Ph ơng pháp hóa lý
1.3.1 Dùng các chất hấp phụ
Phương pháp này hiệu quả trong việc thu gom và làm sạch dầu ở nhiều quy mô khác nhau Một trong những ưu điểm nổi bật của chất hấp phụ dầu là khả năng chỉ hút dầu mà không hút nước, giúp tối ưu hóa quá trình xử lý.
Hiện nay trên thế giới sử dụng nhiều loại chất hấp phụ khác nhau:
+ Chất hấp phụ làm từ vỏ trấu, mạt c a, phoi bào
+ Chất hấp phụ làm từ sản phẩm phụ của quá trình sản xuất giấy, làm vải, len
+ Chất hấp phụ làm từ vật liệu mao dẫn.
+ Chất hấp phụ làm từ polypropylen
Chất hấp phụ dầu là giải pháp hiệu quả để xử lý sự cố dầu tràn và làm sạch dầu mỡ tại các cơ sở sản xuất, nhà máy cơ khí và phân xưởng ô tô Có những loại chất hấp phụ chỉ sử dụng một lần, trong khi một số khác có thể tái sử dụng nhiều lần và sau đó được chuyển đổi thành nhiên liệu.
Chất hấp phụ có nhược điểm như giá thành cao và khó phân huỷ, gây ra khí độc khi không còn sử dụng Việc rửa sạch dầu hoặc hoàn nguyên cũng tốn nhiều hóa chất tẩy rửa Đặc biệt, với dầu có độ nhớt thấp, khả năng bám dính vào chất hấp phụ kém, và phương pháp này cũng không hiệu quả với dầu ở dạng nhũ tương mịn có kích thước nhỏ.
Phương pháp tuyển nổi là một trong những kỹ thuật phổ biến trong công nghệ xử lý nước thải công nghiệp, tương tự như trong xử lý nước thải sinh hoạt Đây là phương pháp hóa lý hiệu quả cho nước thải có quá trình keo tụ và tạo bông các tạp chất Tuyển nổi giúp phân chia các hỗn hợp không đồng nhất như nước- hạt rắn hoặc nước-dầu, dựa trên sự khác biệt về tính chất hóa lý của bề mặt các hạt vật chất Nguyên lý của phương pháp này là tách dầu thông qua khả năng bám dính của các giọt dầu vào các bóng khí, hoặc dầu được đưa vào pha lỏng dưới dạng nhũ tương, giúp chúng nổi lên trên bề mặt chất lỏng.
Trong phương pháp tuyển nổi bọt, hỗn hợp được làm bão hòa bằng bóng khí, giúp các giọt dầu nổi bám vào bóng khí và nổi lên bề mặt Quá trình này tạo ra lớp bọt mang dầu ở phía trên, trong khi các hạt không nổi sẽ lắng lại trong dung dịch Tùy thuộc vào cách làm bão hòa bóng khí, có thể thu được các dạng tuyển nổi bọt khác nhau.
Tuyển nổi bọt chân không là một phương pháp sử dụng hợp chất trong môi trường chân không, giúp giảm áp suất khi các bóng khí thoát ra Những bóng khí này sẽ bám vào các hạt nổi, làm cho chúng nổi lên bề mặt.
- Tuyển nổi thông th ờng: n ớc thải đ ợc làm bão hòa bóng khí do thiết bị tuyển nổi tự hút vào hoặc do khí nén đ ợc đ a vào thiết bị
- Tuyển nổi bọt do phản ứng hóa học
Tuyển nổi bằng điện cực là phương pháp dựa trên sự điện ly của nước, tạo ra những dòng khí nhỏ Để đạt được bọt khí có kích thước mong muốn, việc lựa chọn vật liệu, đường kính dây catôt và mật độ dòng điện là rất quan trọng.
Phương pháp tuyển nổi bằng bọt khí là giải pháp hiệu quả để tách dầu trong các trường hợp dầu ở trạng thái tự do hoặc ở trạng thái nhũ tương với kích thước giọt lớn Tuy nhiên, đối với hệ nhũ tương có độ mịn cao, bền vững và phân tán đồng đều trong dung dịch, việc chỉ sử dụng phương pháp tuyển nổi bằng bọt khí sẽ không đạt hiệu quả tách cao Do đó, cần kết hợp thêm các biện pháp khác để nâng cao hiệu quả tách dầu.
1.3.3 Đông tụ và keo tụ
Quá trình lắng lọc tự nhiên có khả năng tách các hạt rắn lớn khỏi huyền phù, nhưng không thể loại bỏ các chất gây ô nhiễm ở dạng keo và hòa tan do kích thước quá nhỏ của chúng Để tách hiệu quả các hạt này bằng phương pháp lắng, cần phải tăng kích thước của chúng thông qua sự tương tác giữa các hạt phân tán, tạo thành tập hợp lớn hơn giúp tăng vận tốc lắng Việc khử các hạt keo bằng lắng trọng lực yêu cầu trung hòa điện tích của chúng, quá trình này được gọi là đông tụ, trong khi việc tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt thường được gọi là keo tụ.
Trong nước thải chứa dầu ở dạng nhũ tương, quá trình xử lý diễn ra khi các hạt nhũ tương dầu kết hợp với nhau nhờ tác nhân keo tụ và lực liên kết phân tử, tạo thành một tập hợp Tập hợp này sau đó được tách ra khỏi nước thải thông qua các phương pháp lắng hoặc tuyển nổi Các chất keo tụ thường được sử dụng bao gồm phèn nhôm, các chất đa điện ly, hoặc các chất hoạt động bề mặt cao phân tử.
Phương pháp đông tụ keo tụ có ưu điểm nổi bật là khả năng gom và tách các giọt nhũ tương dầu có kích thước nhỏ và ổn định ra khỏi nước thải.
Nghiên cứu cho thấy có nhiều phương pháp hiệu quả để tách dầu thải khỏi nước, nhưng phương pháp hóa lý lại nổi bật với những lợi thế về kinh tế và kỹ thuật, đặc biệt khi xử lý nhũ tương dầu/nước Luận án này đề xuất giải pháp kết hợp giữa sử dụng chất keo tụ và phương pháp khuấy tuyển nổi để tách nhũ tương dầu/nước trong nước thải Ngoài ra, luận án còn thiết lập mô hình toán học cho quá trình tách nhũ tương, nhằm tối ưu hóa quy trình và giảm chi phí công nghệ, đồng thời xây dựng mô hình vật lý để thuận tiện cho việc chuyển giao quy mô công nghệ.
