Bài 3 : Jartest

1. TÓM TẮT

- Mục đích thí nghiệm:

+ Xác định giá trị pH tối ưu của quá trình keo tụ tạo bông

+ Xác định liều lượng phèn tối ưu của quá trình keo tụ tạo bông

- Kết quả:

+ pH tối ưu = 8

+ Lượng phèn tối ưu = 0,2ml

Nhóm 1__________________________________________________________________

2. LÝ THUYẾT

Xử lý bằng phường pháp keo tụ là cho vào trong nước một loại hoá chất gọi là chất

keo tụ có thể đủ làm cho các hạt rất nhỏ biến thành những hạt lớn lắng xuống.

Thông thường quá trình keo tụ tạo bông xảy ra qua hai giai đoạn sau:

- Bản thân chất keo tụ phát sinh thuỷ phân, quá trình hình thành dung dịch keo và

ngưng tụ .

- Trung hoà hấp phụ lọc các tạp chất trong nước.

Kết quả của quá trình trên là hình thành các hạt lớn lắng xuống.

Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào nước các chất keo tụ thích hợp như

phèn nhôm, phèn sắt FeSO4 hoặc loại FeCl3. Các loại phèn này được đưa vào nước

dưới dạng dung dịch hoà tan.

Khi cho phèn nhôm vào nước, chúng phân li thành các ion Al3+. sau đó, các ion này

bị thuỷ phân thành Al(OH)3.

Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+

Trong phản ứng thuỷ phân trên đây, ngoài Al(OH)3 (nhân tố quyết định đến hiệu

quả keo tụ) được tạo thành mà còn giải phóng ra các ion H+. Các ion này sẽ được

khử bằng độ kiềm tự nhiên của nước (được đánh giá bằng HCO3- ). Trường hợp độ

kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ để trung hoà ion H+ thì cần phải kiềm hoá

nước. Chất dùng để kiềm hoá thông dụng là vôi. Một số trường hợp khác có thể

dùng xođa (Na2CO3) hay xút (NaOH).

Sau đây là các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông khi sử dụng phèn

nhôm:

+ Trị số pH của nước:

Nước thiên nhiên sau khi đã cho Al2(SO4)3 vào, trị số pH của nó bị giảm thấp vì

đây là một loại muối gồm axit mạnh và bazơ yếu. Sự thuỷ phân của nó có thể tăng

thêm tính axit của nước. Đối với hiệu quả keo tụ, ảnh hưởng chủ yếu là trị số pH

của nước sau khi cho phèn vào. Cho nên trị số pH dưới đây đều là trị số pH của

nước sau khi cho phèn vào.

Trị số pH có ảnh hưởng rất lớn và nhiều mặt đến quá trình keo tụ.

Nhóm 1__________________________________________________________________

(1) Ảnh hưởng của pH đối với độ hoà tan nhôm hidroxit - một hidroxit lưỡng

tính điển hình.

Trị số pH của nước quá cao hay thấp đều đủ làm cho nó hoà tan, khiến hàm

lượng nhôm dư trong nước tăng thêm.

Khi trị số pH giảm đến 5,5 trở xuống, Al(OH)3 có tác dụng rõ ràng như một chất

kiềm, làm cho hàm lượng Al3+ trong nước tăng nhiều, phản ứng như sau:

Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O

Khi trị số pH tăng cao đến 7,5 trở lên, Al(OH)3 có tác dụng như một axit làm

cho gốc AlO2- trong nước xuất hiện như phản ứng sau:

Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O

Khi trị số pH đạt đến 9 trở lên, độ hoà tan của Al(OH)3 nhanh chóng tăng lên,

sau cùng thành dung dịch muối nhôm.

Khi trong nước có SO42-, trong phạm vi pH = 5,5-7, trong vật kết tủa có muối

sunphat kiềm, rất ít hoà tan. Trong phạm vi này, khi trị số pH biến đổi cao, muối

sunphat kiềm ở hình thái Al2(OH)4SO4, khi pH biến đổi thấp thì chúng ở dạng

Al(OH)SO4.

