Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Lượng Clo dùng Qcl = Q.L cl (Kg/h) 1000 Trong đó: Q: Cơng suất trạm (m3/h) Lcl: Liều lượng Clo cần thiết đưa vào nước (mg/l) Từ Qcl chọn số lượng Cloratơ cơng tác Số bình Clo hoạt động đồng thời n= Trong đó: Q cl S (Bình) S: Năng suất bốc bùnh Khử trùng Clorua vôi canxihypôclorit: Trong Clorua vôi lượng Clo hoạt tính chiếm20-25% Clorua vơi Trong Canxihypolorit Ca(OCl)2, hàm lượng Clo hoạt tính chiếm30-40% Hai loại hóa chất bảo quản dạng bột Khi đưa vào sử dụng pha chế theo qui trình: cho hóa chất vào thùng hòa trộn đạt nồng độ 10%, để lấy tách cặn bẩn tạp chất Sau đưa vào dung dịch vào thùng tiêu thụ → nồng độ 0,5-1,0% Dung tích thùng: W= Q.a.t (m3) 100.b.c Trong đó: Q: Cơng suất trạm (m3s/h) a: Liều lượng chất khử trùng theo Clo hoạt tính (g/m3) t: Thời gian cần thiết cho lần pha (giờ) c: Hàm lượng Clo hoạt tính có hóa chất (%) b: Nồng độ dung dịch pha Số thùng hòa trộn: 1; Số thùng tiêu thụ ≥ Khử trùng nước Javen (NaClO) NaClO lad sản phẩm trình điện phân dung dịch muối ăn Nước Javen có chứa nồng độ Clo hoạt tính từ 6-8g/l Áp dụng: Cho nhà máy có cơng suất nhỏ Nguyễn Lan Phương 132 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Nguyên lý: Muối ướt hòa tan từ bể dự trữ, đưa sang bể trộn,pha chế đến nồng độ 20-25%, sang bể tiêu thụ pha thành nồng độ 8-9%, đưa vào bể điện phân + - MLTN NaCl Hình -54 : Sơ đồ công nghệ điện phân muối - Bể hòa trộn - Để dung dịch muối công tác 3- Bể điện phân 4- Bể dự trữ nước Javen * Tính tốn: - Số bình điện phân dung dịch (70 × 22) cm N= Q.L cl q.a.60 (Bình) Trong đó: Q: Cơng suất trạm (m3/h) Lcl: Liều lượng Clo cho vào nước (g/m3) a =4-5g/l: Liều lượng Clo hoạt tính nước Javen q = 0,4l/p’: Cơng suất bình điện phân giải (l/p’) - Dung tích bể NaOCl công tác Wct = 1,2 60.N.q.n (m3) 1000 n: Thời gian lần hòa trộn (giờ) - Dung tích bể trộn Wh = Wct m2 m1 (m3) Trong đó: Nguyễn Lan Phương 133 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP m1: Nồng độ dung dịch muối bể công tác (8-9%) m2: Nồng độ dung dịch muối bể hịa trộn (20-25%) - Dung tích bể dự trữ nước Javen Wdtr = Trong đó: 60.q.N.n 1000 (m3) n1: Thời gian dự trữ nước Javen (Giờ) 2.6.1.2 Các phương pháp khử trùng khác Khử trùng tia tử ngoại: Dùng đèn xạ tử ngoại đặt tỏng dòng chảy nước Các tia tử ngoại tác dụng lên phần tử prôtit tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc khả trao đổi chất, chúng bị tiêu diệt Khử trùng siêu âm: Dòng siêu âm với cường độ tác dụng lớn khoảng t = phút tiêu diệt hồn tồn vi sinh vật có nước Khử trùng iôn bạc: Đây phương pháp khử truyền Đun sơi nước 1000C tiêu diệt phần lớn vi sinh vật Khử trùng ion bạc: Với hàm lượng 2-10 ion g/l bạc tiêu diệt phần lớn vi trùng có nước Tuy nhiên mơi trường có độ màu cao, có chất hữu nhiều muối ion bạc không phát huy