Nhũ t ơng dầu/n ớc trong n ớc thải và các yếu tố ảnh h ởng đến độ ổn định phá vỡ của nhũ t ơng Dầu/n ớc
Hiện t ợng tách nhũ
Sự đảo pha là một quá trình chuyển biến t ơng hỗ của hai loại nhũ t ơng khi có điều kiện thích hợp:
Quá trình chuyển đổi giữa nhũ tương nước/dầu và dầu/nước diễn ra thông qua việc khuấy mạnh và thêm chất nhũ hóa thích hợp Một chất có thể đóng vai trò là chất tạo nhũ cho nhũ tương nước/dầu nhưng lại có thể trở thành tác nhân phá nhũ cho hệ nhũ tương dầu/nước Trong một số trường hợp, khi độ bền của nước và dầu trong cùng hệ không chênh lệch nhiều, chỉ cần khuấy mạnh cũng đủ để đảo pha nhũ tương Tuy nhiên, trong quá trình đảo pha, sự phân bố không đều của chất nhũ hóa có thể tạo ra nhũ tương cục bộ, trong đó những giọt nhũ tương lớn chứa nhiều giọt nước nhỏ, nghĩa là các giọt này lại hình thành nhũ tương khác (nước/dầu).
Trong quá trình đảo pha các giọt pha phân tán bị căng dài ra biến thành một màng dài bao quanh lấy môi tr ờng phân tán cũ
Nhũ tương loãng có điện thế ξ có thể bị phá vỡ bằng cách thêm vào hệ chất điện ly, giúp giảm ξ Quá trình này dẫn đến sự hợp giọt và cuối cùng là hiện tượng phân lớp.
Thay đổi pH môi trường có thể làm mất điện tích sơ cấp của bề mặt hạt keo, dẫn đến giảm hoặc vô hiệu hóa các lực đẩy giữa các giọt nhũ, gây ra hiện tượng phá nhũ Đối với nhũ tương đặc được bảo vệ, cần phải thêm vào hệ chất phá vỡ màng bảo vệ của chất nhũ hóa để đảm bảo hiệu quả.
Ngoài ra, phương pháp nấu nóng hoặc li tâm mạnh có thể được sử dụng để xử lý nhũ tương Trong điều kiện điện trường mạnh, các hạt nhũ tương sẽ di chuyển về một cực, kết hợp lại thành giọt lớn và hình thành một lớp lỏng tách biệt với pha phân tán.
Tính không bền vững của nhũ tương có thể được phân loại dựa trên các đặc điểm khác nhau, và những trường hợp này đều có khả năng xảy ra trong quá trình hình thành nhũ tương.
- Sự phá vỡ nhũ t ơng là sự kết tự nhiên của các giọt nhỏ trong nhũ t ơng để tạo thành một hệ gồm hai dung dịch phân lớp
Sự tạo lớp giọt xảy ra khi các giọt phân tán hút nhau, nhưng vẫn duy trì trạng thái phân tách Khi các giọt chạm nhau hoặc khi một lượng nhỏ giọt nhất định kết nối, chúng sẽ hình thành thành giọt lớn hơn.
Sự tạo lớp giọt nổi trên bề mặt dung dịch thường xảy ra ở nhũ tương pha loãng, đặc biệt khi các pha không cân bằng về khối lượng riêng và không có hiện tượng phá vỡ bề mặt phân pha của các giọt Kết tụ là hiện tượng các giọt nhũ tương dính vào nhau, tạo thành những đám giọt lơ lửng trong dung dịch mà không có sự kết hợp thành giọt lớn hơn và không tạo ra sự liên kết trong dung dịch.
Sự tạo lớp giọt xảy ra khi các giọt phân tán hút nhau, tuy nhiên chúng vẫn giữ trạng thái phân tách khi va chạm hoặc chỉ một số lượng nhất định các giọt nhỏ kết hợp thành giọt lớn Nếu khối lượng riêng của tập hợp giọt lớn hơn khối lượng của dung dịch, chúng sẽ chìm xuống dưới.
Lớp giọt thường xuất hiện trong các nhũ tương pha loãng khi các pha không cân bằng về khối lượng riêng và không có sự phá vỡ đáng kể bề mặt phân chia giữa các giọt.
Hình 1.6 Các tr ờng hợp phá vỡ nhũ t ơng
Một yếu tố quan trọng khi nghiên cứu tính không ổn định của nhũ tương là xác định khoảng thời gian và điều kiện cần thiết để kiểm soát chúng Mặc dù việc mô tả tính ổn định của nhũ tương chỉ dựa trên một số ít trường hợp đại diện cho tất cả các trường hợp không phải là điều dễ dàng, nhưng điều này cũng cung cấp một tỷ lệ nhất định về sự phân chia ở các dạng khác nhau cho nhiều loại nhũ tương.
Quá trình phá nhũ diễn ra thông qua va chạm của các giọt do chuyển động Brow hoặc sự đối lưu, dẫn đến sự hình thành các giọt lớn hơn nhờ hiện tượng dính kết và phá vỡ màng Sự đối lưu thúc đẩy quá trình này nhanh hơn, bởi vì các hạt huyền phù và giọt đã kết hợp có kích thước khác nhau, tạo ra va chạm mạnh mẽ hơn Hiện tượng này được gọi là "kết khối động lực", kết quả là các giọt lớn hơn tiếp tục kéo dài Nếu thời gian kéo dài, sẽ hình thành một động lực ổn định và phân bố kích thước đồng nhất.
Sự ổn định của nhũ tương được xác định khi không có hiện tượng phá nhũ trong thời gian dài, từ vài giờ đến vài tháng, khi các giọt không bị phá vỡ và không xảy ra sự kết hợp giữa các chất lỏng bên trong Các tác nhân tạo nhũ đóng vai trò như một rào chắn phân tử giữa các dung dịch, giúp duy trì sự ổn định ở một áp suất nhất định.
Ban đầu, sự khác biệt về tỷ trọng giữa pha phân tán và môi trường phân tán dẫn đến việc nhũ tương bị chia thành hai phần với nồng độ chất phân tán không đồng nhất Một phần chứa nhiều giọt phân tán hơn phần còn lại Quá trình phá nhũ tương hoàn toàn diễn ra khi các hạt nhũ tương kết hợp lại thành các giọt lớn hơn, từ đó làm giảm số lượng giọt nhũ tương Sự kết hợp này diễn ra liên tục, tạo thành một tập hợp giọt, và càng làm tăng tốc độ lắng của pha phân tán.
Các giọt nhũ tương tiếp xúc trực tiếp với nhau khi phần tử chất nhũ hóa trên bề mặt giọt bị khử hấp phụ, dẫn đến sự kết hợp thành giọt lớn hơn Do đó, lực hấp phụ của chất nhũ hóa đối với pha phân tán đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn sự kết tụ của các giọt.
