bài giảng cấp nước và xử lý nước thải - trần thì mỹ hạnh

Slide 37 Các loại nhiễm bẩn nước mặt  Do virus, vi khuẩn và các chất hữu cơ gây bệnh từ chất thải người và động vật  Do các chất hữu cơ phân từ động, thực vật và các chất thải trong nô

Slide 1

Bài giảngCấp nước và xử lý nước thải

GV: Ths Trần Thị Mỹ Hạnh Email: myhanhtt@ntu.edu.vn

Giới thiệu môn học

 Cấp nước và xử lý nước thải là gì?

 Tại sao phải xử lý chất thải?

 Mục tiêu học phần?

 Nội dung học phần?

 Tài liệu tham khảo?

 Đánh giá sinh viên?

_ _ _ _ _ _ _ Slide 3

Cấp nước và xử lý chất thải là gì?

_ _ _ _ _

Slide 4

Tại sao phải xử lý nước thải, chất thải?

_ _ _ _ _ _ _

Slide 5

Mục tiêu học phần?

Cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về:

 Kỹ thuật xử lý và hệ thống cung cấp nước,

 Kỹ thuật xử lý nước thải, chất thải rắn phát sinh trong qúa trình sản xuất thực phẩm, cách tính toán cơ bản các công trình xử lý này

_ _ _ _ _ _ _

Slide 7

DANH MỤC CÁC CHỦ ĐỀ

1 Vai trò của nguồn nước cấp trong sản xuất thực phẩm.

2 Công nghệ xử lý và hệ thống cấp nước trong NMCB thực phẩm.

3 Các dòng thải trong chế biến thực phẩm và tác động của chúng.

4 Công nghệ xử lý các dòng thải trong NMCB thực phẩm.

5 Mô hình hoá hệ thống xử lý nước thải NMCB thực phẩm

_ _ _ _ _ _ _

3 Trịnh Xuân Lai (2011), Xử lý nước thải công nghiệp, NXB Xây dựng, Hà Nội.

4 Trịnh Xuân Lai (2004), Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, NXB Xây dựng, Hà Nội.

5 Nguyễn Thị Thu Thuỷ (2003), Xử lý nước cấp sinh hoạt & công nghiệp, NXB KHKT, Hà Nội.

6 Lâm Minh Triết (2008), Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp -tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học Quốc gia TPHCM.

7 Đỗ Trọng Miên (2010), Giáo trình cấp thoát nước, NXB Xây dựng, Hà Nội

_ _ _ _ _ _ _

Slide 9

Tài liệu tham khảo (2)

8 Trần Văn Nhân (2002), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB KHKT, Hà Nội

9 Nguyễn Đức Lượng (2003), Công nghệ sinh học môi trường (T1), NXB Đại học Kỹ thuật, TP HCM.

10 Nguyễn Xuân Nguyên (2004), Công nghệ xử lý rác thải và chất thải rắn, NXB KHKT, Hà Nội.

11 Trần Đức Hạ (2002), Xử lý nước thải quy mô vừa và nhỏ, NXB KHKT,

Hà Nội.

12 Hoàng Huệ (1996), Xử lý nước thải, NXB Xây dựng, Hà Nội.

13 George Techobanoglous, Franklin L Burton (1991), Wastewater engineering, Mc Graw-Hill.

14 Joo-Hwa Tay and Kuan-Yeow Show (2006), Seafood Processing Wastewater Treatment, Taylor & Francis Group, LLC

_ _ _ _ _

 http://www.dwrm.gov.vn/ ( Cục QL tài nguyên nước )

 http://www.gree http://www.gree- -vn.com vn.com

Slide 11

Cách tra cứu tài liệu trên internet

Keywords

 Water (nước)

 Water quality (chất lượng nước)

 Surface water (nước bề mặt)

 Domestic supply water (Nước cấp sinh hoạt )

 Industrial waste (nước thải công nghiệp)

 Ground water quality (chất lượng nước ngầm)