khả diệt trùng Để thu ion bạc sử dụng biện pháp sau: - Tăng diện tích tiếp xúc trực tiếp nước bạc - Sản xuất viên ôxit bạc để hòa vào nước - Điện phân với điện cực hạt 2.7 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ĐẶC BIỆT 2.7.1 Khử mùi vị nước Hầu hết nguồn nước thiên nhiên có mùi vị, mùi Theo nguồn gốc phát sinh, mùi chia làm loại: mùi tự nhiên ùi nhân tạo Mùi tự nhiên chủ tếu hoạt động sinh sống phát triển vi sinh vật rong tảo có nước Mùi nhân tạo chủ yêu ảnh hưởng nước thải công nghiệp gây Ngồi mùi, nước thiên nhiên có nhiều vị khác như: mặn, đắng, chua, cay Theo tiêu chuẩn nước ăn uống, sinh hoạt, nước khơng có mùi, vị Vì cần tiến hành khử mùi vị Thơng thường q trình xử lýnước khử hết mùi vị có nước Chỉ biện pháp không đáp ứng yêu cầu cần khử mùi, vị áp dụng biện pháp khử mùi vị độc lập Nguyễn Lan Phương 134 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Sau số biện pháp khử mùi vị thường dùng: Khử mùi làm thoáng Dựa nguyên tắc: Các cơng trình làm thống bay loại khí gây mùi cho nước đồng thời ơxi hóa chất có nguồn gốc hữu vơ cơgây mùi Các cơng trình làm thống khử mùi tương tự cơng trình làm thống để khử sắt: dàn mưa, phun mưa, bể làm thoáng cưỡng Khử mùi chất ơxi hóa mạnh Các chất ôxi hóa mạnh để khử mùi là: Clo hợp chất Clo, ôzôn, permangannat kali Dùng Clo ôzôn để khử mùi, vị gây nên vi sinh có nguồn gốc động, thực vật biện pháp tương đối thông dụng Đa số trường hợp dùng Clo để khử mùi, vị nước Tuy nhiên số trường hợp, dùng clo khơng hiệu quả, cần phải thay ơzơn Ngồi dùng Kali permanganats KmnO4 để khử mùi xuất q trình Clo hố nước Ưu điểm việc dùng KmnO4 việc khử mùi Clo, cịn khử mùi dầu thầu dầu, mùi khó khử Khử mùi phương pháp dùng than hoạt tính Than hoạt tính có khả hấp thụ cao chất gây mùi Dựa vào khả này, người ta khử mùi nước cách lọc nước qua than hoạt tính Các loại than hoạt tính thường dùng là: than ăngtraxít, than cốc, than bạch dương hay than bùn dạng bột vào nước Than hoạt tính dùng bể lọc khử mùi có kích thước d = 1÷3mm, chiều dày lớp than ι = 1,5÷4m Tốc độ lọc đạt 50m/h Các bể lọc than hoạt tính thường bố trí sau bể lọc khử trùng Để phục hồi khả hấp thụ than hoạt tính dùng dung dịch kiềm nóng Khi nước có mùi khơng liên tục, mà xảy vào thời kỳ định, phương pháp dùng bể lọc than khơng kinh tế Khi khử mùi bột than với liều lượng không 12mg/l Có thể dùng ÷7mg/l cho vào bể trộn, cịn lại khơng q 5mg/l cho vào trước bể lọc để tránh rút ngắn chu kỳ lọc ảnh hưởng bột than Khối lượng than hoạt tính lấy từ 0,06÷0,12m3 cho 1m3 nước 2.4.7.2 Làm mềm nước Nguyễn Lan Phương 135 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Làm mềm nước hay khử độ cứng nước khử loại muối Ca Mg có nước Thường nước cấp cho số lĩnh vực công nghiệp cần làm mềm là: công nghiệp dệt, sợi nhân tạo, hoá chất, chất dẻo, giấy nước cấp cho