NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KEO TỤ CỦA CÁC LOẠI HÓA CHẤT ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KEO TỤ CỦA CÁC LOẠI HÓA CHẤT ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP... Được sự phân công của Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học, đề tài “Nghiên cứu đánh giá khả năng

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KEO TỤ CỦA CÁC LOẠI HÓA CHẤT ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ XỬ

LÝ NƯỚC CẤP

Họ và tên sinh viên: LÊ THỊ NGỌC CHÂU Ngành : CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Niên khóa : 2007 - 2011

Tháng 06/2011

Trang 2

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KEO TỤ CỦA CÁC LOẠI HÓA CHẤT ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Để có được như ngày hôm nay, để hoàn thành khóa luận tốt nghiêp - cái mốc đánh dấu sự trưởng thành của một đời sinh viên ở trường đại học - tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc và chân thành đến những người thân trong gia đình tôi cho dù đó là sự giúp

đỡ về mặt tinh thần hay vật chất, đã giúp tôi vượt qua được một đoạn đường dài trong cuộc đời, đặc biệt là Mẹ vì những lo toan, âm thầm chăm sóc và dõi theo những bước chân của tôi, để tôi có động lực vượt qua những khó khăn

Tiếp theo, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô ở bộ môn Công Nghệ Hóa Học của trường Đại học Nông Lâm Tp HCM - nơi tôi gắn bó suốt 4 năm đại học - đã cung cấp cho tôi những kiến thức cơ bản để tôi có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp của mình và vững bước trong cuộc sống đặc biệt tôi vô cùng biết ơn thầy trưởng bộ môn PGS TS Trương Vĩnh vì tất cả những gì thầy đã làm cho các thế hệ sinh viên của bộ môn Công Nghệ Hóa Học

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy hướng dẫn Th.S Huỳnh Ngọc Anh Tuấn vì những sự giúp đỡ cũng như những động viên, đã tận tình hướng dẫn, chia

sẻ nguồn tài liệu quý báu để khóa luận của tôi đạt kết quả tốt nhất

Qua đây tôi cũng xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến các anh chị trong công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức đã hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất và chia sẻ những kinh nghiệm trong lúc tôi làm thí nghiệm tại công ty

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp DH07HH vì đã cùng tôi vượt qua những khó khăn, vui, buồn trong học tập lẫn trong cuộc sống và là động lực để tôi

cố gắng trong học tập

Mặc dù rất cố gắng nhưng không thể tránh những sai sót, rất mong nhận được

ý kiến đóng góp của thầy cô và bạn bè

Tp.HCM, ngày 20 tháng 06 năm 2011 Sinh viên thực hiện

Lê Thị Ngọc Châu

Trang 4

ưu mà vẫn đảm bảo tính kinh tế khi sử dụng loại hóa chất đó trong thực tế Những yêu cầu trên đã đặt ra cho khóa luận hai mục tiêu chính:

 Thí nghiệm jartest để xác định pH, lượng hoá chất keo tụ tối ưu và loại hoá chất keo tụ xử lý hiệu quả

 Đánh giá hiệu quả kinh tế khi sử dụng các loại hóa chất trong công nghệ xử

lý nước cấp

Khóa luận đã hoàn thành hai mục tiêu với kết quả như sau:

Phèn Nhôm Al2(SO4)3.18H2O có lượng hóa chất tối ưu 0,035 kg/m3, pH tối ưu 6,5, hiệu suất xử lý 98,55%, pH sau lắng 5,95

PAC (polyaluminium chloride) màu vàng nhạt có lượng hóa chất tối ưu 0,008

kg/m3, pH tối ưu 7,0, hiệu suất xử lý 98,84%, pH sau lắng 7,05

PAC (polyaluminium chloride) màu cam có lượng hóa chất tối ưu 0,01 kg/m3,

pH tối ưu 8,0, hiệu suất xử lý 98,55%, pH sau lắng 7,5

PAC (polyaluminium chloride) màu trắng có lượng hóa chất tối ưu 0,03 kg/m3,

pH tối ưu 8,0, hiệu suất xử lý 99,13%, pH sau lắng 7,45

PAC (polyaluminium chloride) màu vàng đậm có lượng hóa chất tối ưu 0,01

kg/m3, pH tối ưu 7,5, hiệu suất xử lý 98,75%, pH sau lắng 7,1

Qua phân tích, tác giả chọn PAC (polyaluminium chloride) màu vàng nhạt là

loại hóa chất keo tụ xử lý hiệu quả nhất trong 05 loại hóa chất mà đề tài nghiên cứu

Trang 5

ABSTRACT

The thesis "The study, evaluates the ability of coagulation chemicals used in water treatment technology" was conducted at the laboratory of Company corporation B.O.O Water Thu Duc, the period from 01/03/2011 to 01/06/2011

The above requirements have been set for the thesis two main objectives:

• Jartest experiment to determine the pH of optimal chemical coagulation and flocculation chemicals handled efficiently

• Assess the economic efficiency of using chemicals in drinking water treatment technology

Thesis finished two goals with the following results:

Al2 (SO4) 3.18H2O had optimum concentration 0,035 kg/m3, the optimal pH 6,5, processing efficiency 98,55%, pH 5,95 after settling

PAC (polyaluminium chloride) bright yellow had optimum concentration 0,008

kg/m3, the optimal pH 7,0, processing efficiency 98,84%, pH 7,05 after settling

PAC (polyaluminium chloride) orange had optimum concentration 0,01 kg/m3, the optimal pH 8,0, processing efficiency 98,55%, after settling pH 7,5

PAC (polyaluminium chloride) white had optimum concentration 0,03 kg/m3 , optimal pH 8,0, processing efficiency 99,13%, pH 7,45 after settling

PAC (polyaluminium chloride) dark yellow had optimum concentration 0,01 kg/m3, the optimal pH 7,5, processing efficiency 98,75%, after settling pH 7,1

After analysis, the authors selected PAC (polyaluminium chloride) bright

yellow is most effective in 05 types of chemicals that research

Trang 6

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN Error! Bookmark not defined

TÓM TẮT KHÓA LUẬN ii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Error! Bookmark not defined.xi Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấn thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 3

1.3 Nội dung nghiên cứu 3

1.4 Phương pháp nghiên cứu 4

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4

1.7 Tính mới của đề tài 5

Chương 2 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 6

2.1 Tổng quan về công ty 6

2.1.1 Sơ lược về công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức 6

2.1.2 Qui trình công nghệ xử lý nước cấp ở công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức 8 2.1.3 Thuyết minh qui trình 9