Cơ chế phá nhũ t ơng bằng các chất hoạt động bề mặt cao phân tử
Do khả năng hấp phụ vượt trội của các chất hoạt động bề mặt cao phân tử trên bề mặt phân chia pha của nhũ tương dầu/nước, nghiên cứu này lựa chọn các chất này để phá nhũ Để nâng cao hiệu quả phá nhũ, chúng tôi kết hợp thêm các chất keo tụ như phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O) hoặc PAC, một chất thường được sử dụng.
Cơ chế phá nhũ bằng chất hoạt động bề mặt cao phân tử đ ợc mô tả theo hình
Hình1.7 Cơ chế phá nhũ của HĐBM cao phân tử
Ch ơng 2 Ph ơng pháp nghiên cứu -
Kích th ớc, thành phần và phân bố kích th ớc giọt
Nhũ tương thường được hiểu là các giọt phân tán, với kích thước lớn hơn 0,1 m Thực tế cho thấy, hiếm khi có giọt nào có đường kính nhỏ hơn 0,25 m, trong khi đường kính lớn nhất có thể gấp 100 lần Kích thước giọt trong nhũ tương đơn có thể không đồng nhất và sự phân bố kích thước giọt theo giới hạn dưới thể hiện trạng thái ổn định nhất của nhũ tương Ngược lại, sự phân bố rộng hơn và giới hạn trên về kích thước cho thấy sự không ổn định của nhũ tương Do đó, sự thay đổi về phân bố kích thước giọt là một quá trình diễn ra theo thời gian.
Ví dụ: Ng ời ta giữ nhũ t ơng vetan ổn định trong dung dịch 0,005M
Natrioleat và 0,005 M cesioleate đã cho thấy sự thay đổi phân bố kích thước hạt trong vòng 7 ngày Nhũ tương này duy trì ổn định trong dung dịch xà phòng nồng độ 0,1M và không có sự thay đổi sau 4 năm Sự khác biệt này được giải thích bởi sự tham gia của chất nhũ hóa, tác động vào bề mặt phân chia pha và tạo thành một lớp bao bọc, giúp ổn định nhũ tương.
Các ảnh hưởng ngược lại trong nghiên cứu nhũ tương đã được quan sát, cho thấy sự phân bố kích thước giọt có thể thay đổi từ rộng thành hẹp Các nhà khoa học đã thực hiện thí nghiệm với nhũ tương trong dung dịch keo có khối lượng phân tử cao như gelatin Hiện tượng này, diễn ra trong quá trình hình thành nhũ tương, được gọi là "sự kết tụ có giới hạn" Mặc dù bán kính giọt nhũ tương có giới hạn dưới 0,1 μm, nhưng nhũ tương ổn định bằng xà phòng hoặc rượu béo mạch thẳng có thể có đường kính giọt được kiểm soát trong khoảng 100 đến 500 Å Các dữ liệu về đường kính giọt này được thể hiện trên đồ thị pha, minh họa thành phần của pha liên tục và pha gián đoạn.
2.1.1 Các ph ơng pháp xác định kích th ớc giọt [23],[30]
Sử dụng kính hiển vi
Cách đơn giản nhất để xác định phân bố kích thước giọt là sử dụng kính hiển vi, cho phép nghiên cứu các mẫu theo một hoặc hai phương pháp khác nhau.
Nhũ tương được pha loãng từ 20 đến 30 lần, sau đó một giọt nhũ tương được nhỏ lên vị trí lõm ở giữa một miếng kính Kích thước của các giọt nhũ tương sẽ được xác định bằng cách so sánh với thang đo đã được xác định kích thước, gắn trên thị kính của kính hiển vi có độ phóng đại tối thiểu.
700 800lần Độ phóng đại lớn càng quan trọng khi giọt có kích th ớc nhỏ -
Người ta kiểm tra các giọt nhũ tương cho đến khi ít nhất 500 giọt được phân lập, với mục tiêu lý tưởng là khoảng 2000 giọt Việc chụp ảnh giúp nghiên cứu chúng một cách kỹ lưỡng hơn Nếu lăng kính được gắn với thị kính, hình ảnh có thể được chiếu lên màn hình, cung cấp một phương tiện thay thế cho độ phóng đại lớn hơn.
+ Cách thứ hai: Nhũ t ơng đ ợc pha loãng hơn nhiều, th ờng vào khoảng
Một giọt mẫu pha loãng được thêm vào dụng cụ xác định kích thước tế bào máu, với tổng số giọt không vượt quá 60-70 lần.
Trong nghiên cứu này, ϕ đại diện cho phần thể tích của pha phân tán, N là số giọt trên mỗi cm³, và Dm là đường kính trung bình của giọt Kết quả có thể đạt độ chính xác tương đối cao khi kết hợp hai phương pháp, tuy nhiên, trong phương pháp thứ hai, việc tính toán tất cả các giọt gặp khó khăn Đặc biệt, khi độ nhớt của pha phân tán thấp, chuyển động của các giọt sẽ diễn ra dễ dàng hơn.
Brown của các giọt có thể giảm bớt bằng cách pha mẫu với Glyceryl hoặc một sè Polyalcol nhít
Nhiều phương pháp cơ học đã được thử nghiệm nhằm giảm thiểu công việc đếm bằng mắt, trong đó có việc sử dụng kính hiển vi nhân đôi hình ảnh Kính hiển vi được kết hợp với một dụng cụ tách tia giữa thị kính và tiêu điểm, cho phép hiển thị hai hình ảnh riêng biệt của mỗi giọt Một bàn soi sẽ đo các hình ảnh tách riêng hoặc dịch chuyển, với hai hình ảnh ban đầu trùng khít nhau Khi có sự dịch chuyển nhỏ, phần chồng lên nhau của các hình ảnh sẽ xuất hiện màu xám tối hơn Thiết bị này cho phép lựa chọn tỷ lệ dịch chuyển trước, giúp mỗi giọt được phân loại theo kích thước khi phần chồng lên nhau trở nên riêng biệt Cuối cùng, bản ghi này sẽ được đưa vào một trong 10 máy đếm điện từ, cho phép đếm tới 600 giọt trong một khoảng thời gian ngắn.
10 phút Mặc dù phạm vi sử dụng của kỹ thuật này bị hạn chế bởi độ phóng đại của kính hiển vi thông th ờng
Có thể kiểm tra kết quả bằng cách sử dụng bảng mẫu với 10 lỗ có kích thước khác nhau để phân loại các giọt Phim được chiếu lên màn ảnh, chia thành các ô theo cả bề ngang và dọc, giúp ghi lại và phân loại mỗi giọt vào ô đếm thích hợp Phương pháp này cho phép phân loại từ 1100 đến 1200 giọt trong vòng 15 phút, đồng thời đơn giản và dễ thực hiện.
