer töï nhieân Ñöa vaøo heä moät polymer toång hôïp hoaëc polymer töï nhieân, thöôøng laø caùc polymer höõu cô (amidon, alginat, polyetrolyt), ñoâi khi polymer voâ cô (sol oxit silic) coù theå laøm trung hoøa ñieän tích caùc haït keo vì caùc polymer mang ñieän tích. Polymer taïo ra caàu noái giöõa caùc haït vôùi khoaûng caùch lôùn hôn khoaûng caùch hieäu duïng cuûa caùc löïc ñaåy. Vôùi caùch keo tuï naøy, neáu duøng quaù ngöôõng keo tuï thì laïi daãn ñeán söï taùi xaùc laäp traïng thaùi beàn cuûa haït keo. Keo tuï bôûi Al (III) vaø Fe (III) 1. Phaûn öùng thuûy phaân Caùc taùc duïng cuûa saét vaø nhoâm trong keo tuï laø do söï coù maët caùc saûn phaåm thuûy phaân caùc muoái cuûa chuùng. Ñoù laø caùc hydroxyt kim loaïi ña nhaân ( polymer tan hoaëc khoâng tan), chuùng coù khaû naêng tích ñieän cao. Caùc phaûn öùng ñeå taïo ra caùc phöùc ñoù, cuõng nhö caùc phaûn öùng cuûa caùc monome. Caùc bieåu ñoà tính tan cuûa nhoâm vaø saét trong nöôùc tinh khieát coù theå xaây döïng xuaát phaùt töø caùc giaù trò haèng soá caân baèng. Trong ñoù, caùc ñöôøng noàng ñoä phuï thuoäc pH coù daïng chöõ V maø ñænh cuûa noù laø noàng ñoä hoøa tan toái thieåu cuûa kim loaïi trong nöôùc tinh khieát. Daïng chuû yeáu cuûa hydroxit kim loaïi toàn taïi trong moâi tröôøng sau khi keo tuï luoân luoân laø trihydroxit voâ ñònh hình. Trong quaù trình hình thaønh polymer voâ cô cuûa Al vaø Fe luoân keøm theo söï giaûi phoùng caùc proton neân caàn tieán haønh trung hoøa hoaëc vôùi ion cacbonat vaø bicacbonat hoaëc vôùi moät bazô maïnh ñeå oån ñònh pH trong quaù trình keo tuï. 2. Cô cheá keo tuï bôûi ion kim loaïi hoùa trò III Coù 2 cô cheá chuû yeáu veà keo tuï caùc keo hidroxyt kim loaïi. Vôùi nhoâm (laø tröôøng hôïp nghieân cöùu nhieàu nhaát), bieåu ñoà keo tuï coù 2 mieàn toái öu. Mieàn thöù nhaát naèm trong vuøng pH gaàn trung tính, cô cheá chuû yeáu laø baãy caùc haït keo trong caùc keát tuûa. Ñieän theá zeta sau khi keo tuï khoâng nhaát thieát phaûi baèng 0 hoaëc aâm, vaø lieàu löôïng chaát keo tuï ñöa vaøo heä khoâng tæ leä vôùi noàng ñoä haït keo. Vuøng thöù 2 töông öùng vôùi caùc moâi tröôøng axit nheï ( xung quanh pH= 5, ôû ñoù, cô cheá chuû yeáu laø söï trung hoøa ñieän tích aâm cuûa haït keo bôûi caùc polymer hoøa tan tích ñieän döông. Ñoái vôùi vuøng naøy, theá zeta phaûi gaàn baèng 0, noàng ñoä chaát phaûn öùng (gaây keo tuï) tyû leä vôùi noàng ñoä keo vaø hieän töôïng taùi beàn coù theå xaûy ra trong tröôøng hôïp duøng quaù lieàu chaát gaây keo tuï (laøm cho lôùp ñieän tích keùp thay ñoåi daáu, theá zeta ngaøy caøng trôû neân döông hôn). Vuøng keo tuï naøy khoù öùng duïng vôùi nhoâm vì tính tan cuûa nhoâm vöôït tieâu chuaån cho pheùp ñoái vôùi nöôùc cho muïc ñích aên uoáng laø 0,2mg/l (theo Tieâu