intTypePromotion=1

Tài liệu Hướng dẫn kỹ thuật Thí nghiệm xử lý Chất thải - Phần 3

Chia sẻ: Doc Tai | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

0
205
lượt xem
68
download

Tài liệu Hướng dẫn kỹ thuật Thí nghiệm xử lý Chất thải - Phần 3

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài 4. THÍ NGHIỆM JARTEST 4.1 MỤC ĐÍCH. 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. 4.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT. Xử lý bắng phương pháp keo tụ là cho vào nước một loại hoá chất là chất keo tụ có thể đủ làm cho các hạt rất nhỏ biến thành những hạt lớn lắng xuống. Thông thường quá trình tạo bông xảy ra theo 2 giai đoạn sau: Bản thân chất keo tụ phát sinh thủy phân,...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tài liệu Hướng dẫn kỹ thuật Thí nghiệm xử lý Chất thải - Phần 3

  1. Tröôøng Ñaïi Hoïc Kyõ Thuaät Coâng Ngheä TP.Hoà Chí Minh – Khoa Moâi Tröôøng vaø CNCH Baøi 4. THÍ NGHIEÄM JARTEST 4.1 MUÏC ÑÍCH. Ø Xaùc ñònh giaù trò pH toái öu cuûa quaù trình keo tuï taïo boâng. Ø Xaùc ñònh lieàu löôïng pheøn toái öu cuûa quaù trình keo tuï taïo boâng. 4.2 CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT. Xöû lyù baéng phöông phaùp keo tuï laø cho vaøo nöôùc moät loaïi hoaù chaát laø chaát keo tuï coù theå ñuû laøm cho caùc haït raát nhoû bieán thaønh nhöõng haït lôùn laéng xuoáng. Thoâng thöôøng quaù trình taïo boâng xaûy ra theo 2 giai ñoaïn sau: Ø Baûn thaân chaát keo tuï phaùt sinh thuûy phaân, quaù trình hình thaønh dung dòch keo vaø ngöng tuï. Ø Trung hoaø haáp phuï loïc caùc taïp chaát trong nöôùc. Keát quaû cuûa quaù trình treân laø hình thaønh caùc haït lôùn laéng xuoáng. Ñeå thöïc hieän quaù trình keo tuï, ngöôøi ta cho vaøo nöôùc caùc chaát keo tuï thích hôïp nhö pheøn nhoâm Al2 (SO4), pheøn saét FeSO4 hoaëc loaïi FeCl3. Caùc pheøn naøy ñöôïc ñöa vaøo nöôùc döôùi daïng hoaø tan. Khi cho pheøn nhoâm vaøo nöôùc, chuùng phaân ly thaønh caùc ion Al3+ sau ñoù caùc ion naøy bò thuyû phaân thaønh Al( OH)3 . Al3+ + 3 H2O = Al( OH)3 + H+ Trong phaûng öùng thuyû phaân treân ñaây, ngoaøi Al( OH)3 laø nhaân toá quyeát ñònh ñeán hieäu quaû keo tuï taïo thaønh, coøn giaûi phoùng ra caùc ion H+ . Caùc ion H+ naøy seõ ñöôïc khöû baèng ñoä kieàm töï nhieân cuûa nöôùc ( ñöôïc ñaùnh giaù baèng HCO3-) . Tröôøng hôïp ñoä kieàm töï nhieân cuûa nöôùc thaáp, khoâng ñuû ñeå trung hoøa ion H+ thì caàn phaûi kieàm hoaù nöôùc. Chaát duøng ñeå kieàm hoaù thoâng duïng nhaát laø voâi (CaO) . Moät soá tröôøng hôïp khaùc coù theå duøng soâña( Na2CO3), hay suùt (NaOH). Sau ñaây laø 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 pHcuûa 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. Th.S. Laâm Vónh Sôn Trang 16 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
  2. Tröôøng Ñaïi Hoïc Kyõ Thuaät Coâng Ngheä TP.Hoà Chí Minh – Khoa Moâi Tröôøng vaø CNCH ( 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 phaûng öùng ( 3 – 5). Al( OH) 3 + 3 H+ → Al3+ + 3 H2O ( 3 – 5). 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 ( 3 – 6 ) 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 ) Aûh 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
  3. Tröôøng Ñaïi Hoïc Kyõ Thuaät Coâng Ngheä TP.Hoà Chí Minh – Khoa Moâi Tröôøng vaø CNCH coù lôïi ñeå trung hoaø ñieän tích aâm cuaû dung dòch keo töï nhieân, giaûm thaáp ñieän theá ξ 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, 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 Al 2( 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 hoån hôïp cuaû nöôùc vaø chaát keo tuï : Quan heä toác ñoä hoån hôïp cuaû nöôùc vaø chaát keo tuï ñeán tính phaân boå ñoàng ñeàu cuaû 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 quùa 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 Th.S. Laâm Vónh Sôn Trang 18 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