loại nồi Các phương pháp làm mềm nước: Phương pháp nhiệt Phương pháp hoá học Phương pháp trao đổi ion Làm mềm nước phương pháp nhiệt Khi đun nước, khí CO2 tự bốc hơi, làm phá vỡ cân hợp chất CO2, dẫn đến phân li bicácbônát chất khó tan CaCO3 Mg(OH)2 lắng đọng Đun nước lên đến 100oC, khử tồn độ cứng cácbônát phần nhỏ độ cứng không cácbơnát Có thể biểu diễn làm mềm nước phương pháp nhiệt theo phương trình phân li sau: Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O Mg(HCO3)2 → MgCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O MgCO3 + H2O → Mg(OH)2 ↓ + CO2 ↑ Sau Phương pháp nhiệt áp dụng cho hệ thống cấp nước nồi hơi, tận dụng lượng nhiệt thừa nồi Làm mềm nước phương pháp hoá học Cơ sở phương pháp đưa vào nước hố chất có khả kết hợp với ion Ca2+ Mg2+ để tạo chất không tan loại trừ khỏi nước biện pháp lắng lọc a.Khử độ cứng cácbônát làm mềm nước vôi + xôđa Khi khử độ cứng cácbônát làm mềm nước vôi + xôđa, phải dùng vôi dạng vôi sữa Khi lượng vôi dùng hàng ngày 0,25 tính theo CaO, phép cho vôi vào nước dạng dung dịch vôi bão hồ Để khử độ cứng cácbơnát, liều lượng vơi Dv tính theo CaO cần xác định theo cơng thức sau: Khi ⎛ CO ⎞ D Ca 2+ > C c ; D v = 28⎜⎜ + C K + K + 0,5 ⎟⎟ (mg/ι) 20 eK ⎝ 22 ⎠ Khi ⎛ CO ⎞ Ca 2+ Ca 2+ D K < C c ; D v = 28⎜⎜ + 2C K − + + 1⎟⎟ (mg/ι) 20 20 eK ⎝ 22 ⎠ Nguyễn Lan Phương 136 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Trong đó: CO2 : Nồng độ CO2 tự nước (mg/ι) Ca2+ : Hàm lượng canxi nước (mg/ι) Cc, CK : Độ cứng cácbônát không cácbônát nước (mgđι/ι) DK : Liều lượng chất keo tụ FeCl3 FeSO4 (mg/ι) tính theo sản phẩm khô eK : Đương lượng hoạt chất chất keo tụ Đối với FeCl3 : eK = 54; FeSO4 : eK = 76 Liều lượng vôi xôđa làm mềm nước cần xác định theo công thức sau: ⎛ CO ⎞ Mg 2+ D + C K + + K + 0,5 ⎟⎟ D v = 28⎜⎜ eK L ⎝ 22 ⎠ ⎛ ⎞ C D XD = 53.⎜⎜ C K + K + 1⎟⎟ eK ⎝ ⎠ Trong đó: (mg/ι) (mg/ι) Mg2+ : Hàm lượng magiê chứa nước (mg/ι) CK : Độ cứng không cácbônát nước (mg/ι) b Khi làm mềm nước vôi xôđa Liều lượng chất keo tụ tính theo sản phẩm khơ xác định theo cơng thức: DK =3 C (mg/ι) Trong đó: C : Lượng cặn tạo thành làm mềm, tính theo chất khô (mg/ι) giá trị C cần xác định theo công thức: - Khi làm mềm vôi xôđa: ⎛ Mg 2+ ⎞ CO (100 − m ) ⎛ ⎞ ⎟⎟ + D v + 0,5 ⎟ + 29⎜⎜ (mg/ι) C = M ι + 50⎜ C + C c + 22 100 ⎝ ⎠ ⎝ 12 ⎠ (7-8) - Khi khử độ cứng cácbônát (pha vôi) ⎛ Mg 2+ ⎞ (100 − m) ⎛ CO ⎞ ⎟⎟ + D v C = M ι + 50⎜ + 2C c ⎟ + 29⎜⎜ 100 ⎝ 22 ⎠ ⎝ 12 ⎠ (mg/ι) 9) Trong đó: Mι : Hàm lượng chất lơ lửng nước ngầm (mg/ι) Nguyễn Lan Phương 137 (7- Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Ctp : Độ cứng toàn phần nước (mgđι/ι) m : Lượng CaO(%) vôi thị trường Dv : Liều lượng vơi tính theo CaO (mg/ι) c Làm mềm nước phốt phát Khi cần làm mềm nước triệt để, sử dụng vôi xôđa chưa hạ độ cứng nước xuống đến mức tối thiểu Để đạt