 Xử lý nước thải, xử lý chất thải…

_ _ _ _ _ _ _

Slide 13

Chủ đề 1: Vai trò của nguồn nước cấp

_ _ _ _ _ _ _

Slide 14 Chủ đề 1: Vai trò của nguồn nước cấp trong sản

xuất thực phẩm

 1.1 Tầm quan trọng của nước cấp

 1.2 Nguồn cấp và yêu cầu nguồn cấp

_ _ _ _ _ _ _

Slide 15

Câu hỏi chuẩn bị - chủ đề 1

1 Vai trò của nước cấp trong sản xuất thực phẩm?

2 Tiêu chuẩn nước cấp của một số thị trường chủ đạo?

_ _ _ _ _

Slide 16

1.1 Tầm quan trọng của nước cấp

_ _ _ _ _ _ _

Slide 17

1.1.Tầm quan trọng của nước cấp

“Nước là tài nguyên đặc biệt quan trọng, là thành phần thiết yếu của sự sống và môi trường, quyết định sự tồn tại, phát triển bền vững của đất nước; mặt khác nước cũng có thể gây ra tai họa cho con người và môi trường »

Theo Luật tài nguyên nước (1998/QH, ban hành ngày 20/05/1998)

_ _ _ _ _ _ _

Slide 18

Cơ quan quản lý nước

Tên : Cục Quản Lý tài nguyên nước

 Tổ chức : trực thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường

 Chức năng: tham mưu giúp Bộ trưởng quản lý nhà nước và thực thi nhiệm vụ, quyền hạn quản

lý nhà nước về tài nguyên nước trong phạm vi

cả nước.

Website : http://www.dwrm.gov.vn/

_ _ _ _ _

Slide 19 _

_ _ _ _ _ _

Slide 20

Tầm quan trọng của nước

Nước chiếm 99% trọng lượng sinh vật sống trong nước và 44%

trọng lượng cơ thể con người Ðể sản xuất 1 tấn giấy cần 250 tấn nước.

Chức năng

 Tham gia vào chu trình sống

 Là chất mang năng lượng (hải triều, thuỷ năng), chất mang vật liệu và tác nhân điều hoà khí hậu, thực hiện các chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên

 Lượng nước người sử dụng : khoảng 35.000 km3/năm (8% cho sinh hoạt, 23% cho công nghiệp và 63% cho hoạt động nông nghiệp).

_ _ _ _ _ _ _ Slide 21

1.2 Nguồn cấp và yêu cầu của nguồn

cấp

_ _ _ _ _

Slide 22

Nguồn nước

Nguồn nước chỉ các dạng tích tụ nước tự nhiên hoặc nhân tạo có thể khai thác, sử dụng được, bao gồm sông, suối, kênh, rạch, biển,

hồ, đầm, ao, các tầng chứa nước dưới đất, mưa, băng, tuyết và các dạng tích tụ nước khác.

_ _ _ _ _ _ _

Slide 23

Các nguồn nước trong thiên nhiên

_ _ _ _ _ _ _

Slide 24

_ _ _ _ _

Slide 25

Vai trò của nước trong cuộc sống

 Sinh hoạt: ăn uống, tắm giặt, vệ sinh.

 Công nghiệp: sx giấy, xăng dầu, hoá chất,

 Xử lý rác thải: vận chuyển phân và nước tiểu

 Từ các hố xí tự hoại tới nhà máy xử lý.

 Vui chơi giải trí: bơi thuyền, lướt ván, bơi lội,

 Nông nghiệp, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản,

 Giao thông vận tải, thuỷ điện,

_ _ _ _ _ _ _

Slide 26

Nước trong nhà máy sản xuất

• Dùng cho mục đích kỹ thuật: nước tham gia trực tiếp hay gián tiếp vào quá trình sản xuất.

• Dùng cho sinh hoạt: nước phục vụ cho con người làm việc trong xí nghiệp

• Dùng dự phòng: phòng chống hỏa hoạn hay mất nước,

_ _ _ _ _ _ _

Slide 27

Nguồn nước sử dụng cho ăn uống và sinh hoạt

 Nước ngầm: nước tồn tại trong các tầng chứa nước dưới mặt đất.

 Nước mặt ngọt (sông, suối, ao, hồ, mương…) nước ngọt tồn tại trên mặt đất liền hoặc hải đảo

 Nước mưa

_ _ _ _ _

 Lưu lượng còn phụ thuộc theo mùa.

_ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _

_ _ _ _

Slide 31

Nước ngầm (tt)

 Chất lượng nước tốt nhưng thay đổi, liên quan mật thiết với nước mặt và các nguồn ô nhiễm trên mặt đất.