chuaån veä sinh nöôùc aên uoáng ban haønh keøm theo Quyeát ñònh cuûa Boä tröôûng Boä Y teá soá 1329/2002/BYT-QÑ ngaøy 18/4/2002) khaùc vôùi tröôøng hôïp cuûa saét. Nguyeân taéc loaïi boû caùc vaät lieäu höõu cô hoøa tan ñeàu döïa treân caû 2 cô cheá. ÔÛ vuøng pH axit nheï (pH= 5-6) caùc chaát höõu cô phaûn öùng vôùi kim loaïi ñeå taïo phöùc. Phöùc naøy keát tuûa vôùi ñieàu kieän pH khoâng thaät thaáp vaø löôïng chaát keo tuï khoâng thaät ñuû. Neáu ñieàu kieän ñoù khoâng ñaùp öùng thì nguy cô xuaát hieän dö löôïng chaát keo tuï (ngay caû khi nöôùc ñaõ ñöôïc loïc qua caùt) vôùi haøm löôïng cao hôn nhieàu so vôùi haøm löôïng döï tính theo caùc haèng soá caân baèng. Lieàu löôïng toái öu cuûa saét vaø nhoâm töông öùng laø 2 vaø 1 mg treân mg cacbon höõu cô hoøa tan, vôùi pH axit nheï. Cô cheá thöù 2 ôû pH trung tính coù theå laø söï haáp phuï (do söï taïo phöùc) cuûa caùc chaát höõu cô ôû beà maët chaát keát tuûa. Hieäu suaát loaïi boû taïp chaát höõu cô roõ raøng laø nhoû trong tröôøng hôïp naøy. 4.1.2.2 Tuûa boâng: Tuûa boâng laø söï toå hôïp caùc haït keo ñaõ bò keo tuï. Quaù trình naøy chæ xaûy ra sau quaù trình keo tuï. Veà phöông dieän lyù thuyeát, ñoù laø vaán ñeà nghieân cöùu vaän toác keát tuï cuûa caùc haït. Theo Smoluchowski, toác ñoä keát tuï cuûa caùc haït keo ñaõ keo tuï phuï thuoäc chuû yeáu vaøo taàn soá va chaïm coù hieäu quaû, vaøo ñaëc ñieåm cuûa caùc haït vaø thuûy ñoäng cuûa moâi tröôøng. Ñeå coù moät giai ñoaïn tuûa boâng toát thì caàn phaûi coù söï keát tuï toát, noàng ñoä keo caøng cao caøng toát, phaûi khuaáy troän nhanh vaø ñuû laâu (khoâng ñaäp vôõ caùc cuïm vöøa ñöôïc taïo thaønh bôûi quaù dö coâng suaát). Ñieàu kieän toái öu cuûa tuûa boâng ñöôïc xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm ôû trong phoøng thí nghieäm vaø vôùi söï giuùp ñôõ cuûa caùc soá lieäu lyù thuyeát. Taêng noàng ñoä haït keo baèng caùch keát tuûa hidroxit nhoâm hoaëc saét, khi moät trong hai chaát ñoù ñöôïc söû duïng nhö chaát taïo keo tuï. Cuõng coù theå boå sung theâm caùc loaïi keo betonit hoaëc caùc loaïi caùt cöïc mòn. Khuaáy troän nhanh vaø laâu cuõng coù theå taïo ra moät vaøi baát lôïi, laøm phaù vôõ caùc cuïm vöøa ñöôïc hình thaønh. Hình 4.2. Hieän töôïng taïo boâng caën Hình 4.3. Hieän töôïng keo tuï – taïo boâng – sa laéng 4.1.2.3. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tuï taïo boâng: Trò soá pH cuûa nöôùc. Nöôùc thieân nhieân sau khi ñaõ cho Al2(SO4)vaøo, trò soá pH cuûa noù bò giaûm thaáp, vì Al2(SO4) laø moät loaïi goàm moät loaïi muoái axit maïnh bazô yeáu. Söï thuyû phaân cuûa noù coù theå taêng tính axit cuûa nöôùc. Ñoái vôùi hieäu quaû keo tuï coù aûnh höôûng, chuû yeáu laø trò soá pH cuûa nöôùc sau khi cho pheøn vaøo. Cho neân trò