Giáo trình Cấp thoát nước - Chương 4: Xử lý nước thiên nhiên - Nguyễn Đình Huấn

Nội dung text: Giáo trình Cấp thoát nước - Chương 4: Xử lý nước thiên nhiên - Nguyễn Đình Huấn

1. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC III TÊNH CHÁÚT NÆÅÏC THTHIÃNIÃN NHIÃN VAÌ CAÏC YÃU CÁÖU VÃÖ CHÁÚT LÆÅÜNG NÆÅÏC 1/ TÊNH CHÁÚT CUÍA NÆÅÏC: a/ Vãö phæång diãûn lyï hoüc:
   Nhi t : thu c o a i ngu n - N c m t: 4 – 40 0C, thu c o t 0 không s thay i theo sâu ngu n n c. - N c ng m: nhi t tơ ng i n nh 17 – 27 0C Nhi t c c nh b ng nhi t k .
   c : Bi u l ng c ch t l ơ l ng ( t, t, n, c h p ch t h u c ơ ) trong n c. ơ n : mg/l.
   trong : - o b ng ph ơ ng p Sneller: n c o nh y tinh cao 30cm, y ch tiêu chu n u en. - o b ng ph ơ ng p Diener: nh y tinh cao 350mm, y ch th p en rng 1mm, trên n n tr ng, c chi u ng b ng 1 ng in 300W. trong c o b ng c t n c t i a qua t trên n xu ng ng i ta c c ch tiêu chu n ho c d u th p.
   u : Do c ch t gumid, hp ch t keo a s t, do nhi m b n b i c i n c i hay do s t tri n a rong o. u c c nh b ng ph ơ ng p so u theo thang Platin – coban nh bng .
   i : - i: do ngu n t nhiên o ra nh i n, t t, vi sinh v t du i hay c c v t th do ngu n nhân o nh clo, phenol, n c i c nh b ng ng i. - : do c ch t a tan trong n c o ra. c nh b ng n m. Phân bi t m 5 cp: rt y u, yu, , rt , nh. Nguyãùn Lan Phæång = 29 = ÂHBKÂN
2. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC b/ Vãö phæång diãûn hoaï hoüc:
   C n n ph n (mg/l): bao g m t t c ch t vô c ơ hu c ơ trong n c, không k c ch t . c nh b ng y o nhanh ho c un cho bay h ơi 1 dung ch n c ngu n nh t nh nhi t 105 – 110 0C cho n khi ng l ng không i.
   cng a n c (mg l/l): cng a n c do m l ng Ca 2+ Mg 2+ a tan trong n c o ra. - cng cacbonat do mu i Ca(HCO 3)2 , Mg(HCO 3)2 2- - - 2+ 2+ - cng không cacbonat do mu i SO 4 , Cl , NO 3 a Ca , Mg cng c o b ng c (1 c t ơ ng ng v i 10mg CaO hay 9,19mg MgO trong 1 t n c).
   pH : c tr ng b i ion H + trong n c ( pH = - lg[H +]) pH 7: n c nh baz ơ
   ki m (mg l/l): c tr ng b i c mu i nh bicacbonat, gumat, cacbonat, hy rat phân bi t ki m theo tên i a mu i.
   oxy a (mg O 2/l): c tr ng b i n ng c ch t h u c ơ a tan 1 s ch t vô c ơ d oxy a.
   m l ng s t mangan: - -
   c h p ch t Nit ơ: NH 3, NO 2 , NO 3 s mt a c h p ch t y ch ng v mc nhi m b n a n c i o ngu n n c.
   c ch t c: As, Cu, Pb, Zn c/ Vãö phæång diãûn vi truìng:
   Vi ng hi u (con/l).