* Đây là ph ơng pháp đ ợc sử dụng trong luận án để xác định cấu trúc tập hợp giọt của nhũ t ơng dầu trong n ớc thải
Phép đo độ phản xạ
Quan sát cho thấy rằng độ đậm nhạt của nhũ tương dầu/nước từ dầu thực vật giảm khi kích thước giọt giảm Dựa trên kết quả này, các nhũ tương dầu/nước được bổ sung thuốc nhuộm đỏ với nồng độ thích hợp để tính toán độ hấp thụ Độ hấp thụ (a) được tính theo công thức a = log (Tw/To).
Trong nghiên cứu này, Tw và To đại diện cho độ chuyển dịch của cuvet khi chứa nước và dung dịch dầu với thuốc nhuộm đỏ Độ phản xạ (phần trăm) của nhũ tương này được đo lường ở các bước sóng ánh sáng khác nhau.
Trong nghiên cứu quang phổ kế, độ phản xạ phần trăm (r) được xác định thông qua một thước đo độ phản xạ và thiết bị xác định kích thước phần tử Khi kích thước giọt lớn hơn 1µm và lên tới 25-30µm, độ phản xạ phần trăm sẽ tăng khi đường kính giọt giảm Mối quan hệ giữa độ phản xạ và kích thước giọt được mô tả bằng công thức logr = - αlogDs + logβ.
Trong đó, α và β là các hằng số phụ thuộc vào hệ nhũ tương, trong khi Ds đại diện cho đường kính bề mặt trung bình Mối quan hệ này cũng áp dụng cho các bước sóng khác, tuy nhiên, giá trị của hai hằng số sẽ thay đổi tùy theo từng bước sóng cụ thể.
Trong đó As là khu vực bề mặt đặc tr ng r = ( ) α α ϕ β
Dùng kính hiển vi dòng
Phương pháp kính hiển vi dòng là kỹ thuật đếm các phần tử trong một thể tích nhất định khi chúng di chuyển qua một khu vực quan sát được chiếu sáng Kỹ thuật này sử dụng một ô kính gồm hai ống đồng trục, trong đó mẫu di chuyển theo dòng qua ống nhỏ hơn, với tỷ lệ được kiểm soát qua ống lớn hơn Một đầu ô kính được bịt kín bằng cửa sổ, cho phép quan sát mẫu bằng kính hiển vi đồng trục Mỗi khi một phần tử đi qua khu vực nhìn thấy, tia sáng lóe lên, và những tia sáng này có thể được đếm tự động bằng máy đếm điện quang Các xung điện từ quá trình này được khuếch đại và ghi lại tự động thông qua một rơle nhỏ.
Nồng độ phần tử đ ợc tính theo công thức:
− Trong đó: w là tổng thể tích của mẫu đi qua ô kính, vf là thể tích đi qua ô kính trong thời gian tia sáng loé lên đ ợc ghi laị
Mô tả toán học quá trình xử lý n ớc thải có dầu dạng nhũ t ơng
Mẫu nhũ tương dầu/nước được thu thập trực tiếp từ nước thải chứa dầu của xí nghiệp đầu máy toa xe Hà Nội, với V là thể tích mẫu tính bằng ml.
Lựa chọn chất phá nhũ
Lớp điện tích kép quanh giọt nhũ tương tạo ra hàng rào ngăn cản sự tiếp cận và liên kết giữa các giọt do lực hút phân tử Khi nồng độ ion đủ cao, lớp điện tích kép có thể bị nén đến mức không còn là hàng rào năng lượng, cho phép các chất điện ly gây ra sự keo tụ Tuy nhiên, sự keo tụ chỉ xảy ra với các ion mang điện tích cùng dấu với ion nghịch của lớp điện tích kép; ví dụ, đối với nhũ tương anion, cation sẽ là ion keo tụ Hơn nữa, hóa trị của ion keo tụ càng lớn thì lực keo tụ càng mạnh.
Thế điện động của giọt dầu trong mẫu n ớc thải là âm do vậy tác nhân đ ợc chọn để tách nhũ là chất hoạt động bề mặt ion d ơng
Trên cơ sở đó có thể chọn ra một số chất sau: a Nhóm chất vô cơ điện ly cao nh
-PAC (Poly Aluminium Clorua) làm chất keo tụ, công thức hóa học là [Al2(OH)nCl6-nxH2O]m
- Phèn nhôm b Nhóm các chất Polime hoạt động bề mặt ion d ơng
Polyacrylamit loại C-cation có công thức cấu tạo chung nh sau:
Polyacrylamit loại C đ ợc tạo ra khi đồng trùng hợp acylamit với
Acryloyl oxyetyl triankyl amoniclorua là một hợp chất quan trọng trong ngành polyacrylamit, với nhiều loại khác nhau dựa trên phân tử lượng, độ trùng hợp, độ nhớt và tỷ lệ các monome Đặc biệt, các polyacrylamit có đặc tính ion dương thấp, như C300, C310H, C310, C401 thuộc họ metacrylat và C510H, C520L, C500N thuộc họ acrylat, rất phù hợp cho việc phá nhũ tơng dầu/nước.
Một số thí nghiệm thăm dò với các chất hoạt động bề mặt ion dương của hai nhóm (nồng độ dưới 100ppm) cho thấy khả năng tách dầu khá hiệu quả Trong nghiên cứu này, polyacrylamit C510H và C300 được lựa chọn để xử lý trong mô hình thực nghiệm Acrylat C510H có dạng bột trắng, với phân tử lượng 8.10^6; khi hòa tan hoàn toàn để tạo ra dung dịch loãng 0,1-0,3%, sẽ thu được dung dịch không màu, có độ nhớt cao và tích điện dương.
Khi phân ly PAC tạo ion Al 3+ làm chất phá nhũ PAC là hợp chất polyme vô cơ, dung dịch trong suốt không màu hoặc có màu vàng nhạt
Khi phối hợp hai loại polime, hiện tượng cộng tách xảy ra, dẫn đến hiệu quả kết tách cao Cơ chế tách diễn ra nhờ sự trung hòa điện tích của các hạt lơ lửng, nhờ vào điện tích trái dấu của polime trong dung dịch PAC có khả năng gom tụ các hạt dầu và một số hạt rắn trong nước thải thành các đám lớn, giúp chúng lắng xuống hoặc nổi lên Trong khi đó, C510H với phân tử lớn và mạch dài, kết nối các hạt bông thành những đám lớn, tạo điều kiện cho chúng nổi lên trên.
