Các loại hóa chất xử lý nước thường được sử dụng
Trong phần lớn các trường hợp, để thu được nước có chất lượng thỏa mãn yêu cầu của các đối tượng dùng khác nhau, trong quá trình xử lý phải dùng các hóa chất xử lý nước khác nhau hoặc phải lọc nước qua môi trường hạt của các chất hấp thụ và sau một thời gian làm việc phải dùng hóa chất thích hợp để khôi phục lại khả năng hấp thụ của vật liệu lọc.
Dưới đây là các loại hóa chất chất xử lý nước cơ bản thường được sử dụng
Phèn
Phèn để keo tụ cặn bẩn trong nước. Các loại phèn thường dùng trong xử lý nước như sau:
Phèn nhôm (nhôm sunfat): Được sản xuất bằng cách điều chế bocxit, cao lanh và các chất sét khác có chứa oxy nhôm với axit sunfuric. Phụ thuộc vào phương pháp sản xuất và tính chất của nguyên liệu thu được các loại phèn nhôm khác nhau.
Phèn nhôm không tinh khiết thường dùng ở các nhà máy nước là phèn tảng, cục, có hình dạng không đều nhau và có màu xám, có chứa không ít hơn 35,5% Al2(SO4)3 (9% Al2O3) không lớn hơn 2% axit sunfuric tự do, 0,5% Fe2O3, không lớn hơn 23% cặn không hòa tan
Phèn nhôm kỹ thuật (phèn sạch) có màu sáng có chứa không ít hơn 40,3% Al2(SO4)3 (13,3% Al2O3) và không lớn hơn 1% cặn không hòa tan trong nước.
Aluminat natri NaAlO2 sản xuất bằng cách hòa tan hidroxit nhôm hay oxit nhôm vào dung dịch xút NaOH. Phèn nhận được có dạng cục cứng, màu sáng có ánh xà cừ khi bị vỡ.
Alumi oxit clorit [Al2(OH)5]Cl.6H2O được sản xuất bằng cách hòa tan bột hydroxit nhôm vào dung dịch 0,5 -1% của axit HCl. Nó là phèn kết tinh màu vàng nhạt có chứa 40 -44% Al2O3 và 20 -21% Cl.
Phèn sắt: Sắt sunfat hóa trị II thu được bằng cách tận dụng phế liệu khi tẩy rửa bề mặt kim loại đen ở các nhà máy luyện kim bằng H2SO4. Nó là các tinh thể màu xanh sáng, bề mặt bị oxy hóa dần dần bị phủ bởi màng màu vàng.
Các hóa chất dùng để tăng cường quá trình keo tụ
Để đẩy nhanh quá trình keo tụ khi xử lý nước có màu, độ đục thấp, khi nhiệt độ nước thấp người ta dùng các chất tăng cường để làm cho các bông cặn tạo nên có kích thước lớn và rắn chắc. Các chất keo tụ này bao gồm:
PAC
PAC là hóa chất keo tụ dạng mới tồn tại dưới dạng polime vô cơ là poli nhôm clorua (polime aluminium chloride), thường viết tắt là PAC.
Hiện nay PAC được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước như xử lý nước cấp: xử lý nước giếng khoan, xử lý nước mặt, xử lý nước bể bơi, xử lý nước thải thay thế cho phèn nhôm truyền thống.
Tính chất: PAC có công thức tổng quát là [Al2(OH)nCl6.nxH2O]m (trong đó m <=10, n<= 5). PAC thương mại ở dạng bột thô màu vàng nhạt hoặc vàng đậm, dễ tan trong nước và kèm tỏa nhiệt, dung dịch trong suốt, có tác dụng khá mạnh về tính hút thấm.
PAC có hai dạng rắn và lỏng: Dạng rắn là bột màu vàng hoặc trắng tan hoàn toàn trong nước. Người sử dụng chỉ cần pha PAC bột thành dung dịch 10% hoặc 20% bằng nước trong cho lượng dung dịch tương ứng với chất keo tụ vào nước cần xử lý, khuấy đều và để lắng trong.
Hóa chất PAC Ấn Độ màu trắng được sử dụng trong xử lý nước cấp, xử lý nước bể bơi, xử lý nước thải
PAC có nhiều ưu điểm so với phèn nhôm sunfat và các loại phèn vô cơ khác:
– Hiệu quả keo tụ và lắng trong > 4-5 lần. Tan trong nước tốt, nhanh hơn nhiều, ít làm biến động độ pH của nước nên ko phải dùng xút (NaOH) để xử lí và do đó ít ăn mòn thiết bị hơn.
