CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Chương 7
Chương 7
CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ HÓA LÝ
CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ HÓA LÝ
TS. Trần Thò Mỹ Diệu
TS. Trần Thò Mỹ Diệu
Tháng 2 năm 2005
Tháng 2 năm 2005
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường




NỘI DUNG
NỘI DUNG


Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Trao đổi ion

Trao đổi ion
Keo tụ tạo bông
Keo tụ tạo bông
Quá trình hấp phụ
Quá trình hấp phụ




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
2 DẠNG
Hóa học
Hóa học
Vật lý
Vật lý
Nhờ các lực liên kết vật lý
Nhờ các lực liên kết vật lý
Nhờ phản ứng hóa học
Nhờ phản ứng hóa học
Hấp phụ đa lớp
Hấp phụ đa lớp
Vật lý
Vật lý
Hóa học
Hóa học
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ





Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
Khả năng hấp phụ phụ thuộc
Khả năng hấp phụ phụ thuộc
Diện tích bề mặt chất hấp phụ (m
Diện tích bề mặt chất hấp phụ (m
2
2
/g)
/g)
Nồng độ của chất bò hấp phụ
Nồng độ của chất bò hấp phụ
Vận tốc tương đối giữa hai pha
Vận tốc tương đối giữa hai pha
Cơ chế hình thành liên kết: hóa or lý học
Cơ chế hình thành liên kết: hóa or lý học
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường

Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
Tác nhân hấp phụ
Tác nhân hấp phụ
- Đất sét: 50-200 m
- Đất sét: 50-200 m
2
2
/g;
/g;
- Zeolites;
- Zeolites;
- Silica gel;
- Silica gel;
- Polymer gel (300 m
- Polymer gel (300 m
2
2
/g);
/g);
- Chitosan;
- Chitosan;
- Than hoạt tính (1000 – 1500 m
- Than hoạt tính (1000 – 1500 m
2
2
/g).
/g).
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ





Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
Hấp Phụ Bằng Than Hoạt Tính
Hấp Phụ Bằng Than Hoạt Tính
+ Dạng hạt (Granular Activated Carbon–GAC);
+ Dạng hạt (Granular Activated Carbon–GAC);
+ Dạng bột (Powdered Activated Carbon–
+ Dạng bột (Powdered Activated Carbon–
PAC).
PAC).
Nước trước xử lý
Nước trước xử lý
Nước sau xử lý
Nước sau xử lý
Tháp 1
Tháp 1
Tháp
Tháp
hấp phụ
hấp phụ
Tháp 2
Tháp 2
Hấp phụ bằng than GAC
Hấp phụ bằng than GAC

XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
Hấp Phụ Bằng Than Hoạt Tính
Hấp Phụ Bằng Than Hoạt Tính
Hấp phụ bằng than PAC
Hấp phụ bằng than PAC
PAC
PAC
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
Đường Đẳng Nhiệt Hấp Phụ
Đường Đẳng Nhiệt Hấp Phụ
(Adsorption Isotherms)
(Adsorption Isotherms)

LANGMUIR
LANGMUIR
FREUNDLICH
FREUNDLICH
Hấp phụ một lớp
Hấp phụ một lớp
LANGMUIR
LANGMUIR
Tất cả các mặt của chất hấp phụ có ái
Tất cả các mặt của chất hấp phụ có ái
lực như nhau đ/v phân tử chất bò HPï
lực như nhau đ/v phân tử chất bò HPï
Giả thiết
Giả thiết
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
Đường Đẳng Nhiệt Hấp Phụ
Đường Đẳng Nhiệt Hấp Phụ
LANGMUIR
LANGMUIR
cbab
m

x
ca
cba
m
x
..
111
.1
..
+=⇒
+
=
- X : lượng chất bò hấp phụ (mg);
- X : lượng chất bò hấp phụ (mg);
- m: khối lượng chất hấp phụ (mg);
- m: khối lượng chất hấp phụ (mg);
- C : nồng độ chất bò HP còn trg dd sau khi qt HP xảy ra hoàn
- C : nồng độ chất bò HP còn trg dd sau khi qt HP xảy ra hoàn


toàn (mg/L);
toàn (mg/L);
- a, b
- a, b
: hằng số.
: hằng số.
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ





Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
Đường Đẳng Nhiệt Hấp Phụ
Đường Đẳng Nhiệt Hấp Phụ
Quá trình hấp phụ đa lớp
Quá trình hấp phụ đa lớp
FREUNDLICH
FREUNDLICH
Giả thiết
Giả thiết
C
n
K
m
x
CK
m
x
n
log
1
loglog.
1
+=







⇔=
K và n
K và n
: hằng số.
: hằng số.
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
Ứng dụng
Ứng dụng
Khử các CHC như phenol, alkylbenzen-sulphonic
Khử các CHC như phenol, alkylbenzen-sulphonic
acid, thuốc nhuộm, các h/chất thơm;
acid, thuốc nhuộm, các h/chất thơm;
Khử thủy ngân;
Khử thủy ngân;
XL các chất hoạt tính bề mặt, các hợp chất gây
XL các chất hoạt tính bề mặt, các hợp chất gây
mùi, thuốc trừ sâu, diệt cỏ &ø kim loại nặng.

mùi, thuốc trừ sâu, diệt cỏ &ø kim loại nặng.
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ




Khuấy trộn;
Khuấy trộn;




Lọc qua lớp chất hấp phụ;
Lọc qua lớp chất hấp phụ;





Một bậc or nhiều bậc.
Một bậc or nhiều bậc.




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ
Chất hấp phụï đã sử dụng
Chất hấp phụï đã sử dụng
Chất hấp phụï
Chất hấp phụï
Nước thải
Nước thải
Chất hấp phụï
Chất hấp phụï
Chất hấp phụï
Chất hấp phụï
1
1
2
2
1. Thùng khuấy trộn, 2. Bể lắng

1. Thùng khuấy trộn, 2. Bể lắng
Hệ Thống Cấp Chất Hấp Phụ Nối Tiếp
Hệ Thống Cấp Chất Hấp Phụ Nối Tiếp




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Nối Tiếp
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Nối Tiếp




Chất hấp phụ đc cho vào bậc 1: Cđ
Chất hấp phụ đc cho vào bậc 1: Cđ


C1;
C1;




Tách chất hấp phụ bằng TB lắng hay lọc;

Tách chất hấp phụ bằng TB lắng hay lọc;




NT được chuyển tiếp sang bậc thứ 2;
NT được chuyển tiếp sang bậc thứ 2;




Cho chất hấp phụ mới vào: C1
Cho chất hấp phụ mới vào: C1


C2;
C2;




Tiếp tục đến bậc cuối cùng.
Tiếp tục đến bậc cuối cùng.




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang

Đại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Nối Tiếp
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Nối Tiếp
Lượng chất hấp phụ cho qt hấp phụ 1 bậc
Lượng chất hấp phụ cho qt hấp phụ 1 bậc
( )
a
CCV
m
cd
−
=




m
m
: lượng chất hấp phụ tiêu tốn;
: lượng chất hấp phụ tiêu tốn;




V
V
: thể tích nước lọc;
: thể tích nước lọc;





C
C
đ
đ
, C
, C
c
c
: nồng độ đầu, cuối của chất bò hấp phụ;
: nồng độ đầu, cuối của chất bò hấp phụ;




a
a
: hệ số hấp phụ.
: hệ số hấp phụ.




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang

XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Nối Tiếp
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Nối Tiếp
Nồng độ chất ô nhiễm trong NT sau bậc n
Nồng độ chất ô nhiễm trong NT sau bậc n
d
n
n
C
mkV
V
C .
.






+
=




k
k
: hệ số phân bố:
: hệ số phân bố:





Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Nối Tiếp
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Nối Tiếp
Nồng độ chất ô nhiễm trong NT sau bậc n
Nồng độ chất ô nhiễm trong NT sau bậc n




k
k
: hệ số phân bố:
: hệ số phân bố:
pd
cdt
CC
CC
a
a
k
−

−
==




a
a
t
t
: giá trò hấp phụ riêng sau thời gian t;
: giá trò hấp phụ riêng sau thời gian t;




C
C
p
p
: nồng độ cân bằng của chất bò hấp phụ.
: nồng độ cân bằng của chất bò hấp phụ.