2.2 Một số phương pháp xử lý nước cấp 9

2.3 Quá trình keo tụ - tạo bông 10

2.3.1 Cấu tạo hạt keo 10

2.3.2 Tính chất của hệ keo 11

2.3.3 Cơ chế của quá trình keo tụ 13

2.3.4 Các hóa chất keo tụ 15

2.4 Quy chuẩn kỹ thuật chất lượng nước ăn uống 18

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

Trang 7

3.2 Thí nghiệm Jartest 19

3.2.1 Mục đích thí nghiệm 19

3.2.2 Dụng cụ và hóa chất 20

3.2.3 Các bước tiến hành thí nghiệm 23

3.4 Số lượng mẫu thí nghiệm Jartest 24

3.4.1 Số lượng mẫu thí nghiệm 1 24

3.4.2 Số lượng mẫu thí nghiệm 2 25

3.4.3 Số lượng mẫu trí thí nghiệm 3 27

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28

4.1 Kết quả thí nghiệm Jartest của Phèn Nhôm Al 2 (SO 4 ) 3 18H 2 O (H1) 28

4.2 Kết quả thí nghiệm Jartest của PAC vàng nhạt (H2) 33

4.3 Kết quả thí nghiệm Jartest của PAC màu cam (H3) 38

4.4 Kết quả thí nghiệm Jartest của PAC màu trắng (H4) 43

4.5 Kết quả thí nghiệm Jartest của PAC vàng đậm (H5) 48

4.6 Tổng hợp kết quả và thảo luận 54

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

5.1.Kết Luận 56

5.2.Kiến Nghị 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

PHỤ LỤC 58

Trang 8

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Nhu cầu cấp nước ở thành phố Hồ Chí Minh 1 Bảng 3.1 Bảng danh sách dụng cụ và hóa chất trong thí nghiệm Jartest 22

Bảng 3.2 Bảng số lượng mẫu thí nghiệm 1 (lần 1) 25

Bảng 3.6 Bảng số lượng mẫu thí nghiệm 3 27Bảng 4.1.1 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ phèn (H1) ở thí nghiệm 1 (lần 1) 28

Bảng 4.1.2 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ phèn (H1) ở thí nghiệm 1 (lần 2) 28

Bảng 4.1.3 Bảng số liệu giá trị độ đục khi điều chỉnh pH và cố định nồng độ phèn (H1)

Bảng 4.2.1 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ PAC (H2) ở thí nghiệm 1 (lần 1) 32

Bảng 4.2.3 Bảng số liệu giá trị độ đục khi điều chỉnh pH và cố định nồng độ PAC (H2)

Bảng 4.2.7 Bảng số liệu giá trị độ đục trung bình, pH sau lắng trung bình và hiệu suất

Trang 9

Bảng 4.2.8 Bảng ANOVA của PAC (H2) 36 Bảng 4.3.1 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ PAC (H3) ở thí nghiệm 1 (lần 1) 37

Bảng 4.4.7 Bảng số liệu giá trị độ đục trung bình, pH sau lắng trung bình và hiệu suất sau xử lý khi thay đổi nồng độ PAC (H4) ở thí nghiệm 3 46

Bảng 4.4.8 Bảng ANOVA của PAC (H4) 47Bảng 4.5.1 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ PAC (H5) ở thí nghiệm 1 (lần 1) 48

ở thí nghiệm 2 (lần 1) 49

ở thí nghiệm 2 (lần 2) 50

Trang 10

Bảng 4.5.5 Bảng số liệu giá trị độ đục, pH sau lắng khi thay đổi nồng độ PAC (H5) ở thí nghiệm 3 (lần 1) 50

Bảng 4.5.6 Bảng số liệu giá trị độ đục, pH sau lắng khi thay đổi nồng độ PAC (H5) ở thí nghiệm 3 (lần 2) 52 Bảng 4.5.7 Bảng số liệu giá trị độ đục trung bình, pH sau lắng trung bình và hiệu suất sau xử lý khi thay đổi nồng độ PAC (H5) ở thí nghiệm 3 52 Bảng 4.5.8 Bảng ANOVA của PAC (H5) 52

Bảng 4.6.1 Bảng thống kê giá thành sử dụng và hiệu suất của 05 loại hóa chất 54

Trang 11

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Diễn biến COD nước sông Sài Gòn và SS tại điểm lấy nước nhà máy nước

Tân Hiệp 2

Hình 1.2 Sự biến thiên của giá trị BOD5 trung bình theo các năm của sông Đồng Nai tại vị trí lấy nước Hóa An 3

Hình 1.3 Diễn biến nồng độ N- ammonia tại điểm lấy nước nhà máy nước Tân Hiệp 3

Hình 2.1 Công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức 6

Hình 2.2 Sơ đồ qui trình sản xuất nước cấp ở công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức 8

Hình 2.3 Cấu tạo của hạt keo 11 Hình 2.4 Biểu đồ lục tương tác giữa các hạt keo 12

Hình 2.5 Sự phụ thuộc giữa điện tích bề mặt hạt keo và lượng ion trái dấu đưa vào 14 Hình 2.6 Hiệu quả về độ đục theo lượng ion trái dấu đưa vào 14

Hình 2.7 Sơ đồ cơ chế hấp phụ - bắc cầu của polime trái dấu đưa vào 15

Hình 3.1 Phòng hóa nghiệm của công ty Cổ phần B.O.O Nước Thủ Đức 19 Hình 3.2 Thiết bị Jartest 20

Hình 3.3 Máy đo pH HACH - Mỹ 20

Hình 3.4 Máy khuấy từ STUART (BIBBY) - Anh 21

Hình 3.5 Máy đo độ đục HACH - Mỹ 21

Hình 3.6 Bộ phận quang học của máy đo độ đục 21

Hình 4.1.1 Đồ thị xác định lượng phèn (H1) phản ứng 29

Hình 4.1.2 Biểu đồ biểu diễn độ đục và hiệu suất sau xử lý của phèn (H1) theo giá trị pH điều chỉnh 30

Hình 4.1.3 Biểu đồ biểu diễn độ đục trung bình và hiệu suất sau xử lý khi thay đổi nồng độ phèn (H1) 32

Hình 4.2.1 Đồ thị xác định lượng PAC (H2) phản ứng 34

Hình 4.2.2 Biểu đồ biểu diễn độ đục và hiệu suất sau xử lý của PAC (H2) theo giá trị pH điều chỉnh 35

Hình 4.2.3 Biểu đồ biểu diễn độ đục trung bình và hiệu suất sau xử lý khi thay đổi nồng độ PAC (H2) 37 Hình 4.3.1 Đồ thị xác định lượng PAC (H3) phản ứng 39