 Việt Nam : một số vùng tại có hàm lượng sắt cao từ 1 –

20 mg/L ; mangan: nhiều nơi > 0,5mg/L ; arsen: một số nơi phát hiện > 0,05 mg/L

_ _ _ _ _ _ _

Slide 32

Chất lượng nước ngầm Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào cấu trúc địa tầng

mà nước thấm qua:

- Độ đục thấp;

- Nhiệt độ và thành phần hoá học tương đối ổn định;

- Không có O2, nhưng có thể chứa nhiều khí H2S, CO2…

- Chứa nhiều chất khoáng hoà tan, chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magie, flo…

- Không có sự hiện diện của vi sinh vật.

_ _ _ _ _ _ _

 Chiếm tỷ lệ khá nhỏ, 0,3% lượng nước ngọt trên trái đất,

 Bị ô nhiễm bởi nhiều nguồn khác nhau: ô nhiễm vật lý, hóa học, vi sinh vật, nhiễm mặn, hàm lượng cặn cao

 Khảo sát ở 3 miền: không có sông nào đạt tiêu chuẩn nước mặt loại A 94 - 100% mẫu nước bị ô nhiễm VSV

_ _ _ _ _

Slide 34 _

_ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _

Slide 36

Phân hạng nguồn nước mặt

_ _ _ _ _

Slide 37

Các loại nhiễm bẩn nước mặt

 Do virus, vi khuẩn và các chất hữu cơ gây bệnh từ chất thải người và động vật

 Do các chất hữu cơ phân từ động, thực vật và các chất thải trong nông nghiệp

 Do chất thải công nghiệp, chất thải rắn có chứa các chất thải độc hại của các

cơ sở công nghiệp như phenol, cyanur, chì, crôm,

 Nguồn gây ô nhiễm dầu mỏ và các sản phẩm của dầu mỏ trong quá trình khai thác, sản xuất, chế biến,

 Do các chất tẩy rửa tổng hợp trong sinh hoạt và trong công nghiệp

 Các chất phóng xạ, các hoá chất bảo vệ thực vật, phân bón, các hoá chất hữu cơ tổng hợp sử dụng trong công nghiệp

_ _ _ _ _ _ _

Slide 38

Khác biệt giữa nước ngầm và nước bề mặt

_ _ _ _ _ _ _

Slide 40

Tài nguyên nước của Việt Nam

• Tài nguyên nước ở Việt Nam rất phong phú, ( 150 km 3 nước mặt / năm và 10 triệu m 3 nước ngầm / ngày)

• Việt Nam có lượng mưa trung bình cao (2000 mm/năm)

• Lượng mưa cao nhất ở Bắc Giang (4.000 – 5.000 mm/năm), ít nhất là Ninh Thuận và Bình Thuận (600 – 700 mm/năm).

• Hàng năm Việt Nam nhận thêm lưu lượng từ Nam Trung Quốc

và Lào, với lượng khoảng 550 km 3

• Do mật độ dân số cao nên bình quân lượng nước sinh hoạt trong lãnh thổ trên đầu người VN vào loại trung bình thấp trên thế giới (4200m 3 /người)

_ _ _ _ _ _ _

Slide 41

Tình hình cung cấp nước ở Việt Nam Khu vực thành thị : nước thủy cục, nước giếng khoan

 Nước mặt (sông, suối, ao, hồ, kênh rạch và các giếng mạch nông)

 Nước mưa (hứng trực tiếp hoặc thu từ mái nhà).

 Nước ngầm (nước ngầm mạch nông, mạch nước lộ thiên và nước ngầm sâu).

_ _ _ _ _ _ _ Slide 42

_ _ _ _ _

Slide 44

Qui định về chất lượng nước

• TCVN 5502:2003 - Nước cấp sinh hoạt –Yêu cầu chất lượng

• QCVN 02:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

về chất lượng nước sinh hoạt

• QCVN 01:2009/BYT Quy chuẩn về chất lượng nước ăn uống quy định mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đốivới nước dùng để ăn uống, nước dùng cho các cơ sở để chế biến thực phẩm.

…

_ _ _ _ _ _ _

Slide 45

NƯỚC ĂN UỐNG

• Nước ăn uống là nước dùng cho ăn uống, chế biến thực phẩm, nước từ các nhà máy nước ở khu vực đô thị cấp cho ăn uống và sinh hoạt.

_ _ _ _ _

Slide 46

KHÁI NIỆM VỀ NƯỚC UỐNG SẠCH

"Nước uống sạch là nước không có màu, mùi vị

người, không có các vi khuẩn gây bệnh và không

trước mắt cũng như lâu dài".

