XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PP HÓA HỌCGV NGUYEN NGOC ANH TUAN

1. 11
•PHƯƠNG PHÁP TRUNG HOÀ
•PHƯƠNG PHÁP OXI HOÁ
1
22
•PHƯƠNG PHÁP OXI HOÁ
33
•PHƯƠNG PHÁP KHỬ

2. Mục đích:
Đưa nước thải cần xử lý về trạng thái trung
hoà pH = 6,5-8,5 trước khi thải vào nguồn nước
I. Phương pháp trung hoà
hoà pH = 6,5-8,5 trước khi thải vào nguồn nước
(hoặc sử dụng cho quy trình công nghệ tiếp
theo)
2

3. 1) -- Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm.
2) -- Bổ sung các tác nhân hóa học.
3) -- Lọc nước axit qua vật liệu lọc có tác dụng trung
I. Phương pháp trung hoà
3) -- Lọc nước axit qua vật liệu lọc có tác dụng trung
hòa.
4) -- Hấp thụ khí axit bằng chất kiềm
3

4. Việc chọn lưa phương pháp phụ thuộc các yếu tố: 4
• Thể tích nước thải
•Nồng độ nước thải
•Khả năng sẵn có
•Giá thành tác nhân hoá học•Giá thành tác nhân hoá học
Trong quá trình trung hòa một lượng bùn cặn được tạo
thành. Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần
của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân xử dụng
cho quá trình.
4

5. I.1 Trung hoà tr n l n nư c th i
Nước thải mang
Nước thải mang
tính kiềm
6,5-8,56,5-8,5
5
Nước thải mang
tính axit
Hình 1- Bể trung hoà nước thải
Vận tốc dòng
chảy = 20-40 m/s

6. I.2 Trung hoà b sung các tác nhân hoá h c
- Ca(OH)2 5-10%
- Na2CO3
- NaOH/KOH
- NH4OH
- CaCO3/ MgCO3
Nước thải mang
tính axit
6
- CaCO3/ MgCO3
- Đôlomit (CaCO3.MgCO3)
- H2CO3
- H2SO4
- HCl
- HNO3
- H3PO4
Nước thải mang
tính kiềm

7. Nước thải mang tính axit
Nước chứa
axit yếu
Nước chứaNước chứa
Nước chứa
axit
Cặn bã ?
7
axit yếu
H2CO3/
CH3COOH
Nước chứa
axit mạnh
HCl/ HNO3
Nước chứa
axit mạnh
HCl/ HNO3
axit
H2SO3/
H2SO4
Ca(OH)2
Sữa vôi
Bất kì tác nhân
nào

8. Trong nước thải axit có chứa hàm lượng
kim loại nặng nhất định (Pb,Ni,Zn,Cu)
8
Kết tủa kim loại nặng

9. Kim Loại
(1kg)
CaO Ca(OH)2 Na 2CO3 NaOH
Zn 0,85 1,13 1,6 1,22
Ni 0,95 1,26 1,8 1,36
Bảng 1- Lượng tác nhân cần thiết để tách
kim loại, kg/kg
9
Cu 0,88 1,16 1,66 1,26
Fe (II) 1,0 1,32 1,9 1,43
Pb 0,27 0,36 0,51 0,38

10. Bảng 2- Lượng tác nhân cần thiết để trung hoà
axit, kg/kg
Axit(1kg) CaO Ca(OH)2 Na 2CO3 NaOH
H2SO4 0,57 0,75 1,09 0,82
HCl 0,77 1,01 1,45 1,09
10
HNO3 0,44 0,59 O,84 0,63
H3PO4 0,86 1,13 1,62 1,22
CH3COOH 0,47 0,62 0,89 0,67

11. Khi lưu lượng nước thải chứa axit có lưu lượng
< 200 m3/ngày đêm => dùng NaOH hoặc sôda
• Phản ứng diễn ra nhanh, mạnh, hiệu quả xử lý
cao
•Sản phẩm tạo ra sau phản ứng là chất tan
•Không làm tăng độ cứng của nước
11

12. 1) Nước thải chứa axit sunfuric
H2SO4+ NaOH -> NaHSO4 +H2O (a)
NaHSO4+NaOH -> Na2SO4+H2O (b)
H2SO4+ Na2CO3 -> Na2SO4+CO2 +H2O
pHpH
12
2) Nước thải chứa axit cacbonic
CO2+ 2NaOH -> Na2CO3 +H2O
CO2+ H2O +Na2CO3 -> 2NaHCO3