Tóm lại, trong phạm vi pH từ 5.5-7.5, lượng nhôm dư trong nước điều rất nhỏ

(2) Ảnh hưởng của pH đến điện tích hạt keo nhôm hydroxit.

Điện tích của hạt keo trong dung dịch nước có quan hệ với thành phần của ion

trong nước, đặt biệt là với nồng độ ion H+. Cho nên trị số pH đối với tính mang

điện của hạt keo có ảnh hưởng rất lớn. Khi 5 < pH < 8, hạt keo mang điện

dương, đám keo này hình thành do sự phân huỷ của nhôm sunphat. Khi pH < 5,

vì keo hấp phụ SO42- nên mang điện tích âm. Khi pH=8, nó tồn tại ở hình thái

hydroxit trung trính, vì thế nên chúng dễ dàng kết tủa nhất.

(3) Ảnh hưởng của pH đến các chất hữu cơ trong nước:

Chất hữu cơ trong nước thường là các thực vật bị thối rữa. Khi pH thấp, dung

dịch keo của axít humic mang điện tích âm. Lúc này, chúng được dễ dàng khử

đi bằng chất keo tụ. Khi pH cao, các chất hữu cơ này trở thành muối axít humic

dễ tan. Vì thế mà hiệu quả xử lý tương đối kém. Dùng muối nhôm để khử loại

này, thích hợp nhất là ở pH = 6 – 6.5.

Nhóm 1__________________________________________________________________

(4) Ảnh hưởng của pH đối với tốc độ keo tụ dung dịch keo.

Tốc độ keo tụ dung dịch keo và điện thế của nó có quan hệ. Trị số điện thế càng nhỏ, lực đẩy giữa các hạt càng yếu, vì vậy tốc độ keo tụ của nó càng

nhanh. Khi điện thế = 0 (nghĩa là đạt đến điểm đẳng điện) tốc độ keo tụ của nó

lớn nhất.

Dung dịch keo hình thành từ hợp chất lưỡng tính, điện thế của nó và điểm

đẳng điện chủ yếu được quyết đỉnh bởi trị số pH của nước. Nhôm hydroxit, các

chất humic, đất sét hơp thành dung dịch keo trong nuớc thiên nhiên đều là lưỡng

tính nên pH là nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến tốc độ keo tụ.

Từ một số nguyên nhân trên, đối với một loại nước cụ thể thì không có phương

pháp tính toán trị số pH tối ưu, mà chỉ có thể xác định bằng thực nghiệm. Chất

lượng nước khác nhau, trị số pH tối ưu khác nhau, nghĩa là cùng một nguồn nước,

các mùa khác nhau, trị số pH tối ưu cũng có thể thay đổi.

Khi dùng muối nhôm làm chất keo tụ, trị số pH tối ưu nói chung nằm trong giới

hạn 6,5 – 7,5. Qui luật nói chung là khi lượng chất keo tụ cho vào tương đối ít,

dung dịch keo tụ tự nhiên trong nước chủ yếu là dựa váo quá trình keo tụ của bản

thân nó mà tách ra, nên dùng pH tương đối thấp là thích hợp, vì khi này lượng

điện tích dương của dung dịch keo nhôm hydroxit tương đối lớn. Như vậy, rất có

lợi để trung hoà điện tích âm của dung dịch keo tự nhiên, giảm thấp điện thế của

nó. Khi lượng phèn cho vào tương đối nhiều, chủ yếu là làm cho dung dịch keo

nhôm hydroxit của bản thân chất keo tụ hình thành keo tụ càng tốt. Để khử đi

huyền phù và dung dịch keo tự nhiên có trong nước, dựa vào tác dụng hấp phụ

của dung dịch keo nhôm hydroxit, cho nên khi pH 8 là thích hợp nhất, vì nhôm

hydroxit dẽ kết tủa xuống.