Trang 12

Hình 4.3.2 Biểu đồ biểu diễn độ đục và hiệu suất sau xử lý của PAC (H3) theo giá trị

pH điều chỉnh 40

Hình 4.3.3 Biểu đồ biểu diễn độ đục trung bình và hiệu suất sau xử lý khi thay đổi nồng độ PAC (H3) 42Hình 4.4.1 Đồ thị xác định lượng PAC (H4) phản ứng 44 Hình 4.4.2 Biểu đồ biểu diễn độ đục và hiệu suất sau xử lý của PAC (H4) theo giá trị

pH điều chỉnh 45 Hình 4.4.3 Biểu đồ biểu diễn độ đục trung bình và hiệu suất sau xử lý khi thay đổi nồng độ PAC (H4) 47Hình 4.5.1 Đồ thị xác định lượng PAC (H5) phản ứng 49

Hình 4.5.2 Biểu đồ biểu diễn độ đục và hiệu suất sau xử lý của PAC (H5) theo giá trị

pH điều chỉnh 51 Hình 4.5.3 Biểu đồ biểu diễn độ đục trung bình và hiệu suất sau xử lý khi thay đổi nồng độ PAC (H5) 53

Trang 13

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

UBND Ủy Ban Nhân Dân

BOD5 Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh học đo ở điều kiện

200C trong thời gian 5 ngày) Tp.HCM Thành phố Hồ Chí Minh

COD Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu ôxy hóa hóa học)

SS Suspended Solids (Chất rắn lơ lửng)

PAC Poly Aluminium Chloride

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

NTU Nephelometric Turbidity Units (Đơn vị đo độ đục)

TNHH Trách nhiệm hữu hạn

Trang 14

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cần thiết của đề tài

Nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống, quyết định sự thành công trong các chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh quốc gia

Ở thành phố Hồ Chí Minh nguồn nước chủ yếu được lấy từ các sông lớn như Sông Đồng Nai, sông Sài Gòn, sông Vàm Cỏ Đông với hệ thống kênh rạch dài khoảng 7.880 km, tổng diện tích mặt nước 35.500 ha Nước được khai thác phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt, sản xuất

Bảng 1.1 Nhu cầu cấp nước ở thành phố Hồ Chí Minh

Năm 1995 2005 2015 Công ty cấp nước:

Dân dụng 383.588 704.664 1.178.868 Công nghiệp 50.413 239.790 314.375 Kinh doanh 19.624 56.166 100.745 Dịch vụ công cộng 110.829 205.598 Tổng 453.625 1.111.449 1799.586 Nhu cầu max=1.1 498.988 1.222.594 1.979.545 Nước thất thoát 339.458 547.474 Tổng 498.988 1.562.052 2.527.019 Giếng tư/UNICEF 238.722 213.598 312.937

Hệ thống cấp nước

Củ Chi 197 35.502 81.913 Tổng 737.957 1.811.152 2.921

Trang 15

Nguồn: Theo Nguyễn Phước Dân, Huỳnh Khánh An, Phạm Phước Hòa, 2008 Đánh giá tiềm năng tái sử dụng nước thải ở Tp HCM, Khoa Môi Trường, Đại học Bách Khoa Tp.HCM

Lượng nước cấp cho thành phố hiện nay khoảng 2 triệu khối/ngày và dự kiến tăng lên 3 triệu đến năm 2015 Trong đó cấp nước cho dân dụng, công nghiệp, dịch vụ và thất thoát lần lượt chiếm khoảng 45%, 26%, 10% và 19% tính cho năm 2005 Theo quy hoạch tổng thể Tp.HCM (UBND TP.HCM, 2008), lượng nước cấp đến 2025 lên đến 4.300.000 m3/ngày đêm Từ đó cho thấy nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng

Các hình1.1, 1.2, 1.3 cho thấy nước sông bị ô nhiễm amonia và SS nghiêm trọng, hầu hết các thời điểm quan trắc trong 3 năm đều vượt so với tiêu chuẩn loại A Giá trị COD của các thời điểm quan trắc thì vẫn nằm trong tiêu chuẩn cho phép ngoại trừ một vài thời điểm trong năm 2007 là có vượt tiêu chuẩn nhưng độ lệch không nhiều

Hình 1.1 Diễn biến COD nước sông Sài Gòn và SS tại điểm lấy nước nhà máy

nước Tân Hiệp

Trang 16

Với tình hình ô nhiễm nguồn nước mặt như vậy việc nghiên cứu các biện pháp

xử lý nước cung cấp cho cuộc sống hiện nay rất cần thiết Được sự phân công

của Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học, đề tài “Nghiên cứu đánh giá khả năng keo

tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử lý nước cấp” được thực

hiện với mục đích xác định loại phèn có khả năng keo tụ tốt áp dụng trong công nghệ xử lý nước cấp

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

1.2.1 Thí nghiệm jartest để xác định pH, lượng hoá chất keo tụ tối ưu và loại hoá chất keo tụ xử lý hiệu quả

1.2.2 Đánh giá hiệu quả kinh tế khi sử dụng các loại hóa chất keo tụ trong công nghệ xử lý nước cấp

1.3 Nội dung nghiên cứu

1.3.1 Tổng quan lý thuyết về công nghệ xử lý nước cấp

1.3.2 Tổng quan tài liệu về các loại hóa chất keo tụ ứng dụng trong công nghệ

xử lý nước cấp

Hình 1.2 Sự biến thiên của giá trị

BOD5 trung bình theo các năm của

sông Đồng Nai tại vị trí lấy nước Hóa

An

Hình 1.3 Diễn biến nồng độ N -

ammonia tại điểm lấy nước nhà máy

nước Tân Hiệp

Trang 17

1.3.3 Tìm hiểu quy trình và công nghệ xử lý nước cấp của Công Ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức sau đó phân tích đánh giá diễn biến chất lượng nước đầu vào tại bể điều hòa và đầu ra của nước đã xử lý

1.3.4 Thực hiện thí nghiệm Jartest xác định pH, lượng phèn tối ưu và loại phèn thích hợp, phân tích chỉ tiêu độ đục của nước cấp trước và sau xử lý

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Khảo sát thực địa sơ bộ qui trình xử lý nước tại công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức

1.4.2 Thu thập và tổng hợp tài liệu từ thư viện, mạng xã hội, một số đề tài nghiên cứu, lý thuyết liên quan đến đề tài

1.4.3 Phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước:

Đo pH đo bằng máy đo theo TCVN 6492 : 1999

Đo độ đục của nước theo phương pháp tán xạ ánh sáng ở góc 90o theo TCVN 6184 : 1996