13. Bảng 3- Lượng tác nhân cần thiết để trung
hoà kiềm, kg/kg
Kiềm (1kg) H2SO4 HCl HNO3
NaOH 1,22 0,91 1,57
13
KOH 0,88 0,65 1,13
Ca(OH)2 1,32 0,99 1,7

14. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý
trạm trung hoà nước thải
14

15. I.3 Trung hoà nư c th i axit qua v t li u
l c có tác d ng trung hoà
Lựa chọn PP:
•Nồng độ axit trong
nước thải < 1,5 mg/l
Vật liệu thường dùng
Mg2CO3 (manhetit)
CaCO3.MgCO3 (Đôlomit)
CaCO3 (Đá vôi) nước thải < 1,5 mg/l
•Không chứa muối kim
loại nặng
15
CaCO3 (Đá vôi)
Các loại đá: đá phấn, đá hoa làm vật liệu
lọc

16. • Dạng bể : đứng / ngang
• Chiều cao lớp vật liệu lọc H : 1,5-2m
• Chiều lưu chất : trên xuống, dưới lên
• Tốc độ dòng chảy:• Tốc độ dòng chảy:
1. HCl/HNO3 lọc qua lớp đá vôi: o,5-1 m/h
2. 0,5% H2SO4 lọc qua lớp Đôlomit : 0,6-0,9 m/h
3. 2% H2SO4 lọc qua lớp Đôlomit : 0,35 m/h
Thiết bị và ống dẫn cần chế tạo bằng vật liệu chịu axit
16

17. I.4 Hấp thụ khí axit bằng chất kiềm
Ưu điểm:
•Giảm chi phí đáng kể
•Không những trung hoà
nước thải mà còn tăng hiệu
Khí thải thường dùng
CO 2
SO 2
NO 2
nước thải mà còn tăng hiệu
suất làm sạch chính khí thải
khỏi cấu tử độc hại
•Ít độc hại, ăn mòn
17
NO 2
N2O3

18. • Tùy thuộc vào thành phần bản chất của nguồn ô
nhiễm, các tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau,
thành phần hóa học khác nhau, có các loại tạp chất
tan, chất không tan, việc xử lý nước thải sinh hoạt là
loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa
II. Phương pháp oxi hoá
loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa
nước vào nguồn tiếp nhận hoặc đưa vào tái sử dụng.
• Việc lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp thường
được căn cứ trên đặc điểm của các loại tạp chất có
trong nước thải: thành phần tính chất, nguồn gây ô
nhiễm để có phương pháp xử lý riêng.
18

19. • Có rất nhiều phương pháp khác nhau trong xử lý nước thải trong đó có
sử dụng phương pháp hóa học vào xử lý nước thải sinh hoạt đang là
một giải pháp tối ưu nhất trong bảo vệ môi trường nước
• - Để làm sạch nước thải chúng ta có thể sử dụng các chất oxi hóa như
Clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, pemanganat
II. Phương pháp oxi hoá
Clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, pemanganat
kali,oxy không khí, ozon...
• - : tách các chất ô nhiễm
độc hại chuyển thành chất ít độc và tách chúng ra khỏi nước. Quá trình
này có tốc độ xử lý cao tuy nhiên tiêu tốn khá nhiều hóa chất => Chỉ sử
dụng khi các tạp chất không thể tách bằng các phương pháp khác (
khử xyanua, hợp chất asen)
19

20. Hoạt độ của chất oxy hoá được xác định
bằng Thế oxy hoá (Oxidation power)
20

21. II. Phương pháp oxi hoá
11
•Oxi hoá bằng Clo
22
•Oxi hoá bằng peoxyt hydro H2O2
21
33
•Oxi hoá bằng Oxi không khí
44
•Oxy hoá bằng pyroluzit
55 •Ozon hoá

22. • Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxy hóa đem lại hiệu
quả và được sử dụng rộng rãi nhất. Chúng được sử dụng để
tách H2S, hydrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit, phenol,
xyanua ra khỏi nước thải.
• Sau khi quá trình oxi hóa clo các chất độc hại ô nhiễm được tách
riêng ra khỏi nước thải
II.1. Oxi hoá bằng Clo
riêng ra khỏi nước thải
22
CƠ CHẾ PHẢN ỨNG
•Cl2 + H2O =>HOCl + HCl
•HOCl ↔ H+ + OCl-
•Tổng clo, HOCl và OCl- được gọi là clo tự do (free available chlorine)