soá pH döôùi ñaây ñeàu laø trò soá pH cuûa nöôùc sau khi cho pheøn vaøo. Trò soá pH aûnh höôûng raát lôùn vaø nhieàu maët ñeán quaù trình keo tuï. ( 1 ) Aûnh höôûng cuûa pH ñoái vôùi ñoä hoaø tan nhoâm hydroxit . Noù laø moät hydroxit ñieån hình. Trò soá pH cuûa nöôùc quaù cao hoaëc quaù thaáp ñeàu ñuû laøm cho noù hoaø tan, khieán haøm löôïng nhoâm dö trong nöôùc taêng theâm . Khi trò soá pH giaûm thaáp ñeán 5,5 trôû xuoáng, Al(OH)3 coù taùc duïng roõ raøng nhö moät chaát kieàm, laøm cho haøm löôïng Al3+ trong nöôùc taêng nhieàu nhö phaûn öùng sau: Al(OH)3 + 3 H+ ® Al3+ + 3 H2O Khi trò soá pH taêng cao ñeán 7,5 trôû leân Al(OH)3 coù taùc duïng nhö moät axit laøm cho goác AlO2 trong nöôùc xuaát hieän phaûn öùng sau: Al(OH)3 + OH- ® AlO2 + 2 H2O Khi trò soá pH ñaït ñeán 9 trôû leân, ñoä hoaø tan cuûa Al(OH)3 nhanh choùng taêng lôùn sau cuøng thaønh dung dòch muoái nhoâm. Khi trong nöôùc coù SO4 , trong phaïm vi pH = 5,5 7 trong vaät keát tuûa coù muoái sunfat kieàm raát ít hoaø tan. Trong phaïm vi naøy, khi trò soá pH bieán ñoåi cao muoái sunfat kieàm ôû hình thaùi Al( OH)4SO4 khi pH bieán ñoåi thaáp ôû daïng Al( OH)SO4. Toùm laïi trong phaïm vi pH töø 5,5 ñeán 7 löôïng nhoâm dö trong nöôùc ñeàu raát nhoû ( 2 ) Aûnh höôûng cuûa pH ñeán ñieän tích cuûa haït keo nhoâm hyroxit. Ñieän tích cuûa haït keo trong dung dòch nöôùc coù quan heä ñeán thaønh phaàn cuûa ion trong nöôùc, ñaët bieät laø noàng ñoä ion H+. Cho neân trò soá pH ñoái vôùi tính mang ñieän cuûa haït keo coù aûnh höôûng raát lôùn. Khi 5< pH<8 noù mang ñieän döông, caáu taïo cuûa ñaùm keo naøy do söï phaân huûy cuûa nhoâm sunfat maø hình thaønh. Khi pH< 5 vì haáp thuï SO4 maø mang ñieän tích aâm, khi pH » 8 , noù toàn taïi ôû traïng thaùi hydroxit trung tính, vì theá maø deã daøng keát tuûa nhaát. ( 3 ) Aûnh höôûng cuaû pH ñoái vôùi chaát höõu cô trong nöôùc. Chaát höõu cô trong nöôùc nhö chaát höõu cô bò thoái röûa, khi pH thaáp, dung dòch keo cuûa axit humic mang ñieän tích aâm. Luùc naøy deã daøng duøng chaát keo tuï khöû ñi. Khi pH cao noù trôû thaønh muoái axit humic deã tan. Vì theá maø hieäu quaû khöû ñi töông ñoái keùm. Duøng muoái nhoâm khöû loaïi naøy, thích hôïp nhaát ôû pH= 6 6,5. ( 4 ) Aûnh höôûng pH ñeán toác ñoä keo tuï dung dòch keo. Toác ñoä keo tuï dung dòch keo vaø ñieän theá x cuaû noù coù quan heä. Trò soá ñieän theá x caøng nhoû, löïc ñaåy giöõa caùc haït caøng yeáu, vì vaäy toác ñoä keo tuï caøng nhanh. Khi ñieän theá x baèng 0 nghóa laø ñaït ñeán ñieåm ñaúng ñieän. Toác ñoä keo tuï cuaû noù lôùn nhaát. Dung dòch keo naøy hình thaønh töø hôïp chaát löôõng tính, ñieän theá x cuaû noù vaø ñieåm ñaúng ñieän chuû yeáu quyeát ñònh bôûi trò soá pH cuaû nöôùc. Nhoâm hydroxit vaø caùc chaát humic, ñaát