Khái niệm chung* Độ ổn định của nước: là tính chất không tạo kết tủa từ nước hay không hoà tan CaCO3 trong nước... Khái niệm chung* Xác định độ ổn định của nước: + pH0: pH đo được trên t
Trang 1Ch ươ ng 6.
M ụ c ñ ích c ủ a vi ệ c x ử lý ổ n ñị nh n ướ c:
Trang 21 Khái niệm chung
* Độ ổn định của nước: là tính chất không tạo kết tủa
từ nước hay không hoà tan CaCO3 trong nước
* Các liên kết của axit Cacbonic trong nước:
H2CO3 tồn tại trong nước ở cả 3 dạng: HCO32-, CO32-,
CO2(sản phẩm phân ly H2CO3) (chủ yếu phụ thuộc pH)
* Phương trình cân bằng của hệ Cacbonat trong
nước:
2HCO3- ↔ CO2+ CO32-+ H2O (*)
Các dạng tồn tại của Cacbonic trong nước
Trang 3Khái niệm chung
* Xác định độ ổn định của nước:
+ pH0: pH đo được trên thực tế tại điều kiện nhiệt độ
thực tế.
+ pHs: pH b9o hoà, hay pH ứng với trạng thái cân bằng
của hệ (cân bằng b9o hoà của nước bởi CaCO3).
+ Xác định độ kiềm Kitrong nước và CO2:
* Nước mặt, xử lý bằng keo tụ bằng phèn: pH và Ki thay
đổi
Khái niệm chung
a) Không kiềm hoá:
p
p e
L CO
CO2 = 2 0 + 44
p
p i i
e
L K
K = 0 ư
b) Có kiềm hoá:
+
ư
=
v v p
p i
i
e
L e
L K
K
0
ư +
=
v v p
p
e
L e
L CO
CO2 2 0 44
Trang 4Khái niệm chung
* Nước ngầm: Khử sắt
, mgđl/l , mg/l + Tra biểu đồ: tìm pH0
+ a – hệ số hiệu suất khử CO2 (0 ữ 0,8) tại công trình làm thoáng
→ pHs, pH0
→ I = pH0– pHs : Chỉ số b9o hoà hay chỉ số Langlier
[ ]+
ư
036 , 0
K
Ki i
2
CO
Khái niệm chung
* Các trường hợp:
a/ I = 0: Hệ Cacbonat cân bằng ↔Nước ổn định
b/I <<<< 0: Lượng CO2tự do trong nước lớn hơn lượng CO2cân bằng
→ hệ không ổn định, phương trình (*) có cân bằng chuyển dịch sang trái
→sự tạo CaCO3 không diễn ra →nước chứa CO2 (tự do) xâm thực →Nước có
tính chất xâm thực:
CO2xt+ CaCO3 (bêtông) + H2O →Ca(HCO3)2 (ăn mòn bê tông)
c/ I >>>> 0: Lượng CO2tự do <CO2cân bằng→cân bằng chuyển dịch sang phải
→CO32-+ Ca2+(trong nước) →CaCO3↓ →Nước có tính lắng cặn
Chú ý: I – không có ý nghĩa về mặt định lượng đối với việc xác định độ xâm
thực/lắng cặn
(chỉ chú ý đến dấu của I : ±, mà không chú ý tới giá trị tuyệt đối)
Trang 5Khái niệm chung
* Chỉ số Rizher: Ic= 2pHs– pH0
- Ic <<<< 6, pHs<<<< 7,5: Nước có tính lắng cặn
- Ic >>>> 7 : Nước có tính xâm thực Ic> 7,5 – 8
→ Tính xâm thực ↑
→ Ic có ý nghĩa định lượng, biểu thị độ lệch của nước ra khỏi trạng
thái cân bằng
- Ic <<<< 6: Ic ↓ → Độ lắng cặn ↑
- Ic >>>> 7: Ic ↑ → Độ xâm thực ↓
2 Các phương pháp làm ổn định nước
a/ Làm thoáng để khử CO2: Làm thoáng nhân tạo (VLL =
Rashiga): = 75 – 90%, hay đi qua bể với VLL bằng đá cẩm
thạch CaCO3, CaCO3.MgO hay MgO
b/ Tạo lớp màng bảo vệ thành đường ống bằng CaCO3 khi mới
đưa đường ống vào sử dụng
c/ Lọc qua VLL trung hoà: chứa CaO, Ca2+, Mg2+…
d/ Sử dụng hợp chất kiềm (xem phần ổn định nước với I <<<< 0)
e/ Sử dụng thuỷ tinh lỏng (Silicat Natri SiO2+ Na2O) C = 7 ữ 30
mg/l SiO2 hay hỗn hợp cả 2 chất Hecxa Meta Photphat Natria
(NaPO3)6.