Hoá chất đ ợc sử dụng là PAC (Poly Aluminium Chlorua) kết hợp với Polyacrylamit loại C510H
Cân lấy 1 gam PAC (dùng cân đĩa) pha vào 1 lít n ớc sạch khuấy khoảng 2 phút cho hóa chất tan đều
Để pha chế dung dịch, cần cân 1 gam C510H và hòa tan vào 1 lít nước sạch, sử dụng máy khuấy Do hóa chất này rất khó tan, nên cần cho vào từ từ và khuấy liên tục ở tốc độ cao trong khoảng 60-90 phút để đạt được độ nhớt đồng đều và ổn định Lưu ý rằng, sự phân hủy của polymer diễn ra nhanh chóng (bao gồm phân hủy sinh học, phản ứng thủy phân, giáng mạch), nên thời gian sử dụng hiệu quả cao nhất chỉ kéo dài 24 giờ sau khi hòa tan Tiến hành phá nhũ sau khi hoàn tất quá trình hòa tan.
Chúng tôi đã thực hiện thí nghiệm với các nồng độ hóa chất khác nhau, bao gồm PAC, phèn kép và C510H; C300, cùng với thời gian và tốc độ khuấy khác nhau Tỷ lệ của các hóa chất này được tính theo phần trăm, phản ánh lượng PAC hoặc phèn kép trong tổng lượng của hai hóa chất sử dụng.
Sơ đồ thí nghiệm đ ợc trình bày ở hình 3.9
Hình 3.9 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm
Nước thải được đưa vào thùng khuấy với đường kính cánh khuấy 13cm và kiểu cánh khuấy là tuốc bin hở Mỗi đợt thí nghiệm sử dụng 1 lít nước thải, với các thông số khác nhau như nồng độ hóa chất, tỷ lệ hóa chất và tốc độ khuấy từ 100 đến 300 vòng/phút Sau mỗi lần thí nghiệm, nước sạch lần thứ nhất được lấy ra để kiểm tra hàm lượng dầu.
Nước thải sau khi xử lý tại thùng 1 sẽ được chuyển sang thùng khuấy 2 để tiếp tục quá trình xử lý Trong mỗi lần thí nghiệm tại thùng 2, hai thông số chính được thay đổi là nồng độ hóa chất và thời gian khuấy Sau khi khuấy, nước sạch thu được sẽ được kiểm tra để xác định hàm lượng dầu còn lại.
3.3.1 Xử lý tách NHũ T ơNG DầU/N ớC n ớc thải Toa xe Hà nội BằNG NHóm CHấT C510H Và PAC
3 3.1.1 Thực nghiệm phá nhũ để tách dầu tại thùng khuấy tuyển nổi thứ nhất
Các thông số thực nghiệm ban đầu:
- L ợng dầu ban đầu có trong n ớc thải là: 25,4 mg/l
- Thế Zeta đo đ ợc là: 45mV-
Khi lựa chọn chất phá nhũ, hai chất HĐBM ion dương C510H và PAC có cơ chế hoạt động khác nhau Tuy nhiên, ở nồng độ dầu ban đầu cao, khả năng tách nhũ của chúng gần tương đương nhau.
- Nồng độ hoá chất pha sẵn ban đầu là: PAC có nồng độ 1 g/l; C510H có nồng độ là 1g/l
- Nhiệt độ môi tr ờng là 25 0 C; Chỉ số pH= 7,2
Bảng 3.15 Kết quả thực nghiệm với bốn yếu tố phụ thuộc
Mẫu Nồng độ hoá chÊt (mg/l)
Tốc độ khuấy (vòng/ phút)
L ợng dầu còn lại (mg/l)
25 20 75 600 50 3,8 áp dụng quy hoạch thực nghiệm với 4 biến Đặt Z1: là biến nồng độ hỗn hợp C510H và PAC (mg/l)
Z 2 : là biến thời gian khuấy (giây)
Z3: là biến tốc độ khuấy (vòng/ phút)
Z4: là biến tỷ lệ C510H/PAC (%) y: là l ợng dầu còn lại (mg/l) Mã hoá các biến theo công thức: xj 2 Z
ZZ ; Z min j max j j max j max j
LËp ma trËn trùc giao bËc mét xj= 1 Khi Zj = Zj max; xj= 0 Khi Zj = Zj 0; xj -1 = Khi Zj = Zj min; Kết quả thực nghiệm đ ợc đ a ra ở bảng 3 16 trang 10 ( 1 )
Tính hệ số bj của mô hình
Với mô hình bậc một 2 mức tối u thì các hệ số bj có thể đ ợc xác định theo công thức sau: bj = ∑
Kiểm tra tính có nghĩa của các hệ số bj
• Tính ph ơng sai lặp
1 Tiến hành 4 thí nghiệm ở tâm kế hoạch thu đ ợc kết quả y 01 = 3,8; y02= 3,9; y03= 4,0; y04= 4,0;
Giá trị độ lệch tiêu chuẩn của phân bố bj
• Tính chuẩn số Student của các hệ số bj tb j = b j j
0 = = 358,25; tb1 = 40,21; tb2 = 18,278; tb3 = 30,81; tb4= 47; tb12 = 3,13; tb13 = 11,49; tb14 = 4,7; tb23 = 3,133; tb24 = 5,74; tb34= 4,7; tb123 = 8,878; tb124 = 7,31; tb134 = 8,35; tb234 = 10,4; tb1234= 9,92;
Tra bảng Student với mức ý nghĩa p = 0,05 và bậc tự do lặp f2 = n0 - 1, trong đó n0 là số thí nghiệm ở tâm n0 = 4, ta có : t3.0,05= 3,182
So sánh ta thấy tb12 và tb23 < t3.0,05 nên hệ số b12 và b23 không có nghĩa Mô hình thống kê có dạng: y = 8,575 0,925x- 1 - 0,4375 x2 - 0,4375x3 - 0,7375 x4 + 0,275 x1x3 + 0,1125 x1x4 + 0,375 x2x4 + 0,1125 x3x4 - 0,2125 x1x2x3 - 0,175x1x2x3x4 - 0,2x1x3x4 - 0,25x2x3x4 + 0,2375x1x2x3x4
Kiểm tra tính t ơng hợp của mô hình
Tra bảng Fisher với mức có nghĩa p = 0,05 và bậc tự do lặp f2 = n0-1 = 3, bậc tự do d f1= N 1 = 16 14 = 2 ta đ ợc F- - 0,05.2.3= 9,55.