   Vi ng (clostridia).
   s coli (Eschirichia col): bi u hay không vi ng gây b nh ng ru t trong n c. : N c ng cho sinh t - i, 20 0C: không - u theo thang u Platin – coban: 10 0 -c, m l ng c n: 5mg/l - pH: 6,5 – 8,5 - m l ng s t: 0,3mg/l - m l ng mangan: 0,2mg/l - cng: 12 0 c 1/ YÃU CÁÖU VÃÖ CHÁÚT LÆÅÜNG NÆÅÏC: - N c c p cho sinh t n u ng i trong ch, không c i, không ch a c vi ng gây b nh. - Yêu c u ch t l ng n c c p cho c nhu c u n xu t a ng y thu c o nh ch t a nh n xu t. Nguyãùn Lan Phæång = 30 = ÂHBKÂN
3. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC IIIIII CAÏC PHÆÅNG PHAÏP VAÌ CAÏC SÅ ÂÄÖ CÄNG NGHÃÛ LAÌM SAÛCH NÆÅÏC 1/ CAÏC PHÆÅNG PHAÏP XÆÍ LYÏ NÆÅÏC: Trên th c t ng i ta th ng i th c hi n c nh x nh m trong kh u, kh st, kh ng c t nh x c bi t c nh m m m, m ngu i, kh mu i c nh x trên th th c hi n theo c ph ơ ng p sau: - Ph ơ ng p c ơ c: Song l i ch n c, lng t nhiên, c qua l i. - Ph ơ ng p c: Kh ng b ng tia t i, m ngu i n c. - Ph ơ ng p a c: Keo bng n, kh ng b ng clor, m m m n c b ng vôi. 2/ CAÏC DÁY CHUYÃÖN CÄNG NGHÃÛ XÆÍ LYÏ NÆÅÏC: Tp h p c công nh thi t th c hi n nh x n c theo m t ho c mt s ph ơ ng p i dây chuy n công ngh x n c. y thu c o ch t l ng n c ngu n yêu c u ch t l ng n c c p c dây chuy n công ngh n xu t c nhau. a/ Så âäö cäng nghãû duìng hoaï cháút âãø keo tuû, duìng bãø loüc cháûm: Cl 2 N c ngu n B cha n c ch m b ơm c p II B c ch m MLCN Hình 4.1: Sơ đồ công ngh ệ không dù ng hó a ch ất để keo tu Áp d ng cho ngu n n c có hàm l ng c n l ơ l ng nh h ơn ho c b ng 50mg/l, màu không l n h ơn 50 0coban và công su t c a tr m bé không l n h ơn m t ngàn m 3/ng. , n công hay c ơ gi i. V nguyên t c không kh c u. b/ Så âäö cäng nghãû duìng hoaï cháút keo tuû:
   Sơ c ơ b n: Phèn Cl 2 N c ngu n B B ph n B B l c B ch a TB MLCN tr n ng lng tr ng nc s ch II lc Hình 4.2: S ơ đồ s ử d ụng hóa ch ất c ơ b ản. Áp ng: sơ trên p ng cho ngu n n c có hàm l ng c n l ơ l ng và màu b t k v i c m công su t b t , th ng 20.000 m 3/ng v i c m c c ơ gi i a c nhau, th tng n n. Nguyãùn Lan Phæång = 31 = ÂHBKÂN
4. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC
   Sơ công ngh s d ng b tr n và b l c ti p xúc: Cl 2 B tr n B ch a n c N c ngu n B c m ng có ch MLCN ti p xúc bơm II tách khí Hình 4-3: Sơ đồ s ử d ụng b ể tr ộn đứ ng và b ể l ọc ti ếp xúc Áp d ng cho ngu n n c có hàm l ng c n l ơ l ng nh h ơn 150mg/l, màu nh hơn 150 0 coban và tr m có công su t b t k . c/ Så âäö cäng nghãû xæí lyï næåïc ngáöm:
   Kh s t b ng làm thoáng ơ n gi n và l c nhanh: Cl 2 Làm thoáng B ch a n c N c ngu n B c m ơ n ch MLCN gi n nhanh bơm II Hình 4-5: Kh ử s ắt b ằng làm thoáng đơ n gi ản và l ọc nhanh Ph m vi áp dung: - Hàm l ng s t ≤ 15 mg/l 2+ - ôxi hóa ≤ [0,15(Fe ).5] mg/l O 2 + - NH 4 (1+ ) mg l/l 28