– Không làm đục nước khi dùng thừa hoặc thiếu.
– Không cần (hoặc dùng rất ít) phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng.
– [Al] dư trong nước < so với khi dùng phèn nhôm sunfat.
– Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và không tan cùng các kim loại nặng tốt hơn.
– Không làm phát sinh hàm lượng SO42- trong nước thải sau xử lí là loại có độc tính đối với vi sinh vật.
Chất trợ lắng PAM là loại polymer tan trong nước được hình thành từ acrylamide ( hợp chất có công thức phân tử C3H5NO). PAM được sử dụng để tăng độ nhớt cho nước và hỗ trợ keo tụ tạo bông
PAM được sử dụng trong xử lý nước thải với vai trò là chất hỗ trợ quá trình keo tụ các hạt cặn lơ lửng trong nước thải, ngoài ra PAM còn kết hợp nước để tạo thành hydroxit không hòa tan khi kết tủa chúng liên kết lại với nhau để tạo thành các mắt lưới giữ các hạt keo nhỏ thành các hạt cặn có kích thước lớn hơn.
Trong xử lý nước thải sinh hoạt PAM có thể được sử dụng trong tất cả các quy trình tách rắn – lỏng bao gồm xử lý nước thải chính, xử lý bùn hoạt tính và xử lý bùn tiêu hóa.
Với xử lý nước thải công nghiệp PAM được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành công nghiệp như giấy, hóa dầu, xi mạ điện, dệt may, mỏ dầu hóa chất thực phẩm, dược phẩm, da, nhà máy bia, rượu…
Polyacrylamide cũng được sử dụng để xử lý nước từ quá trình khai thác khoáng sản bao gồm sản xuất than, chì, kẽm, vàng,sắt..
Các loại nước thải đòi hỏi các loại hóa chất xử lý nước thải khác nhau trong đó có cả hình thức khác nhau của hóa chất trợ keo tụ PAM
Hóa chất keo tụ poly ferric sulfate PFS là hóa chất keo tụ thế hệ mới với cấu trúc hóa học là một polymer có đa nhân ion phức tạp. Trong xử lý nước , poly ferric sulfate có khả năng trung hòa tốt bề mặt điện tích của các chất lơ lửng và các liên kết dạng lơ lửng
- Poly ferric sulfate PFS có khả năng tẩy trắng, khử mùi, khử nhũ tương,loại bỏ các kim loại nặng trong nước
- Poly ferric sulfate PFS không độc và an toàn
- Poly ferric sulfate PFS có tốc độ lắng cặn bùn nhanh hơn và chi phí cho việc khử bùn nước thấp hơn
- Poly ferric sulfate PFS được sử dụng với chi phí thấp hơn để đạt hiệu quả loại bỏ tương ứng với các hóa chất keo tụ khác.
- Dư lượng sắt còn lại trong nước thấp hơn so với phèn sắt
- Poly ferric sulfate PFS có hiệu quả làm việc cao ngay cả ở nhiệt độ thấp
- Poly ferric sulfate PFS đem lại hiệu quả xử lý tốt hơn độ đục, độ màu, kim loại nặng, COD so với các chất keo tụ khác như phèn nhôm, PAC trên cùng 1 liều lượng dùng
- Hóa chất keo tụ poly ferric sulfate PFS có hiệu quả vượt trội so với các chất keo tụ khác trong việc loại bỏ độ đục, tảo, màu sắc, độ hấp thụ UV và TOC, THMFP và nồng độ dư của chất keo tụ
- Poly ferric sulfate PFS làm giảm COD, BOD trong nước thải
Hóa chất dùng để khử trùng nước
Clo khí hóa lỏng: Màu vàng lục nhạt và rất độc. Nó nặng hơn không khí do đó sẽ chìm xuống mặt đất nếu được thả ra từ bình chứa. Clo khí là chất khử trùng mạn nhưng nó gây độc với con người như gây kích ứng hô hấp, kích ứng da và màng nhầy. Tiếp xúc với lượng khí clo cao có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng về sức khỏe kể cả tử vong. Khí clo được bán dưới dạng chất lỏng nén màu hổ phách. Clo dạng lỏng nặng hơn so với nước. Nếu clo dạng lỏng được giải phóng khỏi bình chứa nó sẽ nhanh chóng trở lại trạng thái khí. Khí clo là dạng clo ít tốn kém nhất. Lượng clo yêu cầu đối với xử lý nước là 1 -16mg/l nước. Lượng khí clo khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào chất lượng nước cần xử lý.Chất lượng nước kém cần nồng độ clo cao hơn để khử trùng nước nếu thời gian tiếp xúc không thể tăng lên.