seùt hôïp thaønh dung dòch keo trong nöôùc thieân nhieân ñeàu laø löôõng tính, cho neân pH laø nhaân toá chuû yeáu aûnh höôûng ñeán toác ñoä keo tuï. Töø moät soá nguyeân nhaân treân, ñoái vôùi moät loaïi nöôùc cuï theå thì khoâng coù phöông phaùp tính toaùn trò soá pH toái öu maø chæ xaùc ñònh thöïc nghieäm. Chaát löôïng nöôùc khaùc nhau, trò soá pH toái öu khaùc nhau, nghóa laø cuõng moät nguoàn nöôùc, caùc muøa khaùc nhau, trò soá pH toái öu coù theå thay ñoåi. Khi duøng muoái nhoâm laøm chaát keo tuï, trò soá pH toái öu naèm trong giôùi haïn 6,6 7,5. Quy luaät noùi chung laø khi löôïng chaát keo tuï cho vaøo töông ñoái ít, dung dòch keo töï nhieân trong nöôùc chuû yeáu laø döïa vaøo quùa trình keo tuï cuûa baûn thaân noù maø taùch ra, neân duøng pH töông ñoái laø thích hôïp, vì khi ñieän tích döông cuaû dung dòch keo nhoâm hydroxit töông ñoái lôùn. Nhö vaäy raát coù lôïi ñeå trung hoaø ñieän tích aâm cuaû dung dòch keo töï nhieân, giaûm thaáp ñieän theá x cuaû noù. Khi löôïng pheøn cho vaøo töông ñoái nhieàu, chuû yeáu laø laøm cho dung dòch nhoâm hydroxit cuaû baûn thaân chaát keo tuï hình thaønh keo tuï caøng toát. Ñeå khöû ñi vaät huyeàn phuø vaø dung dòch keo töï nhieân coù trong nöôùc, laøø döïa vaøo taùc duïng haáp phuï dung dòch keo nhoâm hydroxit, cho neân pH gaàn baèng 8 laø thích hôïp nhaát, vì nhoâm hydroxit deã keát tuûa xuoáng. Neáu ñoä kieàm cuaû nöôùc nguoàn quaù thaáp seõ khoâng ñuû ñeå khöû tính axit do chaát keo tuï thuyû phaân sinh ra. Keát quaû laøm cho trò soá pH cuaû nöôùc sau khi cho pheøn vaøo quùa thaáp. Ta coù theå duøng bieän phaùp cho kieàm vaøo ñeå ñieàu chænh trò soá pH cuaû nöôùc ra. Noùi chung kieàm cho vaøo nöôùc coù theå duøng suùt ( NaOH), kali hydroxit (KOH), natri cacbonat (Na2CO3), hay canxi hydroxit ( Ca(OH)2). Löôïng duøng chaát keo tuï: quaù trình keo tuï khoâng phaûi laø moät loaïi phaûn öùng hoaù hoïc ñôn thuaàn, neân löôïng pheøn cho vaøo khoâng theå caên cöù vaøo tính toaùn ñeå xaùc ñònh. Tuyø ñieàu kieän cuï theå khaùc nhau, phaûi laøm thöïc nghieäm chuyeân moân ñeå tìm ra löôïng pheøn cho vaøo toái öu. Löôïng pheøn toái öu cho vaøo trong nöôùc noùi chung laø 0,1 ~ 0,5 mgñ/l, neáu duøng Al2( SO4).18 H2O thì töông ñöông 10 ~ 50mg/l. Noùi chung vaät huyeàn phuø trong nöôùc caøng nhieàu , löôïng chaát keo tuï caàn thieát caøng lôùn. Cuõng coù theå chaát höõu cô trong nöôùc töông ñoái ít maø löôïng keo tuï töông ñoái nhieàu. Nhieät ñoä nöôùc: khi duøng muoái nhoâm laøm chaát keo tuï, nhieät ñoä nöôùc aûnh huôûng lôùn ñeán hieäu quaû keo tuï. Khi nhieät ñoä nöôùc raát thaáp (thaáp hôn 50C), boâng pheøn sinh ra to vaø xoáp, chöùa phaàn nöôùc nhieàu, laéng xuoáng raát chaäm neân hieäu quaû keùm. Khi duøng nhoâm sunfat tieán haønh