So sánh giá trị tính đ ợc và giá trị tra bảng ta thấy F > F0,05.2.3, ta có mô hình là không t ơng hợp Mặt khác ta có b0 - y 0 = 8,575 3,925 = 4,65 là rất đáng kể -
Vậy có thể kết luận mô hình là phi tuyến và ta tiếp tục với mô hình bậc hai
Lập mô hình bậc hai
Ph ơng trình tổng quát của mô hình bậc hai: y = b 0 + b1x1 + b2x2 + b3x3 + b4x4 + b12x1x2 + b13x1x3 + b14x1x4 + b23x2x3
Ta chuyển từ biến thực Z sang biến mã hoá x theo công thức sau: xj j
- XÐt víi sè yÕu tè (sè biÕn) k = 4 ta cã:
Từ đó ta có ma trận thực nghiệm trong bảng 3.17 ( trang 102) Tính các hệ số bj bj = ∑
Ph ơng sai lặp là; S ll 2 =9,137.10 − 3
→ Sb12 = Sb13 = Sb14 = Sb23 = Sb123 = Sb124 = Sb134 = Sb234 = Sb1234 ≈ 0,025
Chuẩn số student của các hệ số: tbj bj j
So sánh với chuẩn số Student với p = 0,05, f2 = 3, ta có t0,05.3 = 3,182 Ta thấy tb12 < t0,05.3 nên hệ số b12 và b23 không có nghĩa Vậy mô hình hồi quy có dạng nh sau: y = 3,448 0,95385x- 1 - 0,42778x2 - 0,73142x3 - 1,11213x4 + 0,275x1x3 + 0,1125x1x4 + 0,1375x2x4 + 0,1125x3x4 - 0,2125x1x2x3 - 0,175x1x2x4 - 0,2x1x3x4
Kiểm tra tính t ơng hợp của mô hình
Tra bảng f1 = N 1 = 25 18 = 7 và f- - 2 = 3 ta đ ợc F0,05.7.3= 8,890
So sánh giá trị Ftinh và Ftra bảng ta thấy Ftinh < F tra bảng
Vậy mô hình t ơng hợp với thực nghiệm
Chuyển ph ơng trình (3.5) về dạng biến thực ta đ ợc: y = 11,08 0,7739z– 1 – 0,1757z 2 – 0,0189z 3 – 36,712z 4 +0,0019z1z2
Phương trình (3) thể hiện mối quan hệ giữa hàm lượng dầu còn lại sau khi xử lý và các yếu tố như nồng độ chất phá nhũ, tỷ lệ các chất phá nhũ, tốc độ khuấy trộn và thời gian khuấy trộn.
Dùng ph ơng pháp quét trên máy tính, tính đ ợc các giá trị tối u của ph ơng trình (3.5’)
- Nồng độ hoá chất PAC là 14,4 mg/l và nồng độ C510H là 9,2mg/l
- Thời gian khuấy là 84 giây
- Tốc độ khuấy là 680 vòng/ phút
- L ợng dầu còn lại là 2,94 mg/l Hiệu suất xử lý là 88,4%
3.3.2.2 Thực nghiệm phá nhũ để tách dầu tại thùng khuấy tuyển nổi thứ hai
Sau khi xử lý tại thiết bị khuấy tuyển nổi thứ nhất theo tiêu chuẩn TCVN 5945-1995, nước thải đạt loại C Tiếp theo, để giảm lượng dầu trong nước thải, quá trình xử lý sẽ tiếp tục tại thiết bị khuấy tuyển nổi thứ hai.
Các thông số thực nghiệm:
- L ợng dầu ban đầu có trong n ớc thải là: 2,94 mg/l
- Nồng độ hoá chất C510H pha sẵn ban đầu là: 1 g/l
- Thế điện tích Zeta đo đ ợc là 35mV- Đặt Z1: là biến nồng độ (ppm)
Z2: là biến thời gian khuấy (giây)
Ta có ma trận kế hoạch thực nghiệm ở bảng 3.18
Bảng 3.18 Ma trận kế hoạch thực nghiệm hai biến
Tiến hành 2 thí nghiệm ở tâm kế hoạch thu đ ợc kết quả y01=0,36, y02= 0,4
Để xây dựng mô hình thống kê, trước tiên cần tính các hệ số bj và loại bỏ những hệ số không có nghĩa Sau khi thay thế các hệ số bj vào phương trình, mô hình thống kê sẽ có dạng: y = 0,7 + 0,13x - 1 - 0,06x².
Kiểm định tính t ơng hợp của mô hình
So sánh giá trị F tính đ ợc và giá trị tra bảng ta thấy F > F0,005; 1; 1 nên mô hình không t ơng hợp Ta tiếp tục với mô hình trực giao bậc hai
Sau khi tiến hành thí nghiệm và thay biến mã hoá thu đ ợc kết quả ở bảng
Bảng 3.19 Ma trận quy hoạch trực giao bậc hai 2 biến (chất HĐBM C510)
Sau khi tính toán ta thu đ ợc ph ơng trình hồi quy bậc hai t ơng hợp với thực nghiệm
Chuyển ph ơng trình (III ) về dạng biến thực ta đ ợc:7 y = 1,88 – 0,666z 1 – 0,0176z 2 – 0,0004z 1z2 + 1 z0, 48 1 2 +0,000113 z2 2 (III.7’)
Sau khi tiến hành tìm các điểm tối u ph ơng trình (III.7’) ta đ ợc các giá trị tối u sau:
Thời gian khuấy là 76 giây L ợng dầu còn lại là 0,5 mg/l
Hiệu suất xử lý tại thiết bị khuấy tuyển nổi thứ hai là 83%
Kết luận: Điểm tối u của mô hình thống kê mô tả quá trình phá nhũ n ớc thải Nhà máy Toa xe Hà Nội bằng C510H và PAC là:
- Tại thùng khuấy tuyển nổi thứ nhất
+ Nồng độ PAC là 14,4mg/l
+ Thời gian khuấy là 84 giây
+ Tốc độ khuấy là 680 vòng/ phút
- Tại thùng khuấy tuyển nổi thứ hai: Tốc độ khuấy giữ nguyên là 680 vòng/ phót
+ Thời gian khuấy là 76 giây
+ L ợng dầu còn lại là 0,5 mg/l Hiệu suất 83 %
- Hiệu suất xử lý qua hai bậc đạt 98%
Khi thực hiện lại thí nghiệm dựa trên các thông số tối ưu đã xác định, lượng dầu còn lại đạt được là 0,53 mg/l, cho thấy sai số so với giá trị tính toán là 6%.
3.3.1 Xử lý n ớc thải Nhà máy Toa xe Hà nội với nhóm chất Phèn nhôm và C300
3.3.1.1 Thực nghiệm và mô tả toán học tại thiết bị khuấy tuyển nổi thứ nhất
Các thông số ban đầu:
- L ợng dầu ban đầu có trong n ớc thải là: 25,4mg/l ; Chỉ số pH = 7,2
Khi lựa chọn chất phá nhũ, C300 và phèn kép là hai lựa chọn phổ biến với cơ chế phá nhũ khác nhau Tuy nhiên, khi nồng độ dầu ban đầu cao, khả năng tách nhũ của cả hai chất này gần như tương đương.
