Transcript Hấp phụ than hoạt tính trong xử lý nước cấp.

Hấp phụ than hoạt tính trong
xử lý nước cấp.
Mục lục:
•
•
•
I. Giới thiệu về than hoạt tính.
II. Ứng dụng than hoạt tính trong nước
cấp.
III. Kết luận.
I. Than hoạt tính
• 1. Than hoạt tính là một chất gồm chủ
yếu là nguyên tố cacbon.
• Nguyên liệu: chất hữu cơ: than củi, vỏ
đâu, vỏ dừa,…
2. Đặc điểm.
•
•
Cấu tạo: thành phần của than hoạt tính
bao gồm các nguyên tố: 88%C, 6-7%O,
0.5%H, 0.5%N, 1.0%S.
Hình dạng: thường ở dạng hạt và dạng
bột.
a. Diện tích bề mặt của than hoạt tính: cứ 1 gram
sẽ có bề mặt khoảng 500-2500 m2.
b.
c.
d.
e.
f.
Cấu trúc tinh thể.
Cấu trúc xốp.
Cấu trúc hóa học của cacbon bề mặt.
Độ chua bề mặt của cacbon.
Tính kỵ nước.
II. Ứng dụng than hoạt tính trong
nước cấp.
• Sự hấp thu của than
hoạt tính đối với các
kim loai nặng như
As,Hg.Cd,Pb…..
• Các kim loại nặng
trong nước gây ảnh
hưởng lớn đến sức
khỏe của con người
khi sử dụng nước.
• a. Thủy ngân.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thu Hg(II)
của than hoat tính.
Sự ảnh hưởng của pH đến sự hấp thu của
than hoạt tính đối với Hg(II)
• b. Arsen
Ảnh hưởng của pH tới sự hấp thu As của
than hoạt tính
• c. Chì
Ảnh hưởng của pH tới sự hấp thu Pb của
than hoạt tính.
Loại bỏ cadmium ra khỏi nước bằng phương pháp
hấp phụ
- Cadmium là một kim loại độc hại được tìm thấy ở các nhà máy nấu và
tinh chế quặng kẽm hoặc sản xuất pin.
- Số lượng hút bám cd(II) rất nhỏ tại giá trị PH<3 nhưng tăng đáng kể tại
PH>8.
- Bằng cách tăng liều lượng carbon,việc tăng liều lượng cadmium có thể
tăng lên 3 lần .
Ở nồng độ thấp thì cadmium được
hấp phụ tối đa
Hấp phụ tăng mạnh trong khoảng
PH 3-5 và đạt giá trị không đổi ở
PH cao hơn.
Than hoạt tính hấp phụ các hợp chất phenol
Phenol và dẫn xuất của nó như phenolmethyl.ethylphenol
và dimethylphenol và tạo thành một nhóm các chất gây ô
nhiễm.chúng luôn hiện diện trong nước thải.
Khả năng hấp thụ của than hoạt tính phụ thuộc vào diện
tích bề mặt và lỗ rỗng khí của cacbon
Sự hiện diện của phenol trong nước uống sẽ sinh
ra chlorophenol có mùi hôi trong quá trình khử
trùng nước
Sự hiện diện của nhóm bề mặt có tính acid sẽ ức
chế khả năng hấp phụ của phenol
THAN HOẠT TÍNH HẤP PHỤ HỢP CHẤT HỮU
CƠ CỦA HALOGEN
• Năm 1947, lần đầu tiên phát hiện ra hydrocarbon
halogen và trihalogenmetan-THM trong nước. Từ đó
THM được quan sát thấy trong tất cả các nguồn
nước sử dụng Clo làm chất khử trùng
• Các hydrocarbon halogen và các THM được hình
thành trong quá trình khử trùng nước bằng Cl, trong
đó Cl phản ứng với một số chất hữu cơ tự nhiên
như humic, acid fulvic được sinh ra từ quá trình
phân hủy
• Các THM gây ô nhiễm nhất: CHCl3, CHCl2Br,
CHClBr2, CHBr3
• THM càng phân cực thì càng ít bị THT hấp
phụ. Độ lớn hấp phụ CHBr3 > CHClBr2 >
CHCl2Br >CHCl3
• 1cột GAC sâu 3 feet có thể loại hơn
90%cloroform của dòng thải trong 9 tuần
liên tục
• THT có nhiều lỗ xốp mịn hơn thì hấp phụ
tốt hơn
• THT cần được tái tạo thường xuyên do
khả năng hấp phụ giảm dần của nó
THAN HOẠT TÍNH HẤP PHỤ NITRO VÀ CÁC HỢP CHẤT
AMIN
• Các hợp chất nitro
độc hại thường có
trong nước thải từ quá
trình sản xuất thuốc
nổ và các ngành công
nghiệp vũ khí
• Đường hấp phụ đẳng
nhiệt của
nitrobenzene trên các
loại than hoạt tính
khác nhau với diện
tích bề mặt khác nhau
• Một hợp chất của amin là nitrosoamines
có thể gây ung thư được thải ra từ một số
ngành công nghiệp hóa chất.
• 1L nước được lọc qua 23g THT ở 4050L/h/kg loại được 99% dimethyl, diethyl
và nitrosoamine diphenyl
• THT hấp thụ amin là một phản ứng trung
hòa giữa nhóm acid trên bề mặt C và
nhóm NH2 của amin
THAN HOẠT TÍNH HẤP PHỤ THUỐC BẢO VỆ
THỰC VẬT
• Hóa chất BVTV gồm:thuốc trừ sâu, thuốc diệt tảo, thuốc
diệt nấm và các hóa chất nông nghiệp khác.