Nếu độ kiềm của nước nguồn quá thấp sẽ không đủ để khử tính axít do chất keo tụ

thuỷ phân sinh ra. Kết quả là trị số pH của nước sau khi cho phèn vào quá thấp.

Ta có thể dùng biện pháp cho kiềm vào để điều chỉnh trị số pH của nước ra.

Nói chung kiềm cho vào có thể dùng xút NaOH, KOH, Ca(OH)2

+ Lượng dùng chất keo tụ:

Nhóm 1__________________________________________________________________

Quá trình keo tụ không phải là một phản ứng hoá học đơn thuần, nên lượng phèn

cho vào không thể căn cứ vào tính toán để xác định. Tuỳ điều kiện cụ thể khác

nhau, phải làm thực nghiệm chuyên môn để tìm ra lượng phèn cho vào tối ưu.

Lượng phèn tối ưu nói chung cho vào trong nước là 0.1 – 0.5 mgđl/l, nếu dùng

Al2(SO4)3.18H2O thì tương đương 10 – 50 mg/l. Nói chung vật huyền phù trong

nước càng nhiều, lượng chất keo tụ cần thiết càng lớn. Cũng có thể chất hữu cơ

trong nước tương đối ít mà lượng chất keo tụ vẫn cần tương đối nhiều.

+ Nhiệt độ nước:

Khi dùng muối nhôm làm chất keo tụ, nhiệt độ nước ảnh hưởng lớn đến hiệu quả

keo tụ. Khi nhiệt độ nước rất thấp (thấp hơn 50C), bông phèn sinh ra to và xốp,

chúa chủ yếu là nước, lắng xuống rất chậm nên hiệu quả kém.

Khi dùng nhôm sunfat tiến hành keo tụ nước thiên nhiên, nhiệt độ nước tốt nhất là

25-300C.

Khi dùng muối sắt làm chất keo tụ, ảnh hưởng của nhiệt nước đối với hiệu quả

keo tụ không lớn.

+ Tốc độ hỗn hợp của nước và chất keo tụ:

Quan hệ tốc độ hỗn hợp của nước và chất keo tụ đến tính phân bổ đồng đều của

chất keo tụ và cơ hội va chạm giữa các hạt keo cũng là một nhân tố trọng yếu ảnh

hưởng đến quá trình keo tụ. Tốc độ khuấy tốt nhất là từ nhanh chuyển sang chậm.

Khi mới cho chất keo tụ vào nước, phải khuấy nhanh, vì sự thuỷ phân của chất

keo tụ trong nước và tốc độ hình thảnh keo rất nhanh. Cho nên phải khuấy nhanh

mới có khả năng hình thành lượng lớn keo hydroxit hạt nhỏ làm cho nó nhanh

chóng khuếch tán đến các nơi trong nước kịp thời cùng với các tạp chất trong

nước tác dụng. Sau khi hỗn hợp hình thành bông phèn và lớn lên, không nên

khuấy quá nhanh, vì không những bông phèn khó lớn lên mà còn phá vỡ những

bông phèn đã hình thành.

+ Tạp chất trong nước:

Nếu cho các ion ngược dấu vào dung dịch nước có thể khiến dung dịch keo tụ.

Cho nên ion ngược dấu là một loại tạp chất ảnh hưởng đến quá trình keo tụ. Khi

dùng Al2(SO4)3 làm chất keo tụ, dung dịch keo Al(OH)3 hình thành thường mang

Nhóm 1__________________________________________________________________

điện tích dương nên ảnh hưởng của tạp chất trong nước đến quá trình keo tụ dung

dịch chủ yếu là anion. Người ta đã tiến hành tiến hành thí nghiệm các dung dịch

có chứa tổng các nồng độ 10mgđl/l của ba loại anion HCO3-, SO4

2-, Cl-. Kết quả

chi thấy HCO3- hoặc SO4

2-, Cl- với lượng qúa nhiều đều làm cho hiệu quả keo tụ

xấu đi. Nhưng vì ảnh hưởng đó rất phức tạp hiện nay người ta chưa nắm chắc

được quy luật của nó.