hiệu quả, cho vào nước Na3PO4 khử hết ion Ca2+ Mg2+ khỏi nước dạng muối khơng tan Q trình làm mềm nước phốt phát diễn thuận lợi nhiệt độ lớn 100oC Sau xử lý độ cứng nước giảm xuống cịn 0,04÷0,05 mgđι/ι.Do giá thành Na3PO4 cao, nên dùng với liều lượng nhỏ sau làm mềm nước vôi xôđa d Công nghệ làm mềm nước vôi xôđa Chia làm trường hợp: Ca 2+ >Cc làm mềm nước 20 vôi xôđa, hàm lượng Mg nước làm mềm không 15 mg/ι, cơng nghệ làm mềm nước gồm bể lắng xốy hình phễu - bễ lọc - Khi khử độ cứng cácbônát, - Khi nước làm mềm có nhiều Mg nước bị nhiễm bẩn cặn lơ lửng, phải dùng bể lắng có lớp cặn lơ lửng để tách cặn tạo làm mềm Bể lắng xốy có cấu tạo bể phản ứng xốy thơng thường, thể hình 2-57 Khi tính tốn bể lắng xốy, phải lấy tốc độ nước vào bể 0,8÷1,0 m/s, góc nghiêng chóp đáy 15÷20o Tốc độ nước lên tính mặt cắt ngang với phận thu 4÷6mm/s Vật liệu tiếp xúc bể lắng xoáy phải dùng cát thạch anh hay bột có kích thước hạt 0,2÷0,3mm,tính cho 10kg 1m3 dung tích bể Vơi phải cho vào phần bể dạng dung dịch vôi sữa Khi xử lí nước bể lắng xốy khơng dùng chất keo tụ Nguyễn Lan Phương 138 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Hình 2-54: Bể lắng xoáy 1- Ống đưa nước vào 2- Ống đưa hóa chất vào 3- Ống đưa nước 4- Các hạt tiếp xúc 5- Ống đưa hạt tiếp xúc vào 6- Ống xả hạt tiếp xúc 7- Ống lấy mẫu thử 9- Van xả khí 8- Ống xả khơ Bể lắng có kết cấu tương tự bể lắng thông thường tốc độ nước lên vùng lắng lấy 0,1mm/s Khi độ cứng Mg nhỏ 25% lấy 0,8mm/s độ cứng Mg lớn 25% độ cứng toàn phần Chiều cao vùng lắng 2÷2,5m Thời gian nén cặn lấy 3÷4giờ độ cứng Mg < 25% độ cứng tồn phần lấy 5÷6 độ cứng Mg > 25% độ cứng toàn phần Bể lọc để làm nước sau qua bể lắng xoáy bể lắng phải bể lọc chiều Vật liệu lọc cát có kích thước d = 0,5÷1,2mm bể lọc lớp Bể lọc phải lắp đặt thiết bị rửa bề mặt Phương pháp làm mềm nước natricationit Phương pháp Natri - cationit dùng để làm mềm nước ngầm nước mặt có hàm lượng chất lơ lửng khơng vượt q 5÷8mg/ι độ màu không 30o Khi dùng phương pháp này, độ kiềm nước khơng thay đổi Độ cứng nước giảm xuống đến 0,03÷0,05 mgđι/ι dùng phương pháp Natri - cationit bậc giảm xuống 0,01 mgđι/ι dùng hai bậc Khối lượng cationít cho vào bể lọc bậc xác định theo công thức: Wct = + q.C n.E Na ιv (m3) Trong đó: q : Lưu lượng nước làm mềm (m3/h) Ctp : Độ cứng toàn phần nước nguồn (gđι/ι) Nguyễn Lan Phương 139 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP E ιNa v : Khả trao đổi thể tích làm việc cationít làm mềm Natri - Cationít (gđι/m3) n : Số lần hồn ngun bể lọc ngày (1÷3 lần) E ιNa v = αe βNa.CNa.Eht - 0,5.qr.Ctp Trong đó: αe : Hệ số hiệu suất hồn ngun có kể đến hồn ngun khơng hồn tồn Lấy theo bảng 7-1 Bảng 2-23: Xác định hệ số αe Lượng muối ăn dùng để hồn ngun cationít tính gam cho gđι/m3 100 150 200 250 300 Hệ số hiệu suất hoàn nguyên cationít αe 