Giáo trình thực tập xử lý nước cấp phần 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ******************* TS TRẦN THỊ KIM ANH TS HOÀNG THỊ TUYẾT NHUNG THỰC TẬP XỬ LÝ NƯỚC CẤP NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2020 LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình Thực tập xử lý nước cấp dùng cho sinh viên ngành môi trường tìm hiểu phương pháp xử lý nhiễm nước mặt nước ngầm xử lý sắt, xử lý độ cứng nước ngầm, xử lý chất rắn lơ lửng nước mặt, xử lý chất ô nhiễm hữu nước, Từ đánh giá hiệu xử lý nước cấp thông qua nhiều phương pháp khác nhau, sinh viên mơi trường có nhìn tổng quan, thực tế phương pháp xử lý nước cấp hiệu phương pháp Ngoài ra, sinh viên trang bị kỹ thực hành phân tích đánh giá tiêu phân tích xử lý nước, phân tích đánh giá số liệu xây dựng phương trình động học cho q trình xử lý Từ đó, nắm quy luật cho phương pháp xử lý Sinh viên thực tập học phần trang bị đầy đủ kiến thức kỹ cho trình thực tập lĩnh vực xử lý nước cấp, để trở thành kỹ sư môi trường tương lai Các tác giả MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ ĐƠN VỊ MỞ ĐẦU 11 BÀI THỰC HÀNH SỐ KEO TỤ - TẠO BÔNG BẰNG PHÈN NHÔM 12 1.1 TỔNG QUAN 12 1.1.1 Trị số pH nƣớc 13 1.1.2 Lƣợng dùng chất keo tụ 13 1.1.3 Nhiệt độ nƣớc 14 1.1.4 Tốc độ hỗn hợp nƣớc với chất keo tụ 14 1.2 DỤNG CỤ - THIẾT BỊ 15 1.3 HÓA CHẤT 15 1.4 THỰC NGHIỆM 15 1.4.1 TN 1: Xác định giá trị pH tối ƣu 15 1.4.2 TN 2: Xác định liều lƣợng phèn tối ƣu 17 1.4.3 TN 3: S dụng m h nh keo tụ – tạo b ng – lắng 18 1.5 XỬ LÝ SỐ LIỆU 19 1.6 CÂU HỎI ÔN TẬP 19 1.7 BÁO CÁO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 19 BÀI THỰC HÀNH SỐ LẮNG BÔNG TỤ 20 2.1 TỔNG QUAN 20 2.1.1 Các khái niệm 20 2.1.2 Cách xác định hiệu lắng b ng tụ 21 2.2 DỤNG CỤ - THIẾT BỊ 22 2.3 HÓA CHẤT 22 2.4 THỰC NGHIỆM 23 2.4.1 Thiết lập thí nghiệm 23 2.4.2 Tiến hành thí nghiệm 24 2.5 XỬ LÝ SỐ LIỆU 24 2.6 CÂU HỎI ÔN TẬP 25 2.7 BÁO CÁO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 25 BÀI THỰC HÀNH SỐ HẤP PHỤ BẰNG THAN HOẠT TÍNH 26 3.1 TỔNG QUAN 26 3.1.1 Phƣơng tr nh Freundlich 26 3.1.2 Phƣơng tr nh Langmuir 27 3.1.3 Quá tr nh hấp phụ theo dạng mẻ 28 3.1.4 Quá tr nh hấp phụ dạng cột 28 3.2 DỤNG CỤ - THIẾT BỊ 29 3.4 THỰC NGHIỆM 29 3.4.1 TN 1: Xác định quan hệ nồng độ màu độ hấp thu 29 3.4.2 TN 2: Quá tr nh hấp phụ theo mẻ 30 3.4.3 TN 3: Hấp phụ dạng cột 31 3.5 XỬ LÝ SỐ LIỆU 32 3.6 CÂU HỎI ÔN TẬP 33 3.7 BÁO CÁO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 33 BÀI THỰC HÀNH SỐ LOẠI BỎ SẮT TRONG NƯỚC NGẦM 34 4.1 TỔNG QUAN 34 4.