Khi trong nước có chứa một lượng lớn chất hữu cơ cao phân tử (như axit humic),

nó có thể hấp phụ trên bề mặt của dung dịch keo làm cho hạt keo thu được khó

keo tụ, nên hiệu quả keo tụ trở nên xấu đi. Trường hợp này có thể dùng biện pháp

cho clo hoặc khí ôzon vào để phá hủy chất hữu cơ đó.

+ Môi chất tiếp xúc:

Khi tiến hành keo tụ hoặc xử lý bằng phương pháp kết tủa khác, nếu trong nước

duy trì một lớp cặn bùn nhất định sẽ làm cho quá trình kết tủa càng hoàn toàn, làm

cho tốc độ kết tủa nhanh thêm. Lớp cặn bùn có tác dụng làm môi chất tiếp xúc,

trên bề mặt của nó có tác dụng hấp phụ, thúc đẩy và tác dụng của các hạt cặn bùn

đó như những hạt nhân kết tinh. Cho nên hiện nay thiết bị dùng để keo tụ hoặc xử

lý bằng kết tủa khác, phần lớn thiết kế có lớp cặn bùn.

Rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả keo tụ. Để tìm ra điều kiện tối ưu để xử

lý bằng keo tụ, khi thiết kế thiết bị hoặc điều chỉnh vận hành, có thể trước tiên tiến

hành thí nghiệm mẫu ở phòng thí nghiệm bằng thiết bị jartest.

Nhóm 1__________________________________________________________________

MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM JARTEST

3. THỰC HIỆN THÍ NGIỆM:

Pha mẫu nước bã thải: pha 2l nước thải với nước máy thành 10 lít để tạo thành dung

dịch nước thải ban đầu

3.1. Thí nghiệm 1: xác định giá trị pH tối ưu.

- Lấy 1 lít mẫu nước thải cho vào cốc 400ml. Sau đó thêm vào cốc 0,3ml phèn để

nồng độ phèn trong dung dịch đạt 250mg/l.

- Dùng dung dịch NaOH 1N để điều chỉnh pH đến các giá trị 4, 5, 6, 7, 8, 9. Ghi

nhận giá trị NaOH đã dùng.

- Chuẩn bị 6 cốc 400ml, cho vào mỗi cốc 400ml nước thải. Thêm vào mỗi cốc

0,3ml phèn và các thể tích NaOH (đã xác định ở phần trên) tương ứng với các giá

trị pH là 4, 5, 6, 7, 8, 9. Đưa 6 cốc vào giàn jartest, bật máy khuấy ở tốc độ 100

vòng/phút. Sau đó cho quay chậm trong 15 phút ở tốc độ 15 – 20 vòng/ phút. Tắt

máy khuấy, để lắng tĩnh 30 phút. sau đó lấy mẫu nước lắng (lớp nước ở phía trên)

phân tích các chỉ tiêu pH, độ màu. Giá trị pH tối ưu là ứng với mẫu có độ màu

thấp nhất.

3.2. Thí nghiệm 2: xác định liều lượng phèn tối ưu

- Lấy 400ml nước thải cho váo cốc 400ml, sau đó đặt các cốc vào thiết bị jartest.

Trong thí nghiệm này thay đổi liều lượng phèn khác nhau ở 6 cốc 400ml chứa

nước thải ở trên. Sau đó, thêm axít hoặc kiềm để đạt pH tối ưu ứng với các liều

lượng phèn khác nhau.

