Các quá trình hóa lý trong xử lý nước thải - Các công nghệ xử lý Arsenic

Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 12/4/2011 ‹#› TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ARSENIC MỤC LỤC: Giới thiệu về arsenic Các phương pháp loại bỏ  Sự keo tụ, lắng, và tuyển nổi  Keo tụ tăng cường  Oxy hóa Sắt, Mangan  Sự phá hủy mô bằng điện (EC)  Sự hấp phụ  Vật liệu sinh học  Trao đổi ion  Màng lọc  Các phương pháp khác: Giới thiệu về asneic Các phương pháp loại bỏ arsenic 1. Sự keo tụ, lắng, và tuyển nổi Keo tô lµ qu¸ tr×nh sö dông ho¸ chÊt trung hoµ ®iÖn tÝch bÒ mÆt cña c¸c h¹t cÆn l¬ löng, gi¶m thiÓu lùc ®Èy tÜnh ®iÖn lµm chóng cã kh¶ n¨ng hót nhau t¹o c¸c h¹t lín h¬n cã kh¶ n¨ng t¸ch ra khái n­íc b»ng c¸c kÜ thuËt ®¬n gi¶n h­ l¾ng träng lùc vµ läc c¸t C¸c chÊt keo tô phæ biÕn ë VN lµ: phÌn nh«m (Al2(SO4).18H2O), PAC, ë n­íc ngoµi cßn hay dïng FeCl3, Fe2(SO4)3, Fe-polymeh­ l¾ng träng lùc vµ läc c¸t Sự ảnh hưởng tới quá trình này Keo tụ tăng cường Khi t¨ng nång ®é FeCl3 hoÆc phÌn nh«m lªn 10-30 mg/L, gi¶m pH xuèng 5,5 As(V) xö lÝ ®­îc trªn 90% ®Æc biÖt ®èi víi s¾t, phÌn nh«m kÐm h¬n Víi nång ®é As(V) ®Çu b»ng 5 g/L chØ cÇn 10 mg/L FeCl3 (kh«ng chØnh pH) ®Ó ®¹t hiÖu suÊt 96% trong khi phÌn nh«m chØ ®¹t 90% Oxy hóa Sắt, Mangan 2 mg Fe/L ®¹t ®­îc 92,5% hiÖu xuÊt xö lÝ As(V) víi nång ®é ®Çu lµ 10 g/L. As(III) hÊp phô lªn bÒ mÆt «xit/hy®roxit Mn (vµo vÞ trÝ –OH hoÆc H­2O), khi ®ã nã sÏ bÞ Mn4+ «xy ho¸ thµnh As(V) cßn b¶n th©n Mn4+ biÕn thµnh Mn3+ rÊt dÔ bÞ «xy ho¸ ng­îc l¹i ®Ó lÆp l¹i chu tr×nh, hoÆc thµnh Mn2+ tan vµo n­íc i nång ®é ®Çu lµ 10 g/L Sự phá hủy mô bằng điện (EC) Ba loại vật liệu làm điện cực là sắt ,nhôm và titan, có thể được sử dụng cho sự loại bỏ arsenite và arsenate Điện cực sắt loại bỏ arsenic tốt nhất ,cuối cùng là loại bỏ arsenic với nồng độ ít hơn 10ppb. Dãy mật độ dòng điện 0.65- 1.53 mA/cm2 , kết quả mật độ dòng điện cao hơn loại bỏ arsenic nhanh hơn Sự hấp phụ Than hoạt tính Nhôm hoạt hóa Oxit Sắt và Hydroxit Sắt Than hoạt tính Cacbon hoạt tính thường là các chất hút bám bởi có mặt của sulfua, cấu trúc microporous, khả năng hấp thụ cao đối với các chất khí, và phản ứng bề mặt càng cao Hấp thụ asen khoảng 1-4 mg-As/g-carbon Khả năng hấp phụ As (V) giảm dần theo thứ tự của than hoạt tính từ than đá> than từ vỏ dừa> than gỗ Sự hấp phụ của asen bằng than hoạt tính là khá nhanh. Nó có thể đạt được trạng thái cân bằng trong vòng 3-6 h Nhôm hoạt hóa Nhôm hoạt hóa (AA) là một dạng hạt của oxit nhôm