- Nồng độ hoá chất pha sẵn ban đầu:
Phèn nhôm có nồng độ 1g/l C300 có nồng độ 1g/l;
- Nhiệt độ môi tr ờng là 25 0 C
Mô hình vật lý mô tả quá trình xử lý n ớc thải chứa dầu
Để mở rộng quy mô công nghệ, cần áp dụng mô hình vật lý hoặc mô hình toán học Mô hình vật lý có ưu điểm là tái hiện đầy đủ tính chất của hệ thực, giúp mô tả bản chất của quá trình vật lý diễn ra trong hệ, từ đó thuận lợi cho việc chuyển giao quy mô công nghệ.
3.4.1 Các yếu tố ảnh h ởng lên quá trình xử lý
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải chứa dầu được xác định thông qua bậc tự do của hệ, bao gồm bậc tự do ngoại tại và bậc tự do nội tại Trong đó, thời gian xử lý, đặc biệt là thời gian khuấy trộn, là yếu tố chính cần được chú ý.
V- l ợng n ớc thải cần xử lý, [m 3 ];
CD – hàm l ợng của dầu trong n ớc thải, [kg/m 3 ];
CC là hàm lượng của dầu sau khi xử lý, được đo bằng kg/m³ Trong đó, x là nồng độ chất phá nhũ trong hệ và y là nồng độ chất phá nhũ trong nước, cả hai cũng được tính bằng kg/m³ Các khối lượng riêng của dầu (ρD), nước (ρN) và chất phá nhũ (ρPN) đều được xác định bằng kg/m³ Thêm vào đó, độ nhớt động học của nước (vN), dầu (vD) và chất phá nhũ (vPN) được đo bằng m²/s.
D N – hệ số dẫn khối của n ớc, [m 2 /s);
DD – hệ số dẫn khối của dầu, [m 2 /s];
DPN – hệ số dẫn khối của chất phá nhũ, [m 2 /s]; dh - đ ờng kính của giọt dầu, [m]; d đ ờng kính của cánh khuấy, [m]-
D - đ ờng kính hệ, [m]; l – chiều dài (chiều cao) của hệ; [m]
A – bề mặt chuyển pha riêng, [m 2 /m 3 ]; n – tốc độ khuấy trộn, [vòng/s]; g- gia tốc trọng tr ờng, [m/s 2 ]; pH - độ pH của môi tr ờng, [-]
N- giá trị diện tích quy ớc của ion t ơng tác, [-];
3.4.2 Thiết lập mô hình vật lý cho quá trình xử lý n ớc thải có chứa dầu
3.4.2.1 Xác định các chuẩn số đơn giản
- Các đại l ợng pH, N không có thứ nguyên, bản thân chúng là các chuẩn số:
= π pH pH → xãa pH; πN= N → xãa N
- Các đại l ợng l, d, dh có cùng thứ nguyên, vì vậy ta có thể lập tức các chuẩn sè sau:
- Các đại l ợng ρD, ρN, ρPN, x, y, CD, CC có cùng thứ nguyên, vì vậy ta có các chuÈn sè sau: ρ →
- Các đại l ợng vN, vD, vPN, DN, DD, DPN có cùng thứ nguyên, ta lập đ ợc các chuÈn sè sau:
3.4.2.2 Thống kê các đại l ợng còn lại và lập ma trận thứ nguyên a Các đại l ợng còn lại là:
- L ợng n ớc thải cần xử lý V có [V] = m 3
- Nồng độ chất phá nhũ của dầu trong n ớc thải CD có [CD] = kgm -3
- Độ nhớt động học của n ớc vN có [vN] = m 2 s -1
- Bề mặt chuyển pha riêng A có [A] = m -1
- Tốc độ khuấy trộn n có [n] = s -1
- Thêi gian khuÊy trén t cã [t] = s 1
- Gia tốc trọng tr ờng g có [g] = m 1 s -2 b Lập ma trận thứ nguyên cho các đại l ợng còn lại trên:
Ta thấy chỉ có CD là có thứ nguyên khối l ợng vì vậy cũng có thể loại bỏ
CD khỏi không gian biết để lập ma trận thứ nguyên
Ta có ma trận thứ nguyên sau:
Bảng 3.27 Ma trận thứ nguyên i ρ
Nh vậy hạng của ma trận thứ nguyên là r’ = r = 2
Rõ ràng số chuẩn số phức hợp cần tìm là: p = n r = 7 – – 2 = 5
3.4.2.3 Xây dựng hệ ph ơng trình thứ nguyên và giải
Hệ ph ơng trình thứ nguyên là:
Thay các giá trị trên vào hệ ph ơng trình thứ nguyên và đơn giản ta có:
Thay các giá trị trên vào hệ ph ơng trình thứ nguyên và đơn giản hóa ta có:
Tõ (3.13’’) ta rót ra k62 -2 Nh vËy ta cã π2 = 1 N 1 2 N 2 1
Thay các giá trị trên vào hệ ph ơng trình thứ nguyên và đơn giản hóa ta có:
Tõ( 14’’3 ’ ) rót ra k73 -2 Tõ(3.13’’ ’ ) rót ra k63 -1 Nh vËy cã: π3 = 1 3 6 1 7 2 1 2 2 Fr 1 nd d g gn x
Thay vào hệ ( 13) ( 14) và thu gọn ta có:
Tõ ( 13’’’’) rót ra k64 -3 Nh vËy cã: π4 = x 1 4x -3 6 = 3 d
Thay vào hệ ph ơng trình thứ nguyên ta có:
Ta có ma trận nghiệm ở bảng 3.28 sau:
Từ bảng ma trận nghiệm ta viết ra đ ợc các chuẩn số phức hợp nh đã nêu trên: π1 n= t ; 2 N 2 Re 1 nd
Rõ ràng rằng ta có thể dùng π2 hoặc Re, dùng π3 hoặc Fr Nh ng tốt hơn thì ta dùng các chuẩn số truyền thống Re và Fr
3.4.2.4 Thống kê các chuẩn số và lập mô hình vật lý: a Các chuẩn số mô tả hệ là: π1 = tn; Re = ; Ad d
D π = π = π = π = b Mô hình vật lýtổng quát mô tả quan hệ giữa thời gian xử lý và các yếu tố ảnh h ởng là: π1=tn
Nếu chỉ tập trung vào ảnh hưởng của chế độ thủy động, chế độ tạo xoáy và hàm lượng chất phá nhũ đến thời gian xử lý, mô hình sẽ được biểu diễn dưới dạng: π1 n = t C1 ( ) ( ) 5 5.