_ _ _ _ _ _ _

Slide 47

Các chỉ tiêu về chất lượng nước

1 Các chỉ tiêu lý học 1.1 Nhiệt độ 1.2 Độ màu 1.3 Độ đục 1.4 Mùi vị…

2 Các chỉ tiêu hoá hoc 2.1 Độ pH 2.2 Độ kiềm 2.3 Độ cứng …

3 Các chỉ tiêu vi sinh vật

_ _ _ _ _ _ _

Slide 48

Test thử nhanh môi trường nước

_ _ _ _ _

Slide 49

Các loại pack test và dải đo

_ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _

Slide 51

Độ đục

_ _ _ _ _

Slide 52

ĐỘ MÀU

• Nước nguyên chất không màu

• Nước có màu gây ra bởi các chất bẩn hoà tan trong nước gây ra (Fe(OH) 3 tạo màu nâu đỏ, chất mùn tạo màu vàng, các loài thuỷ sinh tạo màu xanh lá, )

• Giảm cường độ màu của nước bằng các chất oxy hóa mạnh như Clor, ozon, KMnO 4 ,… ; sau đó, khử bằng tạo keo tụ, hấp phụ than hoạt tính, lọc.

• Đo lường bằng so sánh với d/d chuẩn (K 2 PtCl 6 +CaCl 2 )

• Đơn vị là PtCo (Platin Coban)

_ _ _ _ _ _ _

Slide 53

MÙI VỊ

• Các chất khí và các chất hoà tan làm nước có mùi vị

• Nước thiên nhiên có thể có mùi tanh, mùi đất, mùi thối hoặc mùi đặc trưng của các hoác chất hòa tan như mùi Clor, NH3, H2S

• Nước có thể có vị mặn, ngọt, đắng, tuỳ theo thành phần và lượng các chất hoà tan

• Nguồn các chất tạo mùi vị của nước: vô cơ (Cl 2 , NaCl, MgSO4), hữu cơ (vi khuẩn, tảo, chất thải công nghiệp, )

_ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _

Slide 55

Độ pH của nước

_ _ _ _ _ _ _

Slide 57

ĐỘ CỨNG

• Tạo bởi các muối Ca và Mg / nước

• Độ cứng tạm thời : do CaCO3, MgCO3, CaHCO3hay MgHCO3

• Độ cứng vĩnh cữu do các muối sulfat hoặc clorur Canxi, Magie tạo ra…

• Độ cứng (mg CaCO3/L) = 2,497*[Ca] + 4,118*[Mg]

_ _ _ _ _

Slide 58

Đơn vị đo độ cứng

_ _ _ _ _ _ _

Slide 59

PHÂN LOẠI NƯỚC THEO ĐỘ CỨNG

_ _ _ _ _ _ _

Slide 60

Lượng oxy hòa tan

(DO - dissolved oxygen)

• Không tác dụng với nước về mặt hóa học

• Phụ thuộc nhiều yếu tố như áp suất, nhiệt độ, thành phần hóa học của nguồn nước, số lượng vi sinh, thủy sinh vật…

• Là chỉ số đánh giá “tình trạng sức khỏe” của nguồn nước.

• Khi DO xuống thấp (4 – 5 mg/L), số sinh vật có thể sống được trong nước giảm mạnh

• Nếu DO quá thấp, nước sẽ có mùi và trở nên đen do trong nước lúc này diễn ra chủ yếu là các quá trình phân hủy yếm khí, các sinh vật không thể sống được trong nước này nữa

_ _ _ _ _

Slide 61

COD (ChemicaL Oxygen Demand)

• Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hữu cơ trong nước bằng con đường hoá học

• Giúp phần nào đánh giá được mức độ ô nhiễm của nước, cho kết quả nhanh

• Chất oxid hóa thường dùng trong xác định COD

là KMnO4 hoặc K2Cr2O7

(1 mg KMnO4 ứng với 0,253 mgO2).

_ _ _ _ _ _ _

Slide 62

Nhu cầu oxy sinh hóa

BOD (BiochemicaL Oxygen Demand)

• Là lượng oxigen cần thiết để vi khuẩn có trong nước phân hủy các chất hữu cơ

• Là một chỉ tiêu dùng để xác định mức độ nhiễm bẩn của nước (đơn vị tính cũng là mgO2/L)

• Các vi khuẩn sử dụng oxy hòa tan để oxid hóa các chất hữu cơ và chuyển hóa chúng thành các sản phẩm

vô cơ bền như CO2, CO32- -, SO4

2- _ _ _ _ _ _ _

Slide 63

Lượng ion Clor

• Trong nước tồn tại dưới dạng ion Cl - do hòa tan các muối khoáng hoặc do phân huỷ chất hữu cơ