2
CO
E
Trang 6Các phương pháp làm ổn định nước
1 ổn định nước với I >>>>0
- Với I >0 →sử dụng H2SO4hay HCl hay (Na3PO3)6, Na5P3O10
a) I >>>>0; pH 0>>>> 8,4: liều lượng axit cần dùng D0, mg/l
,mg/l trong đó:
+ α- hệ số, xác định theo đồ thị, theo pH0và I
+ K io- mgđl/l
+ e a- Trọng lượng đương lượng của axit, mg/mgđl
H2SO4: 4,9
HCl: 30,5
+ C a- % axit trong sản phẩm công nghiệp
a a i a
C e K
D 100
0
α
=
Các phương pháp làm ổn định nước
b) Đối với nước được làm mềm bằng vôi hay vôi + Xôđa:
Với I >0, pH 0>8,4; pH s<8,4
, mg/l
+ K if- độ kiềm của nước theo phenolftalein (độ kiềm tự do)
a i i
a a
C K K
e D
f
100 1
.
α + ư
=
[ ]ư + [ ư]
3
2
1
CO OH
Ki f
Trang 7Các phương pháp làm ổn định nước
Với I >0, pH 0>pHs >8,4:
, mg/l
- Trên thực tế, thường sử dụng hệ thống tự động - điều chỉnh lưu lượng + nồng
độ h/c đưa vào trong nước bằng bơm định lượng theo giá trị pH của dung dịch
(sensor →DP)
- I >0 →tránh tạo cặn CaCO3: sử dụng (NaPO3)6và Na5P3O10
→Tripolyphotphat natria (xem phần tránh lắng cặn + làm mềm nước)
→Tạo lớp màng bảo vệ trên các màng katod và anod trên bề mặt kim
loại →giảm/hạn chế sự ăn mòn
+ C = 2 ữ4 mg/l Nước cấp cho sinh hoạt: Nếu sử dụng PO43-: C ≤3,5 mg/l
+ Đường ống mới: ngâm vào dung dịch C200-250%, 2-3 ngđ→sau rửa bằng nước
với P2O5……
a
i a a
C
K e
D f 100
≈
Các phương pháp làm ổn định nước
2 ổn định nước với I <<<<0, sử dụng kiềm vôi/sôđa
- Trước tiên, vào giai đoạn đầu đưa HTCN vào sử dụng người ta xử lý nước bằng
kiềm nồng độ cao →tạo 1 lớp màng CaCO3bảo vệ ở bề mặt bên trong đường ống
(I = 0,7) – khoảng 1-2 tháng Sau đó giảm liều lượng kiềm xuống để đảm bảo I = 0
và giữ I ở giá trị này luôn luôn
* Xác định liều lượng vôi để đảm bảo I = 0,7
a) Với pHs <<<<7,7:
+ m1– hệ số xác đinh bằng đồ thị theo I, [CO2]0
+ Cv– lượng CaO, % trong sản phẩm công nghiệp
v v
C CO
m
D = 1. 2 0 100 . 28
Trang 8Các phương pháp làm ổn định nước
b) Với pHs >>>>7,7:
, mg/l (1) + m2, m3– hệ số xác định bằng đồ thị, theo pH0, CO2, K io, pHs
+ Ki - độ kiềm của nước Nếu xử lý bằng phèn → , mgđl/l
* Lượng vôi để đảm bảo I = 0:
Với I <<<< 0, pH 0<<<< pH s<<<< 8,4:
+ Bản chất của quá trình: xem đồ thị
, mg/l + β- xác định theo đơn vị, theo pH0
v i
v
C CO
m K m CO m
D 2. 2 0 3 2 2 0 100 . 28
0 + +
=
p
p i i
e
L K
v i v
C K
0
β
=
Trang 9Các phương pháp làm ổn định nước
Với I <<<<0, pH 0<<<<8,4; pHs >>>>8,4:
(2) ( ζ, χ- theo đồ thị)
- Công thức kiểm tra:
(3) + Nếu Dv(1) hoặc Dv(2) >dv(3) thì phải thêm vào nước 1 lượng sôđa:
, mg/l
v i v
C K
D 28 100
0
ζ χ ζ
χ + +
=
[ ]
v i v
C K
CO
22 7 ,
0 2 0
+
=
100 28
3
v v CO Na
C d D D