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP KHỬ SẮT 35 4.2.1 Kh sắt phƣơng pháp làm thoáng 35 4.2.2 Kh sắt phƣơng pháp dùng hóa chất 37 4.3 DỤNG CỤ - THIẾT BỊ 38 4.4 HÓA CHẤT 38 4.5 PHÂN TÍCH SẮT 39 4.5.1 Lập đƣờng chuẩn 39 4.5.2 Sắt tổng cộng (TFe) 40 4.5.3 Sắt hai (Fe2+) 40 4.6 THỰC NGHIỆM 41 4.6.1 TN 1: Loại bỏ sắt phƣơng pháp thổi khí 41 4.6.2 TN 2: Loại bỏ sắt giàn mƣa 44 4.6.3 TN 3: Loại bỏ sắt phƣơng pháp hóa chất 44 4.7 XỬ LÝ SỐ LIỆU 45 4.8 CÂU HỎI ÔN TẬP 46 4.9 BÁO CÁO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 46 BÀI THỰC HÀNH SỐ KHỬ CỨNG BẰNG HÓA CHẤT 47 5.1 TỔNG QUAN 47 5.1.1 Kh cứng carbonate v i 48 5.1.2 Kh cứng non-carbonate v i sođa 48 5.1.3 Phƣơng pháp khuấy trộn 48 5.1.4 Phƣơng pháp bể phản ứng tầng s i (Pellet Reactor) 49 5.2 DỤNG CỤ - THIẾT BỊ 51 5.3 HÓA CHẤT 51 5.4 THỰC NGHIỆM 53 5.4.1 TN 1: Loại bỏ độ cứng hóa chất theo mẻ 53 5.4.2 TN 2: Loại bỏ độ cứng Pellet Reactor 54 5.5 XỬ LÝ SỐ LIỆU 54 5.6 CÂU HỎI ÔN TẬP 54 5.7 BÁO CÁO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 55 BÀI THỰC HÀNH SỐ KHỬ CỨNG BẰNG TRAO ĐỔI ION 56 6.1 TỔNG QUAN 56 6.2 DỤNG CỤ - THIẾT BỊ 58 6.3 HÓA CHẤT 58 6.4 THỰC NGHIỆM 59 6.4.1 TN 1: Nh a cationit để làm mềm nƣớc theo mẻ 59 6.4.2 TN 2: Nh a cationit để làm mềm nƣớc theo thời gian 59 6.4.3 TN 3: Nh a cationit để làm mềm nƣớc liên tục 59 6.5 XỬ LÝ SỐ LIỆU 60 6.6 CÂU HỎI ÔN TẬP 60 6.7 BÁO CÁO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 61 BÀI THỰC HÀNH SỐ KHỬ TRÙNG 62 7.1 TỔNG QUAN 62 7.1.1 Kh trùng g ? 62 7.1.2 Kh trùng nƣớc Clo hợp chất 63 7.1.3 Kh trùng nƣớc tia UV 65 7.2 DỤNG CỤ - THIẾT BỊ 66 7.3 HÓA CHẤT 66 7.4.1 TN 1: Kh trùng hóa chất NaOCl 69 7.4.2 TN 2: Kh trùng mơ hình 70 7.4.3 TN 3: Kh trùng UV 70 7.5 XỬ LÝ SỐ LIỆU 71 7.6 CÂU HỎI ÔN TẬP 71 7.7 BÁO CÁO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 71 PHỤ LỤC 72 PHỤ LỤC 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 CÁC KÝ HIỆU VÀ ĐƠN VỊ Ký hiệu Nội dung Tiếng Anh Đơn vị DO Oxy hòa tan Dissolved oxygen mg/L EBCT Thời gian tiếp xúc Empty bed contact time phút MPN Số lượng Vi sinh vật Most potable number QCVN Quy chuẩn Việt Nam Q Lưu lượng Flowrate L/h SS Chất rắn lơ lửng Suspended solid mg/L TFe Nồng độ sắt tổng TN Thí nghiệm UV Bức xạ tử ngoại Ultra violet V Thể tích Volume 10 mg/L L Hình 3.2: Mơ hình cột hấp phụ liên tục Bước 1: Cân khối lượng than hạt (g), sau dồn than hạt vào cột hấp phụ với chiều cao khoảng H = 15 cm Xác định lượng than cột (g) Bước 2: Cho mẫu nước điền đầy vào cột than (khơng có bọt khí cột) Nước tiếp tục bơm chảy qua cột với lưu lượng Q = 0,5 Q = L/h Lấy mẫu mốc thời gian 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5, đến nồng độ đầu đầu vào 3.5 XỬ LÝ SỐ LIỆU - Vẽ đồ thị tương quan nồng độ thuốc nhuộm độ hấp thu Phương trình tương quan - Vẽ đồ thị hiệu hấp phụ than hoạt tính dạng bột theo thời gian với lượng than khác 32 - Vẽ đồ thị quan hệ lgC lgq Vẽ phương trình Freundlich Langmuir So sánh phương trình nhận xét - Vẽ đồ thị biến