Sau khi xử lý thứ cấp của nước thải (xử lý sinh học), nước thải vẫn chứa một lượng chất ô nhiễm nhất định, như chất hữu cơ tái chế, các chất dinh dưỡng như nitơ và phốt pho, một lượng kim loại nặng và mầm bệnh. Quá trình đông máu và trầm tích đơn vị xử lý tiên tiến liên quan đến việc thêm chất đông máu vào nước thải để cho phép các hạt lơ lửng và các chất keo trong nước để tổng hợp với nhau, tạo thành các cloc lớn hơn. Các flocs này sau đó được loại bỏ thông qua trầm tích, giảm hiệu quả các chất rắn lơ lửng (SS) và một số chất hữu cơ trong nước thải.
1. Phản ứng đông máu
Phản ứng đông máu đòi hỏi phải bổ sung các tác nhân hóa học. Thông thường, khi các chất đông máu vô cơ và chất đông máu hữu cơ được sử dụng đồng thời, các chất đông máu vô cơ nên được thêm vào trước. Những cái thường được sử dụng bao gồm muối nhôm và muối sắt (polyaluminum clorua PAC, pfs polfat polfate). Những chất đông máu này trải qua các phản ứng thủy phân trong nước, tạo thành chất keo tích điện dương. Ví dụ, PAC sẽ thủy phân trong nước để tạo thành chất keo nhôm hydroxit, có các hạt keo mang điện tích dương.
Các hạt lơ lửng và tạp chất keo trong nước thải thường mang điện tích âm. Khi các chất keo tích điện dương được hình thành bởi các chất keo tụ vào nước thải, chúng sẽ trải qua quá trình trung hòa với các tạp chất tích điện âm này. Giống như các cực dương và âm của nam châm thu hút lẫn nhau, trung hòa điện tích của các hạt tạp chất.
Các chất keo được tạo ra bởi quá trình thủy phân các chất kết tụ cũng có thể kết nối nhiều hạt lơ lửng nhỏ hoặc keo với nhau thông qua việc bắc cầu hấp phụ. Một phân tử keo tụ có thể đồng thời hấp thụ nhiều hạt tạp chất, tạo thành một cấu trúc floc lớn hơn, có lợi cho sự phân tách kết tủa tiếp theo.
2. Kiểm soát hoạt động của phản ứng đông máu
Để đảm bảo tiến trình hiệu quả của phản ứng đông máu, cần phải kiểm soát chặt chẽ các tham số có liên quan. Đầu tiên, liều lượng của chất tụ tụ nên được xác định dựa trên chất lượng nước, lượng nước và nồng độ của các chất ô nhiễm trong nước thải. Nói chung, các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm được thực hiện để mô phỏng hiệu ứng đông máu dưới các liều khác nhau, để xác định liều lượng tối ưu. Trong sách giáo khoa, tỷ lệ mol của việc thêm chất tụ hợp với tổng phốt pho trong nước thải nên là 1. 5-3, nhưng nó vẫn cần được xác định dựa trên tình huống thử nghiệm quy mô nhỏ thực tế tại chỗ.
Tỷ lệ mol loại bỏ phốt pho=(nồng độ PAC * Thể tích nước được xử lý * 2/102)/(sự khác biệt về tổng nồng độ phốt pho trước và sau khi xử lý * Thể tích nước được xử lý/31)
Tỷ lệ mol đề cập đến tỷ lệ của lượng chất giữa hai hoặc nhiều chất.
Thứ hai, giá trị pH của phản ứng cũng rất quan trọng, vì các chất đông máu khác nhau có phạm vi pH thích hợp của chúng. Lấy PAC làm ví dụ, giá trị pH tối ưu của nước thường nằm trong khoảng 6. 5-7. 5. Hiệu ứng đông máu sẽ xấu đi nếu nó cao hơn hoặc thấp hơn phạm vi này. Ngoài ra, thời gian phản ứng cũng cần được kiểm soát. Nói chung, thời gian phản ứng đông máu là khoảng một đến ba đến bốn phút. Nếu nó quá ngắn, nó có thể dẫn đến phản ứng không đủ, trong khi nếu nó quá dài, nó có thể khiến các floc đã được hình thành sẽ phân tán trở lại.