1.4.4 Thí nghiệm Jartest xác định loại phèn, pH và hàm lượng phèn tối ưu 1.4.5 Thống kê, xử lý số liệu dựa trên kết quả thí nghiệm

1.4.6 Sử dụng các phần mềm word để viết văn bản, Excel tính toán số liệu và phần mềm Statgraphics Centurion XV để xử lý số liệu

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đề tài tập trung nghiên cứu khả năng keo tụ của 05 loại hóa chất phổ biến hiện nay sử dụng trong công nghệ xử lý nước cấp tại các nhà máy nước

- Nguồn nước nghiên cứu: nước sông Đồng Nai đã được bơm về bể chứa của công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức

- Nghiên cứu được thực hiện tại công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức trong thời gian 3 tháng (từ 01/03/2011 đến 01/06/2011)

1.6 Ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài

Từ thực tế cho thấy các hóa chất keo tụ truyền thống chưa đáp ứng các yêu cầu trong xử lý nước cấp nên yêu cầu đặt ra là tìm được loại hóa chất tối ưu đáp ứng được các yêu cầu trong xử lý nước cấp nhưng vẫn đảm bảo tính kinh tế khi sử dụng trong thực tế Do đó, đề tài “Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các

Trang 18

loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử lý nước cấp” được thực hiện sẽ góp phần:

- Đảm bảo nguồn nước cho nhu cầu cuộc sống

- Giảm thiểu việc sử dụng nguồn nước ngầm một cách tràn lan, không có kế hoạch từ đó giảm bớt nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm

- Đánh giá phương pháp keo tụ trong xử lý nước cấp

- Tìm ra được loại phèn phù hợp về hiệu quả xử lý nhưng vẫn đảm bảo tính kinh tế khi sử dụng

1.7 Tính mới của đề tài

Ở Việt Nam, công nghệ xử lý nước cấp bằng phương pháp keo tụ tạo bông đã được ứng dụng rộng rãi Đề tài sẽ nghiên cứu sâu thêm về phương pháp keo tụ

và trực tiếp thí nghiệm để tìm ra loại phèn đạt hiệu quả tối ưu

Dựa trên điều kiện được thực tập tại công ty, đề tài cũng đánh giá được những

ưu nhược điểm của các loại phèn khác nhau sử dụng trong công nghệ xử lý nước cấp

Trang 19

Chương 2

TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan về công ty

2.1.1 Sơ lược về công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức

Địa chỉ: 479 xa lộ Hà Nội - phường Linh Trung - quận Thủ Đức - Tp.HCM Điện thoại: (08) 37224672

Fax: (08) 37224683

Mã Số Thuế: 0303597508

Hình 2.1 Công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức

Năm 1997, dự án Nhà máy nước Thủ Đức được cấp giấy phép đầu tư theo hình thức hợp đồng BOT (xây dựng - kinh doanh - chuyển giao) chủ đầu tư là Tập đoàn Lyonnaise des Eaux Tháng 08/2003, sau một thời gian dài bị đình trệ do không được triển khai đúng kế hoạch, dự án được thanh lý, chuyển đổi hình thức hợp đồng sang mô hình BOO (xây dựng - kinh doanh - sở hữu)

Tháng 04/2004, UBND Tp.HCM tổ chức đấu thầu dự án Nhà máy Nước B.O.O Thủ Đức, liên doanh do CII đứng đầu đã trúng thầu đầu tư dự án này Tháng

Trang 20

11/2004 Công Ty Cổ Phần B.O.O Thủ Đức ra đời để tổ chức đầu tư xây dựng và vận hành Nhà Máy Nước Thủ Đức

Dự án gồm nhiều hạng mục, trong đó có nhà máy xử lý nước công suất 300 ngàn m3/ngày.đêm và tuyến ống chuyển tải nước sạch dài 25,7 km từ Thủ Đức về đến cầu Bà Chiêm, huyện Nhà Bè Nguồn nước từ nhà máy này được cung cấp cho các quận: 9, 2, 7, 8, 4 và huyện Nhà Bè Sắp tới, khi Tổng công ty cấp nước Sài Gòn hoàn thành đấu nối tuyến ống D1.500 Bình Thái - Bình Lợi với tuyến ống D2.000 của công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức, nguồn nước từ nhà máy sẽ đến với khu vực thiếu nước của Quận Thủ Đức (các phường: Hiệp Bình Chánh, Hiệp Bình Phước, Linh Đông, Linh Tây), quận Bình Thạnh và quận Gò Vấp

Trang 21

2.1.2 Qui trình công nghệ xử lý nước cấp của công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức

Hình 2.2 Sơ đồ qui trình sản xuất nước cấp ở công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức

Trạm Bơm Hóa An

Bể Chứa

Bể Tạo Bông Sơ Cấp

Trang 22

2.1.3 Thuyết minh qui trình sản xuất

Nước từ bể chứa nước của nhá máy sẽ vào bể trộn nhanh để pha trộn hóa chất đều vào trong nước, nước được thêm Clo vào nhằm mục đích xử lý tảo, chất PAC để keo tụ tạo bông

Sau khi nước đi qua bể trộn nhanh sẽ được đưa vào 6 mương phân phối dẫn qua các ngăn tạo bông sơ cấp và thứ cấp Ngăn tạo bông sơ cấp sẽ khuấy nhanh để tăng tốc

độ phản ứng (hình thành bông cặn nhỏ) Ngăn tạo bông thứ cấp sẽ khuấy chậm, hình thành bông cặn lớn, tốc độ khuấy 10 vòng/phút, để tránh vỡ bông cặn Dùng cánh khuấy có ưu điểm điều chỉnh tạo bông tốt hơn

Sử dụng bể lắng đứng, hình lục giác, đặt xiên 1 góc 60o với phương ngang đạt hiệu suất lắng cặn tối ưu, đồng thời tiết kiệm được thể tích bể lắng Bể lắng có khu vực điệm (điều hòa dòng nước cho bể lắng) làm bằng nhựa PVC, chiều sâu lớp ống đứng khoảng 610 mm, rộng 15 mm, dài 30 mm Phía dưới có đặt hệ thống trọng lực, rữa tầng để tránh xóa trộn bùn Thời gian 6 - 8 giờ hút bùn một lần

Tiếp theo, nước sẽ đi qua bể lọc cát nhanh Có 2 phương pháp rửa lọc: thủ công và tự động Khi rửa lọc xuất hiện bọt màu xanh do có tảo

 Thời gian rửa lọc phụ thuộc vào:

Độ đục nước sau lọc

Thời gian chạy bể lọc: 72 giờ phải rửa lọc

Độ chênh áp của bể lọc

Mực nước dâng lên: điều khiển vận tốc bể lọc

 Chu kì rửa lọc gồm 3 giai đoạn:

Sục khí: 4 - 5 phút

Sục nước: khoảng 4 - 5 phút

Hỗn hợp nước với khí: khoảng 4 - 5 phút

Cuối cùng trước khi được bơm vào mạng lưới cấp nước, nước được đưa qua bể khử trùng.Tại đây nước sẽ được thêm Clo để khử trùng, thêm Flo để bảo vệ men răng và thêm vôi để nâng pH

2.2 Một số phương pháp xử lý nước cấp

Nhìn chung, quá trình xử lý nước cấp chủ yếu sử dụng các biện pháp sau:

Trang 23

- Biện pháp cơ học: hồ chứa và lắng sơ bộ, song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc

- Biện pháp hóa học: dùng phèn làm chất keo tụ, dùng vôi để kiềm hóa nước, cho clo vào nước để khử trùng

- Biện pháp lý học: dùng các tia vật lý để khử trùng nước như tia tử ngoại, sóng siêu âm Điện phân nước biển để khử muối Khử khí CO2 hòa tan trong nước bằng phương pháp làm thoáng

2.3 Quá trình keo tụ - tạo bông

2.3.1 Cấu tạo của hạt keo

Trong các quá trình xử lý nước cấp thường gặp hai loại keo:

- Keo ky nước: hạt keo không kết hợp với các phân tử nước của môi trường để tạo ra vỏ bọc hydrat, các hạt keo riêng biệt mang điện tích lớn, và khi điện tích này được trung hòa thì độ bền của hạt keo bị phá vỡ

- Keo háo nước: có khả năng kết hợp với các phân tử nước của mội trường tạo thành vỏ bọc hydrat, các hạt keo riêng biệt mang điện tích bé và dưới tác dụng của các chất điện phân không bị keo tụ

Các hạt cặn làm bẩn nước thiên nhiên chủ yếu tạo ra hệ keo kỵ nước gồm các hạt mang điện tích âm còn các hạt keo kỵ nước tạo ra do sản phẩm thủy phân phèn nhôm, phèn sắt, PAC mang điện tích dương

- Cấu tạo: hạt keo là một tổ hợp các phân tử của một chất hòa tan trong nước

Do điện tích bề mặt rất lớn của các tổ hợp phân tử, nên chúng có khả năng hấp thụ ưu tiên một loại ion cùng dấu, hoặc có trong thành phần của các ion trong tổ hợp hoặc gần giống một trong các ion của tổ hợp về tính chất và kích thước

Tổ hợp các phân tử và lớp ion hấp thụ (gắn chặt) trên bề mặt nó tạo thành nhân của hạt keo Đến lượt mình, nhân của hạt do có lớp ion bề mặt nên có khả năng hấp thụ (hút) một số ion trái dấu nằm trong dung dịch để bù lại một phần điện tích Lớp ion đối bị hấp thu trên bề mặt nhân và lớp ion bế mặt của nhân gọi là lớp điện tích kép của hạt keo Nhân cùng với lớp điện tích kép tạo thành hạt Lớp ion đối trong lớp điện tích kép không đủ để bù lại điện tích của lớp ion bề mặt nên hạt mang điện tích nhất định Để bù lại điện tích này chung quanh hạt tạo thành một lớp ion khuếch tán Toàn bộ hạt và lớp ion khuếch tán gọi là keo

Trang 24

Nếu keo nằm trong tình trạng tĩnh thì điện tích của hạt được bù bởi điện tích của lớp khuếch tán, nhưng do chuyển động Brown, nên nhân và lớp điện tích kép (hạt) không di chuyển cùng với lớp khuếch tán do đó hạt keo trong nước luôn luôn là hạt mang điện tích

Hình 2.3 Cấu tạo của hạt keo

a) ξ >0 ; b) ξ = 0 A: lớp điện tích kép; E: thế nhiệt động B: lớp khuếch tán; ξ: thế điện động

Nguồn: Trịnh Xuân Lai (2004) Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp NXB Xây Dựng

Điện thế E trên bề mặt của nhân gọi là thế nhiệt động bằng điện tích của tất cả ion của lớp bề mặt

Điện thế ξ trên bề mặt của lớp điện tích kép gọi là thế điện động, còn gọi là thế năng Zeta, bằng điện tích của lớp ion bề mặt và lớp ion đối được hấp thụ Điện thế ξ nhỏ hơn điện thế E một trị số bằng tổng điện tích của các ion đối nằm trong lớp điện tích kép

2.3.2 Tính chất của hệ keo

Trang 25

Các hạt keo ở trong nước khi va chạm nhau trong quá trình khuấy trộn và chuyển động nhiệt chịu tác dụng đồng thời của hai lực ngược chiều nhau:

Lực hút phân tử Van der Waals giữa các hạt có khuynh hướng kết hợp các hạt lại với nhau, và tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng

Lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt keo tích điện cùng dấu có khuynh hướng ngăn cản sự kết hợp giữa các hạt và biến thiên theo khoảng cách giữa chúng theo qui luật hàm số mũ Khi hai hạt keo gần nhau thì ban đầu lực đẩy tĩnh điện lớn hơn, lực đẩy đạt cực đại tại điểm cách xa giới hạn của hạt một khoảng nhất định

Hình 2.4 Biểu đồ lực tương tác giữa các hạt keo

Nguồn: Trịnh Xuân Lai (2004) Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp NXB Xây Dựng

Nếu các hạt keo dưới tác dụng của năng lượng động học khắc phục được lực cản này thì chúng sẽ xích lại gần nhau, lực hút phân tử giữa chúng sẽ tăng rất nhanh và các hạt dính kết được với nhau

Trong thực tế, việc tăng năng lượng động học của mỗi hạt keo nhằm khắc phục lực cản xuất hiện giữa chúng trong quá trình keo tụ rất khó khăn nên thường áp dụng phương pháp giảm lực cản bằng cách giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt

Trang 26

keo, tức là giảm điện thế Zeta ξ của hạt keo Thực nghiệm xác định được rằng,

để lực hút phân tử thắng được lực đẩy tĩnh điện thì thế năng Zeta ξ của hạt keo phải bé hơn 0,03 V, và quá trình keo tụ đạt vận tốc cực đại khi thế năng Zeta ξ bằng không