0,62 0,74 0,81 0,86 0,9 βNa : Hệ số kể đến độ giảm, khả trao đổi cationít, Ca2+ Mg2+ Na+ bị giữ lại phần, lấy theo bảng 7-2 Bảng 2-24: Hệ số βNa CNa /Cc 0,01 0,05 0,1 0,5 1,0 5,0 10 βNa 0,93 0,88 0,83 0,70 0,65 0,54 0,5 Trong đó: CNa : Nồng độ Na nước nguồn gđι/m3 C Na = Na + 23 Eht : Khả trao đổi tồn phần theo thể tích gđι/m3 xác định theo số liệu xuất xưởng Khi khơng có số liệu này, tính sau: Đối với sunfuacácbon cỡ hạt 0,3÷0,5mm 550 gđι/m3 Đối với sunfuacácbon cỡ hạt 0,5÷1,1mm 500 gđι/m3 Đối với cationít KY-2 1500÷1700 gđι/m3 Đối với cationít KY-1 600÷650 gđι/m3 qr : Lưu lượng đơn vị nước để rửa cationít tính m3/1m3 cationít lấy 4÷5 Ctp : Độ cứng tồn phần nước nguồn (gđι/m3 ) Diện tích bể lọc cationít bậc cần xác định sau: Fct = Nguyễn Lan Phương Wct H (m2) (7-12) 140 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Trong đó: Wct : Khối tích cationít cho vào bể (m3) H : Chiều cao lớp cationít bể, lấy 2÷3m (trị số lớn dùng cho nước có độ cứng lớn 10 mgđι/ι) Tốc độ lọc qua cationít bể lọc áp lực bậc điều kiện làm việc bìng thường khơng vượt giới hạn sau: - Khi độ cứng tồn phần nước đến mgđι/ι v = 25m/h - Khi độ cứng toàn phần nước từ 5÷10 mgđι/ι v = 15m/h - Khi độ cứng tồn phần nước từ 10÷15 mgđι/ι v = 10m/h Tổng tổn thất áp lực bể lọc cationít lấy theo bảng 2-25 Bảng 2-25 : Tổng tổn thất áp lực bể lọc cationít Tốc độ lọc (m/h) Tổng tổn thất áp lực bể lọc cationít (m) Độ lớn hạt vật liệu lọc cationít (mm) 0,3÷0,8 0,5÷1,1 Chiều cao lớp vật liệu lọc cationít (m) 2,0 2,5 2,0 2,5 5 5,5 4,0 4,5 10 5,5 6,0 5,0 5,5 15 6,0 6,5 5,5 6,0 20 6,5 7,0 6,0 6,5 25 9,0 10 7,0 7,0 Trong bể lọc cationít hở, lớp nước phía mặt cationít phải lấy từ 2,5÷3m, tốc độ lọc khơng lớn 15m/h Hồn ngun bể lọc cationít muối ăn Lượng muối ăn dùng cho lần hồn ngun bể lọc Natri - cationít xác định theo công thức:ι f H.E ιNa v a P= 1000 (kg) Trong đó: f : Diện tích bể lọc (m2) H : Chiều cao lớp lọc cationít bể (m) E ιNa v : Khả trao đổi làm việc theo thể tích cảu cationít (gđι/m ) Nguyễn Lan Phương 141 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP a : Lượng nước cho gđι thể tích trao đổi làm việc lấy 120÷150 g/gđι bể lọc bậc I sơ đồ làm việc bậc 150÷200 g/gđι sơ đồ làm việc bậc Nồng độ dung dịch hoàn nguyên độ cứng nước làm mềm đến 0,2 mgđι/ι lấy 2÷5% Khi độ cứng nước làm mềm nhỏ 0,05 mgđι/ι , phải hoàn nguyên đợt Ban đầu, dung dịch 2% khoảng 1,2m3 dung dịch cho 1m3 cationít Sau lượng muối cịn lại pha chế thành dạng dung dịch 7÷10% Tốc độ lọc dung dịch muối qua cationít lấy 3÷5m/h Sau hồn nguyên, cần phải rửa cationít nước chưa làm mềm, lượng clorua nước lọc gần lượng clorua nước rửa Tốc độ lọc rửa 8÷10m/h Bể lọc Natri - cationít bậc có chiều cao lớp cationít 1,5m Tốc độ lọc khơng q 60m/h, lượng muối đơn vị dùng để hồn ngun cationít 300÷400 g/1gđι độ cứng phải