Chương 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.9 Các phương pháp nghiên cứu
2.9.1. Phương pháp Indophenol blue xác định N-NH4+
Trong môi trương kiềm, Amoniac phản ứng với hypoclorite và phenol, xúc tác với sodium nitroprusside tạo hợp chất indophenol màu xanh sẫm. Đo hấp thụ quang ở 630nm.
Yếu tố cản trở: Ca, Mg (loại bằng cách tạo citra), H2S (loại bằng cách axit hóa mẫu với HCl đến pH = 3) (Standard methods, 1999).
2.9.2. Phương pháp sục khí bay hơi (air stripping)
Sục khí bay hơi là một quy trình đẩy khí đi xuyên qua nước ngầm hay nước mặt ô nhiễm để loại bỏ các hóa chất có hại. Không khí tác động đến hóa chất để biến đổi từ chất lỏng sang chất khí (bay hơi). Sau đó, không khí được thu lại và làm sạch. Sục khí bay hơi thường được sử dụng để xử lý nước ngầm như là một phần của quá trình bơm và là biện pháp để xử lý (EPA, 2001).
Hình 2.3: Mô hình xử lý nước rỉ rác bằng phương pháp sục khí bay hơi
Khóa luận tốt nghiệp DH8MT
GVHD: Ths.Trần Thị Hồng Ngọc 11
SVTH: Nguyễn Văn Trơn – DMT072060
Bảng 2.3: Tính khả thi kỹ thuật của phương pháp hóa lý trong xử lý amoniac Kỹ thuật Hiệu suất xử lý amoniac (%)
Clo hóa 90 – 100
Trao đổi ion 80 – 97
Sục khí bay hơi 60 – 90
Điện phân 30 – 50
Thẩm thấu ngược 60 - 90
Nguồn: Metcalf & Eddy Inc, 1991 2.9.3. Phương pháp thổi khí ở pH cao
Amoni ở trong nước tồn tại dưới dạng cân bằng:
NH4+ NH3(khí hoà tan) + H+ với pKa = 9,5
Như vậy, ở pH gần 7 chỉ có một lượng rất nhỏ khí NH3 so với amoni.
Nếu ta nâng pH tới 9,5 tỷ lệ [NH3]/[NH4+] = 1, và càng tăng pH cân bằng càng chuyển về phía tạo thành NH3. Khi đó nếu áp dụng các kỹ thuật sục thổi khí thì NH3 sẽ bay hơi theo định luật Henry, làm chuyển cân bằng về phía phải:
NH4+ + OH- NH3 bay lên + H2O 2.9.4. Phương pháp loại amôn ra khỏi nước thải
Để loại amôn ra khỏi nước thải, trước tiên người ta cho vôi hoặc xút vào trong nước thải để nâng pH của nước thải lên từ 10,8 đến 11,5. Ở khoảng pH này amôn sẽ được chuyển hóa thành amoniac.
Việc chuyển hóa amôn thành amoniac và ngược lại phụ thuộc vào pH và nhiệt độ. Mối quan hệ giữa nhiệt độ, pH và tỉ lệ chuyển hóa thành amoniac được biểu diễn qua đồ thị dưới đây:
Khóa luận tốt nghiệp DH8MT
GVHD: Ths.Trần Thị Hồng Ngọc 12
SVTH: Nguyễn Văn Trơn – DMT072060
Hình 2.4: Ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến phần trăm loại bỏ NH3 và NH4+ trong nước thải
Sau khi điều chỉnh pH để chuyển hóa amôn thành amoniac người ta sẽ cho nước thải vào thiết bị tiếp xúc khí – nước, trong thiết bị này nước thải và không khí được cấp vào thiết bị và chuyển động ngược chiều nhau. Khi không khí tiếp xúc với nước nó sẽ kéo theo các chất khí ra khỏi nước thải.
Đối với việc loại amôn ra khỏi nước thải người ta thường sử dụng 2 loại thiết bị tiếp xúc khí nước, đó là loại có dòng chảy xiên và loại chảy ngược chiều.
Vật liệu lọc trong các thiết bị có tác dụng giúp cho nước và không khí tiếp xúc với nhau tốt hơn.
Quy trình loại bỏ amôn này hoạt động hiệu quả với các loại nước thải có chứa hàm lượng amôn từ 10 – 100mg/L. Đối với các loại nước thải có nồng độ amôn cao hơn 100mg/L nên sử dụng các biện pháp sinh học hay biện pháp tiếp xúc hơi nước nóng để đạt hiệu quả kinh tế. Quy trình này còn hiệu quả hơn trong việc loại bỏ các chất hữu cơ kỵ nước.
Tải lượng nạp bề mặt có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất xử lý, ở tải nạp bề 60
100
60
40
20
0
80 20
40 0
80
6 8 10 12 100
400 C 200 C 00 C NH4+ (%)
NH3 (%)
Khóa luận tốt nghiệp DH8MT
GVHD: Ths.Trần Thị Hồng Ngọc 13
SVTH: Nguyễn Văn Trơn – DMT072060
mặt cao hơn 9 m3/m2.h sẽ làm giảm hiệu suất xử lý đáng kể (H.J.Popel and J.C.van Dijk, 1998).
*Các ưu nhược điểm của phương pháp này như sau - Ƣu điểm
Quá trình vận hành tương đối đơn giản và ít bị ảnh hưởng bởi sự biến động của nước thải nếu chúng ta duy trì được pH và nhiệt độ ổn định.
Đây là một biện pháp lý học do đó không tạo ra các phế phẩm của quá trình rửa ngược hay tái sinh cần phải xử lý.
Đây là biên pháp lý học do đó không bị ảnh hưởng bởi các chất độc như biện pháp hóa học.
Đây là một qui trình loại bỏ amôn có thể kiểm soát được tốt.
- Nhƣợc điểm
Đây là một qui trình tốn kém về mặt năng lượng do nước thải được bơm vào tháp tiếp xúc.
Tạo nên các kết tủa đóng trên bề mặt vật liệu lọc làm thay đổi các điều kiện thủy lực trong bể.
Không thể hoạt động được trong điều kiện giá lạnh.
Qui trình này không thể loại được đạm hữu cơ và đạm nitrat.
Nước thải có pH cao có thể làm giảm tuổi thọ các vật liệu độn.
Khóa luận tốt nghiệp DH8MT
GVHD: Ths.Trần Thị Hồng Ngọc 14
SVTH: Nguyễn Văn Trơn – DMT072060
1 2
3 4
Hình 2.5: Một số vật liệu lọc trong xử lý amôn: 1 và 2 (giá thể lọc bằng nhựa), 3 (Nhựa PVC), 4 (gỗ)
Giá thể lọc bằng nhựa có cấu tạo phức tạp có các bánh răng, giúp tăng độ ma xác, giá thành cao.
Nhựa PVC có rất nhiều ngoài thị trường, giá rẻ, có khá năng lọc tương đối tốt.
Gỗ là vật liệu lọc có hiệu quả xử lý cao nhưng không bền, ngoài ra trong môi trường nước lâu ngày sẽ gây mùi hôi ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải.
Khóa luận tốt nghiệp DH8MT
GVHD: Ths.Trần Thị Hồng Ngọc 15