VÀ KIỂM SOÁT KHÍ THẢI
3. Xử lý phân chia
Hình 7.5 minh họa quá trình xử lý phân chia. Trong xử lý phân chia một phần nước thô cho đi qua bể phản ứng làm mềm và bể lắng. Hệ thống này có một số chức năng (1) Cho phép nước được làm mềm tới 0,80 meq/mL hoặc 40 mg/L theo CaCO3 đối với Mg, (2) Cho phép làm giảm giá thành xử lý, (3) Giảm thiểu giá thành hoạt động đối với các chất hóa học bằng cách xử lý chỉ một phần dòng vào, (4) Sử dụng độ kiềm tự nhiên để trung hòa nhằm làm giảm pH của nước thành phẩm và trợ giúp sự ổn định pH.
Lượng phần phân chia được tính theo công thức:
i r
i f
Mg Mg
Mg X Mg
−
= − (7.10) Trong đó:
Mgflà nồng độ Mg cuối cùng, mg/L theo CaCO3
Mgilà nồng độ Mg từ giai đoạn thứ nhất, mg/Ltheo CaCO3
Mgrlà nồng độ Mg của nước thô, mg/L theo CaCO3
Giai đoạn thứ nhất hoạt động để làm mềm nước tới giới hạn làm mềm thực tế. Như vậy, giá trị Mgi thường được lấy là 10 mg/L theo CaCO3. Do nồng độ Mg thích hợp được chỉ định là 40 mg/Ltheo CaCO3, Mgfthường được lấy là 40 mg/L theo CaCO3.
Hình 7.5. Sơ đồ xử lý phân chia Ví dụ 7.5
Xác định liều hóa học để xử lý phân chia làm mềm nước sau đây.
Tiêu chuẩn nước đã xử lý có độ cứng Mg cực đại là 40 mg/L theo CaCO3
và tổng độ cứng trong khoảng 80 – 120 mg/L theo CaCO3
Thành phần mg/L mg/L theo CaCO3
CO2 11,0 25,0
Ca2+ 95,2 238
Mg2+ 22,0 90,6
Na+ 25,8 56,2
Độ kiềm 198
Cl- 67,8 95,6
SO42- 76,0 76,0
Sự phân chia được tính theo mg/L CaCO3
X = (40 – 10) / (90,6-10) = 0,372
Phần nước đi qua giai đoạn một là 1- 0,372 = 0,628. Tổng độ cứng của nước sau khi qua giai đoạn một là giới hạn độ tan bằng 40 mg/L theo CaCO3. Do tổng độ cứng trong nước thô là 238 + 90,6 mg/L theo CaCO3, sự trộn lẫn nước được xử lý và nước đi bên ngoài hệ thống có độ cứng là:
(0,372)(328,6) + (0,628)(40) = 147,4 mg/L theo CaCO3
Độ cứng của nước sau khi xử lý chấp nhận trong khoảng 80 – 120 mg/L theo CaCO3, như vậy cần phải xử lý tiếp tục. Do sự phân chia được thiết kế để tạo ra độ cứng yêu cầu là 40 mg/L theo CaCO3của Mg, nhiều Ca phải được loại bỏ. Loại bỏ canxi tương đương bicarbonate sẽ để lại 40 mg/L theo CaCO3 của canxi cộng 40 mg/L theo CaCO3của độ cứng ma nhê thành tổng độ cứng bằng 80 mg/L theo CaCO3. Sự bổ sung sẽ là:
Thành phần Vôi mg/L theo CaCO3
Vôi mEq/L
CO2 25,0 0,5
HCO3- 198,0 3,96
Tổng 223,0 4,46
Bổ sung thêm vôi bằng lượng CO2 và HCO3- (thậm chí trong giai đoạn thứ hai) là cần thiết để nhận pH đủ cao.
Tổng lượng thêm chất hóa học là:
Vôi = 0,628(313,6) + 0,372(223) = 280 mg/L theo CaCO3
Soda = 0,628 (130,6) + 0,372 (0,0) = 82 mg/L theo CaCO3
7.1.3. Xử lý nước bằng phương pháp keo tụ/đông tụ 7.1.3.1. Định nghĩa
Keo tụ và đông tụ là hai quá trình kế tiếp nhau được sử dụng để loại bỏ các hạt keo trong nước.
Khi chất rắn lơ lửng rơi xuống phía dưới, chúng sẽ va chạm và dính lại với nhau để tạo thành các hạt có kích thước lớn hơn. Hiện tượng tạo thành các hạt lớn hơn từ các hạt có kích thước nhỏ được gọi là bông tụ. Để tăng khả năng bông tụ, có thể cho thêm các tác nhân hóa học hoặc các polymer (hình 7.6).
Hình 7.6: Quá trình keo tụ và bông tụ của các hạt keo (a). keo tụ, (b) bông tụ
Keo tụ là phá vỡ độ bền và liên kết các hạt keo; bông tụ là tạo thành các hạt lớn hơn từ các hạt nhỏ (hình 7.7). Các hạt keo bắt gặp nước tự nhiên và nước thải bao gồm sét, silica, sắt, các kim loại nặng khác, chất màu và những chất rắn hữu cơ như các mẫu xác chết sinh vật. Người ta phân biệt ra hai loại keo ưa nước (hydrophilic) và keo kỵ nước (hydrophobic). Hầu hết các loại sét tự nhiên là keo kỵ nước. Các chất hữu cơ gây màu là keo ưa nước. Các hạt keo tồn tại trong dung dịch với kích thước rất bé vì chúng mang điện cùng dấu nên giữa các hạt keo luôn xuất hiện lực đẩy tĩnh điện và không bị lắng. Sự chênh lệch điện thế giữa lớp bề mặt biến dạng của hạt keo và dung dịch luôn tồn tại được gọi là thế zeta. Đối với hạt keo trong các nguồn nước tự nhiên ở pH trong khoảng từ 5 đến 8, thế zeta có giá trị từ -14 đến – 30 mV. Hạt keo càng có thế zeta âm thì hạt keo đó càng bền. Khi thế zeta biến mất, các hạt keo có thể tiến lại gần với nhau hơn dẫn đến làm tăng khả năng va chạm. Để