   S ơ 2 : Giàn m a - l ng ti p xúc - l c Ph m vi áp d ng: + C Fe ≤ 25 mg/l + N c sau làm thoáng: PH ≥ 6,8; K i ≥ 2mg l/l; H 2S<0,2mg/l; NH 4 < 1mg/l + Tr n x lý có công su t b t k Cl 2 Nc ngu n Làm B l ng B l c B ch a TB thoáng ti p xúc tr ng l c nc s ch II MLCN Hình 4-6: Kh ử s ắt b ằng làm thoáng , l ắng ti ếp xúc và l ọc Nguyãùn Lan Phæång = 32 = ÂHBKÂN
5. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC
   S ơ 3 : Thùng qu t gió - l ng ti p xúc - l c Áp d ng: Tr m x lý có công su t v a và l n và có hàm l ng s t cao Cl 2 Nc ngu n Thùng B l ng B l c B ch a TB MLCN qu t gió ti p xúc tr ng l c nc s ch II Hình 4-7: Kh ử s ắt b ằng thùng qu ạt gió , l ắng ti ếp xúc và l ọc IIIIIIIII ––– KEO TUÛ & CAÏC CÄNG TRÇNH KEO TUÛ 1/ KEO TUÛ: Cn b n trong n c thiên nhiên th ng là h t cát, sét, bùn, sinh v t phù du, s n ph m phân h y c a các ch t h u c ơ Các h t c n l n có kh n ng t l ng trong n c, còn c n bé tr ng thái l ơ lng. Trong k thu t x lý n c b ng các bi n pháp x lý c ơ h c nh l ng t nh, lc ch có th lo i b nh ng h t có kích th c l n h ơn 10 -4 mm, còn nh ng h t c n có d<10 -4 mm ph i áp d ng x lý b ng ph ơ ng pháp lý hóa. c im c ơ b n c a h t c n bé là do kích th c vô cùng nh nên có b m t ti p xúc rt l n trên m t ơn v th tích, các h t c n này d dàng h p th , k t bám v i các ch t xung quanh ho c l n nhau t o ra bông c n to h ơn. M t khác các h t c n u mang in tích và chúng có kh n ng liên k t v i nhau ho c y nhau b ng l c in t . Tuy nhiên trong môi tr ng n c, do các lo i l c t ơ ng tác gi a các h t c n bé h ơn l c y do chuy n ng nhi t Brown nên các h t c n luôn luôn t n t i tr ng thái l ơ l ng. Bng vi c phá v tr ng thái cân b ng ng t nhiên c a môi tr ng n c, s t o các iu ki n thu n l i các h t c n k t dính v i nhau thành các h t c n l n h ơn và d x lý hơn. Trong công ngh x lý n c là cho theo vào n c các hóa ch t làm nhân t keo t các ht c n l ơ l ng * a ch t s dng: - n nhôm : Al 2(SO 4)3.18H 2O - n s t : FeSO 4.7H 2O, FeCl 3.6H 2O * Cơ ch : Khi cho n o n c - n nhôm : 2+ 2- + - Al 2(SO 4)3 + 6H 2O = 2Al + 3SO 4 + 6H + 6OH = Al(OH) 3↓ + 2H 2SO 4 Bông k t a - n s t : 2+ + Fe + 2H 2O = Fe(OH) 2 + 2H 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2O = 4Fe(OH) 3 3+ - + - FeCl 3 + 3H 2O = Fe + 3Cl + 3H + 3OH = Fe(OH) 3 + 3HCl Fe(OH) 3 , Al(OH) 3 c t keo nng h p c t l ơ l ng ch th c lên b mt a nh, ri nh k t d n lên o nh nh ng bông c n th gi i b lng c. Nguyãùn Lan Phæång = 33 = ÂHBKÂN
6. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC 2/ CAÏC CÄNG TRÇNH KEO TUÛ: 1- Bãø hoìa träün pheìn. 2- Thuìng dung dëch 3- Thiãút bë âënh læåüng pheìn 4- Bãø hoìa träün pheìn+næåïc 5- Bãø phaín æïng 6- Bãø làõng bäng càûn Hình 4-8: Sơ đồ cá c công trì nh củ a giai đoạ n keo tụ a/ Cäng trçnh chuáøn bë hoaï cháút: - ng a tr n n : a tr n s ơ b n v i n c. - ng dung ch (b tiêu ) : Pha theo ng n ng nh n. - Thi t nh l ng n b/ Bãø träün: Mc tiêu c a quá trình tr n là a các ph n t hóa ch t vào tr ng thái phân tán u trong môi tr ng n c tr c khi ph n ng keo t x y ra, ng th i t o iu ki n ti p xúc t t nh t gi a chúng v i các thành ph n tham gia ph n ng. Hi u qu c a quá trình tr n ph thu c vào c ng và th i gian khu y tr n. Th i gian khu y tr n hi u qu c tính cho n lúc hóa ch t ã phân tán u vào nc và hình thành các nhân keo t nh ng không quá lâu làm nh h ng n các ph n ng ti p theo. Trong th c t th i gian hòa tr n hi u qu t 3 giây n 2 phút. Quá trình tr n c th c hi n b ng các công trình tr n, theo nguyên t c c u t o và v n hành c chia ra: * Tr n th y l c: v b n ch t là dùng các v t c n t o ra s xáo tr n trong dòng ch y ca h n h p n c và hóa ch t. Tr n th y l c có th th c hi n trong: - ng y c a tr m b ơm n c thô - B tr n có vách ngn - B tr n ng * Tr n c ơ khí: dùng n ng l ng c a cánh khu y t o ra dòng ch y r i. c/ Bãø phaín æïng: Hi u qu quá trình keo t ph thu c vào r t nhi u y u t . V i m i ngu n n c c th sau khi ã xác nh li u l ng và lo i phèn s d ng thì hi u qu keo t ch ph thu c vào cng khu y tr n G và th i gian hoàn thành ph n ng t o bông c n T. Th c t 2 i l ng này c xác nh b ng th c nghi m. Quá trình hình thành bông c n th ng c n có G = 30 - 70s -1, th i gian ph n ng t 15 - 35’. Nguyãùn Lan Phæång = 34 = ÂHBKÂN
7. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC Th ng ng cac b n ng y l c (ng n n ng ch ng n ngang ho c b n ng y – ng n n ng k t h p v i b lng ng) hay b n ng y khu y. IVIVIV ––– LÀÕNG Lng là m t khâu x lý quan tr ng trong công ngh x lý n c. Là giai on làm s ch sơ b tr c khi a n c vào b l c hoàn thành quá trình làm trong n c. D a trên nguyên lý r ơi theo tr ng l c, vi c làm l ng có th lo i b t 90-99% l ng ch t b n ch a trong n c. Nguyên t c : N c c y t t qua b lng, d i c ng a ng l c n thân cac t c n rơi xu ng y b . Theo chuy n ng a n c ng i ta chia m 3 i b lng - B lng ngang - B lng ng - B lng ly tâm i 3 i b lng trên hi n nay ng i ta n s ng cyclon y l c lng s ơ b n c c theo chu ( ch t ch th c l n) ho c s ng b lng trong tng cn l ơ l ng : n c chuy n ng t d i lên trên v i t c ch h p, trong b dn d n nh nh m t t ng c n l ơ l ng. Tng c n y nng h p c t keo, cn trong n c m cho n c trong. 1/ BÃØ LÀÕNG NGANG: B l ng ngang có d ng hình ch nh t, có th làm b ng g ch ho c bêtông c t thép. S d ng cho các tr m x lý có Q > 300 m 3/ng i v i tr ng h p x lý n c có dùng phèn và áp d ng v i công su t b t k cho tr m x lý không dùng phèn. (3) (6) (7) B ph n 3 Sang b l c ng (1) (2) (4) (8) (5) (9) Hình 4-9: C ấu t ạo b ể l ắng ngang (1) ng d n n c t b ph n ng sang (2) Máng phân ph i n c (3) Vách phân ph i u b (4) Vùng l ng (5) Vùng ch a c n (6) Vách ng n thu n c cu i b (7) Máng thu n c (8) ng d n n c sang b l c (9) ng x c n. Nguyãùn Lan Phæång = 35 = ÂHBKÂN
8. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC * Cu o: b gi ng ch a nh ch nh t. N c chuy n ng trong b theo chi u ngang. B l ng ngang g m 4 b ph n chính : - B ph n phân ph i n c vào b - Vùng l ng c n - H th ng thu n c ã l ng - H th ng thu x c n B l ng ngang th ng chia làm nhi u ng n, chi u r ng m i ng n t 3 ÷6m. Chi u dài b không qui nh. Khi b có chi u dài quá l n có th cho n c ch y xoay chi u. gi m b t di n tích b m t xây d ng có th xây d ng b l ng nhi u t ng (2,3 tng). Các thông s c a b l ng ngang. Vra = 5 – 10 mm/s u = 0,12 – 0,6 mm/s H = 2 – 3,5 mm/s L 10 H 2/ BÃØ LÀÕNG ÂÆÏNG: B l ng ng n c chuy n ng theo ph ơ ng th ng ng t d i lên trên, còn các h t cn r ơi ng c chi u v i chi u chuy n ng c a dòng n c t trên xu ng. B l ng ng th ng có m t b ng hình vuông ho c hình tròn, c s d ng cho tr m có công su t nh (Q ≤3000 m 3/ng ). B l ng ng th ng k t h p v i b ph n ng xoáy hình tr . B có th xây b ng g ch ho c bêtông c t thép. ng trung tâm có th là thép cu n hàn in hay bê tông c t thép. D (5) (6) h3 (7) (4) Sang b l c nhanh Nc t b tr n t i (1) (2) H2=H 1 (1) N ng ph n ng xoáy (2) Vùng l ng (3) Vùng ch a c n (4) ng n c và (3) (5) Vòi phun o (6) Máng thu h1 40 -60 (8) (7) Ông n c ra (8) ng x c n Hình 4-10: C ấu t ạo b ể l ắng đứ ng Nguyãùn Lan Phæång = 36 = ÂHBKÂN
9. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC Nguyên t c làm vi c: N c ch y vào ng trung tâm gi a b (ng n ph n ng) i xu ng di vào b l ng. N c chuy n ng theo chi u t d i lên trên, c n r ơi t trên xu ng áy b . Nc ã l ng trong c thu vào máng vòng b trí xung quanh thành b và a sang b l c. Các thông s c a b : v = 0,5 – 0,7 mm/s D 10 m D = 1,5 - 2 H * p ng cho c m Q 1000 m 3/ng x ng n. 3/ BÃØ LÀÕNG LY TÁM: B l ng li tâm có d ng hình tròn, ng kính t 5m tr lên. Th ng dùng s ơ l ng ngu n n c có hàm l ng c n cao, C o > 2000 mg/l. Áp d ng cho tr m có công su t l n Q ≥ 30.000 m 3/ng . (4) 1. ng d n vào (2) 2. Máng thu n c (5) 3. Cánh g t bùn b ng cao su 4. H th ng cào bùn 5. ng d n n c sang b l c 6. ng x c n Nc t b tr n t i (6) (1) Hình 4-11: S ơ đồ c ấu t ạo b ể l ắng ly tâm * Nguyên t c làm vi c: N c c n x lý theo ng trung tâm vào ng n phân ph i, phân ph i u vào vùng l ng. N c t vùng l ng chuy n ng t trong ra ngoài và t d i lên trên. C n c l ng xu ng áy. N c trong thì c thu vào máng vàng vào máng t p trung theo ng ng sang b l c. thu bùn có thi t b g t c n g m d m chuy n ng theo ray vòng tròn. D m treo giàn cào thép có các cánh g t phía d i. Nh nh ng cánh g t này, c n l ng áy c g t vào ph u và x ra ngoài theo ng x c n. Các thông s c a b . D 50 m H = 1,5 – 2,5 nh H = 3 – 5 trung tâm Hi u su t l ng th p 40 – 80% Nguyãùn Lan Phæång = 37 = ÂHBKÂN
10. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC VVV ––– LOÜC L giai n cu i ng a nh m trong th c hi n trong c b c b ng ch cho n c i qua l p v t li u c – th ng t ch anh y 0,7 – 1,3m; c t 0,5 – 1mm ho c than g y p n ho c ng – t ơ – ra – xit. gi cho t i i theo n c o c ng thu n c, d i l p t ng i ta 1 l p bng cu i ho c dm. * Phân i : - Theo t c c + B c ch m : tc c 0,1 – 0,3 m 3/h • u im : n c trong, th i gian công c lâu, 1 – 2 ng m i r a 1ln • Nh c im : Tc c ch m, ch th c b ln, nh xây d ng cao, n vt . * p ng cho c m công su t . + B c nhanh : Tc c nhanh 6 – 10 m 3/h. c t c n c gi i nh lc nh a vi c t t. • u im : ch th c b , nh xây d ng . • Nh c im : ng b n, i t y r a luôn (1 y êm i r a 1 – 3 ln). Ra b th ng c c ơ gi i a, bơm n c cho y ng c chi u v i v n t c gp 7 – 10 ln khi c v i c ng ra 10 – 15 m 2 di n ch. 2 bv H 3 r H 1 4 L 9 H 5 d H 6 13 8 11 12 10 7 Hình 4-12: S ơ đồ c ấu t ạo c ủa b ể l ọc nhanh tr ọng l ực 1. ng d n n c o b c; 2. ng d n n c 3. Máng phân ph i ph ; 4. V t li u l c 5.Vt li u ; 6. Tm an khe l vt li u c 7. ng d n n c sang b ch a n c s ch. 8. ng ng c p n c r a b l c; 9. ng r a n c x l c. 10. Van x n c l c u.; 11. C a qu n lý. 12. H m thu n c; 13. ng c p gió r a l c - Phân i theo p l c : + B c h ng l c + B c p l c Nguyãùn Lan Phæång = 38 = ÂHBKÂN
11. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC - Phân i theo chi u ng n c : + B c xuôi + B c ng c + B c 2 chi u - Phân i theo s l ng v t li u c: + 1 l p + 2 l p + nhi u l p - Phân i theo ln t v t li u c: + B c t + B c t trung + B c t thô - Phân i theo nguyên t c: + c l i + c qua v t li u x p + c qua v t li u t VIVIVI ––– KHÆÍ TRUÌNG Sau khi qua b lng, b c ph n l n vi ng trong n c a gi i (90%) tiêu di t. Tuy nhiên m o n n v sinh i kh ng n c. * c ch kh ng: 1. Nhi t : un n c nhi t 75 0C trong n c 2. ng tia t i : ng i n t ra tia t i di t ng. Ph ơ ng p y ơ n n nh ng thi t t ti n, hay ng tn in (10 – 30Kw/1000m 3). 3. ng ôzôn : a ôzôn o n c o [O] di t ng 4. ng ng siêu âm : ng thi t t ra song siêu âm t n s 500KHz Vi ng tiêu di t. 5. Ph ư ng p clo a : S ng clor ho c h p ch t a clor nh clorua vôi, zaven NaOCl. - a clorua vôi o n c : 2CaOCl 2 Ca(OCl) 2 + CaCl 2 Ca(OCl) 2 + CO 2 + H 2O CaCO 3 + 2HOCl acid hypoclorit (oxh nh) - a clor o n c : Cl 2 + H 2O HOCl + HCl HOCl H + + Ocl - ion hypoclorit (oxh r t nh) Clor hay clorua vôi th ng a o ng ng d n n c t b c sang b ch a n c ng m v i li u l ng 0,5 – 1 mg/l, l ng clor th a không c v t 0,3 – 0,5 mg/l. n ng n n y ra, th i gian ti p c gi a dung ch clo n c l n 30 t. in phân mu i n NaCl o ra Cl 2, Cl 2 a o dung ch NaOH o nh n c zaven i o kh ng. + - + - NaCl + H 2O 2H + Cl + NaOCl Na + Cl Nguyãùn Lan Phæång = 39 = ÂHBKÂN
12. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC VVIIIIVII ––– KHÆÍ TRUÌNG SÀÕT TROTRONGNG NÆÅÏC 1/ KHÆÍ SÀÕT BÀÒNG LAÌM THOAÏNG: - S t trong n c ng m th ng ng Fe(OH) 2. Mu n kh st ng i ta cho n c ti p c v i không oxy a Fe 2+ nh Fe 3+ - ng d n m a ( p ti p c) : N c t gi ng khoan b ơm lên cao cho y o ng r ng c a ho c ng châm l o m a. Theo chi u m a r ơi t c t m ch n, khi n c r ơi t c t m n tr c ti p o n c nh oxy a c th c hi n. - ng t : không o nh t , th ng m ng nhân o. ng ng cho m công su t . - N u C Fe 9 mg/l : th c hi n phun m a ( m ng) tr c ti p trên b c. 2/ KHÆÍ SÀÕT BÀÒNG LAÌM THOAÏNG ÂÅN GIAÍN & LOÜC: Cho n c n qua mi ng ng t cao h ơn b c ch ng 0,5m. 3+ TP p ng C Fe 9 mg/l , Ph > 6,8 , Fe /Fe 30% Tr ng h p pH th p i a vôi o ki m a 0,3 ÷0,4 m 0,3 ÷ 0,4 m Hình 4-13: Kh ử s ắt b ằng làm thoáng và l ọc. 2/ KHÆÍ SÀÕT DUÌNG HOAÏ CHÁÚT: a/ Khæí sàõt bàòng cháút oxy hoaï maûnh: Các ch t oxi hoá m nh th ng s d ng kh s t là: Cl 2, KMnO 4, O 3 Khi cho các ch t oxi hoá m nh vào n c, ph n ng di n ra: 2+ - + 2Fe + Cl 2 + 6H 2O = 2Fe(OH) 3 + Cl + 6H 2+ + + 3Fe + KMnO 4 + 7H 2O = 3Fe(OH) 3 + MnO 2 + K + 5H 2+ Trong ph n ng, oxi hoá 1mg Fe c n 0,64 mgCl 2 ho c 0,94mg KMnO 4 và ng th i ki m c a n c gi m i 0,018mg l/l. So sánh v i ph ơ ng pháp kh s t b ng làm thoáng, dùng ch t oxi hoá m nh ph n ng xy ra nhanh h ơn, pH môi tr ng th p h ơn (pH<6). Trong n c có t n t i các h p ch t nh : H2S, NH 3 thì chúng s gây nh h ng n quá trình kh s t. Nguyãùn Lan Phæång = 40 = ÂHBKÂN
13. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC b/ Khæí sàõt bàòng väi: Kh s t b ng vôi th ng k t h p v i quá trình làm n nh n c ho c làm m m n c. Quá trình kh s t b ng vôi x y ra theo 2 tr ng h p: - Tr ng h p n c có oxi hòa tan: 4Fe(HCO 3)2 + O 2 + 2H 2O + 4Ca(OH) 2 → 4Fe(OH) 3↓ + 4Ca(HCO 3)2 - Tr ng h p n c không có oxi hòa tan: Fe(HCO 3)2 + Ca(OH) 2 → FeCO 3 + CaCO 3 + H 2O c/ Caïc phæång phaïp khæí sàõt khaïc:
    Kh s t b ng trao i cation: Cho n c i qua l p v t li u l c có kh b ng trao i iôn. Các ion H + và Na + có trong thành ph n v t li u l c s trao i v i ion Fe 2+ có trong n c, k t qu Fe 2+ c gi l i trong lp v t li u l c. 2[K]Na + Fe(HCO 3)2 → [K] 2Fe + 2NaHCO 3 2[K]H + Fe(HCO 3)2 → [K] 2Fe + H 2CO 3 Cation c tái sinh b ng HCl, NaCl HCl + [K] 2Fe → [K]H + FeCl 2 NaCl + [K] 2Fe → [K]Na + FeCl 2 Ph ơ ng pháp này em l i hi u qu kh s t cao, th ng s d ng cho ngu n n c có ch a Fe 2+ d ng hòa tan. Dùng k t h p v i làm m m n c. Chi phí cho kh Fe 2+ bng trao i cation giá khá t.
    Kh s t b ng in phân: Dùng c c âm b ng s t, nhôm, c c d ơ ng b ng ng, b ch kim hay ng m k n.
    Kh s t b ng ph ơ ng pháp vi sinh v t: C y các m m khu n s t trong l p cát l c c a b lc.