thiên nồng độ màu đầu theo thời gian Xác định thời gian hay bed volume đạt độ màu đầu 50% độ màu ban đầu? 3.6 CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Thế than hoạt tính? Câu 2: Trình bày ảnh hưởng trình hấp phụ than hoạt tính Câu 3: Trình bày ý nghĩa Phương trình Langmuir Freundlich Câu 4: Trình bày ý nghĩa q trình thí nghiệm dạng mẻ dạng cột Câu 5: Trình bày cách hồn ngun than hoạt tính 3.7 BÁO CÁO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH Sinh viên báo cáo kết sau buổi thí nghiệm theo mẫu BÁO CÁO (phần phụ lục) 33 BÀI THỰC HÀNH SỐ LOẠI BỎ SẮT TRONG NƯỚC NGẦM Mục tiêu thực hành số 4: Sau học xong này, sinh viên có khả năng:  Trình bày dạng tồn sắt nước  Trình bày phương pháp khử sắt nước cấp  Giải thích chất q trình khử sắt phương pháp làm thoáng giàn mưa, phương pháp sục khí  Giải thích chất q trình khử sắt phương pháp dùng hóa chất (chất oxy hóa mạnh)  Đánh giá khả khử sắt nước cấp sử dụng phương pháp sục khí sử dụng chất oxy hóa mạnh 4.1 TỔNG QUAN Sắt xuất tự nhiên đất, trầm tích, nước mặt nước ngầm Sắt có nước hai dạng: hịa tan khơng hịa tan Nước có chứa sắt Fe2+ khơng màu, tiếp xúc với khơng khí, nước chuyển sang màu nâu kết tủa sắt Fe3+ xuất Trong nước mặt, sắt tồn dạng hợp chất Fe3+, thường Fe(OH)3 không tan, dạng keo hay huyền phù, dạng hợp chất hữu phức tạp tan Trong nước ngầm, có pH thấp hàm lượng oxi hịa tan thấp khơng có, sắt tồn dạng ion Sắt Fe2+ thành phần muối tan Fe(HCO3)2, FeSO4 Hàm lượng sắt có nguồn nước ngầm thường cao phân bố khơng lớp trầm tích sâu 34 Sắt ảnh hưởng đến sức khỏe người nào? Sắt chất dinh dưỡng vi lượng thiết yếu cho sức khỏe, thành phần huyết sắc tố, sử dụng để vận chuyển oxy carbon dioxide máu Thiếu sắt tăng cường hấp thụ chì độc tính; Tuy nhiên, ăn phải lượng lớn sắt làm hỏng mạch máu, gây nơn mửa/ phân có máu, làm hỏng gan thận, chí gây tử vong Theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt QCVN 01-1:2018/BYT, sắt có nồng độ thấp 0,3 mg/L 4.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ SẮT Hiện nay, có nhiều phương pháp khử sắt nước ngầm, chia làm ba nhóm sau: Hình 4.1: Sơ đồ phương pháp khử sắt 4.2.1 Khử sắt phương pháp làm thoáng Phương pháp khử sắt làm thoáng làm giàu oxy cho nước, tạo điều kiện để oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ thực q trình thuỷ phân để tạo thành hợp chất tan Fe(OH)3 dùng bể lắng/lọc để giữ lại 35 CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH KHỬ SẮT Trong nước ngầm, sắt (II) bicacbonat muối không bền vững, thường phân ly sau: Fe(HCO3)2 = 2HCO32- + Fe2+ (1) Nếu nước có oxy hịa tan, q trình oxy hóa thuỷ phân diễn sau: 4Fe2+ + O2 + 10 H2O = 4Fe(OH)3 + 8H+ (2) Đồng thời xảy phản ứng phụ H+ + HCO3- = H2O + (3) CO2 Tốc độ phản ứng biểu diễn theo phương trình