BÁO cáo kết QUẢ THÍ NGHIỆM kỹ THUẬT xử lý nước cấp

- Khử sắt bằng vôi: Phương pháp khử sắt bằng vôi thường không đứng độc lập mà kết hợp với các quá trình làm ổn định hoặc làm mềm nước.. Thí nghiệm 1: Xác định giá trị pH tối ưu, thời

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

1 Trương Quốc Dũng 2012880 Lý thuyết + tính toán + nhận xét + trả lời câu

hỏi bài thí nghiệm 4

2 Đoàn Ngọc Diễm Hương 2011345 Lý thuyết + tính toán + nhận xét + trả lời câu

hỏi bài thí nghiệm 3

3 Trần Phương Mai 2011601 Lý thuyết + tính toán + nhận xét + trả lời câu

hỏi bài thí nghiệm 2

4 Trương Hoàng Minh 2011636 Lý thuyết + tính toán + nhận xét + trả lời câu

hỏi bài thí nghiệm 1

BÀI 1: KHỬ SẮT TRONG NƯỚC NGẦM 6

1 Nguyên lí khử sắt _ 6

2 Mục đích bài thí nghiệm _ 6

3 Các phương pháp khử sắt 6

3.1 Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng _ 6 3.2 Khử sắt bằng phương pháp dùng hóa chất _ 7 3.3 Một số phương pháp khử sắt khác 8

4 Chuẩn bị 8

4.1 Mô hình thí nghiệm 8 4.2 Tính toán 8 4.3 Dụng cụ thí nghiệm, hóa chất _ 9

5 Nội dung thí nghiệm _ 10

5.1 Quy trình chạy mẫu của 2 phương pháp 10 5.2 Số liệu trước khi thí nghiệm 11 5.3 Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng _ 11 5.4 Phương pháp dùng hóa chất (dùng Clorine 70%) _ 12 5.5 Rửa ngược cột lọc 12 5.6 Số liệu và kết quả tính toán 13 5.7 Nhận xét _ 16

6 Trả lời câu hỏi 16

BÀI 2: TRAO ĐỔI ION _ 27

1 Nguyên lý _ 27

3 Các phương pháp 27

4 Chuẩn bị _ 28

4.1 Mô hình thí nghiệm _ 28 4.2 Tính toán mẫu nước ban đầu _ 29

5 Nội dung thí nghiệm _ 30

5.1 Quy trình _ 30 5.2 Các bước phân tích các chỉ tiêu _ 30

6 Trả lời câu hỏi 36

BÀI 3: THÍ NGHIỆM JARTEST _ 39

1 Nguyên lý Jartest 39

2 Mục đích bài thí nghiệm 40

3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ 40

3.1 Trị số pH của nước _ 40 3.2 Lượng dùng chất keo tụ _ 42 3.3 Nhiệt độ nước _ 43 3.4 Tốc độ hỗn hợp của nước và chất keo tụ 43 3.5 Tạp chất trong nước 43

4 Quy trình thí nghiệm _ 44 4.1 Các quy trình _ 44 4.2 Tiến hành thí nghiệm _ 47 4.3 Kết quả thí nghiệm _ 48

5 Nhận xét _ 52

1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống lọc nước RO _ 54

1.1 Cơ sở lý thuyết 54 1.2 Nguyên lý hoạt động 55

2 Mục đích của bài thí nghiệm _ 56

3 Ứng dụng 56

3.1 Trong công nghệ lọc nước đóng chai: 56 3.2 Ứng dụng của RO trong công nghệ thực phẩm: 58 3.3 Xử lý nước biển (khử muối): 58 3.4 Khử trùng: _ 59

4 Chuẩn bị _ 60

5 Nội dung thí nghiệm _ 61

5.1 Các bước tiến hành thí nghiệm 61 5.2 Phân tích các chỉ tiêu _ 61

6 Trả lời câu hỏi 68

tự nhiên hay làm thoáng nhân tạo Sau khi làm thoáng, quá trình oxy hoá Fe2+ và thuỷ phân Fe3+ có thể xảy ra trong môi trường tự do, môi trường hạt hay môi trường xúc tác