trên diện tích bề mặt. Sự hút bám sẵn có các ở oxid. AA là thường được xử lý thông qua việc khử nước của Al (OH)3 ở nhiệt độ cao và bao gồm các chất vô định hình và γ-nhôm oxit Các yếu tố ảnh hưởng tr¹ng th¸i «xy ho¸ cña As HiÖu øng thø cÊp thêi gian tiÕp xóc c¸c ion c¹nh tranh t¸i sinh pH Oxit Sắt va Hydroxit Sắt Oxit Sắt và Hydroxit Sắt loại bỏ Asen rất hiệu quả. Hydroxit Sắt vô định hình, Oxit Sắt ngậm nước (HFO), và FeOOH vô định hình có khả năng hấp phụ cao hơn nhiều so với các chất hút bám khác pH là một yếu tố rất quan trọng trong hấp thụ Asen.Hấp phụ asenit tăng từ pH = 4 và đạt giá trị tối đa tại pH =7.0 và sau đó bắt đầu giảm Vật liệu sinh học Biosorption by cheap”hay còn gọi là phương pháp dùng vật liệu sinh học nguồn gốc tư nhiên(biomaterial) giá rẻ trong việc loại bỏ chất asen. Khả năng hấp thụ tương đương với carbon hoạt tính Vd: chitosan có thể hấp thụ As(III) với hiệu suất 6.2 mg/g (Chitosan có nguồn gốc từ chitin bởi deacetylation của chitin bằng cách sử dụng kiềm ở nhiệt độ cao) Trao đổi ion Nhựa trao đổi ion Nhựa cation Nhựa anion Nhựa Ce (IV Nhựa Fe (III).  ……….. Màng lọc Lọc nano (NF) có thể loại bỏ cả hai loại arsen As (V) và As (III) . NF có thể loai bỏ ion hóa trị II, nhưng không phải là đơn trị ion. Các NF có thể loại bỏ hơn 90% arsenic hào tan từ nước ngầm. Có 2 loại màng lọc nano được sử dụng để xử lí asen là màng NF-90 và NF-200 4,5,6: các tầng lọc 3,7,8: các tầng trợ lọc với modun lõi lọc nano 1: nguồn nước thô chưa qua xử lý 10: nước đã qua xử lý. 2: valve   Reverse osmosis (RO) là một công nghệ loại bỏ arsenic hữu hiệu đã được chứng minh thong qua một số thực nghiệm, quy mô và các thử nghiệm, và rất hiệu quả trong việc loại bỏ các thành phần trong nước RO loại bỏ As (V) nhiều hơn As (III) As (V) loại bỏ 88-99% và As (III) loại bỏ 46-84% Các phương pháp khác: Läc b»ng c¸t phñ «xit s¾t C¸t läc phñ «xit(hy®roxit) s¾t cã kh¶ n¨ng hÊp phô/trao ®æi ion (víi nhãm –OH bÒ mÆt) ®Ó läc asen còng nh­ mét sè kim lo¹i kh¸c. T­¬ng tù c¸c chÊt hÊp phô/trao ®æi ion kh¸c nã cã thÓ t¸i sinh (b»ng kiÒm). S¾t sulphua ho¸ HiÖu qu¶ phô thuéc vµo pH: Víi pH 8: 1 gam s¾t xö lÝ ®­îc 20 mg As Víi pH 7: 1 gam s¾t xö lÝ ®­îc 50 mg As VËt liÖu läc hy®roxit s¾t d¹ng h¹t Phoi s¾t n­íc ®­îc t­íi lªn phoi s¾t råi läc c¸t, S¾t sÏ hoµ tan råi ®ång kÕt tña víi asen t¹o arsenopyrite kÕt tña hiÖu xuÊt xö lÝ kh¸ cao, ®¹t 81% víi nång ®é asen tíi 20.000 g/L, víi nång ®é 2000 g/L s¶n phÈm æn ®Þnh cã møc asen d­íi 50 g/L ¤xy ho¸ quang ho¸