Nguyên lý và ứng dụng của polymer trong xử lý nước thải

Đa số các hệ thống xử lý nước thải hiện nay đều sử dụng Polymer bởi sự đơn giản trong khâu vận hành và hiệu quả có nó mang lại khá cao. Những loại nước thải có chứa các hợp chất như: cặn lơ lửng, các hạt keo và chất hòa tan. Nguyên lý xử lý của polymer dựa vào tính chất của các hạt keo trong nước thải. Các hạt keo có thể là vô cơ, hữu cơ có kích thước rất nhỏ mà mắt thường không thể quan sát được. Về mặt lý thuyết  các hạt keo không tan được trong nước nhưng do hiệu ứng hóa lý bề mặt, các hạt keo sẽ hấp phụ các ion khác trong nước thải để tạo ra lớp vỏ ion bao quanh hạt keo làm cho chúng không thể lắng. Một hệ gồm hạt keo và vỏ ion được gọi là mixen.

Polymer trong xử lý nước thải

Tùy tính chất của từng hạt keo mà lớp vỏ ion là âm hay dương. Thế zeta là bước nhảy từ bề mặt hạt keo đến vỏ ion, nó quyết định dấu của hạt keo.

Hạt keo sẽ bền khi thế zeta càng lớn. Khi các ion có điện tích lớn được thêm vào hạt keo. Đầu tiên vỏ ion sẽ bị phá vỡ, cho đến khi thế zeta=0 thì mixen sẽ bị phá hủy và các hạt keo sẽ tách khỏi nước, đây là hiện tượng keo tụ.

Phản ứng khi cho polymer vào nước thải:

  • Polymer sẽ hấp phụ các hạt keo, làm cho chúng không còn bền vững, được gọi là quá trình keo tụ
  • Các hạt keo sẽ bị phá vỡ kết dính với nhau tạo thành các bông cặn nhỏ, sau đó thành các bông cặn lớn và lắng được gọi là quá trình kết bông

Do kích thước của các hạt keo rất nhỏ nên quá trình lắng của chúng rất lâu nên trong xử lý nước thải người ta thường dùng các chất hữu cơ mạch dài có độ nhớt để kết nối các hạt keo có kích thước nhỏ thành các bông cặn có kích thước lớn sẽ có tốc độ lắng cao hơn. Tuy nhiên khi cho quá nhiều hàm lượng chất hữu cơ sẽ làm cho các hạt keo hình thành các ximen mới, lớp vỏ ion gồm các ion trái dấu được thêm vào và lại làm các hạt keo lẫn vào dung dịch, hiện tượng này được gọi là “nghịch keo”.

Polymer trong xử lý nước thải trên thị trường hiện nay có 3 loại: C – Cationic, A – Anionic và N – Neutral. Hai loại A và C đang được sử dụng nhiều trên thị trường do chúng có dầu nên vừa làm nhiệm vụ keo tụ vừa làm tác nhân dính kết các hạt keo. Còn loại N ít được sử dụng hơn vì chỉ có khả năng kết dính. Do đó trước khi sử dụng polymer cần phải xác định thế zeta trong nước để xác định được loại polymer và liều lượng sử dụng. Tuy nhiên việc xác định thế zeta rất khó nên cần làm thực nghiệm để lựa chọn cho phù hợp.

Ngoài ra cách đơn giản hơn nhưng tốn kém hóa chất hơn là dùng PAC ở bước 1, nếu cho kết quả tốt thì không cần dùng Polymer, nhưng nếu kết quả không tốt thì sử dụng polymer ở bước 2 do nếu còn hạt keo sẽ mang dấu (+) sẽ tác dụng với ion Al3+.

Liều lượng dùng của PAM rất nhỏ, nếu dùng quá nhiều sẽ làm cho độ nhớt của nước tăng cao, làm giảm hiệu quả của quá trình xử lý kế tiếp. Ngoài ra lượng PAM dư có thể làm tăng hàm lượng COD trong nước thải nên khi sử dụng polymer cần thực nghiệm để lựa chọn liều lượng phù hợp.

(tailieumoitruong.org)

Comments

comments