3. Phản ứng nổi
Do thực tế là kích thước của các floc sau khi đông máu không thể đạt được mục đích chìm bằng trọng lực, một hỗ trợ đông máu thường được thêm vào trong giai đoạn đông máu. Bản thân viện trợ đông máu thường không có tác dụng đông máu, nhưng chủ yếu đóng vai trò trong việc hỗ trợ đông máu. Anionic polyacrylamide (PAM) thường được thêm vào. Đó là một polymer trọng lượng phân tử cao, khi được thêm vào nước thải, có thể hấp thụ lên bề mặt của các flocs đã được hình thành, và thông qua hiệu ứng bắc cầu của các chuỗi dài, tăng thêm và thu gọn các flocs.
Ví dụ, trong một số nước thải có chứa một lượng lớn chất keo mịn, các floc được hình thành bởi các phản ứng đông máu riêng lẻ không đủ mạnh và đủ lớn. Sau khi thêm polyacrylamide, các chuỗi phân tử của nó có thể kết nối nhiều flocs với nhau như dây thừng, giống như một mạng lớn chứa nhiều hạt nhỏ lại với nhau, tạo thành hoa phèn lớn có thể nhìn thấy, làm cho cấu trúc của các floc ổn định hơn và thuận lợi cho sự kết tủa.
Sau khi thuốc được thêm vào, các floc nhỏ đã được hình thành được trộn lẫn và kết hợp với nhau trong điều kiện thủy lực bằng cách sử dụng một thiết bị khuấy chậm. Quá trình này giống như khuấy nhẹ nhiều hoa phèn nhỏ trong nước, cho phép chúng dần dần dính vào nhau và tạo thành những bông hoa phèn lớn hơn.
Mục đích của phản ứng keo tụ là tăng thêm kích thước của flocs. Tốc độ trộn và thời gian thích hợp là các yếu tố chính. Nếu tốc độ khuấy quá nhanh, nó sẽ làm hỏng các flocs đã được hình thành; Nếu tốc độ khuấy quá chậm hoặc thời gian là không đủ, sự tăng trưởng của Flocs sẽ không đủ. Tốc độ khuấy trong giai đoạn keo tụ được ước tính gần như khoảng 30-60 vòng quay mỗi phút và thời gian phản ứng xấp xỉ 10-30 phút, cần được điều chỉnh theo bản chất của nước thải và yêu cầu xử lý .
Ví dụ, đối với nước thải có độ nhớt cao, có thể cần phải giảm tốc độ khuấy một cách thích hợp để ngăn chặn các flocs bị hỏng. Đồng thời, cần phải kiểm soát chặt chẽ thời gian phản ứng nổi để đảm bảo rằng các flocs có thể phát triển hoàn toàn. Ngoài ra, liều lượng của chất tụ đều cũng cần được kiểm soát chính xác. Các chất đông máu quá mức có thể làm tăng độ nhớt của cơ thể nước, ảnh hưởng đến hiệu ứng trầm tích; Nếu nó quá nhỏ, hiệu ứng keo tụ lý tưởng không thể đạt được.
4. Trọng lượng bùn
Các flocs lớn hình thành sau phản ứng keo tụ được kết tủa trong vùng trầm tích của bể trầm tích hiệu quả cao bằng trọng lực. Vận tốc lắng của các hạt trong nước tỷ lệ thuận với bình phương của đường kính hạt và tỷ lệ nghịch với độ nhớt của nước. Do kích thước lớn của các hạt floc, tốc độ lắng của chúng tương đối nhanh.
Để cải thiện hiệu quả bồi lắng, đơn vị trầm tích xử lý sâu thường áp dụng một thiết bị trầm tích ống nghiêng. Chức năng của ống nghiêng là rút ngắn khoảng cách lắng của các hạt và tăng diện tích lắng. Khi nước thải chảy trong ống nghiêng, các hạt floc sẽ trượt xuống dọc theo thành của ống nghiêng xuống đáy. Ví dụ, trong một bể trầm tích nghiêng, góc nghiêng của đường ống nghiêng thường là khoảng 60 độ. Nước thải đi vào từ phần trên của đường ống nghiêng và tạo thành dòng chảy laminar bên trong ống nghiêng. Các hạt floc có thể lắng xuống khu vực thu thập bùn ở dưới cùng của ống nghiêng trong một thời gian tương đối ngắn.