Slide 64

Lượng vi sinh vật

• Vi khuẩn vô hại

• Vi khuẩn có hại : vi khuẩn gây bệnh, virus, rong, tảo, cần loại bỏ ra khỏi nước sử dụng

_ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ Slide 66

Chủ đề 2: Công nghệ xử lý và

hệ thống cấp nước trong nhà máy chế biến thực phẩm

_ _ _ _ _

Slide 67

Nội dung chủ đề 2

2.1 Nguyên tắc chọn công nghệ xử lý (CNXL) nước 2.2 Các quá trình xử lý nước cấp cơ bản 2.3.Các biện pháp và dây chuyền công nghệ xử lý nước 2.4 Hệ thống phân phối nước

_ _ _ _ _ _ _

Slide 68

1 Lựa chọn công nghệ xử lý và hệ thống cấp nước cấp?

2 Nguồn cấp nước và yếu tố ảnh hưởng tới nguồn cấp?

3 Một số công nghệ xử lý nước cấp cơ bản?

4 Một số mô hình hệ thống cấp nước phổ biến trong NMCB thực phẩm?

_ _ _ _ _ _ _

Slide 69 2.1 Nguyên tắc chọn công nghệ xử lý (CNXL)

nước

2.1.1 Phương án lựa chọn CNXL nước cấp dựa vào kích thước hạt

_ _ _ _ _

Slide 70

Phương pháp phân tích kích thước hạt trong

nước

_ _ _ _ _ _ _

Slide 71 2.1.2 Phương án xử lý với nguồn

nước ngầm

Các khả năng xử lý nước ngầm

_ _ _ _ _ _ _

Slide 72

Công nghệ xử lý nước ngầm ở Hà Lan

_ _ _ _ _

Slide 73 2.1.3 Phương án xử lý với nguồn

nước bề mặt

Các khả năng xử lý nước bề mặt

_ _ _ _ _ _ _

Slide 74

_ _ _ _ _ _ Slide 75

_ _ _ _ _

Slide 76

2.2 Các quá trình xử lý nước cấp cơ bản

2.2.1 Quá trình keo tụ 2.2.2 Quá trình loại bỏ sắt và mangan 2.2.3 Quá trình làm mềm nước cứng 2.2.4 Quá trình lắng

2.2.5 Quá trình lọc 2.2.6 Quá trình khử trùng

_ _ _ _ _ _ _

Slide 77

2.2.1 Quá trình keo tụ

a Đặc điểm của quá trình keo tụ

• Keo tụ là quá trình tạo hạt của các chất lơ lửng dạng keo và hạt lơ lửng có trong nước do lực dính kết lẫn nhau dưới tác dụng của lực hút phân tử của chính hạt keo đó

• Kết quả của quá trình keo tụ là hình thành nên những hạt có kích thước lớn và có thể lắng và tách ra khỏi nước.

Tại sao phải xử lý keo tụ nước cấp?

- Nguồn nước mặt thường chứa các tạp chất có nguồn gốc thành phần và kích thước rất khác nhau.

- Tạp chất luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng do có khối lượng riêng nhỏ.

_ _ _ _ _ _ _

Slide 78

2.2.1 Quá trình keo tụ

Mục tiêu của quá trình keo tụ là gì?

– Làm giảm lực đẩy giữa các hạt keo với nhau, khi đó sẽ giảm khoảng cách giữa các hạt (để làm được điều này người ta tạo nên chuyển động với những tốc độ khác nhau, bằng cách cho nước chuyển động trong các loại bể lắng) – Khi đó sẽ làm tăng lực hút phân tử giữa các hạt làm cho chúng có thể lắng xuống.

_ _ _ _ _

Slide 79 Tác dụng của quá trình keo tụ trong xử lý nước cấp _

_ _ _ _ _ _

Slide 80

2.2.1 Quá trình keo tụ

b Nguyên lý của quá trình keo tụ

 Bản chất của các hạt keo là các hạt mạng điện Do đó

để loại bỏ được nó ra khỏi nguồn nước cấp thì chúng

ta phải làm cho chúng kết dính lại với nhau (mất điện tích).

 Xử lý nước bằng phương pháp keo tụ là cho vào nước một loại hoá chất gọi là chất keo tụ, có thể đủ làm cho các hạt rất nhỏ biến thành hạt có kích thước lớn và lắng xuống.