    Kh s t ngay trong lòng t: D a trên nguyên t c, các ion Ca 2+ , Mg 2+ g n trên khoáng v t ca t ng t á ch a n c có kh nng trao i ion v i các ion Fe 2+ c a n c ng m. VIII ––– KHÆÍ MANGAN Mangan th ng t n t i song song v i s t d ng iôn Mn 2+ trong n c ng m và d ng keo h u c ơ trong n c m t. Do ó vi c kh mangan th ng c ti n hành ng th i v i kh st. Mangan d ng hòa tan Mn 2+ khi b ôxi hóa chuy n d n thành Mn 3+ và Mn 4+ d ng hy roxit k t t a: + − 2Mn(HCO 3)2 + O 2 + 6H 2O → 2Mn(OH) 4 + 4H + 4HCO 3 Quá trình kh mangan ph thu c vào pH c a n c. Th c nghi m cho th y n u PH <8 và không có ch t k t xúc tác thì quá trình oxi hóa Mn 2+ r t ch m. PH t i u: 8,5 ÷ 9,0. Tơ ng t nh v i s t, qui trình kh mangan c ơ b n c ng bao g m các khâu làm thoáng, l ng, l c. Trong quá trình l c, h t l c c ph d n 1 l p Mn(OH) 4 di n tích âm, l p 2+ mn(OH) 4 có tác d ng nh ch t xúc tác h p th các ion Mn và i hóa nó theo ph ơ ng trình Mn(OH) 4 + Mn(OH) 2 → 2Mn(OH) 3 Nguyãùn Lan Phæång = 41 = ÂHBKÂN
14. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC 4Mn(OH) 3 + O 2 + H 2O → 4Mn(OH) 4 Lp ph Mn(OH) 4 l i tham gia vào ph n ng m i c nh v y t o ra 1 chu trình ph n ng liên t c. Nh v y hi u qu kh mangan l i ph thu c vào l p ph Mn(OH) 4 do chính quá tình kh t o ra trên b m t h t cát l c. Trong th c t a b l c vào ch ho t ng n nh, c n pha thêm nc dung dch KMnO 4 v i li u l n 1-3mg/l vài ngày u ho c nâng PH lên trên 9. Công ngh kh Mangan: 1/ KHÆÍ MANGAN BÀÒNG LAÌM THOAÏNG: -Sơ 1: làm thoáng t nhiên ho c làm thoáng c ng b c, l ng ti p xúc, l c 1 l p v t li u l c. Áp d ng: hàm l ng mangan trong n c nh và t n t i d i d ng Mn 2+ hòa tan. V t li u l c dùng cát th ch anh dày 1,2 ÷ 1,5m. -Sơ 2: làm thoáng t nhiên ho c c ng b c - l ng ti p xúc l c 1 hay 2 l p v t li u lc. Mt l p vt liu là cát en dày 1,5m; ho c 2 l p v t li u l c là l p v t li u l c. Mt l p v t li u l c là cát en dày 1,5m; ho c 2 l p v t li u l c là than Angtraxit và cát dày ≥ 1,5m. Áp d ng: hàm l ng Mangan trong n c ngu n cao. - S ơ 3: Làm thoáng c ng b c - l ng ti p xúc - l c 2 b c. Kh s t c th c hi n làm thoáng - l ng ti p xúc - l c. Sau ó nâng PH lên 8 – làm thoáng - l c b l c b c 2 kh Mangan. Ph ơ ng pháp này t n kém nh ng em l i hi u qu x lý n nh. 2/ PHÆÅNG PHAÏP DUÌNG HOAÏ CHÁÚT: S d ng các ch t có tính ôxi hóa m nh nh Clo, ozôn, Kali permanganat. Clo ôxi hóa Mn 2+ PH = 7 trong t = 60 ÷ 90 phút 2+ ClO 2 và Ôzôn ôxi hóa Mn cân 1,35 ClO 2 hay 1,45mg O 3 2+ KMnO 4 ôxi hóa Mn m i d ng t n t i k c keo h u c ơ t o thành Mn(OH) 4 3/ PHÆÅNG PHAÏP SINH HOÜC: Cy 1 lo i vi sinh v t có kh n ng h p th mangan trong quá trình sinh tr ng lên b mt v t li u l c. xác vi sinh v t s t o thành l p màng oxit mangan trên b m t h t v t li u l c có tác d ng xúc tác quá trình kh Mangan. + - 2Mn(HCO 3)2 + O 2 + 6H 2O Mn(OH) 4 + 4H + 4HCO 3 IXIXIX ––– KHÆÍ H 222S BÀÒNG LAÌM THOAÏNG pH 5 : o H 2S - 2- pH = 5 – 10 : o H 2S, HS , S Nguyãùn Lan Phæång = 42 = ÂHBKÂN
15. Giaïo trçnh CÁÚP THOAÏT NÆÅÏC pH > 10 : HS -, S 2- m ng pH 5 Kh H2S n i sau nh m ng b ng clor H2S + 4Cl 2 + 4H 2O H 2SO 4 + 8HCl - 2- - + HS + 4Cl 2 + 4H 2O SO 4 + 8Cl + 9H Nguyãùn Lan Phæång = 43 = ÂHBKÂN