Phèn nhôm và những chất keo tụ

Phèn nhôm và những chất keo tụ Ở những khu dân cư tập trung trong các đô thị, thành phố, nước sinh hoạt được cung cấp từ các nhà máy cấp nước khu vực mà giá cả của nó chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi giá cả và số lượng tiêu dùng của hóa chất keo tụ và những hóa chất khác. Việc lựa chọn loại hóa chất nào rẻ, liều lượng sử dụng ít, cho chất lượng nước sạch là mục tiêu thường xuyên của các nhà máy cấp nước. Từ trước tới nay , ở nước ta chất...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phèn nhôm và những chất keo tụ Phèn nhôm và những chất keo tụỞ những khu dân cư tập trung trong các đôthị, thành phố, nước sinh hoạt được cung cấptừ các nhà máy cấp nước khu vực mà giá cảcủa nó chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi giá cả vàsố lượng tiêu dùng của hóa chất keo tụ vànhững hóa chất khác. Việc lựa chọn loại hóachất nào rẻ, liều lượng sử dụng ít, cho chấtlượng nước sạch là mục tiêu thường xuyêncủa các nhà máy cấp nước.Từ trước tới nay , ở nước ta chất keo tụ đượcsử dụng để lắng trong nước sinh hoạt là nhômsunfat (thường gọi là phèn đơn) hoặc nhômkali, nhôm amon sunfat (thường gọi chung làphèn kép) hoặc dung dịch phèn nước (thôngthường là dung dịch (phèn nhôm sắt). Nhằmphòng chống một số bệnh tật, bệnh dịchngười ta còn sử dụng một số hóa chất khácnhư clo (clo lỏng, nước javen, bột tẩy) có tácdụng diệt khuẩn; vôi để hiệu chỉnh độ pH; natrisilicofluorua chống bệnh sâu răng; polyacrylatđể hoàn thiện quá trình lắng trong nước...Nhu cầu nước sinh hoạt sẽ tăng vọt lên trongnhững năm tới đòi hỏi phải tăng cường sảnxuất và cung cấp những hóa chất xử lý nướccũng như ứng dụng những tiến bộ kỹ thuậtvào sản xuất các hóa chất có hiệu quả xử lýnước tốt hơn các loại phèn đơn, phèn képtruyền thống đã sử dụng hàng trăm năm nay.Dưới đây chúng tôi xin phép được trình bàymột số hiểu biết về một vài chất keo tụ thuthập được từ các nguồn tài liệu trong và ngoàinước.Những phèn nhôm truyền thốngTrước tiên là nhôm sunfat sản xuất từ axitsunfuric và một vật liệu chứa nhôm như đấtsét, cao lanh, quặng bôxit, nhôm hydroxit.Khi sử dụng nhôm hydroxit, sản phẩm thuđược có chất lượng tốt nhất: hàm lượng nhômoxit Al2O3 có thểđạt tới 17% đồng thời hàmlượng sắt oxit Fe2O3 có thể dưới 0,04%. Khidùng nguyên liệu chứa nhôm khác, chất lượngsản phẩm thường thấp hơn và tiêu haonguyên vật liệu thường cao hơn.Công thức chung của nhôm sunfat làAl2(SO4)3.nH2O, thường gặpAl2(SO4)3.18H2 chứa 15% Al2O3. Tùy theođiều kiện sản xuất, có thể thu được nhiều loạitinh thể nhôm sunfat hydrat hóa khác nhautrong đó giá trị của n có thể là 18,,16, 27,...Khi cho thêm kali sunfat vào quá trình phảnứng, ta thu được nhôm kali sunfat (potashalum) có công thức phân tử làAl2(SO4)3.K2SO4.24H2O hay AlK(SO4)2.12H2O. Trường hợp dùng amôn sunfat, thuđược phèn kép nhôm amôn (ammonia alum)có công thức phân tử làAl2(SO4)3.(NH4)2SO4.24H2O hayAl(NH4)(SO4)2. 12H2O.Việt Nam mới có Tiêu chuẩn của đơn vị sảnxuất, thường quy định chung là Al2O3 >10,3% mặc dù chất lượng phèn kép nhômamôn luôn cao hơn 11,1% Al2O3.