Trong nước ngầm, sắt (II) bicacbonat là muối không bền vững, thường phân ly theo dạng sau:

Fe(HCO3)2 → 2 HCO3 2- + Fe 2+

Nếu trong nước có oxy hoà tan, quá trình oxy hoá và thuỷ phân diễn ra như sau:

4 Fe2+ + O2 + 10H2O → 4 Fe(OH)3 + 8H+

Đồng thời xảy ra phản ứng phụ H+ + HCO3- → H2O + CO2

Tốc độ phản ứng được biểu diễn theo phưong trình (phương trình của Just)

Trong đó: V: vận tốc oxi hoá

[Fe2+]; [H+]; [O2]: nồng độ của các ion Fe, H và oxi

K: hằng số tốc độ phản ứng, phụ thuộc vào nhiệt độ và chất xúc tác Khi tất cả ion Fe2+ hoà tan trong nước đã chuyển hóa thành bông cặn Fe(OH)3, việc loại bỏ các bông cặn ra khỏi nước được thực hiện ở bể lọc chủ yếu theo cơ chế giữ cặn cơ học

3.2 Khử sắt bằng phương pháp dùng hóa chất

- Khử sắt bằng các chất oxy hóa mạnh:

Các chất oxy hóa mạnh thường được sử dụng để khử sắt là: Cl2, KMnO4,

Khi cho các chất oxy hóa mạnh vào nước, phản ứng diễn ra như sau:

2 Fe2++ Cl2 + 6 H2O → 2 Fe(OH)3 + 2 Cl- + 6 H+

3 Fe2+ + KMnO4 + 7 H2O → 3 Fe(OH)3 + MnO2 + K+ + 5H+

Trong phản ứng, để oxy hoá 1 mg Fe2+ cần 0,64 mg Cl2 hoặc 0,94 mg KMnO4

- Khử sắt bằng vôi:

Phương pháp khử sắt bằng vôi thường không đứng độc lập mà kết hợp với các quá trình làm ổn định hoặc làm mềm nước Khi cho vôi vào nước, quá trình khử sắt sẽ xảy ra theo hai trường hợp:

Trường hợp nước có oxi hòa tan: vôi được coi như chất xúc tác, phản ứng khử sắt diễn ra như sau:

4 Fe(HCO3)2 + O2 + 2 H2O + 4 Ca(OH)2 → Fe(OH)3 + 4 Ca(HCO3)2Sắt(III) hydroxit được tạo thành, dễ dàng lắng lại trong bể lắng và được giữ lại hoàn toàn trong bể lọc

Trong trường hợp không có oxy hoà tan: khi cho vôi vào nước, phản ứng diễn ra như sau:

Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2→ FeCO3 + CaCO3 + 2 H2O Sắt được khử dưới dạng FeCO3 chứ không phải hydroxit sắt

- Tính toán lượng phèn sắt 10 g/L cho vào giếng (V = 72 L) để đạt nồng

5 Nội dung thí nghiệm

5.1 Quy trình chạy mẫu của 2 phương pháp

Thí nghiệm 1: Xác định giá trị pH tối ưu, thời gian tối ưu

Nước cấp trong bể chứa nước thô có hàm lượng sắt khoảng 5ppm, ở các giá trị

Thí nghiệm 2: Xác định khả năng khử sắt bằng phương pháp làm thoáng

Nước cấp có hàm lượng sắt khoảng 30ppm, ở các giá trị pH = 7

Nước cấp được bơm lên giàn mưa và sục khí làm thoáng

Thời gian phản ứng 15 phút để quá trình chuyển hóa Fe2+ thành Fe3+ xảy ra Tiếp tục bơm nước qua cột lọc Xác định hàm lượng sắt tổng trong mẫu nước cấp đã xử

