Ứng dụng phương pháp hấp phụ trong xử lý nước thải

Xử lý nước thải bằng phương pháp hấp phụ được ứng dụng phổ biến trong việc làm sạch nước thải bị ô nhiễm. Đa phần nước thải chứa nhiều chất hữu cơ phát sinh từ nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất,… mà các phương pháp khác không thể xử lý triệt để. Dựa vào hiệu quả xử lý, chi phí đầu tư thấp cũng như khả năng hấp phụ các chất khá cao nên sử dụng phương pháp này phù hợp nhất.

1. Phương pháp hấp phụ là gì?

Hấp phụ xảy ra khi các phân tử chất hấp phụ (chất lỏng, chất rắn hoặc chất hòa tan) hoạt động ở nhiệt độ cao và bị hút trên bề mặt chất xốp. Trong đó chất hòa tan được gọi là chất bị hấp phụ, chất xốp trên bề mặt là chất hấp phụ. Bên cạnh đó những khí không bị hấp phụ được gọi là khí trơ. Giải hấp phụ xảy ra khi quá trình hấp phụ đi ngược lại.

Các vật liệu hấp phụ thường dùng:

• Than hoạt tính: diện tích tiếp xúc với bề mặt nước thải lớn;
• Nhôm hoạt tính: thường sử dụng hấp phụ ẩm và hoạt động ở nhiệt độ cao;
• Silica gel: thường dùng để xử lý axit, dạng hạt, xốp;
• Alumin silicat: ứng dụng chủ yếu trong quá trình tách.

- Trong đó than hoạt tính được sử dụng rộng rãi nhất vì giá thành rẻ, khả năng xử lý nước thải hiệu quả.

- Than hoạt tính gồm nhiều lỗ li ti có kích thước rất nhỏ, diện tích bề mặt lớn nên hấp thụ nhiều tạp chất ô nhiễm. Cấu trúc các lỗ rỗng của than hoạt tính:

• Đường kính từ 10 – 10.000 A;
• Lỗ rỗng lớn có đường kính  > 1.000 A;
• Lỗ rỗng nhỏ có đường kính > A (vi lỗ);
• Diện tích bề mặt than hoạt tính 500 – 1.500 m2/g cacbon.

Các cách hấp phụ:

- Hấp phụ vật lý (hấp phụ Vandeer Walls) xảy ra giữa chất bị hấp phụ và vật liệu hấp phụ là quá trình vật lý. Trong đó chất hấp phụ có thể chuyển từ pha lỏng – pha rắn mà không hề thay đổi về tính chất hóa học. Nhiệt độ hấp phụ dao động trong khoảng 20 – 40 kj mol -1.

- Hấp phụ hóa học xảy ra khi các phản ứng xảy ra mạnh hình thành liên kết hóa học (liên kết ion, liên kết cộng hóa trị,…) nên không thể đảo ngược quá trình hấp phụ. Nhiệt độ hấp phụ từ 40 – 400 kj mol -1 và đòi hỏi năng lượng khá nhiều.

2. Cơ chế hoạt động của phương pháp hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được hiểu là cách hấp phụ chất bẩn trên bề mặt giữa pha lỏng và pha rắn. Hấp phụ chịu tác dụng của 2 lực chính sau:

• Lực giữa chất tan với chất lỏng;
• Lực giữa chất tan với vật liệu hấp phụ.

Khi lực hấp dẫn trên bề mặt cacbon cao hơn lực hút của chất lỏng thì khi đó quá trình hấp phụ mới diễn ra. Trong quá trình hấp phụ có hai thành phần chính:

• Vật liệu hấp phụ: chỉ xảy ra giữa chất rắn với chất lỏng;
• Chất bị hấp phụ: chất khí, chất tan hoặc chất lỏng được hấp phụ trên bề mặt.

Xử lý nước thải bằng phương phấp hấp phụ bao gồm 3 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Vận chuyển chất bị hấp thụ đến bề mặt chất hấp thụ;
• Giai đoạn 2: Các chất hữu cơ bị hấp phụ;
• Giai đoạn 3: Tiến hành chuyển chất hữu cơ vào bên trong vật liệu hấp phụ (than hoạt tính, chất tổng hợp, tro, xỉ…).

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ

Dưới đây là các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ:

• Diện tích bề mặt tiếp xúc càng lớn thì hiệu quả hấp phụ càng cao;
• Các vật liệu hấp phụ bao gồm các hạt có kích thước nhỏ để hạn chế chất bị hấp phụ thâm nhập vào bên trong vật liệu hấp phụ;
• Thời gian tiếp xúc càng lâu hiệu quả càng cao;
• Đối với quá trình lọc nước, than hoạt tính chỉ lọc được một lượng nước nhất định nếu lượng nước quá nhiều sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý và than không còn khả năng hấp thụ;
• Phân tử ion của các chất bị hấp thụ thường có mức độ ion hóa nhỏ hơn các phân tử trung tính;
• Các chất ưa nước hấp phụ chậm hơn các chất kỵ nước.

Vừa rồi Hợp Nhất đã đưa đến thông tin về "Ứng dụng phương pháp hấp phụ trong xử lý nước thải", Quý bạn đọc nếu có thắc mắc hoặc cần hỗ trợ thông tin hãy để lại bình luận bên dưới, chúng tôi sẵn sàng hỗ trợ.

Xử lý nước thải bằng phương pháp hấp phụ của công ty Hợp Nhất luôn đi đầu trong việc tạo ra nhiều đột phá trong việc cải tiến các công nghệ xử lý nước thải tối ưu nhất. Liên hệ ngay với chúng tôi theo Hotline 0938.089.368 để được tư vấn chi tiết nhất.

Xem thêm cách xử lý nước thải bằng công nghệ SBR.