sau: d  Fe2+  = K  Fe2+  [ O2 ]  OH −  dt Trong đó: d [ Fe2 ] : biến thiên [Fe2+] theo thời gian t dt [Fe2+]; [OH-]; [O2]: nồng độ ion Fe2+, OH- oxi K: số tốc độ phản ứng, phụ thuộc vào nhiệt độ chất xúc tác Như vậy, q trình chuyển hóa Fe2+ thành Fe3+ phụ thuộc vào nhiều yếu tố pH, O2, hàm lượng sắt nước ngầm, CO2, độ kiềm, nhiệt độ, thời gian phản ứng Khi tất ion Fe2+ hịa tan nước chuyển hóa thành bơng cặn Fe(OH)3, việc loại bỏ cặn khỏi nước thực bể lắng/lọc theo chế giữ cặn học 36 4.2.2 Khử sắt phương pháp dùng hóa chất 4.2.2.1 Khử sắt chất oxi hóa mạnh Các chất oxi hóa mạnh thường sử dụng để khử sắt Cl2, KMnO4, O3,… Khi cho chất oxi hóa mạnh vào nước, phản ứng diễn sau: Fe2+ + Cl2 + H2O = Fe(OH)3  + Cl- + H+ (4) Fe2+ + KMnO4 + H2O = Fe(OH)3  + MnO2 + K+ + H+ (5) Ghi chú: Trong phản ứng, để oxi hóa mg Fe2+, cần 0,64 mg Cl2 0,94 mg KMnO4 đồng thời độ kiềm nước giảm 0,018 mgđl/l So sánh với phương pháp khử sắt làm thoáng ta thấy, dùng chất oxi hóa phản ứng xảy nhanh hơn, pH môi trường thấp (pH< 6) Nếu nước có tồn hợp chất như: H2S, NH3 chúng gây ảnh hưởng đến trình khử sắt 4.2.2.2 Khử sắt vôi Phương pháp khử sắt vơi thường kết hợp với q trình làm ổn định nước làm mềm nước Khi cho vôi vào nước, trình khử sắt xảy theo trường hợp: + Trường hợp nước có oxi hịa tan (vôi coi chất xúc tác): 4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O + 4Ca(OH)2  Fe(OH)3  + 4Ca(HCO3)2 (6) + Trường hợp nước khơng có oxi hịa tan: Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2  FeCO3  + CaCO3 + H2O (7) Ghi chú: Fe(OH)3 FeCO3 tạo thành, dễ dàng lắng lại bể lắng giữ lại hoàn toàn bể lọc 37 4.3 DỤNG CỤ - THIẾT BỊ Bảng 4.1: Danh sách dụng cụ thiết bị cần dùng STT Dụng cụ Số lượng Erlen 125 mL 10 Ống đong 1000 mL 04 Ống đong 50 mL 01 Bình định mức 50 mL 08 Pipet: mL, mL, 10 mL 01 Bóp cao su 02 Bình tia 01 Bếp điện 01 Máy sục khí 04 10 Giấy lọc 4.4 HĨA CHẤT Sử dụng hóa chất có hàm lượng sắt thấp nước cất khơng có sắt để chuẩn bị dụng dịch tác nhân Các hóa chất sử dụng bao gồm: (1) Hydrochloric acid (HCl) đậm đặc (2) Dung dịch hydroxylamine: Hòa tan 10 g NH2OH.HCl 100 mL nước cất (3) Dung dịch đạm ammonium acetate (NH3C2H3O2): hòa tan 250 g NH3C2H3O2 150 mL nước cất, thêm 700 mL acid acetic (CH3COOH) đậm đặc Lắc (4) Dung dịch phenanthroline (Không sử dụng dung dịch có màu): Cách 1: Hịa tan 100 mg 1, 10 phenanthroline (C12H8N2.H2O) 100 mL nước cất, khuấy đun tới 80oC Không đun sôi 38 Cách 2: Cho 10 mL nước cất vào cốc chứa 100 mg (C12H8N2.H2O), thêm giọt HCl đậm đặc, khuấy đến tan hồn tồn, pha lỗng thành 100 mL (5) Dung dịch lưu trữ sắt: Thêm 10 mL H2SO4 đậm đặc vào 50 mL nước cất thêm vào 1,404 g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O Sau dung dịch đồng nhất, thêm giọt KMnO4 xuất màu hồng nhạt