_ _ _ _ _ _ _

Slide 81 Để thực hiện quá trình keo tụ trong thực tế sản xuất hiện

nay người ta thường dùng các chất keo tụ sau:

 Muối nhôm: Al2 (SO 4 ) 3 45% không ngậm nước,

Al 2 (SO 4 ) 3 18H 2 O, AlCl 3 lỏng, …

 Polymer nhôm: Aln (OH) p (Cl) q (SO 4 ) f , chúng đặc trưng bằng tỷ số mol: OH/Al = 0,4 ÷ 0,6.

 Muối sắt: FeSO4 7H 2 O, FeCl 3 _Clorua feric (lỏng),

Fe2(SO4)3_Sunfat feric (rắn).

_ _ _ _ _

Slide 82

2.2.1 Quá trình keo tụ

 PP keo tụ dùng các chất điện ly đơn giản

 PP keo tụ dùng hệ keo ngược dấu như các muối nhôm hoặc sắt.

 PP keo tụ dùng các hợp chất cao phân tử

_ _ _ _ _ _ _

• Nhờ chuyển động Brown các hạt keo với điện tích bé khi va chạm dễ kết dính bằng lực hút phân tử tạo nên cácbông cặn ngày càng lớn.

_ _ _ _ _ _ _

Slide 84

_ _ _ _

Slide 85

_ _ _ _ _ _

Slide 86

_ _ _ _ _ _

Slide 87

c 3 Keo tụ dùng các hợp chất cao phân tử

• Các polyme có cấu tạo mạch dài, phân tử lượng cao

Khi phân ly trong nước chúng keo tụ các hạt cặn bẩn trong nước dưới dạng liên kết chuỗi.

• Các liên kết này tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành và lắng tủa bông cặn.

_ _ _ _ _

Slide 88 Các hợp chất cao phân tử thường dùng trong quá trình keo

tụ

_ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _

_ _ _ _

Slide 91

d Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả keo tụ

Trong quá trình keo tụ người ta thấy các yếu tố sau cĩ ảnh hưởng tới quá trình keo tụ là:

 Trị số pH

 Lượng chất keo tụ

 Nhiệt độ của nước

 Tốc độ hỗn hợp của nước và chất keo tụ.

 Tạp chất trong nước: HCO3- , SO42- , Cl - ,

_ _ _ _ _ _ _

 Trong nước mặt sắt và mangan tồn tại ở dạng hợp chất

Fe 3+ , Mn 3+ , Mn 4+ , không tan ở dạng keo hay huyền phù, hoặc ở dạng hợp chất hữu cơ phức tạp ít tan.

_ _ _ _ _ _ _

 Hàm lượng sắt & mangan có trong nước ngầm thường cao và phân bố không đều trong các lớp trầm tích Người ta thường thấy hàm lượng sắt cao hơn mangan.

_ _ _ _ _

Slide 94

2.2.2 Khử sắt và mangan

a Đặc điểm

- Nước có hàm lượng sắt và mangan cao thường gây ra:

 Làm nước có mùi tanh.

 Làm chi nước có nhiều cặn bẩn màu vàng.

 Làm cáu bẩn thiết bị trao đổi nhiệt, lò hơi, …

Vì vậy chúng ta phải xử lý chúng tới giới hạn cho phép trước khi cung cấp cho đối tượng sử dụng.

_ _ _ _ _ _ _

Slide 95

2.2.2 Khử sắt và mangan

b Các phương pháp khử sắt & mangan

- Hiện nay có rất nhiều phương pháp khử sắt &

mangan Có thể chia ra làm 3 nhóm chính như sau:

 Khử bằng phương pháp làm thoáng (dùng O 2 )

 Khử bằng phương pháp dùng hoá chất (chất oxy hóa mạnh).

 Các phương pháp khác.

_ _ _ _ _ _ _

Slide 96

2.2.2 Khử sắt và mangan

b) Các phương pháp khử sắt & mangan.

* Nguyên lý: Phương pháp này thực chất là quá trình làm giàu

oxy cho nước tạo điều kiện để sắt & mangan bị oxy hoá.

Fe 2+ Fe 3+ , Mn 2+ Mn 3+ , Mn 4+ sau đó dùng bể lọc để loại bỏ chúng.

 Làm thoáng có thể là làm thoáng tự nhiên hay làm thoáng nhân tạo.