khử Tổn thất áp lực bể 13÷15m Rửa bể lọc bậc nước lọc bể lọc bậc I Khi tính bể lọc bậc 2, độ cứng vào bể lấy 0,1 mgđι/ι , khả trao đổi làm việc sunfatcácbon lấy 250÷300 gđι/m3 Phương pháp làm mềm nước hyđrơnatri - Cationit Phương pháp hyđrơnatri - cationít dùng để khử cation Ca Mg có nước, đồng thời làm giảm độ kiềm nước Dùng phương pháp để xử lí nước ngầm nước mặt có hàm lượng chất lơ lửng khơng q 5÷8 mg/ι Tỷ số lưu lượng nước đưa vào bể lọc H - cationít Na - cationít làm mềm theo sơ đồ H - Na - cationít làm việc song song, xác định theo công thức: Lưu lượng nước đưa vào bể lọc H - cationít: Q hiH = q hi K−a A+K (m3/h) Lưu lượng nước đưa vào bể Na - cationít: Q hiNa = q hi − q hiH (m3/h) Trong đó: Q hiNa Q hiH : Cơng suất hữu ích bể lọc Na - cationít H - cationít Qhi : Cơng suất hữu ích bể lọc H - Na - cationít (m3/h) K : Độ kiềm nước nguồn (mgđι/ι ) a : Độ kiềm cần thiết nước sau làm mềm (mgđι/ι ) A : Tổng hàm lượng anion axit mạnh có nước làm mềm (sunfat, clorua, nitrat ) (mgđι/ι ) Nguyễn Lan Phương 142 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Thể tích cationít bể lọc H - cationít xác định theo cơng thức 24.q hiH (C o + C Na ) WH = n.E ιHv (m3) Thể tích cationít bể lọc Na - cationít xác định theo công thức WNa = 24.q hiNa C o n.E ιHv (m3) Trong đó: Co : Độ cứng toàn phần nước nguồn (gđι/m3) n : Số lần hoàn nguyên bể lọc ngày E ιHv : Khả trao đổi làm việc theo thể tích H - cationít (gđι/m3) E ιHv : Khả trao đổi làm việc theo thể tích Na - cationít (gđι/m3) CNa : Nồng độ Natri nước (gđι/m3) E ιHv = αH Etp - 0,5.qdv.CK (gđι/m3) Trong : αH : Hệ số hiệu suất hồn nguyên H - cationít lấy theo bảng (7-4) Bảng 2-26: Hệ số hiệu suất hoàn nguyên H - cationít Lưu lượng đơn vị H2SO4 để hồn ngun cationít (g/gđι ) 50 100 150 200 αH 0,68 0,85 0,91 0,92 CK : Tổng hàm lượng cation Ca, Mg, Na, K, có nước ( gđι/ m3 ) qđv : Lưu lượng đơn vị nước rửa cationít sau hồn ngun lấy bằng4 ÷ m /ιm3 cationít bể lọc Etp: Khả trao đổi toàn phần theo thể tích cationít lấy theo số liệu xuất xưởng mơi trường trung tính ( gđ/ m3) Diện tích bể lọc H- cationít Na - cationít Xác định theo công thức: WH ( m2 ); FNa = WNa ( m2 ) H H Trong đó: FH = Nguyễn Lan Phương 143 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP H: Chiều cao lớp cationít bể lọc lấy H = ÷ 3m 2.7.3 KHỬ MẶN VÀ CHIẾU MUỐI TRONG NƯỚC Khử mặn giảm hàm lượng muối nước đến trị số thoả mãn yêu cầu nước dùng cho ăn uống Khử muối giảm triệt để lượng muối hoà tan nước dến trị số thoả mãn yêu cầu công nghệ sản xuất quy định Các phương pháp khử mặn nay: tuỳ thuộc vào hàm lượng muối - Nước có hàm lượng muối ÷ g/ι dùng theo phương pháp trao đổi ion - Nước có hàm lượng muối từ 2,5 ÷ 15 g/ι dùng theo phương pháp điện phân hay lọc qua màng lọc bán thấm - Nước có hàm lượng ,muối lớn 10 g/ι, dùng phương pháp