Quá trình keo tụ tạo bông - Cấu tạo và cơ chế hoạt động xử lý nước

Quá trình keo tụ tạo bông – Khái quát chung

Keo tụ là quá trình phá vỡ độ bền và liên kết các hạt keo (silica, xác chết vi sinh, kim loại nặng…) để tạo nhân dính kết các hạt này lại với nhau. Các bông cặn sau khi được liên kết thông qua quá trình keo tụ dính lại với nhau, đây được gọi là quá trình tạo bông.

1. Cấu tạo hạt keo

Hạt keo được cấu thành từ 2 lớp, lớp bên trong mang điện tích âm, lớp bên ngoài mang điện tích dương.

Sự chênh lệch giữa lớp bề mặt hạt keo và dung dịch được gọi là thế điện động Zeta. Thế điện động zeta của hạt keo càng âm thì hạt keo càng bền.

2. Bản chất của quá trình keo tụ tạo bông

Bản chất của quá trình này là các cặn bẩn trong nước thường là các hạt cát, sét, bùn…Đối với kỹ thuật xử lý nước bằng biện pháp cơ học chỉ có thể loại bỏ các chất cặn bẩn kích thước lớn hơn 10^-4mm. Đối với những hạt cặn kích thước d<10^-4 mm sẽ phải sử dụng các biện pháp lý hóa.

Những hạt cặn có kích thước bé sẽ tham gia chuyển động nhiệt Brown cùng với nước để tạo thành hệ keo phân tán trong toàn bộ thể tích nước. Độ bền của các hạt cặn này sẽ bé hơn so với độ bền của độ phân tán phân tử. Chính vì vậy chúng thường dễ bị phá hủy dưới tác động từ bên ngoài, ví dụ như làm lạnh, đun nóng, pha với các chất điện phân.

Các hạt cặn thường tạo ra hệ keo kỵ nước, bao gồm các hạt mang điện tích âm. Những hạt keo kỵ nước sẽ tạo ra sản phẩm thủy phân phèn nhôm, phèn sắt. Chúng sẽ có điện tích dương.

Mục đích chính của quá trình keo tụ tạo bông là tăng kích thước và khối lượng của các bông cặn. Chính vì vậy chúng sẽ dễ lắng xuống đáy, giúp việc loại bỏ chúng ra ngoài diễn ra dễ dàng hơn.

>> Xem thêm: Dịch vụ vệ sinh hồ bơi, bể bơi – CHUYÊN NGHIỆP – GIÁ ƯU ĐÃI

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 

Bể keo tụ – tạo bông có cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Chúng ta cùng tìm hiểu nhé:

1. Cấu tạo bể keo tụ – tạo bông

Bể keo tụ – tạo bông có cấu tạo gồm các bộ phận được thể hiện như hình vẽ dưới đây, các bạn có thể tham khảo:

2. Bể trộn hóa chất keo tụ

• Những chất keo tụ thường được sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, PAC…Những chất keo tụ này sẽ được trộn đều trong bể keo tụ. Để tăng quá trình keo tụ, một số trường hợp sẽ bổ sung thêm hóa chất trợ keo tụ để đẩy nhanh tốc độ cũng như hiệu quả của quá trình.
• Khi chất keo tụ cho vào nước, dưới tác động của cánh khuấy sẽ khiến cho hóa chất keo tụ tiếp xúc trực tiếp với các hạt keo có trong nước.

3. Bể phản ứng – tạo bông

• Dưới tác động của cánh khuấy nhưng tốc độ nhỏ hơn khiến các cặn bông nhỏ liên kết với nhau tạo thành các cặn bông lớn.
• Những cặn bông có khối lượng lớn sẽ thắng được trọng lực nên sẽ lắng được. Đây chính là quá trình đông tụ.
• Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo bông là: pH, tốc độ khuấy, nhiệt độ.

Các yếu tố ảnh hưởng

Chúng ta vừa tìm hiểu về bản chất của quá trình keo tụ tạo bông. Vậy quá trình này chịu tác động từ những yếu tố nào?

1. Chỉ số pH

Đối với quá trình keo tụ – tạo bông, độ pH sẽ có sự ảnh hưởng nhất định đến kết quả của quá trình này. Cụ thể:

• Nó sẽ ảnh hưởng đến độ hòa tan của chất đông tụ.
• Có sự ảnh hưởng nhất định đến điện tích của các hạt keo.
• Tác dụng với các chất hữu cơ trong nước.
• Ảnh hưởng đến tốc độ của quá trình keo tụ – tạo bông.

2. Liều lượng chất keo tụ không phù hợp

Quá trình keo tụ tạo bông sẽ trải qua hàng loạt các phản ứng. Do đó việc tính toán và điều chỉnh liều lượng chất keo tụ là điều cần thiết để đảm bảo hiệu quả của quá trình này.