 Sắt & mangan hoà tan trong nước chúng thường tồn tại ở dạng:

Fe(HCO3)2, FeSO4, Mn(HCO3)2 , MnSO4, chúng là các hợp chất không bền trong môi trường có oxy.

_ _ _ _ _

Slide 97

2.2.2 Khử sắt và mangan

+ Khử sắt & mangan bằng phương pháp làm thoáng.

Quá trình khử sắt và mangan có thể mô tả:

1.Trong nước chúng phân ly như sau:

Fe(HCO3)2 = 2.HCO3 - + Fe 2+ (1) Mn(HCO3)2 = 2.HCO3- + Mn 2+ (1’)

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

4.Fe 2+ + O2+ 10.H2O = 4.Fe(OH)3+ 8.H + (2) 2Mn 2+ + O2 + 6.H2O = 2.Mn(OH)4 + 4.H + (2’)

3.Đồng thời có phản ứng phụ xảy ra như sau:

H + + HCO3 - = H2O + CO2 (3)

_ _ _ _ _ _ _

Slide 98

2.2.2 Khử sắt và mangan

+ Khử sắt & mangan bằng phương pháp làm thoáng.

4.Tốc độ oxy hoá được miêu tả theo phương trình Just như sau:

Trong đó:

+ V – tốc độ oxy hoá.

+ - Sự biến thiên [Fe 2+ ] theo thời gian.

+ [Fe 2+ ],[H + ], [O 2 ] - nồng độ của các chất tương ứng trong nước.

+ k – Hằng số tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ, chất xúc tác.

dt

d Fe

_ _ _ _ _ _ _

Slide 99

2.2.2 Khử sắt và mangan

+ Khử sắt & mangan bằng phương pháp làm thoáng

* Chú ý: Khi khử sắt và mangan bằng phương pháp làm thoáng,

quy phạm quy định:

 H2S < 0,2 mg/l ; NH4< 1 mg/l.

 Độ oxy hoá của nước < 0,15 + 3 mg O 2 /l.

 Sau khi làm thoáng, nước phải có pH > 7, độ kiềm > 2 mg đlg/l.

_ _ _ _ _

Slide 100

2.2.3 Làm mềm nước cứng

a Độ cứng của nước

 Độ cứng của nước là do các muối hoà tan trong nước:

CaCl2, MgCl2, NaCl, CaSO4, Na2SO4, KNO3, Fe(HCO3)2, Mn(HCO3)2, … làm cho nước “cứng”, và được biểu thị bằng độ cứng của nước.

_ _ _ _ _ _ _

Slide 101

2.2.3 Làm mềm nước cứng

a Độ cứng của nước

Người ta chia độ cứng của nước thành các loại sau:

Độ cứng tạm thời: Do các muối bicacbônat tan trong nước tạo ra như:

Fe(HCO 3 ) 2 , Mn(HCO 3 ) 2 , Ca(HCO 3 ) 2 , … dưới tác dụng của nhiệt độ chúng tạo ra các chất kết tủa và lắng xuống.

Độ cứng vĩnh cửu: trừ các loại muối dạng bicácbônat còn lại các muối

chúng sẽ bám vào bề mặt trao đổi nhiệt một lớp cặn cứng.

Độ cứng toàn phần: là tổng độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu.

Chú ý:Nước cấp cho lò hơi, thiết bị trao đổi nhiệt thì độ cứng là một chỉ tiêu quan trọng nhất của nước cấp.

_ _ _ _ _ _ _

Slide 102

2.2.3 Làm mềm nước cứng

a Độ cứng của nước

 Để đo độ cứng của nước người ta dùng các đơn vị sau đây:

 Độ Đức ( ký hiệu là 0G): 1 0 G tương đương với 10 mg CaO hoặc 7,14 mg MgO có trong 1 lít nước.

 Miligam đương lượng/1 lít ( ký hiệu là mg đlg/l ); 1 mg đlg/l

= 2,81 0 G.

_ _ _ _ _

Slide 103

2.2.3 Làm mềm nước cứng

a Độ cứng của nước

 Tuỳ theo độ cứng của nước mà người ta chia chúng ra làm

Slide 104

2.2.3 Làm mềm nước cứng

b Tác hại của nước cứng

 Gây trở ngại cho quá trình sinh hoạt: giặt quần áo tốn xà phòng, nấu thức ăn lâu chín, …

 Trong sản xuất: làm ảnh hưởng tới cảm quan và chất lượng thực phẩm …

_ _ _ _ _ _ _

Slide 105

2.2.3 Làm mềm nước cứng

b Tác hại của nước cứng

- Đặc biệt là trong là hơi, các thiết bị nhiệt thì chúng gây ra tác hại rất lớn, cụ

• Tóm lại: Nước cấp cho sinh hoạt và sản xuất phải sạch và mềm Nếu độ cứng

càng cao thì độ đóng cặn càng nhiều, váng dày trong thiết bị, … gây ảnh hưởng tới quá trình sử dụng cũng như chất lượng thiết bị.