2.3.3 Các cơ chế của quá trình keo tụ tạo bông

 Cơ chế nén lớp điện tích kép, giảm thế điện động Zeta nhờ ion trái dấu Khi bổ sung các ion trái dấu vào nước với nồng độ cao, các ion sẽ chuyển dịch từ lớp khuếch tán vào lớp điện tích kép và làm tăng điện tích trong lớp điện tích kép, giảm thế điện động Zeta và giảm lực tĩnh điện Mức giảm điện thế phụ thuộc vào nồng độ và hóa trị của ion trái dấu đưa vào Nồng độ và hóa trị của ion bổ sung càng cao, quá trình trung hòa điện tích càng nhanh, lực đẩy tĩnh điện càng giảm Đến một lúc nào đó, lực hút Van der Waals thắng lực đẩy tĩnh điện, các hạt keo xích lại gấn nhau, kết dính với nhau và tạo thành bông keo tụ

 Cơ chế hấp phụ - trung hòa điện tích

Ngoài cơ chế nén lớp điện tích kép nói trên, các hạt keo cũng hấp phụ lên bề mặt các ion dương trái dấu, làm thay đổi điện tích bề mặt hạt keo Các ion ngược dấu, đặc biệt là các ion tích điện cao được hấp phụ tạo nên sự trung hòa điện tích Các ion này phá vỡ trạng thái bền của hệ keo nhờ hai cơ chế đồng thời là cơ chế nén lớp điện tích kép và cơ chế hấp phụ ion trái dấu trên bề mặt hạt keo, làm giảm thế điện động Zeta, giảm lực đẩy tĩnh điện, tăng lực hút, tạo điều kiện cho các hạt keo kết dính vào nhau, trong đó cơ chế hấp phụ - trung hòa điện tích đóng vai trò đáng kể Tuy nhiên, lượng ion trái dấu đưa vào chỉ được hiệu quả tối ưu ở một giá trị nào đó, khi lượng ion trái dấu đưa vào vượt giá trị đó sẽ xảy ra hiện tượng tái ổn định của

hệ keo trong nước, thúc đẩy quá trình tích điện trở lại đối với các hạt keo, làm tăng thế điện động Zeta và hiệu quả quá trình keo tụ giảm đi

Trang 27

Hình 2.5 Sự phụ thuộc giữa điện tích bề mặt hạt keo và lượng ion trái dấu đưa vào

Nguồn: Nguyễn Thị Thu Thủy (2003) Xử lý nước cấp sinh hoạt và công nghiệp NXB Khoa học và Kỹ thuật

Hình 2.6 Hiệu quả về độ đục theo lượng ion trái dấu đưa vào

 Cơ chế hấp phụ - bắc cầu

Khi sử dụng chất keo tụ là các hợp chất polime, nhờ cấu trúc mạch dài các đoạn phân tử polime hấp phụ lên bề mặt keo, tạo ra cầu nối với nhau, hình thành bông keo tụ có kích thước lớn làm tăng tốc độ lắng của hạt keo Khả năng tạo bông keo tụ nhờ cơ chế bắc cầu, phụ thuộc vào nhóm

Lượng ion trái dấu đưa vào →

Trang 28

polime và hạt keo trong nước, phụ thuộc vào quá trình hấp phụ chất polime lên bề mặt hạt keo cũng như số lượng polime có trong dung dịch

Hình 2.7 Sơ đồ cơ chế hấp phụ - bắc cầu của polime

2.3.4 Các hóa chất keo tụ

 Phèn

Phèn thường dùng để lắng trong nước thường là phèn nhôm, phèn sắt trong đó chủ yếu là sunfat nhôm Al2(SO4)3, clorua sắt FeCl3 Ưu điểm của các phèn là chúng có khả năng tạo ra hệ keo kỵ nước và khi keo tụ thì tạo ra bông cặn có bề mặt hoạt tính phát triển cao, có khả năng hấp thụ, thu hút, dính kết các tạp chất và keo làm bẩn nước

Khi cho phèn sunfat nhôm vào nước nó phân ly theo phương trình (2.1):

Al2(SO4)3 → 2Al3+ + 3SO42- (2.1)

Và ion nhôm tham gia vào quá trình trao đổi với các cation nằm trong lớp điện tích kép của hạt keo âm, làm giảm điện thế ξ của hạt bằng việc thay cation hóa trị II trong hạt keo sét bằng keo nhôm hóa trị III, và nén lớp khuếch tán của keo dẫn đến keo tụ hạt sét Quá trình trao đổi ion của hạt sét diễn ra nhanh và kết thúc khi dung

Trang 29

cation trong lớp điện tích kép của hạt keo sét và cation nằm trong dung dịch lại được thiết lập lại Nhưng quá trình keo tụ hệ keo tự nhiên làm bẩn nước chủ yếu lại

là sự thủy phân phèn để tạo ra keo mới, và keo tụ hệ keo mới này bằng các anion có trong nước để tạo ra bông cặn có bề mặt hoạt tính phát triển cao có khả năng hấp thụ các cặn bẩn trong nước

Khi cho phèn nhôm vào nước, sau khi phân ly thành ion sẽ xảy ra quá trình thủy phân theo các giai đoạn:

Al3+ + H2O → Al(OH)2+ + H+

Al(OH)2+ + H2O → Al(OH)+ + H+ (2.2) Al(OH)+ + H2O → Al(OH)3 + H+

Al3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+

 Ưu điểm của phèn nhôm

+ Về mặt năng lực keo tụ ion nhôm (và cả sắt (III)), nhờ điện tích 3+, có năng lực keo tụ thuộc loại cao nhất (quy tắc Shulz - Hardy) trong số các loại muối ít độc hại

mà loài người biết

+ Muối nhôm ít độc, sẵn có trên thị trường và khá rẻ

+ Công nghệ keo tụ bằng phèn nhôm là công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểm soát, phổ biến rộng rãi

 Nhược điểm của phèn nhôm

+ Làm giảm đáng kể độ pH, phải dùng NaOH để hiệu chỉnh lại độ pH dẫn đến chi phí sản xuất tăng

+ Khi quá liều lượng cần thiết thì hiện tượng keo tụ bị phá huỷ làm nước đục trở lại + Phải dùng thêm một số phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng

+ Hàm lượng Al dư trong nước lớn hơn so với khi dùng chất keo tụ khác và có thể lớn hơn tiêu chuẩn với (0,2 mg/l)

+ Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và không tan cùng các kim loại nặng thường hạn chế

+ Ngoài ra, có thể làm tăng lượng SO42- trong nước sau xử lí là loại có độc tính đối với vi sinh vật

 Poly Aluminium Chloride ( PAC)

Trang 30

Một trong những chất keo tụ thế hệ mới, tồn tại dưới dạng polime vô cơ là poli nhôm clorua (polime aluminium chloride), thường viết tắt là PAC (hoặc PACl) Hiện nay, ở các nước tiên tiến, người ta đã sản xuất PAC với lượng lớn và sử dụng rộng rãi để thay thế phèn nhôm sunfat trong xử lý nước sinh hoạt và đặc biệt là xử lí nước thải