23. • Khả năng diệt trùng của Clo phụ thuộc vào sự tồn tại của
ion HOCl trong nước => mà quá trình tạo thành phân ly
HOCl lại phụ thuộc vào nồng độ ion H+ (tức là giá trị pH
của dung dịch) : pH tăng nồng độ HOCl giảm, nồng
độ OCl- giảm; pH = 7 , nồng độ HOCl- cân bằng với nồng độđộ OCl- giảm; pH = 7 , nồng độ HOCl- cân bằng với nồng độ
OCl .
• Kết quả thực nghiệm cho thấy quá trình thuỷ phân Cl2 chỉ
xảy ra hoàn toàn khi pH > 4.
• Thành phần HOCl là thành phần khử trùng chính trong
nước chỉ tồn tại ở pH thấp =>
23

24. 1. CLO khử NH3 trong nước thải
HOCl + NH3 -> NH2Cl + H2O Monocloramin
HOCl + NH2Cl -> NHCl2 + H2O Dicloramin
HOCl + NHCl2 -> NCl3 + H2O CloaminHOCl + NHCl2 -> NCl3 + H2O Cloamin
Khả năng diệt trùng của chloramin thấp hơn Clo
từ 20 đến 25 lần
24

25. Tại sao cần khử Clo dư trong nước?
• Tính độc hại của clo dư: do trong nước có nhiều hợp chất hữu
cơ có thể tác dụng với clo tạo thành những hợp chất có tính
độc và gây tác hại lâu dài. Do đó để giảm thấp nhất tác hại của
các hợp chất này đến môi trường cần phải khử lượng clo dư
vượt quá yêu cầu.vượt quá yêu cầu.
25
PolyCloBiphenyl
(PCB)
Dichlorodiphenyltric
hlorethane(DDT)

26. • PolyCloBiphenyl (C12H10-nCln )PCB áp chế hệ miễn dịch ở
người. Hệ thống miễn dịch bị hư hại dẫn đến đau yếu, bị
truyền nhiễm hơn bình thường, nhưng đôi khi bị tổn hại sâu
sắc hơn, ví dụ như là bị ung thư. Sự ô nhiễm PCBs có thể
liên quan đến với những khuyết tật bẩm sinh, như là bệnh
hở hàm ếch hay tắc nghẽn các cơ quan bài tiết ở trẻ em.
26

27. A.Phương pháp dùng SO2:
• SO2 + H2O => HSO3- + H+
• HOCl + HSO3- => Cl- + (SO4)2- + 2H+
• Tổng hợp:• Tổng hợp:
• SO2 +HOCl + H2O =>Cl- + (SO4)2- + 3H+
27

28. B.Phương pháp dùng than hoạt tính:
• C + 2Cl2 + 2H2O => 4HCl + CO2
• Phản ứng với cloramin:
• C + 2NH2Cl + 2H2O => CO2 + 2NH4+ + 2Cl-
28
• C + 4NH2Cl + 2H2O => CO2 + 2N2 + 8Cl- + 8H+

29. 2. Clo khử xyanua CN-
• Quá trình tách xyanua ra khỏi nước được tiến hành trong
môi trường kiềm pH=9. oxy hóa xianua chuyển sang dạng
xianat, feri, fero, các cặn kết tủa từ những xianua đơn giản,
phức chất rồi sau đó tách khỏi nước thải bằng phương pháp
lắng hoặc lọc.lắng hoặc lọc.
• Xyanua có thể bị oxy hoá đến N2 và CO 2 theo phương trình
• CN- + 2OH- + Cl2 => CNO- +2 Cl- + H2O
• 2CNO- + 4OH- + 3Cl2 => CO2 +6Cl- + 2H2O + N2
29

30. Các nguồn cung cấp Clo tự do Cl-
• 2Ca(OH)2 + 2Cl2 => Ca(OCl)2 + CaCl2 +H2O
Clorat canxi
• Ca(OCl)2 + 2H2O → 2HOCl + Ca(OH)2
Natri hypoclorit được tạo thành khi sục khí Clo
qua dung dịch kiềm
• NaOH + Cl2 => NaOCl + NaCl + H2O
• NaOCl + H2O → HOCl + NaOH
30

31. II.2. Oxi hoá bằng peoxyt hydro ( H2O2)
• H2O2 là chất lỏng không màu, có thể trộn lẫn với nước ở bất kì tỉ
lệ nào (85-95%).
• Dùng để oxi hoá các nitrit, aldehit, phenol, xyanua, các chất thải
chứa S và chất nhuộm
31
chứa S và chất nhuộm
• Vai trò Oxy hoá trong môi trường axit:
• 2H+ + H2O2+ 2e => 2H2O
• Vai trò khử trong môi trường kiềm:
• 2OH- + H2O2 - 2e => 2H2O+ 2 O2-