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang

XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Nối Tiếp
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Nối Tiếp
Lượng chất hấp phụ tiêu tốn trên mỗi bậc
Lượng chất hấp phụ tiêu tốn trên mỗi bậc








−
=
1
n
d
n
C
C
k
V
m




Khoa CN&QL Môi Trường

Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Nối Tiếp
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Nối Tiếp
Số bậc cần thiết
Số bậc cần thiết
( )
VmkV
C
Cn
n
d
log.log
loglog
−+
−=




XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Ngược Chiều
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Ngược Chiều
4
4
Chất hấp phụï

Chất hấp phụï
Chất hấp phụï
Chất hấp phụï
đã sử dụng
đã sử dụng
Nước thải
Nước thải
Chất hấp phụï
Chất hấp phụï
Chất hấp phụï
Chất hấp phụï
1
1
2
2
3
3
3
3
4
4
1. Thùng khuấy trộn, 2. Bể lắng, 3. Thùng tiếp nhận chất hấp hụ; 4. Bơm
1. Thùng khuấy trộn, 2. Bể lắng, 3. Thùng tiếp nhận chất hấp hụ; 4. Bơm




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang

Đại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Ngược Chiều
Hệ Thống Thiết Bò Hấp Phụ Ngược Chiều




Chất hấp phụ (CHP) đc 1 lần ở bậc cuối;
Chất hấp phụ (CHP) đc 1 lần ở bậc cuối;




CHPï chuyển động ngược chiều với NT;
CHPï chuyển động ngược chiều với NT;




Tốn CHP ít hơn nhiều so với HT nối tiếp;
Tốn CHP ít hơn nhiều so với HT nối tiếp;




Đắt tiền hơn và vận hành phức tạp hơn.
Đắt tiền hơn và vận hành phức tạp hơn.





Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Hệ Thống Hấp Phụ Làm Việc Liên Tục
Hệ Thống Hấp Phụ Làm Việc Liên Tục




Tháp làm việc nối tiếp nhau;
Tháp làm việc nối tiếp nhau;




Tháp cuối dùng để tái sinh chất hấp phụ.
Tháp cuối dùng để tái sinh chất hấp phụ.




N/độ chất bò hấp phụ trong NT sau bậc n
N/độ chất bò hấp phụ trong NT sau bậc n









−












−
=
1
.
1
.
n
d
n
k

V
mk
C
V
mk
C




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Hệ Thống Hấp Phụ Làm Việc Liên Tục
Hệ Thống Hấp Phụ Làm Việc Liên Tục




Liều lượng CHP đưa vào bậc cuối cùng:
Liều lượng CHP đưa vào bậc cuối cùng:
α
α
.m
.m
n+1
n+1

-
-
β
β
.m -
.m -
γ
γ
= 0
= 0
1
.
.
1
−
=
=






=
−
n
d
n
d
n

C
C
CV
Ck
V
k
γ
β
α




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Hệ Thống Hấp Phụ Làm Việc Liên Tục
Hệ Thống Hấp Phụ Làm Việc Liên Tục




Số bậc n = K - 1
Số bậc n = K - 1
( )
kVm
CC

V
mk
C
K
nnd
−
−






+






−
=
log
log1
.
log





Tốc độ lọc
Tốc độ lọc
∈
∈
ng độ chất h/tan, ~ 2 – 6 m
ng độ chất h/tan, ~ 2 – 6 m
3
3
/m
/m
2
2
.h;
.h;




CHP dạng hạt có kích thước 1.5 – 5 mm.
CHP dạng hạt có kích thước 1.5 – 5 mm.




Khoa CN&QL Môi Trường
Khoa CN&QL Môi Trường
Đại Học Văn Lang
Đại Học Văn Lang
Tái sinh chất hấp phụ
Tái sinh chất hấp phụ

nhiệt độ 100
nhiệt độ 100
0
0
C, pH cao
C, pH cao


Đốt
Đốt


Gia nhiệt đến 800
Gia nhiệt đến 800
0
0
C ở áp suất khí quyển
C ở áp suất khí quyển
Sử dụng hóa chất
Sử dụng hóa chất
(Dung môi + chất bẩn)
(Dung môi + chất bẩn)


Chưng cất
Chưng cất





Dung môi + Chất bẩn
Dung môi + Chất bẩn
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
XỬ LÝ BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