keo tuï nöôùc thieân nhieân, nhieät ñoä nöôùc thaáp nhaát laø: 25 – 300C. Khi duøng muoái saét laøm chaát keo tuï, aûnh höôûng cuaû nhieät ñoä nöôùc ñoái vôùi hieäu quaû keo tuï khoâng lôùn. Toác ñoä hỗn hôïp cuûa nöôùc vaø chaát keo tuï: Quan heä toác ñoä hoãn hôïp cuûa nöôùc vaø chaát keo tuï ñeán tính phaân boå ñoàng ñeàu cuûa chaát keo tuï vaø cô hoäi va chaïm giöõa caùc haït keo cuõng laø moät nhaân toá troïng yeáu aûnh höôûng ñeán quùa trình keo tuï. Toác ñoä khuaáy toát nhaát laø töø nhanh chuyeån sang chaäm. Khi môùi cho chaát keo tuï vaøo nöôùc phaûi khuaáy nhanh, vì söï thuyû phaân cuaû chaát keo tuï trong nöôùc vaø hình thaønh chaát keo tuï raát nhanh. Cho neân phaûi khuaáy nhanh môùi coù khaû naêng sinh thaønh löôïng lôùn keo hydroxit haït nhoû laøm cho noù nhanh choùng khueách taùn ñeán nhöõng nôi trong nöôùc kòp thôøi cuøng vôùi caùc taïp chaát trong nöôùc taùc duïng. Sau khi hoãn hôïp hình thaønh boâng vaø lôùn leân, khoâng neân khuaáy quaù nhanh khoâng nhöõng boâng pheøn coù theå ñaùnh vôõ ñaùm boâng pheøn ñaõ hình thaønh. Taïp chaát trong nöôùc: neáu cho caùc ion traùi daáu vaøo dung dòch nöôùc coù theå khieán dung dòch keo tuï. Cho neân ion ngöôïc daáu laø moät loaïi taïp chaát aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tuï. Khi duøng Al2(SO4)3 laøm chaát keo tuï, dung dòch keo Al(OH)3 sinh thaønh thöôøng mang ñieän tích döông neân aûnh höôûng cuûa taïp chaát trong nöôùc ñeán quaù trình keo tuï dung dòch keo chuû yeáu laø anion. Ngöôøi ta tieán haønh thí nghieäm caùc loaïi dung dòch coù chöùa noàng ñoä 10mgñ/l cuûa 3 loaïi ion HCO3-, SO42- , Cl- , vaø cho thaáy HCO3- hoaëc SO42- + Cl- vôùi löôïng quaù nhieàu ñeàu laøm cho hieäu quûa keo tuï xaáu ñi. Nhöng vì aûnh höôûng ñoù raát phöùc taïp, hieän nay ngöôøi ta chöa naém chaéc quy luaät cuûa noù. Khi trong nöôùc coù chöùa moät löôïng lôùn chaát höõu cô cao phaân töû (nhö axit humic) noù coù theå haáp phuï treân beà maët dung dòch keo, daãn tôùi taùc duïng baûo veä dung dòch keo laøm cho haït keo thu ñöôïc khoù keo tuï, neân hieäu quaû keo tuï trôû neân xaáu ñi. Tröôøng hôïp naøy coù theå duøng bieän phaùp cho clo hoaëc khí ozon vaøo ñeå phaù huyû caùc chaát höõu cô ñoù. Moâi chaát tieáp xuùc: khi tieán haønh keo tuï hoaëc xöû lyù baèng phöông phaùp keát tuûa khaùc, neáu trong nöôùc duy trì moät lôùp caën buøn nhaát ñònh, khieán quaù trình keát tuûa caøng hoaøn toaøn, laøm cho toác ñoä keát tuûa nhanh theâm. Lôùp caën buøn ñoù coù taùc duïng laøm moâi chaát tieáp xuùc, treân beà maët cuaû noù coù taùc duïng haáp phuï, thuùc ñaåy vaø taùc duïng cuaû caùc haït caën buøn ñoù nhö nhöõng haït nhaân keát tinh. Cho neân hieän nay thieát bò duøng ñeå keo tuï hoaëc xöû lyù baèng keát tuûa khaùc, phaàn lôùn thieát keá coù lôùp caën buøn. Raát nhieàu nhaân toá aûnh höôûng ñeán hieäu quaû keo tuï. Ñeå tìm ra ñieàu kieän toái öu ñeå xöû lyù baèng keo tuï, khi thieát keá thieát bò hoaëc ñieàu chænh vaän haønh, coù theå tröôùc tieân tieán haønh thí nghieäm maãu ôû phoøng thí nghieäm baèng thieát bò Jartest . 