trưng cất, đông lạnh, hay lọc qua màng bán thấm Khử mặn khử muối nước phương pháp trao đổi ion Dùng phương pháp trao đổi ion để khử mặn khử muối nước nguồn có tiêu chất lượng sau: Hàm lượng muối nhỏ 3000 mg/ι Hàm lượng cặn không lớn mg/ι Độ mầu nước không lớn 300 Độ ơxi hố lớn mg/ι O2 ( tính theo KmnO4) Khi độ oxi hoá lớn hơn, phải lọc nước qua bể lọc than hoạt tính Khử mặn nước phương pháp trao đổi ion thực theo dạng sau : Sơ đồ 1: ( Khử muối bậc) Lọc nối tiếp bể lọc H- cationít có dung tích chứa ion cao bể lọc anionít yếu Khi dùng sơ đồ này, cần phải khử khí CO2 khỏi nước lọc qua bể cationít Hàm lượng muối lại nước sau lọc cần lấy sau: - Không lớn 150 mg/ι hàm luợng muối nước nguồn đến 3000 mg/ι - Không lớn 25 mg/ι hàm lượng muối nước nguồn đến 2000 mg/ι - Không lớn 15 mg/ι hàm lượng muối nước nguồn đến 1500 mg/ι Nguyễn Lan Phương 144 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Hàm lượng muối yêu cầu nước cấp cho ăn uống sinh hoạt 500 ÷ 100mg/ι Trong hàm lượng clorua khơng lớn 350 mg/ι sunphát không lớn 500 mg/ι, thu cách trộn lẫn phần nước lọc với nước nguồn Sơ đồ thể hình 2-58 CO 1 2 Nỉåïc â khỉí múi Hình 2-58 : Sơ đồ khử muối lọc nối tiếp H - cationít bể lọc anionít 1- Bể lọc H - cationít ; 2- Bể lọc anionít ; 3- Bể lọc Na - cationít ; 4- Giàn khử CO2 ; 5- Quạt gió ; 6- Bể chứa ; 7- Máy bơm Diện tích lọc bể lọc anionít xác định theo cơng thức : F= Q ( m2 ) n.T.v t Trong đó: Q : Cơng suất bể lọc anionít ( m3/ ngày đêm ) n : Số lần hoàn nguyên bể lọc anionít ngày, lấy ÷ lần T : Thời gian làm việc bể lọc, lần hoàn nguyên 24 - t1- t2 - t3 ( giờ) n t1 - Thời gian xối anionít, t1 = 0,25h t2 - Thời gian bơm qua anionít dung dịch kiềm để hoàn nguyên, t2 = 1,5h t3 - Thời gian rửa anionít sau hồn ngun, t3 = 3h vt : Tốc độ lọc tính tốn (m/h) 4≤ vt ≤ 30 (m/h) T= Nguyễn Lan Phương 145 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Sơ đồ2: (Khử muối bậc) gồm bể lọc H - cationít bậc I, bể lọc có than hoạt tính để khử chất hữu cơ, dàn khử khí để khử CO2, bể lọc H - cationít bậc 2, bể lọc H - Na - cationít Trong sơ đồ 2, bể lọc H - cationít bậc có vật liệu lọc anionít kiềm mạnh để khử axit silíc Sơ đồ dùng để khử muối nước đồng thời khử axit silíc Nước sau xử lí theo sơ đồ có hàm lượng muối ≤ mg/ι , hàm lượng axit silíc ≤ 0,2 mg/ι Sơ đồ (khử muối bậc): thay bể lọc H - Na - cationít sơ đồ bể lọc có vật liệu lọc hỗn hợp cationít anionít Sau bể lọc anionít bậc có chất anionít kiềm mạnh Sơ đồ sử dụng có tổng hàm lượng muối nước sau xử lí đạt ≤ 0,1 mg/ι hàm lượng axit silíc ≤ 0,05 mg/ι Khử mặn phương pháp điện phân Áp dụng để khử mặn nước ngầm nước mặt có hàm lượng muối từ 2500÷15.000 mg/ι Nước sau qua điện phân, hàm lượng muối giảm xuống đến 500 mg/ι Nước đưa vào thiết bị điện phân phải có: Hàm lượng cặn ≤ mg/ι , độ màu ≤ 20o, độ ơxi hố ≤ mg/ι O2, hàm lượng sắt ≤ 0,05 mg/ι, mangan ≤ 0,05 mg/ι Nội dung phương pháp: dòng điện chiều qia lớp nước cần điện phân, tạo nên trường hợp điện Các cation muối cực âm anion cực dương nước khử muối Ưu điểm phương pháp là: quản lý đơn giản tự động hố hồn tồn Nhược điểm tốn điện Chi phí điện khoảng 18÷20KW/h cho 1m3 nước 3.Khử muối phương pháp nhiệt hay chưng cất Thiết bị đơn giản để khử muối áp dụng số nước dồi lượng mặt trời Hiện người ta dùng hệ thống cất nước nồi bậc nhiều bậc Nước cần khử muối đưa vào nồi hơi, nước cấp từ nồi qua ống xoắn làm lạnh thành nước không chứa muối Nếu dùng sơ đồ nhiều bậc, nước làm lạnh cấp trước bốc thành cấp làm lạnh thành nước không chứa muối 2.7.5CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ĐẶC BIỆT KHÁC: Flo hóa nước: Nguyễn Lan Phương 146 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Khi nước cấp cho ăn uống sinh hoạt có hàm lượng Flo < 0,5 mg/ι cần phải pha thêm Flo vào nước Để Flo hóa dùng hóa chất sau: silíc florua natri, florua natri ; silíc florua amơni Liều lượng hóa chất đưa vào nước xác định theo công thức: Dflo = (m.a - Fθ) 100 100 (g/cm3) K C flo Trong đó: m: hệ số phụ thuộc vào vị trí đưa Flo vào nước xử lý Khi đưa Flo vào sau cơng trình làm ; m = Khi đưa Flo vào trước bể lọc hay bể lọc tiếp xúc ; m = 1,1 a: hàm lượng Flo cần thiết nước xử lý ; a = 0,7 ÷1,2 g/m3 K: hàm lượng Flo hóa chất tinh khiết tính sau: Đối với silíc florua natri K = 60 florua natri K = 45 Silíc florua amơni K = 64 Fθ: hàm lượng Flo có nước nguồn (g/m3) Cflo: hàm lượng hóa chất tinh khiết sản phẩm kĩ thuật (%) Khử Flo nước: Trong nước ăn uống sinh hoạt, hàm lượng Flo lớn giới hạn cho phép, sinh bệnh hỏng men Vì phải khử bớt Flo nước Để khử Flo nước dùng phương pháp lọc nước qua ơxít nhơm hoạt tính Phương pháp áp dụng nước có hàm lượng cặn trước vào bể lọc ≤ mg/ι, tổng hàm lượng muối ≤ 1000 mg/ι Hạt vật liệu hấp thụ có d = ÷3 mm, chiều dày lớp vật liệu hấp thụ bể lọc áp lực lấy sau: Hvι = 2m hàm lượng Flo nước đến mg/ι; Hvι = 3m hàm lượng Flo từ ÷ 10 mg/ι Trong bể lọc hở: hàm lượng Flo đến mg/ι Hvι = 2,0m, hàm lượng Flo từ ÷ 10 mg/ι Hvι = 2,5m Khử sunfua (H2S) hyđrôsunfit (HS) nước: Dùng phương pháp: clo hóa ; làm thống clo hóa – axít hóa, làm thống – keo tụ - lọc Khử axít silic hòa tan nước: Nguyễn Lan Phương 147 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Dùng phương pháp: Để giảm hàm lượng SiO 24− đến ÷ mg/ι, dùng keo tụ phèn sắt phèn nhôm Để giảm hàm lượng SiO 32− đến ÷ 1,5 mg/ι độ kiềm nước ≤ mgđι/ι, xử lý magiê ơxít kiềm phải đun nóng nước 350C Để giảm hàm lượng SiO 32− đến 0,1 ÷ 0,3 mg/ι lọc nước qua chất hấp thụ ôxít magiê theo sơ đồ bậc Khử ôxi hòa tan: Dùng phương pháp: Phun nước chân khơng Liên kết ơxi hịa tan chất khử Nguyễn Lan Phương 148 Bài giảng : XỬ LÝ NƯỚC CẤP Nguyễn Lan Phương 149