lý

Thí nghiệm 3: Khử sắt trong nước cấp bằng phương pháp dùng hóa chất

(Clorine) Xác định lượng hóa chất tối ưu và khảo sát sự thay đổi pH

Nước cấp có hàm lượng sắt khoảng 30ppm, ở giá trị pH = 7

Cho dung dịch Clorine 5% vào ở liều lượng cần thiết để chuyển hóa hoàn toàn

Fe2+ thành Fe3+ Thời gian phản ứng 15 phút để quá trình chuyển hóa Fe2+ thành Fe3+

xảy ra Tiếp tục bơm nước qua cột lọc Xác định hàm lượng sắt trong mẫu nước cấp

- Tính toán lượng clorine 70% cần dùng để khử hết lượng phèn sắt có nồng độ

A = 5 mg/L có trong giếng Biết 1 mg Fe bi ̣khử bởi 0,64 mg Clorine 5%

- Tính toán lượng clorine 70% cần dùng để khử hết lượng phèn sắt có nồng độ

A = 30 mg/L có trong giếng Biết 1 mg Fe bi ̣khử bởi 0,64 mg Clorine 5%

- Xác định khả năng khử sắt bằng phương pháp làm thoáng

5.4 Phương pháp dùng hóa chất (dùng Clorine 70%)

- Vận hành mô hình:

Xác định khả năng khử sắt bằng phương pháp dùng hóa chất

5.5 Rửa ngược cột lọc

5.6 Số liệu và kết quả tính toán

Lập đường chuẩn

Xác định pH tối ưu và thời gian tối ưu

Nồng độ Fe đầu ra (mg/L)

Nồng độ Fe đầu vào

(mg/L)

Hiệu suất (%)

6 Trả lời câu hỏi

6.1 Nêu các nguyên nhân tạo ra sắt trong nước ngầm

Cây nước mặn: chứa nhiều sulfat, trong quá trình phân hủy yếm khí sulfat bị

chuyển thành hydrosulfua - HS Sản phẩm này khử oxít sắt (có rất nhiều phù sa bồi tụ) tạo thành sunfua sắt (FeS) Sau đó FeS chuyển hóa dần thành khoáng FeS2, pyrite dần dần bồi tụ lại thành tầng dày

Sự hình thành H 2 SO 4 do oxy hóa pyrite: nguyên nhân trực tiếp làm đất và

nước nhiễm phèn Có nhiều nguyên nhân khác nhau làm cho oxy không khí xâm nhập sâu vào đất như: mực nước biển hạ thấp xuống, oxy hòa tan vào nước mưa rồi thấm vào đất, cây cối bề mặt chuyển từ phía trên thân lá xuống rễ và vào đất, con người khai phá đất…Đây là cơ hội để vi sinh vật (Thiobacillus ferrooxydants ) trong đất oxy hóa pyrite làm nguồn năng lượng cho chúng hoạt động

4FeS2 + 15O2 + 2H2O = 4 Fe3+ + 8SO42- + 12H+

Các sản phẩm của quá trình này: H2SO4, Fe3+ cùng với ion kali có sẵn trong đất kết hợp thành khoáng jaroste KFe3(SO4)2(H2O)6

Môi trường có tính axit mạnh: khiến quá trình oxy hóa pyrite (quá trình hóa

sinh) chậm lại, nhưng quá trình phân hủy pyrite tạo thành Fe2+ (quá trình hóa học) tăng cường:

FeS2 + 2Fe3+ = 3Fe2+ + 2S0

Đây là nguyên nhân hình thành ion Fe2+ trong nước phèn Quá trình oxy hóa

và phân hủy pyrite làm đất phèn hoạt động tích tụ H+, SO42-, Fe2+, Al3+, pH thấp

và tính khử cao cũng là nguyên nhân hòa tan nhiều kim loại khác như mangan

Chất hữu cơ trong nước ngầm: nguyên nhân chính dẫn đến nước ngầm

nhiễm phèn sắt.Fe2+ tan trong nước ngầm, khi tiếp xúc với không khí lại bị oxy hóa thành hidroxit sắt(III)

pH: Thời gian oxy hóa thủy phân Fe trên công trình phụ thuộc vào trị số pH của

1.2 mg ClO2/mg Fe Rất nhanh

Kali Permanganat (KMnO4) 0.9mg KMnO4/mg Fe Rất nhanh

Thời gian tối ưu của quá trình keo tụ

Tốc độ lọc qua bể tiếp xúc: có thể lấy 5 – 20 m/h tùy thuộc vào thời gian lưu

nước cần thiết và lượng cặn cần giữ lại sao cho bể lọc đợt I hàm lượng cặn còn lại đi qua bể lọc trong (lọc đợt II) < 15 mg/L

Tốc độ lọc qua bể lọc trong: lấy 3 – 9 m/h tùy thuộc vào chiều dày và cỡ hạt của

lớp vật liệu lọc và thời gian lưu nước cần thiết

Hàm lượng sắt cao gây kết tủa

6.3 Các thông số nào cần chú ý khi vận hành mô hình khử sắt? Giải

thích từng thông số

Độ nhớt của nước thô:

Khi độ nhớt của nước cần xử lý giảm thì trở lực thủy lực cũng giảm và hiệu suất tách rắn – lỏng có xu hướng tốt lên Trong thực tế vận hành cột lọc vào mùa

hè tốt hơn mùa đông vì độ nhớt tỷ lệ nghịch với nhiệt độ

Kích thước của các hạt vật liệu lọc:

Kích thước hạt vật liệu lọc là một trong các thông số có ảnh hưởng lớn đến quá trình lọc Khi kích thước hạt vật liệu nhỏ thì hiệu suất tách tăng lên vì tăng bề mặt lọc nhưng đồng thời cũng làm tăng trở lực lọc

Kích thước của các hạt lơ lửng trong nước:

Do cơ chế vận chuyển các hạt tới tiếp xúc với bề mặt lọc phụ thuộc trực tiếp vào kích thước của các hạt keo cần tách Vì vậy, khi kích thước hạt tăng lên (với các hạt lớn hơn 1µm) thì khả năng cọ sát của các hạt với bề mặt lọc cũng tăng lên và các hạt

dễ được giữ lại trên bề mặt lọc

Các thông số hóa học:

Hiệu suất lọc phụ thuộc vào khả năng hấp thụ các hạt lơ lửng trong nước lên bề mặt lọc, đó là cơ chế chính của quá trình lọc Khả năng đó giảm dần theo thời gian

lọc nên hiệu suất lọc cũng phụ thuộc vào chu kỳ rửa hoàn nguyên vật liệu lọc

Ảnh hưởng của độ pH, Lượng oxy hóa cần thiết để oxy hóa sắt:

Điện thế bề mặt của các hạt vật liệu lọc phụ thuộc vào độ pH Vật liệu lọc thường dùng là cát, than,… các vật liệu này đều có điện thế bề mặt âm với giá

trị pH từ 7 đến 9 và đó là giá trị pH thường dùng trong xử lý nước Để tách các hạt bông keo của sắt bằng quá trình lọc, hiệu quả cao nhất ở pH bằng 7

6.4 Nêu phương pháp xác định sắt theo Standard methods for the Examination of Water and Wastewater, AWWA_APHA (2005)? Vẽ lưu đồ phương pháp xác định sắt (sử dụng phần mềm microsoft visio) Sắt được xác định bằng phương pháp Phenantrolin (3500 – Fe B - Phenantrolin Method)

Nguyên tắc:

Đun cách thủy với hydroxyamin trong môi trường acid để chuyển Fe (III) có mặt về Fe (II) và lên màu với thuốc thử 1,10 – phenantrolin ở pH từ 3,2 đến 3,3 Một ion Fe (II) sẽ kết hợp với 3 phân tử 1,10 – phenantrolin để hình thành phức có màu đỏ cam Đo mật độ quang của dung dịch phức ở bước sóng 510nm cho phép xác định được nồng độ sắt trong mâu

Yếu tố ảnh hưởng:

Các chất oxi hóa mạnh: có thể loại trừ bằng cách thêm dư chất khử hydroxyamin.Xyanua, nitrit, photphat (poly photphat ảnh hưởng nhiều hơnocto- photphat): loại trừ bằng cách đun sôi với acid

Các ion kim loại crom, kẽm (khi nồng độ của chúng gấp 10 lần nồng độ sắt); coban, đồng (khi nồng độ chúng gấp 5 lần nồng độ sắt); niken (khi nồng độ của nó gấp 2 lần sắt); bimut, cadimi, thủy ngân molypdat tạo kết tủa với phenantrolin Loại trừ bằng cách thêm dư phenantrolin, trong đó vẫn không loại trừ được ảnh hưởng của các ion kim loại thì phải sử dụng phương pháp chiết tách các ion kim loại cản trở

Sơ đồ:

6.5 Giải thích tại sao khi lập đường chuẩn sắt không cho 2 hóa chất HCl dd và NH 2 OH.HCl nhưng khi phân tích mẫu sắt lại cho vào?

Dung dịch HCldđ và NH2OH.HCl cho vào nhằm chuyển các hợp chất về dạng sắt(II) Vì Cl¬ là chất oxi hóa mạnh Nên khi cho Cl2 vào trong nước có Fe2+, Cl2 có thể thay thế oxi hòa tan trong nước để oxi hóa Fe2+ thành Fe3+. Vì vậy sau khi qua cột lọc nước đầu ra vẫn còn Fe3+, ta dùng 2 hóa chất HCl đđ và NH2OH.HCl để khử Fe3+

thành Fe2+ rồi đi phân tích hàm lượng Fe2+ Nên lập đường chuẩn ta không cần thêm HCl đđ và NH2OH.HCl

6.6 Trong thực tế, người ta thường khử sắt bằng phương pháp nào? Giải thích?

Biện pháp khử sắt bằng phương pháp vi sinh

Mẫu

Đun cách thủy với hydroxiamin trong môi trường axit

Thêm thuốc thử 1,10-phenantrolin

Màu đỏ cam

Đo hấp thu quang Abs (Λ=510nm)

Một số loại vi sinh có khả năng oxy hoá sắt trong điều kiện mà quá trình oxy hoá hoá học xảy ra rất khó khăn Chúng ta cấy các mầm khuẩn sắt trong lớp cát lọc của bể lọc, thông qua hoạt động của các vi khuẩn sắt được loại ra khỏi nước Thường sử dụng thiết bị bể lọc chậm để khử sắt

Biện pháp khử sắt bằng cách lọc qua lớp vật liệu đặc biệt

Các vật liệu đặc biệt có khả năng xúc tác, đẩy nhanh quá trình ôxy hoá khử

Fe2+ thành Fe3+ và giữ lại trong tầng lọc Quá trình diễn ra rất nhanh chóng và

có hiệu quả cao Cát đen là một trong những chất có đặc tính như thế

Biện pháp khử sắt bằng phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion được sử dụng khi kết hợp với quá trình khử cứng Khi sử dụng thiết bị trao đổi ion để khử sắt, nước ngầm không được tiếp xúc với không khí vì Fe3+ sẽ làm giảm khả năng trao đổi của các ionic Chỉ có hiệu quả khi khử nước ngầm có hàm lượng sắt thấp

Biện pháp khử sắt bằng Kali Permanganat (KMnO 4 )

Khi dùng KMnO4 để khử sắt, qua trình xảy ra rất nhanh vì cặn mangan (IV) hyđroxyt vừa được tạo thành sẽ là nhân tố xúc tác cho quá trình khử Phản ứng xảy ra theo phương trình sau:

5Fe2+ + MnO4- + 8H+ →5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

Biện pháp khử sắt bằng cách lọc qua lớp vật liệu đặc biệt

Các vật liệu đặc biệt có khả năng xúc tác, đẩy nhanh quá trình ôxy hoá khử

Fe2+ thành Fe3+ và giữ lại trong tầng lọc Quá trình diễn ra rất nhanh chóng và

có hiệu quả cao Cát đen là một trong những chất có đặc tính như thế

Biện pháp khử sắt bằng Clo

Quá trình khử sắt bằng clo được thực hiện nhờ phản ứng sau:

2Fe(HCO3)2 + Cl2 + Ca(HCO3)2 + 6H2O → 2Fe(OH)3 + CaCl2 + 6H+ + 6HCO3-

Khử sắt bằng hóa chất

Khi trong nước nguồn có hàm lượng tạp chất hữu cơ cao,các chất hữu cơ

sẽ tạo ra dạng keo bảo vệ các ion sắt, như vậy muốn khử sắt phải phá vỡ được màng hữu cơ bảo vệ bằng tác dụng của các chất oxy hoá mạnh Đối với nước ngầm, khi làm lượng sắt quá cao đồng thời tồn tại cả H2S thì lượng oxy thu được nhờ làm thoáng không đủ để oxy hoá hết H2S và sắt, trong trường hợp này cần phải dùng đến hoá chất để khử sắt

Biện pháp khử sắt bằng vôi

Khi cho vôi vào nước, độ pH của nước tăng lên Ở điều kiện giàu ion OH-, các ion Fe2+ thuỷ phân nhanh chóng thành Fe(OH)2 và lắng xuống một phần, thế oxy hoá khử tiêu chuẩn của hệ Fe(OH)2/Fe(OH)3 giảm xuống, do đó sắt (II)

dễ dàng chuyển hoá thành sắt (III) Sắt (III) hyđroxyt kết tụ thành bông cặn, lắng trong bể lắng và có thể dễ dàng tách ra khỏi nước Phương pháp này có thể áp dụng cho cả nước mặt và nước ngầm Nhược điểm của phương pháp này là phải dùng đến các thiết bị pha chế cồng kềnh, quản lý phức tạp, cho nên thường kết hợp khử sắt với quá trình xử lý khác như xử lý ổn định nước bằng kiềm, làm mềm nước bằng vôi kết hợp với sôđa

Làm thoáng cưỡng bức

Cũng có thể dùng tháp làm thoáng cưỡng bức với lưu lượng tưới từ 30 đến

40 m3/h Lượng không khí tiếp xúc lấy từ 4 đến 6 m3 cho 1m3 nước Lượng oxy hoà tan sau làm thoáng bằng 70% hàm lượng oxy hoà tan bão hoà Hàm lượng CO2 sau làm thoáng giảm 75%

Làm thoáng bằng giàn mưa tự nhiên

Nước cần làm thoáng được tưới lên giàn làm thoáng một bậc hay nhiều bậc với các sàn rải xỉ hoặc tre gỗ Lưu lượng tưới và chiều cao thấp cũng lấy như trường hợp trên Lượng oxy hoà tan sau làm thoáng bằng 55% lượng oxy hoà tan bão hoà Hàm lượng CO2 sau làm thoáng giảm 50%

Phương pháp oxy hoá sắt

Nguyên lý của phương pháp này là oxy hoá (II) thành sắt (III) và tách chúng

ra khỏi nước dưới dạng hyđroxyt sắt (III) Trong nước ngầm, sắt (II) bicacbonat

là một muối không bền, nó dễ dàng thuỷ phân thành sắt (II)hyđroxyt theo phản ứng:

4Fe2+ + 8HCO3 + O2 + H2O →4Fe(OH)3 + 8H+ + 8HCO3-

Nước ngầm thường không chứa oxy hoà tan hoặc có hàm lượng oxy hoà tan rất thấp Để tăng nồng độ oxy hoà tan trong nước ngầm, biện pháp đơn giản nhất

là làm thoáng Hiệu quả của bước làm thoáng được xác định theo nhu cầu oxy cho quá trình khử sắt

Làm thoáng đơn giản bề mặt lọc

Nước cần khử sắt được làm thoáng bằng giàn phun mưa ngay trên bề mặt lọc Chiều cao giàn phun thường lấy cao khoảng 0.7m, lỗ phun có đường kính từ 5-7mm, lưu lượng tưới vào khoảng 10 m3/m2.h Lượng oxy hoà tan trong nước sau khi làm thoáng ở nhiệt độ 2500C lấy bằng 40% lượng oxy hoà tan bão hoà (ở 2500C lượng oxy bão hoà bằng 8.1 mg/L)

6.7 Trong thực tế, người ta dùng những cách nào để nhận biết nguồn nước ngầm đã bị nhiễm sắt? Một số sơ đồ công nghệ khử sắt cho trạm công suất nhỏ điều kiện áp dụng Biện pháp

kỹ thuật quản lý trạm xử lý nước

Nhận biết nguồn nước ngầm đã bị nhiễm sắt:

Nước có mùi tanh, sau khi để nước ngoài không khí, sẽ thấy có màu vàng xanh Sử dụng nước chè khô hoặc cây chuối cho vào nguồn nước, nếu nước chuyển sang màu tím thì chứng tỏ đã nhiễm bẩn

Chưa có một định nghĩa chính xác về nguồn nước phèn, nhưng có thể nhận biết qua quan sát bên ngoài

Nước có vị chua, có mùi tanh; làm ố vàng quần áo, vòi nước và dụng cụ chứa

Kiểm tra định kỳ, đảm bảo các công trình thiết bị trong nhà máy luôn hoạt động bình thường

Kiểm tra chất lượng nước định kỳ cả trước và sau khi xử lý

Lập kế hoạch kiểm tra và sửa chữa định kỳ Phát hiện kịp thời và giải quyết

6.8 Nêu phương pháp rửa lọc bể lọc nhanh, trình tự rửa bể lọc nhanh

So sánh phương pháp làm thoáng để xử lý nước ngầm có chứa sắt cao Nêu điều kiện cơ bản áp dụng các thông số công nghệ để thiết

kế

Rửa bể lọc nhanh bằng phương pháp rửa ngược:

So sánh phương pháp làm thoáng để xử lý nước ngầm có chứa sắt cao:

Làm thoáng bằng giàn mưa tự nhiên: Lượng oxy hoà tan sau làm thoáng bằng 55% lượng oxy hoà tan bão hoà Hàm lượng CO2 sau làm thoáng giảm 50%

Làm thoáng cưỡng bức: Lượng oxy hoà tan sau làm thoáng bằng 70% hàm lượng oxy hoà tan bão hoà Hàm lượng CO2 sau làm thoáng giảm 75%

Làm thoáng đơn giản bề mặt lọc: Lượng oxy hoà tan trong nước sau khi làm thoáng ở nhiệt độ 25oC lấy bằng 40% lượng oxy hoà tan bão hoà (ở 25oC lượng oxy bão hoà bằng 8,1 mg/L)

Điều kiện cơ bản áp dụng các thông số công nghệ để thiết kế:

Trương Quốc Dũng Tính toán lượng

hóa chất cho vào

Biết cách thức tính toán để thêm vào hệ thống vận hành Đoàn Ngọc Diễm

2 Mục đích bài thí nghiệm

- Giúp sinh viên nắm vững kiến thức học môn lý thuyết các quá trình hóa học

về quá trình trao đổi và khử các ion

- Phân tích sự biến đổi pH trong quá trình trao đổi ion

- Nghiên cứu quá trình trao đổi ion theo chiều dày lớp nhựa trao đổi ion

- Xác định dung lượng trao đổi làm việc của nhựa trao đổi ion

- Xác định hiệu quả ion của nhựa anion, cation và hỗn hợp nhựa

3 Các phương pháp

Người ta sử dụng nhựa trao đổi ion trong xử lý nước cấp chủ yếu nhằm 2 mục đích: khử cứng và khử khoáng Khử cứng nhằm loại bỏ các ion Mg2+, Ca2+ Khử khoáng nhằm loại bỏ hầu hết tất cả các ion có trong nước

Khử cứng: cho nước cần xử lý chảy qua cột nhưa cation ở dạng RNa

2RNa + SO4 2-  R2Ca + Na2SO4

2RNa + MgSO4  R2Mg + Na2SO4

Khi lớp nhựa cation mất hiệu lực, người ta tái sinh bằng muối ăn NaCl

R2Ca + 2NaCl  2RNa + CaCl2

R2Mg + 2NaCl  2RNa + MgCl2

Khử khoáng: cho nước cần xử lý chảy qua cột nhựa cation và nhựa anion

riêng rẽ hay qua một cột kết hợp cả nhựa cation và nhựa anion

RSO3H + NaCl  RSO3Na + HCl 2RSO3H + Na2SO4  RSO3Na + H2SO4

RSO3H + NaHCO3  RSO3Na + H2O + CO2

2RSO3H + Na2CO3  2RSO3Na + H2O + CO2

ROH + HCl  RCl + H2O 2ROH + H2SO4  R2SO4 + H2O Khi lớp nhựa cation và anion mất hiệu lực, người ta tái sinh bằng dung dịch HCl và dung dịch NaOH như sau:

RSO3Na + HCl  RSO3H + H2O + NaCl RCl + NaOH  ROH + NaCl

4 Chuẩn bị

4.1 Mô hình thí nghiệm

4.2 Tính toán mẫu nước ban đầu

- Mở các van, cho nước từ hai bồn vào hệ với tỉ lệ 1:1, bật bơm đảm bảo lưu lượng nước không vượt quá 0.5 để bơm nước vào các cột cation và anion

- Ghi nhận giá trị pH của nước ra khỏi cột cation và anion trong suốt quá trình trao đổi ion và xác định nồng độ các ion 𝐶𝑎2+, 𝑀𝑔2+, S𝑂42−, 𝐶𝑙− trong các mẫu nước lấy ở các độ cao khác nhau của cả hai cột sau khi quá trình trao đổi ion chạy được 15 phút, 30 phút,1giờ, 2 giờ, 3 giờ

- Kết thúc sau 3 giờ chạy, ghi nhận giá trị pH và xác định nồng độ các ion 𝐶𝑎2+, 𝑀𝑔2+, S𝑂42− , 𝐶𝑙− trong mẫu nước khỏi cột anion

5.2 Các bước phân tích các chỉ tiêu

- pH: Sử dụng dung dịch đo pH và bảng màu để so sánh

- Độ cứng tổng:

- Độ cứng 𝐶𝑎2+:

Đồ thị đường chuẩn giữa độ hấp thu Abs và nồng độ SO42− (mg/L) của dãy màu chuẩn có dạng y = ax + b, với y là độ hấp thu, x là nồng độ SO42− tương ứng

Phương trình đường chuẩn: y = 0,0156x + 0,0163

- V1: Thể tích dung dịch EDTA dùng để chuẩn độ mẫu (mL)

- C: Nồng độ mol/L của EDTA (= 0.01M)

- Vmẫu : Thể tích mẫu lấy phân tích (mL)

y = 0.0156x + 0.0163 R² = 0.9946

0 0.1

- V1: Thể tích dung dịch EDTA dùng để chuẩn độ mẫu (mL)

- C: Nồng độ mol/L của EDTA (= 0.01M)

- Vmẫu : Thể tích mẫu lấy phân tích (mL)

B