- Mở các cánh khuấy quay ở tồc độ 100vòng/phút, sau đó quay chậm trong 15

phút ở tốc độ 15 – 20 vòng/phút. Tắt máy khuấy, để lắng tĩnh 30 phút. Sau đó lấy

mẫu nước lắng (lớp nước ở phía trên) phân tích các chỉ tiêu pH, độ màu. Liều

lượng phèn tối ưu là liều lượng phén ứng với mẫu có độ đục, độ màu thấp nhất.

3.3. Đo độ màu:

Sử dụng máy HATCH DR2010. Chương trình 120

Nhóm 1__________________________________________________________________

3.4. Kết quả thô:

3.4.1. Thí nghiệm 1: xác định xác định giá trị pH tối ưu:

- Mẫu nước thải ban đầu:

pH = 7,16

Độ màu = 1170 Pt-Co

- Mẫu phân tích: 400 ml nước thải + 0.3 ml phèn bùn đỏ (tỉ lệ Fe3+/Al3+= 1.3).

Mẫu 1 2 3 4 5 6pH ban đầu 4,41 5 6 6,97 8,01 8,96pH sau keo tụ 4,8 5,5 6,7 6,5 7,8 6,85Độ màu (Pt-Co) 125 18 31 27 12 26

3.4.2. Thí nghiệm 2: xác định lượng phèn tối ưu.

Mẫu gồm 400 ml nước thải + lượng phèn bùn đỏ. Chọn pHtối ưu = 7,90-8,00.

Mẫu 1 2 3 4 5 6Hàm lượng phèn (ml) 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4pH đầu vào 7,91 7,99 7,89 7,96 7,9 7,96pH sau keo tụ 7,87 7,88 7,95 8,09 7,88 7,88Độ màu 18 17 31 14 28 39

4. KẾT QUẢ

4.1. Thí nghiệm 1: xác định xác định giá trị pH tối ưu:

- Mẫu nước thải ban đầu:

pH = 7,16

Độ màu = 1170 Pt-Co

Mẫu 1 2 3 4 5 6pH ban đầu 4,41 5 6 6,97 8,01 8,96pH sau keo tụ 4,8 5,5 6,7 6,5 7,8 6,85Độ màu (Pt-Co) 125 18 31 27 12 26Hiệu suất (%) 89,32 98,46 97,35 97,69 98,97 97,78

Nhóm 1__________________________________________________________________

Ảnh hưởng của pH đến quá trình keo tụ

88

90

92

94

96

98

100

4 5 6 7 8 9 10pH

Hiệ

u s

uất (%

)

- Nhận xét:

+ Hiệu suất xử lý cao (90% - 98,5%) chứng tỏ chất lượng phèn dùng keo tụ tốt.

+ Mẫu nước dùng keo tụ là nước thải dệt nhuộm, pH=7,16.

+ Giá trị pH dung dịch thay đổi sau quá trình keo tụ. Tuy nhiên, khoảng thay đổi

không lớn do trong nước thải còn có nhiều thành phần khác xảy ra phản ứng

trong quá trình keo tụ.

+ Trên đồ thị, ta thấy có hai giá trị cực tiểu.Chọn pH tối ưu cho quá trình là

pH=8 (hạt keo tồn tại ở trạng thái hydroxit trung tính nên dễ dàng kết tủa nhất).

Giá trị pH của nước thải ban đầu pH= 7,16 gần với giá trị pH tối ưu nên xử lý

tại pH=8 mang tính kinh tế và lợi ích nhiều nhất (so với pH=5)

+ Hiệu quả xử lý tăng khi pH tăng. Tại pH=4,41, hiệu quả thấp do phèn không

bị thuỷ phân. Tại pH=6 bông bùn to và lắng nhanh nhưng hấp phụ màu kém. Tại

pH= 8, bông bùn mịn và hấp phụ màu tốt nhất.

4.2. Thí nghiệm 2: xác định xác định lượng phèn tối ưu

- Mẫu gồm 400 ml nước thải + lượng phèn bùn đỏ. Chọn pHtối ưu = 7,90-8,00.