• Ước tính có hơn 1500 loại thuốc trừ sâu đã sản xuất và
hơn 8000 loại thuốc do người dân tự chế biến
• TTS càng có khả năng hòa tan trong nước cao (tức là
chất bị hút bám yếu) thì càng khó bị hấp phụ
• PAC có thể xử lý nước nhiều hơn 6 lần so vơi lượng GAC
tương đương
loại bỏ các loại TTS từ nước bằng cách sử dụng các
phương pháp khác nhau bao gồm đã kết luận rằng hấp
phụ THT có tiềm năng lớn nhất.
Màu
_Màu thường do các chất bẩn trong nước tạo nên: axit
hữu cơ, chất tạo màu, axit humic...
_ Hợp chất sét hòa tan  nước có màu nâu đỏ
_ Các loại thủy sinh  nước màu xanh lá cây
_ Nước thải sinh hoạt, công nghiệp  nước màu xám
đen
_ Các chất humic  nước màu nâu vàng
• Mùi
• _ Các chất khí và các chất hòa tan trong nước 
nước có mùi và vị
• _ Nước có mùi: mùi đất, mùi tanh, mùi thối hoặc mùi
đặc trưng của hóa chất hòa tan: Clo, amoniac,
Sulfur Hydro
• _ Nước có vị: mặn, ngọt, chát,...tùy thành phần chất
lượng và hàm lượng chất hòa tan.
Khử mùi bằng phương pháp dùng than họat
tính
• Các loại than hoạt tính thường dùng là:
than awngtraxit, than cốc, than bạch
dương hay than bùn dạng bột cho vào
nước.
• Than hoạt tính dùng trong các bể lọc có
kích thước d= 1÷3mm, chiều dày lớp than
l = 1,5 ÷ 4m, tốc độ lọc đạt 50m/h
• _ Khi nước có mùi không thường xuyên mà chỉ xảy
ra vào từng thời kỳ nhất định, thì phương pháp dùng
bể lọc than sẽ không kinh tế. Khi đó có thể khử mùi
bằng bột than với liều lượng không vượt quá
12mg/l. Có thể dùng 5 ÷ 7mg cho vào bể trộn, còn
lại không quá 5mg/l cho vào trước bể lọc để tránh
rút ngắn chu kì lọc do ảnh hưởng của bột than.
• Khối lượng than hoạt tính lấy bằng 0,06 ÷ 0,12m3
cho 1m3 nước tính trong 1h
4 ) Ứng dụng trong quy trình xử lí nước cấp
a ) Vị trí của bể lọc than hoạt tính:
• Thường đứng sau bể lọc cát (Sand Filter)
• Thường đứng trước các hệ thống màng
lọc(MicroFiltration, UltraFiltration,
NanoFiltration, RO_Reserve Osmosis, Ion
Exchange, HSRO_High speed Reserve
Osmosis, HSUF_High speed UltraFiltration...)
4 ) Ứng dụng trong quy trình xử lí nước cấp
4 ) Ứng dụng trong quy trình xử lí nước cấp
4 ) Ứng dụng trong quy trình xử lí nước cấp
4 ) Ứng dụng trong quy trình xử lí nước cấp
*+Các yếu tố ảnh hưởng:
• Tổng thể tích lỗ xốp trên một đơn vị thể tích hay
khối lượng than hoạt tính
• Cườnssg độ khuấy trộn
• Đặc tính của chất hấp phụ
• pH, nhiệt độ, áp suất
• Nồng độ dung chất
• Độ nhớt của dung dịch
• Bề dày của lớp than hoạt tính
4 ) Ứng dụng trong quy trình xử lí nước cấp
•
•
•
•
•
•
•
Kích thước các bể lọc than hoạt tính - 4 thông số.
Kích thước hạt
Tốc độ lọc chọn từ 5 – 11 mss/h
Thời gian tiếp xúc của nước và vật liệu lọc
Chiều dày lớp lọc
Rửa lọc theo tổn thất áp lực
Thời gian rửa từ 9- 15 phút, cường độ rửa phụ
thuộc vào cỡ hạt, nhiệt độ, chiều dày lớp lọc 8 –
12L/sm2.
• Kiểm tra hiện tượng sinh học
4 ) Ứng dụng trong quy trình xử lí nước cấp
• Hiệu quả hấp phụ: Thông thường đạt khoảng 80 95%.
• Chu kỳ giải hấp: 6-12 tháng
• Các phương pháp tái sinh than hoạt tính hiệu quả:
– Tái sinh bằng hơi
– Tái sinh bằng nhiệt
– Tái sinh hóa học
– Tái sinh sinh học
Tài liệu tham khảo
• Sổ tay xử lý nước tập 1 Nxb Xây dựng – Hà Nội 1999
• Công nghệ môi trường – tập 1 xử lý nước PGS.TS
Hoàng Văn Huệ - Trường đại học kiến trúc Hà Nội – Nxb
Xây Dựng – Hà Nội 2004
• Giáo trình xử lý nước cấp – Ths Nguyễn Công Nguyên –
Đà Lạt 2010
• Giáo trình kĩ thuật xử lý nước và nước thải – Ths Lê
Quang Huy – Đà Lạt 2010
• Giáo trình kĩ thuật xử lý chất thải công nghiệp – PGS.TS
Nguyễn Văn Phước (chủ biên)
• Tính toán các công trình xử lý và phân phối nước cấp –
Trịnh Xuân Lai - Nxb Xây dựng – Hà Nội 2008
• Hệ thống xử lý nước cấp của Ấn Độ
Cảm ơn sự theo
dõi của THẦY và
các BẠN