  4. Tröôøng Ñaïi Hoïc Kyõ Thuaät Coâng Ngheä TP.Hoà Chí Minh – Khoa Moâi Tröôøng vaø CNCH 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 . 4.3. MOÂ HÌNH THÍ NGHIEÄM I III II IV V I : Hoäp soá ñieàu khieån II : Caùnh khuaáy III : Tua bin caùnh khuaáy IV : Coác 1000ml thuyû tinh V : Beä ñôõ 4.4. CAÙC BÖÔÙC TIEÁN HAØNH Th.S. Laâm Vónh Sôn Trang 19 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
  5. Tröôøng Ñaïi Hoïc Kyõ Thuaät Coâng Ngheä TP.Hoà Chí Minh – Khoa Moâi Tröôøng vaø CNCH Laáy 500ml maãu nöôùc thaûi cho vaøo coác 1000ml vaø cho löôïng pheøn vaøo vôùi löôïng taêng nhoû. Sau moãi laàn taêng löôïng pheøn, khuaáy troän nhanh moät phuùt sau ñoù khuaáy troän chaäm trong 3 phuùt. Theâm löôïng pheøn cho ñeán khi boâng caën hình thaønh. Ghi nhaän haøm löôïng pheøn naøy. 4.4.1. Thí nghieäm 1: Xaùc ñònh giaù trò pH toái öu. Laáy 1 lít maãu nöôùc thaûi cho vaøo moät coác 1000ml, sau ñoù ñaët coác vaøo thieát bò Jartest. Cho cuøng moät lieàu löôïng pheøn nhaát ñònh ôû böôùc treân vaøo 6 coác 1000ml chöùa nöôùc thaûi ôû treân. Sau ñoù theâm axit hoaëc kieàm ñeå pH dao ñoäng trong khoaûng 4- 9 . Môû caùnh khuaáy quay ôû toác ñoä 100 voøng / phuùt. Sau ñoù quay chaäm trong 15 phuùt ôû toác ñoä 15 – 20 voøng/phuùt. Taét maùy khuaáy, ñeå laéng tónh 30 phuùt. Sau ñoù laáy maãu nöôùc laéng (lôùp nöôùc ôû phiaù treân ) phaân tích caùc chæ tieâu pH ñoä ñuïc, ñoä maøu. Giaù trò pH toái öu laø giaù trò öùng vôùi maãu coù ñoä ñuïc (SS), ñoä maøu thaáp. Ø Xaùc ñònh löôïng NaOH (caû theå tích laãn khoái löôïng) ñeå xaùc ñònh caùc khoaûng pH caàn thieát (ghi nhaän pH thöïc teá). Ø Tieán haønh thí ngieäm Ø Quan saùt thí ngieäm Ø Ño keát quaû SS, ñoä maøu, xaùc ñònh % xöû lyù 4.4.2. Thí nghieäm 2 : xaùc ñònh lieàu löôïng pheøn toái öu. Laáy 1 lít maãu nöôùc thaûi cho vaøo moãi coác 1000ml sau ñoù ñaët caùc coác vaøo thieát bò Jartest. Trong thí nghieäm naøy thay ñoåi lieàu löôïng pheøn khaùc nhau ôû 6 coác 1000ml chöùa nöôùc thaûi ôû treân. Sau ñoù theâm axit hay kieàm vaøo ñeå ñaït pH toái öu töông öùng vôùi lieàu löôïng pheøn khaùc nhau. Môû caùnh khuaáy quay ôû toác ñoä 100voøng/ phuùt trong 1 phuùt, sau ñoù quay chaäm trong 15 phuùt ôû toác ñoä 15- 20 voøng/phuùt. Taét maùy khuaáy, ñeå laéng tónh trong voøng 30 phuùt. Sau ñoù laáy maãu nöôùc laéng (lôùp nöôùc phía treân) phaân tích caùc chæ tieâu pH ñoä ñuïc, ñoä maøu. Lieàu löôïng pheøn toái öu laø lieàu löôïng öùng vôùi maãu coù ñoä ñuïc, ñoä maøu thaáp nhaát. Ø Xaùc ñònh löôïng NaOH ñeå ñöa veà pH toái öu. Ø Tieán haønh khuaáy troän Ø Quan saùt thí nghieäm. Ø Tieán haønh ño SS vaø Pt-Co vaø xaùc ñònh % xöû lyù 4.5. KEÁT QUAÛ THÍ NGHIEÄM Thí nghieäm 1: laäp baûng soá lieäu. Döïng ñoà thò, truïc hoaønh bieåu thò giaù trò pH, truïc tung bieåu thò giaù trò ñoä ñuïc, ñoä maøu maãu nöôùc thaûi ñaõ xöû lyù. Veõ ñöôøng cong bieán thieân. Xaùc ñònh ñieåm cöïc tieåu. Töø ñoù suy ra giaù trò pH toái öu. Thí nghieäm 2: laäp baûng soá lieäu. Döïng ñoà thò, truïc hoaønh bieåu thò lieàu löôïng pheøn, truïc tung bieåu thò giaù trò ñoä ñuïc, ñoä maøu trong maãu nöôùc thaûi ñaõ xöû lyù. Veõ ñöôøng cong bieán thieân . Xaùc ñònh ñieåm cöïc tieåu töø ñoù suy ra thôøi gian lieàu löôïng pheøn toái öu. Th.S. Laâm Vónh Sôn Trang 20 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2