Mẫu 1 2 3 4 5 6Hàm lượng phèn (ml) 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4pH đầu vào 7,91 7,99 7,89 7,96 7,9 7,96pH sau keo tụ 7,87 7,88 7,95 8,09 7,88 7,88Độ màu 18 17 31 14 28 39Hiệu suất(%) 98,46 98,55 97,35 98,8 97,61 96,67

Nhóm 1__________________________________________________________________

Ảnh hưởng của lượng phèn đến quá trình keo tụ (pH tối ưu)

96,5

97,0

97,5

98,0

98,5

99,0

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45

ml phèn

Hiệ

u s

uất (%

)

- Nhận xét:

+ Tại pH=8, đồ thị có 2 đỉnh:

Đỉnh 1: lượng phèn: 0,2ml; hiệu suất 98,55%

Đỉnh 2: lượng phèn: 0,3ml; hiệu suất 98,80%

Do đó, chọn lượng phèn tối ưu =0,2ml tại pH=7,90-8,00 là có tính hiệu quả-kinh

tế nhất.

+ Beaker có hàm lượng phèn nhỏ không hiệu quả do không đủ liều lượng phèn

keo tụ.

+ Beaker có hàm lượng phèn lớn, ngoài hiện tượng keo tụ, độ màu tăng do

lượng phèn dư gây nên.

4.3. Nguyên nhân gây ra sai số:

- Khi điều chỉnh pH, các beaker không được khuấy đều khi thêm axit /bazơ.

- Có hiện tượng kết bông trước khi đưa vào thiết bị khuấy Jartest, bông bị vỡ khi

đưa vào khuấy nhanh.

- Máy đo pH cho kết quả sai.

- Sai số do dụng cụ, hoá chất (pipet, lượng nước thải đối với từng mẫu không thật

chính xác do sử dụng beaker).

- pH trong quá trình làm không chính xác, sau quá trình keo tụ pH dung dịch thay

đổi do các phản ứng xảy ra.

- Sai số trong quá trình khuấy trộn, thời gian lắng, cặn lắng bị nổi.

- Mẫu được so màu còn có cặn do quá trình lấy mẫu.

Nhóm 1__________________________________________________________________

5. TRẢ LỜI CÂU HỎI

5.1. KEO TỤ:

- Hiện tượng tạo thành tập hợp lớn từ các tập hợp nhỏ do nhiều cơ chế khác nhau. có

thể chia làm 2 giai đoạn chính: khử tính bền của hạt keo và tạo liên kết giữa chúng.

- Nguyên tắc: khi hoá chất nào đó cho vào nước thô chứa cặn lắng chậm hay không

lắng được thì các bông cặn mịn kết tụ với nhau hình thành các bông cặn lớn hơn và

nặng, những bông cặn này có thể tách khỏi nước bằng lắng trọng lực

- Mục tiêu: giảm độ đục, khử màu, cặn lơ lững và vi sinh

5.2. CÁC CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH KEO TỤ:

- Nén ép làm giảm độ dày lớp điện kép:

Cơ chế này xảy ra chủ yếu đối với hệ keo có thế năng cao, độ dày của lớp khuếch tán

không lớn, cường độ ion của dung dịch nhỏ (ví dụ nước sông ở vùng đầu nguồn). Cơ

chế tác dụng keo tụ hoàn toàn bán chất tĩnh điện. Ion của chất điện ly cùng dấu với

điện tích bề mặt thì bị đẩy và ion đối với nó thì bị hút. Khi hai tương tác hút giữa hai

loại điện tích khác nhau xảy ra thì lớp khuếch tán bị co lại, độ co lại tỉ lệ thuận với nồng

độ hoá trị của ion trong lớp khuếch tán, cũng như trong dung dịch. Thể tích của lớp

khuếch tán cần thiết để duy trì trung hoà sẽ bị nhỏ đi và vì vậy độ dày cũng bị giảm

theo. Khoảng cách để lực đẩy phát huy tác dụng bị giảm tạo điều kiện cho tương tác

Van der Waals, làm giảm hàng rào thế năng giữa các hạt keo. Khi hàng rào thế năng

giảm, quá trình keo tụ xảy ra.

