Bài giảng Cấp thoát nước - Chương 2: Keo tụ cặn bẩn trong nước

Bài giảng Cấp thoát nước - Chương 2: Keo tụ cặn bẩn trong nước cung cấp cho người học một số kiến thức về: Khái niệm, cấu tạo hạt keo, tính bền của hạt keo, các phương pháp keo tụ cặn bẩn trong nước, cơ chế quá trình keo tụ tạo bông. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm bắt nội dung chi tiết chương 2 của bài giảng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cấp thoát nước - Chương 2: Keo tụ cặn bẩn trong nước Chương 2.KEO T C N B N TRONG NƯ CCH¦¥NG 2. KEO Tô CÆN BÈN TRONG N¦íC 2.1. Kh¸i niÖm chung. CÊu t¹o h¹t keo 2.2. C¸c ph−¬ng ph¸p keo tô 2.3. C¬ chÕ qu¸ tr×nh keo tô t¹o b«ng 1 2.1. Kh¸i niÖm chung2.1.1. CÊu t¹o h¹t keo, tÝnh bÒn cña h¹t keo a. CÊu t¹o cña h¹t keo: H¹t keo cã cÊu t¹o rÊt phøc t¹p: + ë gi÷a cã nh©n keo: l tËp hîp h ng tr¨m hoÆc h ng ngh×n ph©n tö. + Líp hÊp phô: ®−îc t¹o ra do nh©n keo cã kh¶ n¨ng hÊp phô m¹nh v hÊpphô chän läc nh÷ng ion cã trong th nh phÇn nh©n h¹t keo. + Líp ®èi ion: do nh©n keo v líp ion kÒ s¸t mang ®iÖn v hót nh÷ng ionng−îc dÊu bao quanh t¹o ra (h¹t keo). + Líp khuÕch t¸n: h¹t keo cßn hót nh÷ng ion ng−îc dÊu ë xa h¬n t¹o raVÝ dô: AgNO3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO3.TËp hîp m ph©n tö AgCl t¹o th nhnh©n keo. Gi¶ sö trong dung dÞch d− ion Ag+, chóng sÏ t¹o h¹t keo d−¬ng {m[AgCl] nAg+ + (n – x)NO3-}+x xNO3- Nh©n keo Líp hÊp phô H¹t keo Misen keo Kh¸i niÖm chung vÒ hÖ keo 2 Kh¸i niÖm chung vÒ hÖ keo Trong tr¹ng th¸i tÜnh, misen keo trung ho vÒ ®iÖn (c¸c ion cña h¹t Misen ®−îc trung ho bëi c¸c ion tr¸i dÊu cña tÇng khuyÕch t¸n) Do chuyÓn ®éng Brown → 1 sè ion tÇng khuyÕch t¸n t¸ch khái h¹t → h¹t keo trë nªn cã ®iÖn tÝch ε- thÕ nhiÖt ®éng trªn bÒ mÆt nh©n keo ζ - thÕ ®iÖn ®éng trªn bÒ mÆt h¹t keo ε = Σ(± ) cña c¸c ion líp vá nh©n (2 tÇng) ξ = Σ(± ) cña c¸c ion líp khuyÕch t¸nε − ξ = Σ(± ) cña c¸c líp ion kÐp (tÇng hÊp phô) Kh¸i niÖm chung vÒ hÖ keo TÇng hÊp phô TÇng khuyÕch t¸n ε- thÕ nhiÖt ®éng trªn bÒ mÆt nh©n keo ε=0 ζ=0 ζ - thÕ ®iÖn ®éng trªn bÒ mÆt h¹t keo 3 Kh¸i niÖm chung vÒ hÖ keo b. TÝnh bÒn cña hÖ keo §é bÒn cña hÖ keo phô thuéc: b¶n chÊt ph©n t¸n, ®é ph©n t¸n, dungm«i, sù cã mÆt cña c¸c chÊt l m bÒn (chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt), nång ®é h¹tph©n t¸n v nhiÖt ®é. c. Sù ®ång tô cña keo vµ pepti ho¸ Sù ®«ng tô: l hiÖn t−îng c¸c h¹t keo dÝnh kÕt l¹i víi nhau v t¹o th nhkÕt tña. Do mét nguyªn nh©n n o ®ã ®Èy ion nghÞch ë vá khuyÕch t¸n ®iv o líp hÊp phô cña h¹t keo, l m gi¶m ®iÖn tÝch h¹t keo, gi¶m lùc ®Èy, g©ynªn sù keo tô. Sù pepti ho¸: l qu¸ tr×nh ng−îc l¹i víi sù keo tô. X¶y ra khi: + C¸c s¶n phÈm ®«ng tô tiÕp xóc víi dung dÞch ®iÖn ly l m cho