4.1.3. Noäi dung thöïc hieän: Nöôùc thaûi caù côm haáp ñeå nghieân cöùu xöû lyù ñöôïc laáy taïi hoá chöùa nöôùc thaûi taäp trung cuûa cô sôû baø Nguyeãn Thò Nhaãn. 4.1.3.1. Duïng cuï hoùa chaát vaø phöông phaùp phaân tích a) Hoùa chaát: Pheøøn PAC Hoùa chaát ñieàu chænh pH: NaOH 1N vaø H2SO4 0,1N b) Duïng cuï: Beaker 2000 ml: 8 caùi Beaker 1000 ml: 1 caùi Pipet 1ml, 5ml, 10ml, 25ml: moãi loaïi 2 caùi Boùp cao su: 1 caùi Oáng ñong 500 ml: 1 oáng Maùy ño pH, ñoä ñuïc: 1 caùi c) Phöông phaùp phaân tích: Ño ñoä ñuïc: Maùy TOA 22A Ño pH: Maùy SCHOTT – LAB 850 4.1.3.2. Caùc böôùc tieán haønh: Xaùc ñònh löôïng pheøn ñeå boâng caën hình thaønh: Khuaáy ñeàu nöôùc thaûi. Laáy 500ml nöôùc thaûi cho vaøo becker 1000 ml. Cho vaøo löôïng pheøn PAC vôùi löôïng pheøn taêng nhoû. Sau moãi laàn taêng löôïng pheøn, khuaáy troän nhanh moät phuùt sau ñoù khuaáy troän chaäm trong 3 phuùt Theâm löôïng pheøn PAC ñeán khi boâng caën hình thaønh. Thí nghieäm 1: Xaùc ñònh pH toái öu Khuaáy ñeàu nöôùc thaûi, ño pH vaø ñoä ñuïc ban ñaàu. Laáy 1000 ml nöôùc thaûi cho vaøo beaker 2000 ml (8 becker). Cho 0,2 g pheøn PAC vaøo moãi beaker Cho tieáp kieàm hoaëc axit ñeå pH = 3,4 9,4 Khuaáy 100 voøng/phuùt trong 1 phuùt sau ñoù giaûm toác ñoä khuaáy 20 voøng/phuùt trong 15 phuùt. Taét maùy vaø ñeå laéng tónh trong 30 phuùt. Laáy nöôùc sau khi laéng ñem ño pH, ñoä ñuïc vaø xaùc ñònh hieäu quaû xöû lyù. Giaù trò pH toái öu laø giaù trò öùng vôùi maãu coù boâng caën lôùn vaø laéng toát öùng vôùi maãu coù ñoä ñuïc, ñoä maøu thaáp nhaát. Xaùc ñònh löôïng NaOH ñeå xaùc ñònh pH toái öu (ghi nhaän pH toái öu). Thí nghieäm 2: Xaùc ñònh löôïng pheøn toái öu Khuaáy ñeàu nöôùc thaûi, ño ñoä ñuïc ban ñaàu. Cho 1000 ml nöôùc thaûi cho vaøo beaker 2000 ml (8 becker). Cho löôïng pheøn khaùc nhau vaøo caùc becker treân. Duøng axit hoaëc kieàm ñeå ñieàu chænh veà pH toái öu. Khuaáy 100 voøng/phuùt trong 1 phuùt sau ñoù giaûm toác ñoä khuaáy 20 voøng/phuùt trong 15 phuùt. Taét maùy vaø ñeå laéng tónh trong 30 phuùt. Laáy nöôùc sau khi laéng ñem ño pH, ñoä ñuïc vaø xaùc ñònh hieäu quaû xöû lyù. Lieàu löôïng pheøn toái öu laø lieàu löôïng öùng vôùi maãu coù ñoä ñuïc, ñoä maøu thaáp nhaát. 