Ở miền Bắc nước ta, sản xuất phèn đơnthường đi từ cao lanh; còn ở rniền Nam, lại sửdụng nguyên liệu nhôm hydroxit. Chất lượngcác loại phèn nhôm sản xuất trong nướctương đương với chất lượng các sản phẩmcùng chủng loại của nước ngoài. Tuy nhiên,hiện nay, người ta bắt đã quan tâm đến nhữngchất keo tụ mới nhiều hơn vì ban thân nhômsunfat bộc lộ một số nhược điểm:- Làm giảm độ pH của nước sau xử lý, bắtbuộc phải dùng vôi để hiệu chỉnh lại độ pHdẫn đến chi phí sản xuất tăng.- Khi cho quá liều lượng cần thiết xảy ra hiệutượng keo tụ bị phá huỷ làm cho nước đục trởlại. Như vậy, khi độ đục, độ màu nước nguồncao, nhôm sunfat kém tác dụng.- Phải dùng thêm một số phụ gia trợ keo tụ,trợ lắng...- Hàm lượng nhôm tồn dư trong nước sau xửlý cao hơn so với khi dùng chất keo tụ khác vàcó thể cao hơn mức quy định vệ sinh(0,2mg/l)Những chất muối nhôm kiềm tínhĐó là những muối nhôm mà công thức phântử của chúng có chứa những gốc hydroxylOH-. Ta có thể coi những chất poly. nhômclorua (PAC) như là sản phẩm tạo thành bởiphản ứng không triệt để giữa axit clohydric vànhôm hydroxit theo phương trình:nAl(OH)3 + (3n-m)HCl -> Aln(OH)mCl3n-m +(3n-m)H2OTương tự, trong công thức phân tửAln(OH)m(SO4)kCl3n-m-2k của chất polynhôm cloro sunfat (WAC) có một số ion Cl- bịthay thế bởi những gốc hydroxyl OH và nhữnggốc sunfat SO4-. Còn trong công thức phân tửcủa những chất poly nhôm clorua silicatb(PACS) và poly nhôm sunfat sillcat (PASS) lạichứa những gốc silicat SiO3-- hay nhữngnhóm silic oxit SiO2. Khi hoà tan vào nướcchúng tạo thành những cation phức hydroxo -nhôm có khối lượng lớn hơn so với trườnghợp dùng nhôm sunfat.Trong việc thử nghiệm chất PAC Trung Quốcvào xử lý nước sông Hồng, nước sông Nhuệ,các chuyên gia Viện Hóa học -TKHTN&CNQG đã kết luận (tài liệu Hội thảochuyên đề trang 214-215) PAC có rất nhiều ưu điểm so với phèn nhômtrong quá trình keo tụ: ít tác động pH, liềulượng thấp, ít gây ăn mòn thiết bị, đặc biệt đốivới nước có độ đục và độ kiềm cao;- Các tạp chất khác ở trong nước như chấthữu cơ, ion photphat, sunfat có ảnh hưởnglớn lên quá trình keo tụ của PAC, làm thay đổicơ chế keo tụ;- Không tìm thấy mối quan hệ tuyến tính giữaliều lượng PAC với độ đục ban đầu của nước,vì vậy trước khi sử dụng cần tiến hành thínghiệm trước.Các chuyên gia nói trên đã đi đến nhận địnhTuy nhiên việc áp dụng riêng rẽ PAC trongnhiều trường hợp đối với nguồn Việt Nam làkhông thích hợp (Tài liệu đã dẫn, trang 206)và nghiên cứu sáng tạo chất keo tụ mớiPACN-95 mà thành phần phối liệu của nó nhưsau:Po ly nhôm clorua Trung Quốc (Al2O3 28%) -75% .Xanthan gum biến tính 7-10%Chitosan biến tính 2-3%Các chất phụ trợ 12-16%Tác dụng keo tụ của chất PACN-95 dựa trêncơ sở tính chất keo tụ của PAC Trung Quốcvà được tăng cường bởi những thành phầnphối liệu khác. Các kết quả thử nghiệm và ứngdụng chất PACN-95 vào xử lý nước sinh hoạtở 3 Công ty cấp nước tinh Nghệ An, HảiHưng, Nam Hà đã được tổng kết và báo cáolà PACN-95 cơ ưu thế hơn hẳn phèn nhôm.Tuy nhiên, điều phân vân là tính hiệu quả kinhtế ra sao khi so sánh?Cho tới nay, qua báo chí và thông tin thu lượmđược, chúng tôi được biết các Công ty Cấpnước (kể cả Công ty Cấp nước thành phố HồChí Minh) đều tập trung vào công cuộc cải tạomở rộng và xây mới cơ sở sản xuất chứ chưaphát biểu về việc có thay hay không thay phènnhôm bằng chất keo tụ khác. T ...