không đổi Pha thành 1000 mL với nước cất (1,00 mL = 200 μg Fe) (6) Dung dịch chuẩn Fe2+ (Chuẩn bị sử dụng): Lấy 50 mL dung dịch lưu trữ sắt (mục 5) cho vào bình định mức 1000 mL, thêm nước cất tới vạch định mức (1,00 mL = 10,00 μg Fe) Lấy mL dung dịch lưu trữ sắt (mục 5) cho vào bình định mức 1000 mL, thêm nước cất tới vạch định mức (1,00 mL = 1,00 μg Fe) (6) Dung dịch KMnO4: Hòa tan 5,64 g KMnO4 (đã sấy hút ẩm) vào 1000 mL nước cất 4.5 PHÂN TÍCH SẮT 4.5.1 Lập đường chuẩn Sử dụng dung dịch chuẩn có nồng độ mL = 10 gFe (10 mg/L) Pha loạt dung dịch chuẩn sắt sau: Số tt TFe Fe(II) VTFe VFe(II) V nước cất (mL) 15 14 13 12 11 10 (mL) 0,5 0,5 (mL) 0,25 0,25 ẩ (mL) (Fe2+ 10 mg/L) đậ đặ Đun sơi thể tích dung dịch khoảng 7-8 mL (mL) Vphenanthroline (mL) 2,5 2,5 2,5 1 39 Định mức thành 25 mL nước cất Lắc đo độ hấp thụ Cg 10 20 30 40 50 C mg/L 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 Chú thích: Nếu mẫu bị đục có màu, thay sử dụng nước cất làm mẫu chuẩn trắng, sử dụng mẫu làm mẫu chuẩn trắng xử lý mẫu qua tất bước q trình thực khơng cho phenanthroline 4.5.2 Sắt tổng cộng (TFe) Lắc trước phân tích, lấy 25 mL mẫu cho vào erlen Nếu thể tích mẫu có hàm lượng sắt cao 200 g, sử dụng lượng mẫu Thêm 0,5 mL HCl đậm đặc 0,25 mL NH2OH HCl Thêm vài viên bi thuỷ tinh vào erlen, đun sôi thể tích cịn khoảng  mL (nếu mẫu bị cạn, cho vào mL HCl đậm đặc mL nước cất) Lưu ý: Khơng đun bình định mức Làm nguội mẫu nhiệt độ phòng, chuyển dung dịch vào bình định mức 25 mL, thêm 2,5 mL dung dịch đệm NH4C2H3O2 mL dung dịch 1,10 Phenanthroline Cho nước cất tới vạch định mức lắc đều, sau để khoảng 10 15 phút cho cường độ màu đạt cực đại ổn định Đo độ hấp thu máy spectrophotometer bước sóng 510 nm Lưu ý: Kết phân tích mẫu tỉ lệ 15/25 so với nồng độ Fe đường chuẩn 4.5.3 Sắt hai (Fe2+) Việc xác định Fe 2+phải thực vị trí lấy mẫu có thay đổi tỷ lệ Fe 2+ Fe3+ theo thời gian mơi trường acid Để xác định Fe2+, acid hóa mẫu theo tỉ lệ mL HCl đậm đặc/ 100 mL mẫu thời điểm lấy mẫu 40 Lấy 15 mL mẫu acid hoá, thêm mL phenanthroline 2,5 mL dung dịch đệm NH4C2 H3 O2, lắc Định mức thành 25 mL với nước cất, đợi khoảng 10 15 phút, sau đo độ hấp thụ A bước sóng 510 nm Lưu ý: Kết phân tích mẫu tỉ lệ 15/25 so với nồng độ Fe đường chuẩn 4.6 THỰC NGHIỆM 4.6.1 TN 1: Loại bỏ sắt phương pháp thổi khí 4.6.1.1 Xác định giá trị pH tối ưu Bước 1: Pha loãng dung dịch sắt (II) có nồng độ 300 mg/L với nước giếng để mẫu nước chứa sắt (II) có nồng độ khoảng 20 mg/L Bước 2: Cho nước pha lỗng (có nồng độ khoảng 20 mg/L vào bể (V = L) Lấy 50 mL mẫu nước lọc qua giấy lọc để xác định hàm lượng sắt tổng (TFe) Fe2+ ban đầu Bước 3: Cho nước pha lỗng (có nồng độ khoảng 20 mg/L) vào bể (V = L), sau chỉnh pH đến giá trị khác như: – – – (Lưu ý: dùng dung dịch NaOH 