4.2. KEÁT QUAÛ NGHIEÂN CÖÙU Xaùc ñònh löôïng pheøn ñeå boâng caën hình thaønh Löôïng nöôùc thaûi (ml) Lieàu löôïng pheøn PAC (g) Boâng caën hình thaønh 500 0.01 0 500 0.05 0 500 0.1 X Nhaän xeùt: Theo keát quaû thí nghieäm thì khi löôïng pheøn PAC 0.1g töông öùng 500ml nöôùc thaûi thì boâng caën seõ hình thaønh. Thí nghieäm xaùc ñònh pH toái öu (duøng NaOH ñieàu chænh pH) Maãu nöôùc thaûi ban ñaàu: pH = 6 Coác 1 2 3 4 5 6 7 8 Löôïng nöôùc thaûi (ml) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 Ñaàu vaøo pH 3.4 4.6 5.6 6 7.2 8.2 8.8 9.4 Ñoä ñuïc (NTU) 672 711 702 615 802 724 892 743 NaOH 1N (ml) 0 0 0 0 2 3.9 5.9 9.1 H2SO4 0,1N (ml) 29.5 13.5 4.5 0 0 0 0 0 Pheøn PAC (g) 0.2 Ñaàu ra pH 3.3 4.4 5.2 6 7.0 7.9 8.4 9.1 Ñoä ñuïc (NTU) 47 45 24 14 78 46 35 54 Hieäu suaát (%) 93 93.67 96.58 97.72 90.27 93.65 96.08 92.73 Hình 4.4. Ñoà thò bieåu dieãn söï bieán thieân ñoä ñuïc theo pH Nhaän xeùt: Hieäu suaát xöû lyù cao (90.27% - 97.72%) chöùng toû chaát löôïng pheøn duøng keo tuï toát. Maãu nöôùc duøng keo tuï laø nöôùc thaûi caù côm haáp, pH=6. pH toái öu cho quaù trình laø pH=6 (haït keo toàn taïi ôû traïng thaùi hydroxit trung tính neân deã daøng keát tuûa nhaát) baèng giaù trò pH cuûa nöôùc thaûi ban ñaàu do ñoù vieäc xöû lyù mang tính kinh teá vaø lôïi ích raát nhieàu. Giaù trò pH dung dòch thay ñoåi sau quaù trình keo tuï. Tuy nhieân, khoaûng thay ñoåi khoâng lôùn do trong nöôùc thaûi coøn coù nhieàu thaønh phaàn khaùc xaûy ra phaûn öùng trong quaù trình keo tuï. Thí nghieäm xaùc ñònh löôïng pheøn toái öu Coác 1 2 3 4 5 6 7 8 Löôïng nöôùc thaûi (ml) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 Ñaàu vaøo pH 6 6 6 6 6 6 6 6 Ñoä ñuïc (NTU) 621 673 683 584 523 736 694 703 Pheøn PAC (g) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Ñaàu ra pH 6 6 6 6 6 6 6 6 Ñoä ñuïc (NTU) 87 53 32 33 25 18 36 29 Hieäu suaát (%) 86 92.12 95.31 94.35 95.22 97.55 94.81 95.87 Hình 4.5. Ñoà thò bieåu dieãn söï bieán thieân ñoä ñuïc theo löôïng pheøn Nhaän xeùt: Theo keát quaû thí nghieäm xaùc ñònh löôïng pheøn toái öu döïa treân pH toái öu (pH = 6), ta thaáy löôïng pheøn laø 0.7 g/l cho vaøo hieäu quaû khöû ñoä ñuïc laø cao nhaát (H = 97.55%). Keát luaän chung cho caùc thí nghieäm treân: Theo keát quaû thí nghieäm thì: pH toái öu laø 6 Löôïng pheøn PAC toái öu laø 0.7g/l Löu yù khi tieán haønh thí nghieäm: Nöôùc thaûi phaûi ñöôïc vôùt heát môõ tröôùc khi cho vaøo quaù trình keo tuï vì löôïng môõ seõ aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tuï, cuï theå môõ seõ lieân keát laïi vôùi nhau vaø noåi treân beà maët nöôùc vaø keùo theo caùc boâng caën noåi leân laøm cho taêng ñoä ñuïc cuûa nöôùc ñaàu ra. Nguyeân nhaân gaây ra sai soá: Khi ñieàu chænh pH, caùc beaker khoâng ñöôïc khuaáy ñeàu khi theâm axit /bazô. Coù hieän töôïng keát boâng tröôùc khi ñöa vaøo khuaáy, boâng bò vôõ khi ñöa vaøo khuaáy nhanh. Maùy ño pH cho keát quaû sai. Sai soá do duïng cuï, hoaù chaát (pipet, löôïng nöôùc thaûi ñoái vôùi töøng maãu