 Tính chất

PAC có công thức tổng quát là [Al2(OH)nCl6.nxH2O]m (trong đó m ≤10, n≤ 5) PAC thương mại ở dạng bột thô màu vàng nhạt hoặc vàng đậm, dễ tan trong nước và kèm tỏa nhiệt, dung dịch trong suốt, có tác dụng khá mạnh về tính hút thấm

 Cơ chế tác dụng của PAC

Thông thường khi keo tụ chúng ta hay dùng muối clorua hoặc sunfat của Al(III) hoặc Fe(III) Khi đó, do phân li và thuỷ phân ta có các hạt trong nước: Al3+,

Al(OH)2+, Al(OH) phân tử và Al(OH)4-, ba hạt polime: Al2(OH)24+, Al3(OH)45+, Al13O4(OH)247+ và Al(OH)3 rắn Trong đó Al13O4(OH)247+ gọi tắt là Al13 là tác nhân gây keo tụ chính và tốt nhất

Trong công nghệ xử lí nước thông thường, nhất là nước tự nhiên với pH =7 quá trình thuỷ phân xảy ra rất nhanh, tính bằng micro giây, khi đó hạt Al3+ nhanh chóng chuyển thành các hạt polime rồi hydroxit nhôm trong thời gian nhỏ hơn giây mà không kịp thực hiện chức năng của chất keo tụ là trung hoà điện tích trái dấu của các hạt cặn lơ lửng cần xử lý để làm chúng keo tụ

Khi sử dụng PAC quá trình hoà tan sẽ tạo các hạt polime Al13, với điện tích vượt trội (7+), các hạt polime này trung hoà điện tích hạt keo và gây keo tụ rất mạnh, ngoài ra tốc độ thuỷ phân của chúng cũng chậm hơn Al3+ rất nhiều, điều này tăng thời gian tồn tại của chúng trong nước nghĩa là tăng khả năng tác dụng của chúng lên các hạt keo cần xử lí, giảm thiểu chi phí hoá chất Ngoài ra, vùng pH hoạt động của PAC cũng lớn gấp hơn hai lần so với phèn, điều này làm cho việc keo tụ bằng PAC dễ áp dụng hơn Hơn nữa, do kích thước hạt polime lớn hơn nhiều so với

Al3+ (cỡ 2 nm so với nhỏ hơn 0,1 nm) nên bông cặn hình thành cũng to và chắc hơn, thuận lợi cho quá trình lắng tiếp theo

 Ưu điểm của PAC

Trang 31

PAC có nhiều ưu điểm so với phèn nhôm sunfat và các loại phèn vô cơ khác: + Hiệu quả keo tụ và lắng trong hơn 4 - 5 lần Tan trong nước tốt, nhanh hơn nhiều, ít làm biến động độ pH của nước nên không phải dùng NaOH để xử lí và do

đó ít ăn mòn thiết bị hơn

+ Không cần (hoặc dùng rất ít) phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng

+ Nồng độ nhôm dư trong nước nhỏ hơn so với khi dùng phèn nhôm sunfat + Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và không tan cùng các kim loại nặng tốt hơn

+ Không làm phát sinh hàm lượng SO42- trong nước thải sau xử lí là loại có độc tính đối với vi sinh vật

 Nhược điểm của PAC

+ Do có hiệu quả rất mạnh ở liều lượng thấp nên việc cho quá độ lượng PAC sẽ gây hiện tượng tái ổn định của hạt keo

+ Lượng Cloride trong PAC sẽ thúc đẩy quá trình ăn mòn, đặc biệt là ở những nơi đóng cặn bùn

+ Giá thành của PAC thường cao hơn phèn nhôm

2.4 Qui chuẩn kỹ thuật chất lượng nước ăn uống (xem chi tiết ở Phụ lục)

Trang 32

Hình 3.1 Phòng hóa nghiệm của công ty Cổ phần B.O.O Nước Thủ Đức

 Đối tượng: nước sông Đồng nai lấy từ bể chứa nước thô của công ty Cổ

Phần B.O.O Nước Thủ Đức

3.2 Thí Nghiệm Jartest

3.2.1 Mục đích thí nghiệm

- Xác định pH tối ưu và lượng phèn tối ưu của 05 loại phèn sau:

 Phèn Nhôm Al2(SO4)3.18H2O giá 4.000 VND/kg ( ký hiệu H1)

 PAC màu vàng nhạt giá 8.000 VND/kg (ký hiệu H2)

 PAC màu cam giá 10.000 VND/kg (ký hiệu H3)

Trang 33

 PAC màu trắng giá 5.000 VND/kg (ký hiệu H4)

 PAC màu vàng đậm giá 6.000 VND/kg (ký hiệu H5)

− So sánh kết quả của 05 loại phèn, lựa chọn loại phèn tối ưu về hiệu quả và giá thành xử lý

3.2.2 Dụng cụ và hóa chất

 Mô hình Jartest

Là một thiết bị gồm 6 cánh khuấy quay cùng tốc độ Cánh khuấy có dạng turbine gồm 2 bản phẳng nằm cùng một mặt phẳng thẳng đứng Cánh khuấy đặt trong 6 becher dung tích 1000 ml chứa cùng một thể tích nước mẫu cho một đợt thí nghiệm

Hình 3.2 Thiết bị Jartest

 Máy đo pH

Hình 3.3 Máy đo pH HACH - Mỹ

 Máy khuấy từ

Trang 34

Hình 3.4 Máy khuấy từ STUART (BIBBY) - Anh

 Máy đo độ đục

Hình 3.5 Máy đo độ đục 2100N HACH - Mỹ

Mô tả chung về máy đo độ đục

Trang 35

Bộ phận quang học của thiết bị bao gồm một đèn, thấu kính và bộ lọc để hội tụ ánh

sáng và một cảm biến góc 90o để quan trắc ánh sáng phát tán, một cảm biến cho ánh

sáng phát tán về phía trước, một cảm biến cho ánh sáng truyền qua và một cảm biến

cho phát tán phía sau Những cảm biến quang học này có thể được đặt thêm vô để

giảm tác động do màu sắc, ánh sáng lạc, đèn và các phần quang học khác

 Dụng cụ và hóa chất

Bảng 3.1 Bảng danh sách dụng cụ và hóa chất trong thí nghiệm Jartest

STT Loại dụng cụ, thiết bị Quy

Trang 36

3.3.3 Các bước tiến hành thí nghiệm

 Thí nghiệm 1: xác định lượng phèn phản ứng

- Bước 1: Lấy 1 beacher cho vào becher 1000 ml nước thô

- Bước 2: Với mỗi loại hóa chất, tăng dần nồng độ hóa chất cho vào 6 beacher

- Bước 3: Mở cánh khuấy ở tốc độ 100 vòng/phút trong thời gian 1 phút Giảm tốc độ xuống 60 vòng/phút trong 5 phút Sau đó, quay chậm với tốc độ 20