- Cơ chế hấp phụ và trung hoà điện tích:

Tính năng phá huỷ độ bền của các chất keo tụ có liên quan chặt chẽ với tương tác tổ

hợp của các cặp chất keo tụ - hạt keo, chất keo tụ - nước và hạt keo - nước, đặc biệt đối

với hệ có thế năng thấp và lớp khuếch tán rộng. Trong quá trình keo tụ, các ion đối sẽ

được hấp phụ trong lớp khuếch tán làm giảm điện tích bề mặt, khi điện tích bề mặt

giảm sẽ làm giảm tương tác đẩy giữa các hạt keo tạo điều kiện chúng tiến lại gần nhau

hơn tạo thành tập hợp lớn.

- Cơ chế tạo kết tủa quét:

Nhóm 1__________________________________________________________________

Do quá trình thuỷ phân và tạo polyme khi nồng độ ở trạng thái siêu bão hoà, các

polyme kết hợp lại thành tập hợp lớn và lắng. Trong quá trình lắng chúng lôi cuốn các

hạt keo lắng theo.

- Cơ chế hấp phụ tạo cầu nối giữa các hạt keo:

Các polyme hình thành trong hệ hay các polyme được bổ sung vào (chất trợ keo tụ)

được hấp thụ lên bề mặt hạt keo ở các đầu trên các hạt keo khác nhau tạo ra một cầu nối

giữa chúng tạo điều kiện tạo thành tập hợp lớn.

5.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH KEO TỤ

- Ảnh hưởng của pH đối với tốc độ keo tụ dung dịch keo:

Tốc độ keo tụ dung dịch keo và điện thế của nó có mối liên hệ. Trị số điện thế càng

nhỏ, lực đẩy giữa các hạt càng yếu, vì vậy tốc độ keo tụ của nó càng nhanh. Ở pH tối

ưu, điện thế bằng không, nghĩa là đạt đến điểm đẳng điện, tốc độ keo tụ của nó là lớn

nhất

- Ảnh hưởng của độ kiềm:

Nếu độ kiềm của nước nguồn quá thấp sẽ không đủ để khử tính acid do chất keo tụ thuỷ

phân sinh ra. Kết quả, làm cho trị số pH của nước sau khi cho phèn vào quá thấp, tốc độ

keo tụ giảm, do phải ta phải kiểm tra độ kiềm của dung dịch sau khi cho phèn vào bằng

cách cho kiềm vào.

- Ảnh hưởng của lượng dùng chất keo tụ:

Huyền phù trong nước càng nhiều thì lượng chất keo tụ cần thiết càng lớn. cũng có

trường hợp lượng chất hữu cơ trong nước ít nhưng lượng chất keo tụ trong nước nhiều

do cặn lắng chậm

Ở hàm lượng cao hơn hàm lượng keo tụ tới hạn, phức có thể làm đổi ngược điện tích

hạt keo. Nhưng chất keo tụ thêm vào đủ lớn thì hiện tượng keo tụ quét bông xảy ra.

Cần xác định lượng phèn tối ưu cho vào nhằm đảm bảo hiệu quả của quá trình keo tụ,

vừa mang tính kinh tế

- Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Phèn nhôm: Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến quá trình keo tụ. Ở nhiệt độ thấp (nhỏ hơn

500C) bông phèn sinh ra to mà xốp, lắng chậm nên hiệu quả kém.. Ở nhiệt dộ cao, điện

thế tăng, tốc độ keo tụ giảm

Nhóm 1__________________________________________________________________

- Ảnh hưởng của tốc độ hỗn hợp nước và chất keo tụ:

Hiệu quả của quá trình keo tụ được đánh giá qua số camp= G*t, với G (s-1) là gradient

vận tốc sinh ra do việc đưa năng lượng từ bên ngoài vào và t (s) là thời gian lưu nước

G càng lớn thì sự khuấy trộn càng mạnh, tốc độ rối càng lớn, quá trình keo tụ càng tốt,

nhưng khi G quá lớn bông cặn sẽ bị phá vỡ ( thông thường G trong khoảng 30-60 s-1)

Thời gian lưu nước quá dài sẽ gây mòn bông bùn, tiêu hao năng lượng

Tốc độ khuấy tốt nhất thời gian đầu khuấy nhanh, sau đó giảm dần .

Giá trị G và t tối ưu phụ thuộc vào thành phần hoá học của nước , tính chất và hàm

lượng hạt keo.

- Ảnh hưởng của tạp chất trong nước:

Nếu cho các ion ngược dấu vào dung dịch nước có thể khiến dung dịch keo tụ, do lớp

khuếch tán bị co lại và nồng độ của ion đối trong lớp hấp phụ tăng lên, lớp điện kép bị

đẩy sát vào bề mặt chất rắn, điện thế zeta giảm dần. Ngược lại nếu pha loãng dung dịch,

thì lớp khuếch tán giãn rộng ra và thế năng zeta tăng lên, tốc độ keo tụ giảm

- Ảnh hưởng của môi chất tiếp xúc:

Khi tiến hành keo tụ mà trong nước duy trì một lớp cặn bùn nhất định, khiến quá trình

kết tủa càng hoàn toàn, làm cho tốc độ kết tủa tăng lên. Lớp cặn bùn đó có tác dụng làm

môi chất tiếp xúc, trên bề mặt của nó có tác dụng hấp phụ, thúc đẩy và tác dụng của các

hạt cặn bùn đó như những hạt nhân kết dính

- Ảnh hưởng của liều lượng polyme ( chất trợ keo tụ)

Chất trợ keo tụ được thêm vào nhằm tăng quá trình tạo thành bông keo với mục đích

tăng tốc độ lắng của các bông keo

Nếu liều lượng polyme dư nhiều, các hạt keo ổn định trở lại, tốc độ keo tụ giảm..

5.4. THÍ NGHIỆM JATEST

- Thí nghiệm Jatest xác định pH tối ưu: Vì mỗi một loại nước thải có một giá trị pH tối

ưu nhất định ứng với mọi liều lượng phèn, pH tối ưu tức là tại giá trị pH đó điện thế

Zeta là bằng không, khả năng keo tụ là tốt nhất.

Trong thí nghiệm Jatest, có thể xác định pH tối ưu trước hoặc cũng có thể xác định liều

lượng phèn tối ưu trước. Cả hai trường hợp đều cho kết quả về giá trị pH tối ưu và liều

Nhóm 1__________________________________________________________________

lượng phèn tối ưu như nhau. Nhưng thông thường ta xác định pH tối ưu ứng với một

liều lượng phèn nhất định, sau đó với pH tối ưu đã được xác định ta xác định liều lượng

phèn tối ưu vì tính kinh tế, tiết kiệm chi phí hoá chất.

- Nhận xét trong quá trình làm thí nghiệm keo tụ nước thải dệt nhuộm bằng phèn bùn -

phèn Bách Khoa, quá trình keo tụ, kết bông xảy ra nhanh, bông bùn lắng tốt

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Standard methods for examination of water and wastewater. 19th edition 1995

2. Clair N. Sawyer, Perry L. McCarty, Gene F. Parkin: Chemistry for environmental

engineering. McGraw- Hill International Edition, four edition

Nhóm 1__________________________________________________________________

3. Trịnh Xuân Lai, Cấp nước – Tập 2: xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt và công

nghiệp. NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2002

4. Khoa Môi Trường – ĐHBK TP.HCM, Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm xử lý chất thải,

2002

Nhóm 1__________________________________________________________________