Khử Nitrat trong nước giếng khoan Kỳ 2 Nguyên lý trao đổi ion cột tháp: Đây là một hình thức trao đổi trạng thái động.. Thông thường trong nước có chứa các ion trao đổi sulfat, nitrat…
Trang 1Khử Nitrat trong nước giếng khoan
(Kỳ 2)
Nguyên lý trao đổi ion cột tháp:
Đây là một hình thức trao đổi trạng thái động Phương thức vận hành thông thường là làm cho nước từ trên chảy xuống dưới liên tục xuyên qua lớp trao đổi
Trang 2Do đó nước và lớp chất trao đổi ion phần trên và dưới tiếp xúc theo thứ tự trước, sau khác nhau
Thông thường trong nước có chứa các ion trao đổi (sulfat, nitrat…); để đơn giản, ta nghiên cứu nước chỉ có anion nitrat cần trao đổi
Trước tiên nước đầu vào gặp lớp bề mặt của nhựa trao đổi Nitrat tiến hành trao đổi Cho nên chất trao đổi ion lớp đó sau khi cho nước chảy qua nhanh chóng mất hiệu lực Sau đó nước có nitrat tiếp tục chảy qua ở lớp dưới Cứ thế vận hành trao đổi đến khi nó đạt đến cân bằng ở lớp nhựa cuối cùng Chất lượng nước ra thay đổi, có sự rò rỉ dần lượng nitrat cho đến điểm giới hạn cho phép về nitrat của nước uống và sinh hoạt, chấm dứt giai đoạn trao đổi Bắt đầu giai đoạn hoàn nguyên: tái sinh hạt nhựa
Có nhiều loại nhựa trao đổi anion như Lewatit, M-600, M-500, MP 64, Purolite, A 400, đều là loại hạt nhựa trao đổi ion có tính kiềm mạnh Đặc tính của các anionit được dùng phổ biến giới thiệu ở bảng sau:
Qua thử nghiệm so sánh, Phòng Thí nghiệm chọn loại Lewatit Mono Plus
M 600
- Lưu lượng trao đổi cao trong suốt quá trình tái sinh và vận hành
- Ít tốn nước rửa
- Có dòng chảy đều của các lưu chất
Quá trình hoàn nguyên
Trang 3Người ta rửa lớp vật liệu lọc bằng dung dịch có nồng độ cao của ion OH- hay Cl-
R-NO3 + NaCl ® R-Cl + NaNO3
R-NO3 + NaOH ® R-OH + NaNO3
Khi hoàn nguyên bằng NaOH, vật liệu lọc trao đổi sẽ có dạng R-OH Trong quá trình trao đổi, pH và độ kiềm của nước đầu ra sẽ có sự thay đổi đáng kể Thông thường pH và độ kiềm tổng sẽ được nâng lên Hóa chất dùng để hoàn nguyên thường dùng là NaCl
Sơ đồ mô hình & quy trình công nghệ xử lý
Quy trình này áp dụng cho nhu cầu dùng nước công suất 1m3/ngày
Nước giếng được bơm vào thùng chứa đá vôi: nước tiếp xúc với đá vôi giải phóng khí CO2 tự do và nâng pH, độ kiềm
Dùng bơm, bơm nước vào cột lọc cát áp lực Vận tốc lọc được hiệu chỉnh
từ 7 - 12 m/giờ Để điều tiết và ổn định lưu lượng đầu vào, đồng thời tránh cho máy bơm khỏi bị tình trạng nóng máy do bị hạn chế lưu lượng nên cần đến một hệ thống hoàn lưu nước
Sau khi qua lọc cát, nước được dẫn qua cột trao đổi ion khử nitrat với các vận tốc lọc đã được điều chỉnh (từ 15 - 30 m/h) và nước được dẫn ra ngoài vào thùng chứa nước sạch
Trang 4Khi hàm lượng nitrat vượt quá tiêu chuẩn cho phép, tiến hành thí nghiệm hoàn nguyên tái sinh nhựa bằng dung dịch muối ăn 10 %
Hướng dẫn vận hành
Nước qua cột lọc cát ® qua cột khử nitrat theo vận tốc lựa chọn
Sau một thời gian hoạt động, cột trao đổi sẽ mất tác dụng (căn cứ trên đồng
hồ đo tổng lưu lượng nước được xử lý) Cần ngừng hệ thống để tiến hành hoàn nguyên: Rửa bể lọc áp lực (rửa ngược - và nên rửa không thường xuyên nếu như không phải là cột lọc khử sắt); Hoàn nguyên cột trao đổi ion Rửa ngược loại bỏ huyền phù và xới lỏng lớp vật liệu trao đổi với vận tốc 6 lít/ phút; thời gian 5 phút
Tái sinh ngược bằng dung dịch muối ăn 5 - 10% với vận tốc 0,6/ phút, thời gian 45 - 60 phút Tráng rửa dung dịch tái sinh - quy cách rửa ngược với vận tốc 6 lít/ phút, thời gian 15 - 30 phút Thể tích nước sạch để rửa khoảng bằng 10 lần thể tích nhựa
Ghi chú: Về việc lựa chọn hóa chất tái sinh:
- Sử dụng muối ăn an toàn cho người sử dụng (nếu là người dân có trình độ
kỹ thuật bình thường) Hiệu quả khử nitrat cao nhất
- Sử dụng xút NaOH 5% - yêu cầu thao tác pha chế cẩn thận (bình chứa xút bằng thép không rỉ hoặc nhựa composit dày - đổ nước trước tới mức cần, kế đến
đổ xút từ từ và khuấy trộn, dung dịch tỏa nhiệt rất nóng) Thích hợp với nguồn
Trang 5nước có độ mặn cao hơn 250mg/l Tuy nhiên, dung lượng trao đổi không cao do nhựa phải trao đổi cả nitrat sulfat,Clo… nên kém hiệu quả kinh tế