Thí nghiệm Jar test

Trong kỹ thuật xử lý nước thải, các hạt cặn trong nước có nguồn gốc khácnhau và có kích thước khác nhau. Dùng biện pháp xử lý cơ học như lắnglọc có thể loại bỏ được các cặn có kích thước lớn hơn 10-4 mm, còn cáchạt có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm không thể tự lắng được mà luôn tồntại ở trạng thái lơ lửng. Phương pháp xử lý dựa trên quá trình keo tụ vàtạo bông là biện pháp xử lý hiệu quả các hạt cặn lơ lửng trên....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thí nghiệm Jar testTHÍ NGHIEÄM JAR TEST Thời gian lắng tự nhiên của một số tạp chất trong nướcKích thước (m) Loại tạp chất Thời gian lắng qua quãng đường 30cm10-2 sỏi 0.3 giây10-3 cát thô 3 giây10-4 cát mịn 38 giây10-5 Hạt bùn 33 phút10-6 Vi khuẩn 35 giờ10-7 Hạt sét 230 ngày10-8 Hạt keo 63 nămChọn lựa công nghệ xử lý nước phụ thuộc rất nhiều vào kích thướchạtTrong kỹ thuật xử lý nước thải, các hạt cặn trong nước có nguồn gốc khácnhau và có kích thước khác nhau. Dùng biện pháp xử lý cơ học như lắnglọc có thể loại bỏ được các cặn có kích thước lớn hơn 10-4 mm, còn cáchạt có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm không thể tự lắng được mà luôn tồntại ở trạng thái lơ lửng. Phương pháp xử lý dựa trên quá trình keo tụ vàtạo bông là biện pháp xử lý hiệu quả các hạt cặn lơ lửng trên. Cơ sở khoa học của phương pháp keo tụ- Độ phân tán và diện tích bề mặt lớn =>hạt keo hút nhau- Hạt keo cùng loại =>đt cùng dấu => hạt keo đẩy nhau- Hạt keo không thể hút nhau mà lắng xuống nhờ trọng lực- Thế Zeta càng lớn (hạt keo càng tích điện) thì hệ keo càng bền (khó kết tủa)- Thế Zeta = 0 => hệ keo thành tụ điện phẳng ( không tích điện) => dễ dàng hút => dễ lắng Hiện tượng keo tụ Keo tụ (Coagulation): hiện tượng hạt keo cùng loạihút nhau tạo thành tập hợp hạt có kích thước và khốilượng đủ lớn để lắng xuống do trọng lực trong thời +gian đủ ngắn + + + + GIAI ĐOẠN KEO TỤ + + + + + ++ + + ++ + + + + + ++ + + ++ + ++ + Colloidal particles + + floc + (0.001 - 1 µm) (1 - 100 µm)- Keo tụ gồm 2 giai đoạn chính: khử tính bền của hạt keo tạo liên kết giữa chúng- Nguyên tắc: Khi cho chất trợ keo vào nước keo chứa cặn lắng chậm hay không lắng thì các bông cặn mịn kết tụ với nhau hình thành bông cặn lớn hơn và nặng, có thể tách khỏi nước bằng lắng trọng lực.- Mục tiêu: Giảm độ đục, khử màu, cặn lơ lửng và vi sinh Cơ chế của quá trình keo tụ: 1. Nén ép làm giảm độ dày lớp điện kép- Ion của chất điện ly cùng dấu với điện tích bề mặt thì bị đẩy và ion đối với nó thì bị hút- Khi 2 tương tác hút giữa 2 loại điện tích khác nhau xảy ra⇒ lớp khuếch tán bị co lại tỉ lệ thuận với nồng độ hóa trị của ion trong lớp khuếch tán cũng như trong dung dịch⇒ Thể tích lớp khuếch tán nhỏ đi => giảm độ dày => tạo điều kiện cho tương tác Van der Waals => giảm hàng rào thế năng giữa các hạt keo => quá trình keo tụ xảy ra 2. Cơ chế hấp phụ và trung hòa điện tích- Tính năng phá hủy độ bền của các chất keo tụ có liên quan chặt chẽ với tương tác tổ hợp của các cặp chất keo tụ - hạt keo, chất keo tụ - nước và hạt keo – nước, đặc biệt đối với hệ có thế năng thấp và lớp khuếch tán rộng.- Trong quá trình keo tụ, các ion đối sẽ được hấp phụ trong lớp khuếch tán làm giảm điện tích bề mặt, khi điện tích bề mặt giảm sẽ làm giảm tương tác đẩy giữa các hạt keo tạo điều kiện chúng tiến lại gần nhau hơn và tạo thành tập hợp lớn. 3. Cơ chế hấp phụ tạo cầu nối giữa các hạt keoCác polyme hình thành trong hệ hay cácpolyme được bổ sung vào (chất trợ keo tụ)được hấp thụ trên bề mặt các hạt keo khácnhau tạo ra một cầu nối giữa chúng, tạo điềukiện tạo thành tập hợp lớn … 4. Cơ chế tạo kết tủa quétDo quá trình thủy phân và tạo polyme khi nồng độ ở trạng thái siêu bão hòa, các polyme kết hợp lại tạo thành tập hợp lớn và lắng. Trong quá trình lắng chúng lôi kéo các hạt keo lắng theo. Chất keo tụ (Coagulant) Hợp chất hoá học thêm vào nước nhằm thúc đẩy sự keo tụ (làm giảm lực đẩy tĩnh điện các hạt, tạo điều kiện để các hạt tiếp xúc nhau). Các chất keo tụ thông dụng nhất: AlCl3, Al2(S04)3 FeCl3, Fe2(S04)3 Aln(0H)mClx(S04)y (PAC)àu löôïng CKT toái öu ñoái vôùi moät loaïi nöôùc caàn xöû lyùaát ñònh ñöôïc xaùc ñònh thoâng qua thí nghieäm Jar test Thí nghiệm Jartest - TN Jartest xác định pH tối ưu: vì mỗi loại nước thải có một giá trị pH tối ưu nhất định ứng với mọi lừu lượng phèn, pH tối ưu tức là tại giá trị đó điện thế Zeta bằng không, khả năng keo tụ là tốt nhất.- Trong TN Jartest có thể xác định pH tối ưu trước hoặc cũng có thể xác định liều lượng phèn tối ưu trước. Cả 2 trường hợp đều cho giá trị về pH tối ưu và liều lượng phèn tối ưu như nhau.- Thông thường ta xác định pH tối ưu ứng với một liều lượng phèn nhất định, sau đó với pH tối ưu đã xác định ta xác định liều lượng phèn tối ưu về kinh tế, tiết kiệm chi phí hóa chất. I. 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⇒ Khử độ đục, độ màu của nước cấp⇒ Khử độ đục, độ màu, COD, BOD5, SS của nước thải- Ngoài ra TN Jartest có thể cho biết thêm về tốc độ kết cụm theo tốc độ khuấy (năng lượng khuấy), đặc tính lắng của bông cặn… II. Cơ sở lý thuyết- Xử lý bằng phương pháp keo tụ là cho vào nước một loại hóa 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 tạo ra 2 giai đoạn:+ Bản t ...