Tuy nhiên tùy thuộc vào tốc độ dòng chảy cũng như nồng độ và tính chất của chất của nước chúng ta sẽ làm căn cứ để điều chỉnh sử dụng liều lượng cho phù hợp. Khi lượng chất lơ lửng càng nhiều thì lượng chất keo tụ càng lớn. Hoặc cũng có thể là lượng chất hữu cơ càng ít thì chất keo tụ sẽ càng nhiều.

3. Nhiệt độ của nguồn nước

Nếu sử dụng chất keo tụ là muối nhôm thì nhiệt độ nước sẽ là một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn đến quá trình keo tụ tạo bông. Khi nhiệt độ thấp <5 độ C bông phèn có xu hướng to và xốp hơn, hàm lượng cao nên khả năng lắng cũng chậm hơn dẫn đến hiệu quả xử lý nước không được cao.

Khi sử dụng sunfat thì nhiệt độ sẽ không ảnh hưởng đến quá trình keo tụ, nhưng nhìn chung phạm vi nhiệt độ hoạt động sẽ là 20 đến 30 độ C.

4. Tốc độ trộn và chất keo tụ

Thông thường do chất keo tụ thủy phân nhanh trong nước, do đó tốc độ trộn cũng phải nhanh để có thể tạo được lượng lớn hạt microfloc. Mặt khác do các hạt pinflocs dễ phân tán vào nước, do đó các bông cặn lớn sẽ phải nhanh chóng được hình thành.

Các hóa chất keo tụ tạo bông thường được sử dụng

Quá trình keo tụ tạo bông chúng ta đã biết thông qua những thông tin phía trên, vậy có những hóa chất keo tụ tạo bông nào? Hiện nay những hóa chất keo tụ nào thường được sử dụng phổ biến? Dưới đây là một số hóa chất thường được sử dụng:

– Các loại phèn

• Sunfat Nhôm, Al2(SO4)3.18H2O.
• Sulfat nhôm tinh chế.
• Oxy clorit nhôm Al2(OH)3Cl.
• Aluminat Natri NaalO2.
• Clorit sắt: FeCl3.6H2O.
• Sunfat Sắt II.
• Sunfat sắt III.
• Hỗn hợp Sắt III sunfat và Sắt III Clorua.
• Hỗn hợp Nhôm sulfat và sắt III Clorua.

– Các chất trợ keo

• Poly Aluminum Chloride.
• Aln(OH)mCl(3n-m) -> Al12(OH)24AlO4(H2O12)127+
• Poly Aluminum Chloride Sunfat.
• Poly Aluminum Silica Sulfat.
• Poly Ferric Chloride.
• Poly Aluminum Ferric Chloride.
• Poly Aluminum Sulicate Chloride.
• Poly Ferric Silicate Chloride.
• Poly Aluminum Ferric Silicate Chloride.

Các phương pháp keo tụ

Dưới đây là những phương pháp keo tụ thường được sử dụng. Cụ thể như:

• Sử dụng khuấy trộn nhằm tăng động năng của hạt keo.
• Giảm lực đẩy tĩnh điện và tăng lực hút ion.
• Thay đổi pH.
• Bổ sung vào nước hệ muối kim loại hóa trị III.
• Đưa vào hệ một Polymer tự nhiên họa Polymer tổng hợp.

Ứng dụng bể keo tụ tạo bông trong xử lý nước 

Bể keo tụ – tạo bông có tính ứng dụng rộng rãi trong thực tế. Một trong số những ứng dụng điển hình chính là xử lý nước. Đối với lĩnh vực này, ứng dụng của bể keo tụ – tạo bông được thể hiện rõ nét. Cụ thể:

• Đối với những loại nước có màu bất thường, màu sắc bất thường, độ đục lớn, chất rắn lơ lửng cao…thì càng được ứng dụng bể keo tụ tạo bông này.
• Thông thường bể keo tụ tạo bông sẽ được đặt trước các bể xử lý nước sinh học, mục đích là giảm tải các chỉ số như TSS, COD, BOD…
• Ngoài ra loại bể này còn được ứng dụng rộng rãi trong việc xử lý nước cấp, nước mặt, nước ngầm.

NHATRANGPOOL vừa cùng bạn đi tìm hiểu chi tiết về quá trình keo tụ tạo bông. Hy vọng với những thông tin được chia sẻ có thể giúp bạn hiểu hơn về quá trình này và tính ứng dụng của nó trong thực tiễn. Nếu còn bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến vấn đề này cần được tư vấn cụ thể hơn, hãy liên hệ đến chúng tôi để được hỗ trợ tốt nhất nhé. Đội ngũ chuyên viên của chúng tôi sẽ hỗ trợ các bạn chi tiết, kịp thời.