32. • Công dụng 1 : Tách Fe ra khỏi nước thải
• 4Fe2+ + O2+ 2H2O => 4Fe3+ + 4OH-
• Fe3+ + 3H2O => Fe(OH)3 + 3H+
II.3. Oxi hoá bằng oxy không khí ( O2)
• Quá trình oxy hoá được tiến hành bằng sự
thông gió qua tháp phun mưa
32

33. • Công dụng 2 : Oxy hoá sunfua trong nước thải
của nhà máy giấy, chế biến dầu mỏ
• S2- => S0=> S2O32- => SO32-=> SO42-
II.3. Oxi hoá bằng oxy không khí ( O2)
33
Sơ đồ nguyên lý công nghệ oxy hoá sunfua

34. • Pyroluzit thường được dùng oxy hoá As 3+
đến As 5+
• H3AsO3+ Mn4+O2+ H2SO 4 => H3AsO4+
Mn2+SO4 + H2O
II.4. Oxi hoá bằng pyroluzit
Mn2+SO4 + H2O
• Khi nhiệt độ tăng Mức độ oxy hóa tăng
• Quy trình oxy hoá này được tiến hành bằng
cách lọc nước thải qua lớp vật liệu MnO2 hoặc
trong thiết bị khuấy trộn với vật liệu đó
34

35. • Ozon hoá bằng ozon cho phép đồng thời khử
tạp chất nhiễm bẩn, khử màu, khử mùi.
• Quá trình ozon hoá có thể làm sạch nước thải
khỏi phenol, sản phẩm dầu mỏ, H2S, hợp chất
II.5. Oxi hoá bằng ozon hoá
khỏi phenol, sản phẩm dầu mỏ, H2S, hợp chất
asen, xyanua…..
• Trong xử lý nước bằng ozon, các hợp chất hữu
cơ bị phân huỷ và các vi khuẩn chết nhanh hơn
so với xử lý bằng Clo ( vài nghìn lần)
35

36. Độ hoà tan ozon trong nước phụ thuộc:
•1. Độ pH ( tan tốt trong môi trường axit và
trung tính)
II.5. Oxi hoá bằng ozon hoá
trung tính)
•2. Hàm lượng các chất tan có trong nước ( càng
ít chát tan, O3càng dễ hoà tan)
36

37. • Ozon có thể oxy hoá cả chất vô cơ và chất hữu cơ
tan trong nước thải ( tạo thành kết tủa)
1) FeSO 4 + H2SO4 + O3 => Fe(SO4)3 + 3H2O+ O2
II.5. Oxi hoá bằng ozon hoá
2)MnSO 4 + H2O + O3 => H2MnO3 + H2SO4+ O2
3) H2MnO3+ 3O3 => HMnO4 + H2O+ 3O2
4)NH3 + 4O3 => 4NO3- + 4O2 + H2O+ H+
Giới thiệu sơ đồ nguyên lý lọc nước thải bằng ozon
37

38. • Ứng dụng: Trong trường hợp nước thải chứa các chất
dễ bị khử. PP này được dùng để tách các hợp chất
thuỷ ngân , crom, asen…. Ra khỏi nước.
• 1. Thuỷ ngân dạng vô cơ: khử thành Hg kim loại
III. Phương pháp khử làm sạch nước thải
• 1. Thuỷ ngân dạng vô cơ: khử thành Hg kim loại
và tách ra khỏi nước qua quá trình lắng, lọc
hoặc tuyển nổi.
• 2. Thuỷ ngân dạng hữu cơ: Oxy hoá để phá vỡ
hợp chất, sau đó khử cation Hg thành Hg kim
loại
38

39. 1) Dùng NaHSO3 khử Cr ra khỏi nước thải (
pH=3-4)
•4H2CrO 4 + 6NaHSO3 + 3H2SO 4 => 2Cr2(SO4)3 +
III. Phương pháp khử làm sạch nước thải
•4H2CrO 4 + 6NaHSO3 + 3H2SO 4 => 2Cr2(SO4)3 +
3Na2SO4+ 10H2O
•Cr3+ + OH- => Cr(OH)3 kết tủa
39

40. III. Phương pháp khử làm sạch nước thải
1) Dùng FeSO4 khử Cr ra khỏi nước thải ( môi trường axit
và bazo)
Môi trường axit
40
• 2Cr2O 3 + 6FeSO4 + 6H2SO 4 => Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + 6H2O
Môi trường kiềm
• 2Cr2O 3 + 6FeSO4 + 6Ca(OH)2 + 6H2O => 2Cr(OH)3 + 6Fe(OH)3 +
6CaSO4
• GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ QUÁ TRÌNH KHỬ

41. THANK YOU FOR YOUR
ATTENTION
41