Trước đây người ta thường dùng quá trình keo tụ để khử bớt chất rắn lơ lửng, sau đó là BOD của nước thải khi có sự biến động lớn về SS, BOD của nước thải cần xử lý theo mùa vụ sản xuất; khi nước thải cần phải đạt đến một giá trị BOD, SS nào đó trước khi cho vào quá trình xử lý sinh học và trợ giúp cho các quá trình lắng trong các bể lắng sơ và thứ cấp.

Chất keo tụ, nồng độ sử dụng và các yếu tốt ảnh hưởng đến quá trình keo tụ

Các hóa chất thường sử dụng cho quá trình này được liệt kê trong bảng. Hiệu suất lắng phụ thuộc vào lượng hóa chất sử dụng và yêu cầu quản lý. Thông thường nếu tính toán tốt quá trình này có thể loại được 80 ¸ 90% TSS, 40 ¸ 70% BOD5, 30 ¸ 60% COD và 80 ¸ 90% vi khuẩn trong khi các quá trình lắng cơ học thông thường chỉ loại được 50 ¸ 70% TSS, 30 ¸ 40% chất hữu cơ.

Các hóa chất thường sử dụng trong quá trình keo tụ

Tên hóa chất	Công thức	Trọng lượng phân tử	Trọng lượng riêng, lb/ft3
Tên hóa chất	Công thức	Trọng lượng phân tử	Khô	Dung dịch
Phèn nhôm	Al2(SO4)3.18H2O Al2(SO4)3.14H2O	666,7 594,3	60 ¸ 75 60 ¸ 75	78 ¸ 80 (49%) 83 ¸ 85 (49%)
Ferric chloride	FeCl3	162,1		84 ¸ 93
Ferric sulfate	Fe2(SO4)3 Fe2(SO4)3.3H2O	400 454		70 ¸ 72
Ferric sulfate (copperas)	FeSO4.7H2O	278,0	62 ¸ 66
Vôi	Ca(OH)2	56 theo CaO	35 ¸ 50

(Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991)

Ghi chú: lb/ft3 ´ 16,0185 = kg/m3

Ngoài ra còn có một số chất keo tụ thường được sử dụng như :

Phèn nhôm: NaAlO2 , Al2(OH)5Cl , KAl(SO4)2H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O

Phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O

Các muối sắt có ưu điểm so với muối nhôm trong việc làm keo tụ các chất lơ lững của nước:

Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp
Khoảng pH tác dụng rông hơn
Tạo kích thước và độ bền bông keo lớn hơn
Có thể khử được mùi vị khi có H2S

Nhưng sắt cũng có nhược điểm: tạo phức hoà tan làm cho nước có màu do phản ứng của Cation sắt với một số chất hữu cơ.

Trong quá trình tạo thành bông keo của hydroxit nhôm hoăc sắt, người ta thường dùng thêm chất trợ keo tụ. Các chất trợ keo tụ này là tinh bột, dentrin (C6H10O5)n, các ete, xenlulozơ, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O), sét Bentonite … với liều lượng khoảng 1 – 5 mg/l. ngoài ra người ta còn dùng các chất trợ keo tụ tổng hợp như chất polyacrylamit (CH2CHCONH2)n (PAC), polyacrylic (CH2CHOOH)n hoặc polydiallydimetyl-amôn.

(Nguồn: Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học – Lương Đức Phẩm)

Liều lượng chất keo tụ ứng với hàm lượng khác nhau của các tạp chất trong nước thải:

Nồng độ tạp chất trong nước thải	Liều lượng chất keo tụ khan (mg/l)
Từ 1 – 100 101 – 200 201 – 400 401 – 600 601 – 800 801 – 1000 1001 – 1400 1401 – 1800 1801 – 2200 2201 – 2500	25 – 35 30 – 45 40 – 60 45 – 70 55 – 80 60 – 90 65 – 105 75 – 115 80 – 125 90 - 130

(Nguồn: Thoát nước – Tập 2 : xử lý nước thải – Hoàng Văn Huệ)

Trong thực tế người ta xác định hàm lượng phèn tối ưu và pH tối ưu cho quá trình keo tụ tao bông bằng thí nghiệm Jartest.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ:

Quá trình keo tụ phụ thuộc vào hai cơ chế chính là trung hoà điện tích và hấp phụ tạo cầu nối. Vì thế các yếu tố nào ảnh hưởng đến hai quá trình trên điền gây ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông.

Ảnh hưởng của pH
Nhiệt độ nước
Liều lượng chất keo tụ và chất trợ keo tụ
Tạp chất trong nước
Tốc độ khuấy trộn
Môi chất tiếp xúc: nếu trong nước duy trì một lớp cặn bùn nhất định, khiến cho quá trình kết tủa càng hoàn toàn, tốc độ kết tủa tăng.

(Nguồn: Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Xử lý chất thải)

Xem thêm: Cơ chế và tính chất của quá trình keo tụ tạo bông

Ảnh hưởng của pH (quyết định quá trình thuỷ phân của chất keo tụ trong dung dịch) đến quá trình keo tụ là ảnh hưởng quan trọng nhất quyết định hiệu suất của việc xử lý.