3.4.2.5 Xác định các tham số của mô tả vật lý Để xác định các tham số của ph ơng trình ta cần làm thực nghiệm giải hệ ph ơng trình: lgπN = lgC’1 + α2 Rei + α3lgFri + α’4 lgπ’4i + α’5 lgπ’5i ; ∀i = 1,5 (3.16)
Trong đó: πli – giá trị của chuẩn số π1ở thí nghiệm thứ i ;
Rei – giá trị của chuẩn số Re ở thí nghiệm thứ i;
Fri – giá trị của chuẩn số Fr ở thí nghiệm thứ i; π’4i – giá trị của chuẩn số π’4ở thí nghiệm thứ i; π’5i – giá trị của chuẩn số π’5 ở thí nghiệm thứ i;
C’1 α2, α3, α’4, α’5 là các tham số quan trọng trong mô tả vật lý (3.15) Để xác định các tham số của mô hình, cần thực hiện 5 thí nghiệm độc lập, với các điểm thí nghiệm được chọn trong vùng điều kiện biên đã được xác định trong mô hình thống kê toán học Kết quả của các thí nghiệm này được trình bày trong bảng.
3.29, chất tách nhũ dùng là nhóm chất C510H + PAC
N 0 n,vòng/s D,m CD,kg/m 3 C C ,kg/m 3 X 10 ,kg/m 3 t, s v,m 2 /s g,m/s 2
Từ các kết quả đó ta tính đ ợc giá trị của các chuẩn số ở bảng 3 30
Bảng 3.30 Giá trị các chuẩn số
Căn cứ vào số liệu bảng 3.30 ta có thể thiết lập đ ợc hệ ph ơng trình sau: lgC’1 + 6,616α2 – 6,161α 3 + 3,02α’4 + 2,358α’5 = 4,6 lgC1 + 7,719α2 – 3,958α 3 + 3,02α’4 + 2,615α’5 = 4,317 lgC’1 + 7,041α2 – 5,312α 3 + 2,232α’4 + 2,872α’5= 3,64 lgC’1 + 6,616α2 – 6,161α 3 + 1,917α’4 + 3,295α’5= 4,131 lgC’1 + 6,616α2 – 6,161α 3 + 2,064α’4 + 3,436α’5=4,131
Giải hệ ph ơng trình trên ta có: lgC’1 = 7,7803, α2 -= 3,3710, α3 = 1,3227, α’4 = 2,1484, α’5 = 2,0284
Nh vậy mô hình vật lý mô tả quá trình xử lý n ớc thải chứa dầu bằng C510H và PAC là: π1 = tn = 2303 Re -3,37 Fr 1,32
Theo mô hình (3.17), thời gian xử lý tỉ lệ nghịch với tốc độ khuấy trộn và tỉ lệ thuận với chuẩn số Fr, vì vậy cần loại bỏ sự tạo xoáy Thời gian xử lý có mối quan hệ bậc hai với tỉ số hàm lượng dầu ban đầu và cuối cùng, cho thấy rằng chỉ nên xử lý đến mức độ chấp nhận được hoặc cần pha loãng trước khi xử lý Khoảng biến thiên của các chuẩn số được xác định từ các điều kiện biên của các biến đầu vào.
Nồng độ hóa chất: 8 ữ 32, mg/l
Tốc độ khuấy : 200 ữ1000, vòng/phút
1 Tập hợp giọt nhũ t ơng dầu/n ớc tuân theo dạng phân bố chuẩn
Kích thước giọt nhũ tương dầu/nước phụ thuộc vào nồng độ dầu, bản chất của từng loại dầu và chất nhũ hóa trong nước Khi nồng độ dầu tăng, kích thước giọt nhũ tương cũng sẽ tăng Ngược lại, nếu nước chứa phụ gia tẩy rửa, kích thước giọt nhũ sẽ giảm.
- Kích th ớc giọt nhũ t ơng dầu/n ớc chủ yếu trong khoảng 0,5 – 2,5àm
2 Nghiên cứu các yếu ảnh h ởng đến độ ổn định và phá vỡ nhũ t ơng
Nước thải chứa dầu nhũ tương thường có pH trong vùng trung tính đến kiềm, làm cho các giọt dầu có diện tích bề mặt âm Để xử lý và phá nhũ, cần sử dụng các chất đa điện ly ion dương.
Trong trường hợp nước thải chứa dầu dạng nhũ tương trong vùng pH axit, việc xác định diện tích zeta của giọt dầu là cần thiết Nếu giọt dầu có diện tích bề mặt lớn, chúng ta sẽ sử dụng chất đa điện ly ion âm để tiến hành phá nhũ.
3 So sánh các ph ơng pháp tách cơ học và hóa lý với các mẫu dầu có nồng độ và kích th ớc khác nhau: ối với hệ nhũ t ơng dầu n ớc, để phân tách đ chúng một cách triệt để cần dùng cả hai loại hoá chất là các chất HĐBM đa điện ly và các chất vô cơ điện ly cao
4 Đã đ a ra ph ơng trình thống kê toán học mô tả mối quan hệ giữa hàm l ợng dầu còn lại với nồng độ và tỷ lệ các hoá chất sử dụng, tốc độ và thời gian khuấy là ph ơng trình phi tuyến Đã tìm đ ợc các thông số tối u cho quá trình nhằm tiết kiệm hóa chất, thời gian và năng l ợng khi xử lý Kết quả xử lý đã đ a n ớc thải đạt các tiêu chuẩn TCVN 5945 1995- và tiêu chuẩn TCVN
5945 2005- Kết quả cũng cho thấy hiệu quả phá nhũ của các nhóm (C510 PAC) và (C300, phèn kép) là rất tốt và có thể áp dụng cho thực tế.H,
5 Bằng ph ơng pháp tiếp cận hệ thống đã thiết lập đ ợc mô hình vật lý.mô tả ở dạng tổng quát tổng quát quá trình xử lý n ớc thải có chứa dầu Qua đó thấy chuẩn số π1 đặc tr ng cho thời gian xử lý phụ thuộc nhiều yếu tố
Khi xem xét ảnh hưởng của chế độ thủy động, cần chú trọng đến sự tạo xoáy, lượng chất phá nhũ và hàm lượng dầu trước và sau xử lý Mô hình vật lý về dạng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu rõ các yếu tố này.
Dựa trên các thử nghiệm độc lập trong việc xử lý nước thải chứa dầu bằng phèn kép và C510H, các tham số của mô hình (3.15) đã được xác định, từ đó đưa ra mô hình cụ thể (3.17).