 Thí nghiệm 2: Xác định pH tối ưu

Đầu tiên, phải kiểm tra độ đục và pH đầu vào của nước thô để xác định hiệu suất trước và sau quá trình xử lý bằng hóa chất sau đó mới tiến hành thí nghiệm 2, 3

- Bước 1: Lấy vào 6 becher mỗi becher 1000 ml nước thô đặt vào thiết bị Jartest

- Bước 2: Dùng pipet hút acid hay xô đa để điều chỉnh pH trong 6 becher thay đổi từ 5,0 - 10,0

- Bước 3: Cho cùng 1 loại phèn với nồng độ đã xác định ở thí nghiệm 1 vào 6 becher

Trang 37

Giá trị pH tối ưu là giá trị pH cho nước sau keo tụ đem đi phân tích có độ đục thấp nhất

 Thí nghiệm 3: Xác định lượng phèn tối ưu

- Bước 1: Lấy vào 6 becher mỗi becher 1000 ml nước thô đặt vào thiết bị Jartest

- Bước 2: Dùng pipét hút acid hoặc xô đa điều chỉnh pH tối ưu theo thí nghiệm 2, cho liều lượng hóa chất dao động (trên cơ sở thí nghiệm 1) ở lần lượt 6 becher

3.4 Số lượng mẫu trong thí nghiệm Jartest

Thí nghiệm jartest được thực hiện với 05 loại hóa chất khác nhau Mẫu nước thô được lấy tại công ty cổ phần B.O.O Nước Thủ Đức qua 2 đợt

Đợt lấy mẫu thứ nhất sẽ được dùng để xác định lượng phèn phản ứng

Đợt lấy mẫu thứ hai sẽ được dùng để xác định pH tối ưu và lượng phèn tối ưu

3.4.1 Số lượng mẫu của thí nghiệm 1

Lần 1: Nồng độ hóa chất cho vào 6 becher tăng dần, với bước nhảy rộng

Trang 38

Bảng 3.2 Bảng số lượng mẫu của thí nghiệm 1 (lần 1)

Thí nghiệm 1 (lần 1)

Becher

Hóa chất

Becher 1 Becher 2 Becher 3 Becher 4 Becher 5 Becher 6

H1 Hpư11.1 Hpư1 1.2 Hpư1 1.3 Hpư1 1.4 Hpư1 1.5 Hpư1 1.6

H2 Hpư1 2.1 Hpư1 2.2 Hpư1 2.3 Hpư1 2.4 Hpư1 2.5 Hpư1 2.6

H4 Hpư1 4.1 Hpư1 4.2 Hpư1 4.3 Hpư1 4.4 Hpư1 4.5 Hpư1 4.6 H5 Hpư1 5.1 Hpư1 5.2 Hpư1 5.3 Hpư1 5.4 Hpư1 5.5 Hpư1 5.6 Ghi nhận kết quả và xác định khoảng nồng độ thích hợp của từng loại phèn

Lần 2: Lặp lại thí nghiệm với khoảng nồng độ thích hợp và thu hẹp bước nhảy cho phù hợp để tìm ra lượng phèn phản ứng

Becher

Hóa chất

H3 Hpư2 3.1 H pư2 3.2 Hpư2 3.3 Hpư2 3.4 Hpư2 3.5 Hpư23.6

Lần 1: Điều chỉnh pH trong 6 becher tăng dần từ 5,0 - 10,0 Cho cùng 1 loại phèn với nồng độ đã xác định ở thí nghiệm 1 vào 6 becher

Trang 39

Becher

Hóa chất

H1 pHtư 11.1 pHtư 11.2 pHtư 11.3 pHtư11.4 pHtư11.5 pHtư 11.6

H2 pHtư 12.1 pHtư 12.2 pHtư 12.3 pHtư 12.4 pHtư 12.5 pHtư12.6

H3 pHtư13.1 pHtư 13.2 pHtư 13.3 pHtư 13.4 pHtư 13.5 pHtư 13.6

H4 pHtư 14.1 pHtư 14.2 pHtư 14.3 pHtư 14.4 pHtư 14.5 pHtư 14.6

H5 pHtư 15.1 pHtư 15.2 pHtư 15.3 pHtư 15.4 pHtư 15.5 pHtư 15.6 Ghi nhận kết quả, xác định khoảng pH thích hợp và điều chỉnh bước nhảy cho phù hợp với từng loại phèn

Lần 2: Lặp lại thí nghiệm với khoảng pH thích hợp và thu hẹp bước nhảy cho phù hợp để xác định pH tối ưu

Bảng 3.5 Bảng số lượng mẩu của thí nghiệm 2 (lần 2)

Becher

Hóa chất

H5 pHtư 25.1 pHtư 25.2 pHtư 25.3 pHtư 25.4 pHtư 25.5 pHtư 25.6 Sau quá trình keo tụ ở thí nghiệm 2 chúng ta sẽ kiểm tra độ đục ở 6 becher của từng loại phèn sử dụng Từ đó ta xác định được pH tối ưu của quá trình keo tụ ở từng loại phèn làm cơ sở để xác định lượng phèn phản ứng tối ưu cho thí nghiệm thứ 3

Trang 40

Điều chỉnh pH tối ưu theo thí nghiệm 2, cho liều lượng hóa chất dao động (trên cơ

sở thí nghiệm 1) ở lần lượt 6 becher Thí nghiệm được lặp lại 1 lần

Bảng 3.6 Bảng số lượng mẫu của thí nghiệm 3

Thí nghiệm 3

Becher

Hóa chất

H1 Htư 1.1 Htư 1.2 Htư 1.3 Htư 1.4 Htư 1.5 Htư 1.6

H5 Htư 5.1 Htư 5.2 Htư 5.3 Htư 5.4 Htư 5.5 Htư 5.6 Sau quá trình keo tụ ở thí nghiệm 3 chúng ta sẽ kiểm tra độ đục và pH ở 6 becher của từng loại phèn sử dụng Dùng phần mềm Statgraphics Centurion XV để phân tích số liệu từ kết quả thí nghiệm trên để xác định lượng phèn phản ứng tối ưu của quá trình keo tụ ở từng loại phèn tương ứng mà vẫn đảm bảo tính kinh tế về giá thành xử lý tính theo 1 m3 nước cấp

Định dạng
Số trang	81
Dung lượng	1,21 MB