chóngkh¶ n¨ng tÝch ®iÖn lai, lùc kÕt dÝnh yÕu ®i, lùc khuyÕch t¸n t¨ng, dÉn tíi sùph©n bè l¹i c¸c h¹t keo v dung dÞch keo. + §−a v o dung dÞch chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt. T¹o ra bÒ mÆt h¹t keo lípsonvat, sau ®ã do chuyÓn ®éng nhiÖt c¸c ph©n tö bÞ t¸ch ra v t¹o th nh hÖkeo. Kh¸i niÖm chung vÒ hÖ keo 2.1.2. C¸c tÝnh chÊt cña dung dÞch keo * TÝnh chÊt quang häc cña dung dÞch keo a. ThÝ nghiÖm cña Tyndall (n¨m 1896) ChiÕu chïm tia s¸ng v o dung dÞch keo ta thÊy xuÊt hiÖn vïng ¸nh s¸ng mê ®ôc trong dung dÞch keo cã d¹ng h×nh nãn. HiÖn t−îng n y ®−îc gäi l hiÖu øng Tyndall. b. Nguyªn nh©n Do h¹t keo cã kÝch th−íc h¹t nhÊt ®Þnh. Khi chiÕu s¸ng c¸c h¹t keo sÏ khuyÕch t¸n ¸nh s¸ng ®i mäi ph−¬ng. Lóc n y h¹t keo trë th nh nguån s¸ng thø cÊp -“®iÓm s¸ng”. 4 Kh¸i niÖm chung vÒ hÖ keo * ChuyÓn ®éng Brown cña h¹t keo ChuyÓn ®éng Brown cña c¸c h¹t keo l do chuyÓn ®éng nhiÖt cña c¸c ph©n tö dung m«i g©y nªn chuyªn ®éng nhiÖt cña c¸c h¹t keo. ChuyÓn ®éng cña c¸c ph©n tö m«i tr−êng l hçn lo¹n dÉn ®Õn chuyÓn ®éng cña c¸c h¹t keo còng lu«n lu«n thay ®æi vËn tèc v h−íng. ChuyÓn ®éng Brown cã t¸c dông l m cho h¹t keo ph©n bè ®ång ®Òu trong thÓ tÝch. Kh¸i niÖm chung vÒ hÖ keo * Sù sa l¾ng cña h¹t keo Do h¹t keo cã mét khèi l−îng n o ®ã nªn sÏ chÞu t¸c ®éng cña lùcträng tr−êng g©y cho h¹t keo sù sa l¾ng (vsl). Cßn chuyÓn ®éngBrown l m cho h¹t keo khuyÕch t¸n ®Òu trong thÓ tÝch hÖ (vkt). Khi cã sù c©n b»ng gi÷a lùc khuyÕch t¸n v sù sa l¾ng th× trong hÖkeo cã sù ph©n bè h¹t keo trong hÖ mét c¸ch æn ®Þnh. Nh−ng v× métnguyªn nh©n n o ®ã m : + vsl > vkt th× h¹t keo bÞ sa l¾ng ; + vsl < vkt th× h¹t keo ®−îc ph©n bè ®Òu trong thÓ tÝch cña hÖ; + vsl = vkt: hÖ n»m ë tr¹ng th¸i c©n b»ng ®éng häc hay c©nb»ng sa l¾ng. 5 T−¬ng t¸c gi÷a c¸c keo• C¸c h¹t keo chuyÓn ®éng nhiÖt trong n−íc (chuyÓn ®éng Brown) v cã cïng dÊu:+ §Èy nhau theo lùc ®Èy tÜnh ®iÖn+ Hót nhau theo lùc hót ph©n tö (Lùc Van der Waals) → Lùc tæng hîp (xem h×nh vÏ)+ ban ®Çu l lùc ®Èy+ xÝch l¹i gÇn nhau h¬n → hîp lùc l lùc ®Èy max.+ NÕu c¸c ph©n tö chuyÓn ®éng nhanh, ®¹t ®éng n¨ng ®ñ lín → v−ît qua ®−îc lùc ®Èy → kho¶ng c¸ch ®ñ nhá → lùc hót ph©n tö t¨ng nhanh → dÝnh kÕt víi nhau BiÓu ®å thÓ hiÖn Lùc t−¬ng t¸c Van der Waals Kh¸i niÖm chung vÒ hÖ keo * HiÖn t−îng ®iÖn di Khi ®Æt dung dÞch keo v o trong ®iÖn tr−êng d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng h¹t keo chuyÓn vÒ phÝa cña ®iÖn cùc tr¸i dÊu, cßn dung m«i cã chøa c¸c ion ë líp khuyÕch t¸n chuyÓn vÒ phÝa ®iÖn cùc kia. D−íi t¸c ®éng cña ®iÖn tr−êng, pha n y chuyÓn ®éng t−¬ng ®èi víi pha kia, ®iÒu n y cã nghÜa hai pha tÝch ®iÖn ng−îc dÊu nhau. HiÖn t−îng pha r¾n dÞch chuyÓn t−¬ng ®èi víi pha láng gäi l ...