Bùn lắng xuống đáy bể sẽ được thu thập trong phễu bùn bằng máy cạo bùn và xả thường xuyên. Phần nổi phía trên sau khi lắng đọng chảy ra từ phần trên của bể lắng và đi vào đơn vị xử lý tiếp theo hoặc được xả trực tiếp, do đó đạt được sự phân tách chất rắn và nước lơ lửng.
Kiểm soát xả bùn nên được thực hiện thường xuyên và hợp lý để tránh sự tích tụ bùn ở đáy bể trong một thời gian dài, điều này có thể khiến bùn nổi lên và ảnh hưởng đến chất lượng nước thải. Tần số và lượng phát thải cần được xác định dựa trên lượng bùn được tạo ra và nồng độ bùn. Bằng cách lắp đặt đồng hồ đo nồng độ bùn, có thể đạt được theo dõi thời gian thực về nồng độ bùn. Khi nồng độ bùn đạt đến một ngưỡng nhất định, có thể thực hiện xả bùn kịp thời. Khi xả bùn dư, bùn phải được xả từ từ trong khi quan sát tốc độ dòng chảy và nồng độ của việc xả bùn. Trong quá trình xả thải, cần chú ý chặt chẽ đến mực nước thay đổi trong bể lắng để ngăn mực nước quá thấp do xả nhanh, có thể ảnh hưởng đến hiệu ứng trầm tích.
Tỷ lệ trào ngược bùn là một trong những thông số quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả bồi lắng của các bể lắng hiệu quả cao. Một phần của bùn thải từ bể trầm tích chảy trở lại bể chứa phía trước, có thể sử dụng các hạt lớn làm chất mang keo tụ và tiếp tục giải phóng các loại thuốc còn lại. Tỷ lệ trở lại bùn thích hợp phải được xác định thông qua các thí nghiệm, thường được kiểm soát từ 2% đến 10%. Thường xuyên tiến hành thử nghiệm nồng độ trên bùn trả về. Nếu nồng độ quá thấp, nó chỉ ra rằng hiệu ứng trầm tích của bể lắng là kém và liều lượng cần phải được điều chỉnh. Việc vận hành và bảo trì ống nghiêng thường xuyên làm sạch bùn và mảnh vụn trên bề mặt của ống nghiêng để ngăn bùn tích tụ trên bề mặt của ống nghiêng và ảnh hưởng đến hiệu ứng trầm tích. Nếu tích lũy được tìm thấy, có thể là do xả bùn chậm hoặc hiệu suất giải quyết bùn kém. Cần điều chỉnh nồng độ liều và tỷ lệ hóa học, và kiểm tra xem có một lượng lớn sự tăng trưởng tảo xanh gây tắc nghẽn trong ống nghiêng hay không. Phương pháp làm sạch có thể là xả thủy lực hoặc làm sạch cơ học, và tần số làm sạch phụ thuộc vào sự tích lũy bùn trên bề mặt của ống nghiêng. Thường xuyên theo dõi sự tích lũy bùn ở các điểm mù để xem liệu có bất kỳ sự nổi hoặc tích tụ của bùn. Nếu có sự tích lũy quá mức, các biện pháp kịp thời nên được thực hiện để đối phó với nó, chẳng hạn như sử dụng khuấy cơ học, xả thủy lực, v.v., để phân tán bùn tích lũy và xả nó vào bể lắng.
Việc kiểm tra và bảo trì thường xuyên nên được thực hiện trên các thiết bị có liên quan trong bể lắng, chẳng hạn như máy cạp bùn, ống nghiêng, v.v. hiệu ứng trầm tích; Nếu đường ống nghiêng bị chặn hoặc hư hỏng, nó sẽ làm giảm diện tích lắng và hiệu quả, và nó cần được làm sạch và thay thế kịp thời.