khoâng thaät chính xaùc do söû duïng beaker). pH trong quaù trình laøm khoâng chính xaùc, sau quaù trình keo tuï pH dung dòch thay ñoåi do caùc phaûn öùng xaûy ra. Sai soá trong quaù trình khuaáy troän, thôøi gian laéng, caën laéng bò noåi. Chöông 5 ÑEÀ XUAÁT VAØ TÍNH TOAÙN HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI CHEÁ BIEÁN CAÙ CÔM HAÁP 5.1. TÍNH CHAÁT NÖÔÙC THAÛI CAÙ CÔM HAÁP: Nghieân cöùu, ñeà xuaát coâng ngheä xöû lyù ñöôïc döïa theo tính chaát nöôùc thaûi taïi hoá chöùa nöôùc thaûi taäp trung cuûa hoä Baø Nguyeãn Thò Nhaãn. Nöôùc thaûi ñaàu ra phaûi ñaït loaïi B theo QCVN 24:2009/BTNMT – Quy chuaån Kyõ thuaät Quoác gia veà nöôùc thaûi coâng nghieäp ñöôïc ban haønh theo Thoâng tö soá 25/2009/TT-BTNMT ngaøy 16 thaùng 11 naêm 2009 cuûa Boä Taøi nguyeân vaø Moâi tröôøng. Baûng 5.1. Tính chaát nöôùc thaûi caù côm haáp vaø QCVN 24 : 2009/BTNMT STT Thoâng soá Ñôn vò Giaù trò QCVN 24 : 2009/BTNMT (B) 1 pH 6,0 5,5 – 9 2 SS mg/l 1875 100 3 COD mg/l 16323 100 4 BOD5 mg/l 8520 50 5 Toång N mg/l 1063 30 6 Toång P mg/l 307 6 7 Coliform MNP/ml 4 5000 5.2. ÑEÀ XUAÁT COÂNG NGHEÄ XÖÛ LYÙ: 5.2.1. Cô sôû löïa choïn: Möùc ñoä caàn thieát laøm saïch nöôùc thaûi ñöôïc qui ñònh theo QCVN 24:2009/BTNMT – Quy chuaån Kyõ thuaät Quoác gia veà nöôùc thaûi coâng nghieäp tröôùc khi xaû vaøo nguoàn tieáp nhaän. Löu löôïng nöôùc thaûi khoâng cao (130 m3/ngaøy), khoâng lieân tuïc (do hoaït ñoäng theo vuï muøa ñaùnh baét) neân choïn xöû lyù sinh hoïc theo meû. Nöôùc thaûi coù haøm löôïng chaát lô löûng, chaát höõu cô cao vaø coù ñoä maøu neân duøng phöông phaùp keo tuï taïo boâng coù theå laøm laéng chaát lô löûng, giaûm maøu vaø haøm löôïng höõu cô trong nöôùc thaûi do keát hôïp haït keo vôùi taïp chaát. 26 cô sôû cheá bieán caù côm haáp ñaõ naèm trong qui hoaïch ñaát Laøng ngheà caù côm haáp Myõ Taân. 5.2.2. Sô ñoà daây chuyeàn coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi cheá bieán caù côm haáp: Hình 5.1 Sô ñoà daây chuyeàn coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi cheá bieán caù côm haáp 5.2.3. Thuyeát minh coâng ngheä Nöôùc thaûi töø caùc cô sôû cheá bieán caù côm haáp qua heä thoáng coáng ñöôïc taäp trung vaøo hoá thu gom coù laép song chaén raùc ñeå loaïi boû caùc taïp chaát thoâ. Taïi beå thu gom nöôùc thaûi coù söû duïng moät maùy bôm ñeå bôm nöôùc thaûi leân beå ñieàu hoøa. Trong beå ñeàu hoøa, ta söû duïng heä thoáng laøm thoaùng baèng khí neùn ñeå caáp khí nhaèm giaûm theå tích caùc coâng trình phía sau cuõng nhö oån ñònh veà löu löôïng vaø noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm nhö: COD, BOD, SS... Ñoàng thôøi vôùi vieäc oån ñònh chaát löôïng nöôùc, heä thoáng thoåi khí taïi beå ñieàu hoøa giuùp taùch moät phaàn daàu môõ vaø ñöa le