_ _ _ _ _

Slide 106

2.2.3 Làm mềm nước cứng

c Phương pháp làm mềm nươc cứng

Ngày nay để làm mềm nước cứng người ta thường áp dung các phương pháp sau:

 Phương pháp nhiệt.

 Phương pháp hoá học.

 Phương pháp điện trường, từ trường.

 Phương pháp trao đổi ion.

_ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _

Slide 109

2.2.4 Lắng nước

a Đặc điểm

* Chú ý: Để nghiên cứu quá trình lắng được thuận tiện,

người ta đưa ra hai khái niện lắng cơ bản như sau:

 Độ lớn thuỷ lực của một hạt: Là tốc độ rơi của hạt đó trong môi trường nước tĩnh ở nhiệt độ 15 0 C.

 Đường kính tương đương của một hạt có hình dạng bất kỳ: Là đường kính của một hạt hình cầu có độ lớn thuỷ lực bằng độ lớn thuỷ lực của hạt đó.

_ _ _ _ _ _ _

Slide 110

2.2.4 Lắng nước

b) Phân loại quy luật lắng

Người ta chia quy luật lắng làm 2:

 Quy luật lắng các hạt không thay đổi hình dạng và độ lớn trong quá trình lắng: Lắng các hạt phù sa, cát của

các nguồn nước đục …

 Quy luật lắng các hạt “không ổn định”có khả năng

dính kết, thay đổi hình dạng và độ lớn trong quá trình lắng - các hạt hình thành trong quá trình keo tụ và các hạt không đều.

_ _ _ _ _ _ _

Slide 111

2.2.4 Lắng nước

c.Các loại bể lắng thường dùng

Để lắng hiện nay người ta thường dùng các loại bể lắng sau:

1 Bể lắng đứng : Nuớc c/đ theo chiều từ dưới lên hay từ

trên xuống

2 Bể lắng ngang: Nước chuyển động ngang trong bể

3 Bể lắng ly tâm

4 Xyclon thủy lực

_ _ _ _ _

Slide 112

Sơ đồ cấu tạo bể lắng đứng

_ _ _ _ _ _ _ Slide 113

Cấu tạo bể lắng ngang

_ _ _ _ _ _ _ Slide 114

Cấu tạo bể lắng ly tâm (Radian)

_ _ _ _ _

Slide 115

Xyclon thủy lực

_ _ _ _ _ _ _

 Trong dây chuyền xử lý nước sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối cùng của quá trình làm trong nước.

_ _ _ _ _ _ _

Slide 118

2.2.5 Lọc nước b) Phân loại

- Để thực hiện quá trình lọc nước người ta sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau Các loại bể này có thể phân loại như sau:

1.Theo tốc độ lọc:

+ Bể lọc chậm: tốc độ lọc 0,1 – 0,5 m/h.

+ Bể lọc nhanh: tốc độ lọc 5 – 15 m/h.

+ Bể lọc cao tốc: tốc độ lọc 36 – 100 m/h.

_ _ _ _ _ _ _

Slide 119

2.2.5 Lọc nước b) Phân loại

- Để thực hiện quá trình lọc nước người ta sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau Các loại bể này có thể phân loại như sau:

2.Theo chế độ dòng chảy:

+ Bể lọc trọng lực: là loại bể lọc hở, không áp.

+ Bể lọc áp lực: là bể lọc kín, quá trình lọc xảy ra nhờ áp lực nước từ phía trên lớp VLL.

_ _ _ _ _ _ _

Slide 120

2.2.5 Lọc nước b) Phân loại

- Để thực hiện quá trình lọc nước người ta sử dụng nhiều loại bể lọc khác nhau Các loại bể này có thể phân loại như sau:

3.Theo cỡ hạt vật liệu lọc

+ Bể lọc cỡ hạt nhỏ: d < 0,4 mm.

+ Bể lọc cỡ hạt vừa: d = 0,4 – 0,8 mm.

+ Bể lọc cỡ hạt thô: d > 0,8 mm.

_ _ _ _ _