Cacium hypochlorite công thức Ca(OCl)2 còn được gọi là clorin hay clorua vôi, là chất rắn màu trắng dạng bột hạt. Clorin cần được bảo quản ở nơi khô ráo và tránh xa các chất hữu cơ.
Javen (NaOCl) được tạo thành từ các muối natri của axit hypochlorous và là hợp chất có chứa clo có thể được sử dụng làm chất vệ sinh. Nó ở dạng lỏng, trong suốt với màu vàng nhạt và có mùi clo mạnh. Javen cực kỳ căn mòn và phải được bảo quản ở nơi mát, tối và khô. Javen sẽ tự nhiên bị phân hủy, do đó nó không thể lưu trữ quá lâu.
Hóa chất dùng để làm mềm, kiềm hóa và ổn định nước
Vôi chưa tôi: Thu được bằng cách nung đá vôi, đá phiến ở nhiệt độ 900 – 12000C. Vôi gồm CaO và cặn bẩn (CaCO3 chưa nung, oxit magie MgO, cát và sét). Vôi chưa tôi được sản xuất ở 2 dạng: vôi cục và vôi bột. Phụ thuộc vào hàm lượng của oxit magie trong vôi chia ra vôi canxi (chứa MgO dưới 7%), vôi magie (chứa MgO hơn 7%)
Soda Na2CO3: là bột hút ẩm màu trắng chứa không ít hơn 95% Na2CO3 và không ít hơn 1% NaCl. Soda hòa tan mạnh trong nước nóng nhưng lại tan chậm trong nước lạnh
Xút NaOH là chất hút ẩm màu trắng đục, bay hơi trong không khí thường được dùng để nâng PH, tái sinh hạt nhựa trao đổi ion.
Muối tinh khiết NaCl chứa không ít hơn 98% NaCl tinh khiết, các tạp chất khoảng 2% trong đó cặn không hòa tan 0,2 -0,9%
Axit sunfuric là chất lỏng không màu chứa từ 75 -90% H2SO4. Hòa tan H2SO4 vào nước diễn ra quá trình tách nhiệt. Vì thế khi điều chế H2SO4 phải rót từ từ axit vào nước, tuyệt đối không cho phép đổ nước vào axit.
Axit HCl là chất lỏng trong, màu phớt vàng loại 1 chứa không ít hơn 27,5% HCl, không lớn hơn 0,4% H2SO4 đựng trong các bình thủy tinh, thùng gỗ và thùng có bảo vệ chống ăn mòn
Hóa chất dùng để xử lý chống gỉ, chống rong rêu tảo và các quá trình sinh học khác
Hóa chất diệt rêu tảo Baquat: Dùng để diệt rong rêu tảo và ngăn ngừa chúng phát triển trở lại
Hexameta photphat natri (NaPO3)6 : dạng cục không màu hay màu xanh sáng có chứa 72 -74% (NaPO3)6 dùng để ngăn ngừa sự lắng đọng của canxi cacbonat, hydroxit sắt trong các đường ống dẫn nước và dùng để hòa tan cặn bám cacbonat và sắt, để chống gỉ cho ống dẫn nước
Na2SiF6 : Bột tinh thể nhỏ màu trắng, là chất độc, có chứa 93 -98,95% Na2SiF6, không lớn hơn 0,1 – 0,15% axit tự do tính ra HCl. Dùng để flo hóa nước, vận chuyển trong các thùng gỗ
Natri florit NaF: bột màu trắng hay xám trắng, là chất độc có chứa 80 – 90,84% NaF độ ẩm nhỏ hơn 1,3 -4%, cặn không hòa tan nhỏ hơn 10% dùng để flo hóa nước
Natri sunfit Na2SO3.7H2O là tinh thể không màu hay màu vàng nhạt được sử dụng để khử clo trong nước và để hòa tan clod ư tại các trạm pha clo
Than hoạt tính dạng hạt là sản phẩm xử lý than gỗ bằng nhiệt hơi nước hay là sản phẩm hoạt hóa của than đá nửa cốc dùng để hấp thụ các chất hữu cơ chứa trong nước.