1N chỉnh pH trước, ghi nhận lại thể tích NaOH cần) Lấy 50 mL mẫu nước lọc qua giấy lọc để xác định sắt tổng (TFe) Fe2+ ban đầu Lưu ý: Cần làm mẫu đối chứng Lưu ý: Lấy lượng mẫu thích hợp pha lỗng mẫu để so màu không vượt đường chuẩn Bước 4: Bật máy thổi khí để khí phân tán bể chứa với thời gian 10 phút để trình chuyển hóa Fe2+ thành Fe3+ xảy Bước 5: Sau 10 phút, lọc 50 mL nước qua giấy lọc Lấy mẫu nước xác định hàm lượng sắt tổng Fe2+ có nước sau xử lý 41 Bể 1A Bể 1B Máy thổi khí pH = Bể 1C Bể 1D Máy thổi khí Máy thổi khí pH = pH = Máy thổi khí pH = V = lít V = lít V = lít V = lít VNaOH = VNaOH = VNaOH = VNaOH = Fe2+ ban đầu = Fe2+ ban đầu = Fe2+ ban đầu = Fe2+ ban đầu = TFe ban đầu = TFe ban đầu = TFe ban đầu = TFe ban đầu = Fe2+ sau chỉnh pH = Fe2+ sau chỉnh pH = Fe2+ sau chỉnh pH = Fe2+ sau chỉnh pH = TFe sau chỉnh pH = TFe sau chỉnh pH = TFe sau chỉnh pH = TFe sau chỉnh pH = Lấy mẫu kiểm tra sau 10 phút Fe2+ sau xử lý = Fe2+ sau xử lý = Fe2+ sau xử lý = Fe2+ sau xử lý = TFe sau xử lý = TFe sau xử lý = TFe sau xử lý = TFe sau xử lý = pH tối ưu = 4.6.1.2 Xác định thời gian tối ưu Bước 1: Lấy lít mẫu nước có nồng độ Fe (II) khoảng 20 mg/L vào bể chứa, chỉnh pH đến pH tối ưu (từ mục 4.6.1.1) Lấy 50 mL mẫu nước lọc qua giấy lọc để xác định hàm lượng TFe Fe2+ ban đầu Bước 2: Bật máy thổi khí để khí phân tán bể chứa, sau thời gian thổi khí, lấy lượng mẫu khoảng 50 ml lọc mẫu qua giấy lọc đem phân tích Fe2+ TFe Thay đổi thời gian thổi khí – 10 – 20 – 30 phút để kiểm tra q trình chuyển hóa Fe2+ thành Fe3+ Lưu ý: Cần làm mẫu đối chứng 42 Bể Ban đầu Máy thổi khí Sau 10 20 30 phút phút phút phút thêm NaOH pH VNaOH Fe2+ TFe Thời gian tối ưu = 4.6.1.3 Xác định khả khử sắt với hàm lượng sắt cao Bước 1: Pha lỗng dung dịch Fe2+ có nồng độ 300 mg/L với nước giếng để có nồng độ Fe2+ khoảng 60 mg/L Bước 2: Lấy lít nước có nồng độ 60 mg/L, chỉnh pH pH tối ưu (mục 4.6.1.1) Lấy 50 mL mẫu nước lọc qua giấy lọc để xác định hàm lượng TFe Fe2+ ban đầu Tiến hành thổi khí thời gian tối ưu (mục 4.6.1.2) để chuyển hóa Fe2+ thành Fe3+ Lưu ý: Cần làm mẫu đối chứng Bước 3: Sau lấy mẫu, tiến hành lọc mẫu qua giấy lọc xác định hàm lượng Fe2+ TFe tổng có nước xử lý Bể pH tối ưu Máy thổi khí Ban đầu Sau thêm NaOH 30 phút V=1 L, pH tối ưu; thời gian tối ưu pH Fe2+ TFe Thời gian tối ưu = 43 4.6.2 TN 2: Loại bỏ sắt giàn mưa Nước giếng pha hàm lượng sắt khoảng 20 mg/L chỉnh pH giá trị tối ưu xác định thí nghiệm bơm lên giàn mưa với lưu lượng 30 L/h Nước qua sàn tung phản ứng với oxy chuyển hóa từ Fe2+ sang Fe3+ Kết tủa Fe(OH)3 lắng bể lắng giữ bể lọc Lấy 50 mL mẫu nước sau bể lọc để xác định hàm lượng sắt tổng (TFe) Fe2+ sau xử lý Hình 4.1: Mơ hình giàn mưa 4.6.3 TN 3: Loại bỏ sắt phương pháp hóa chất Bước 1: Pha lỗng dung dịch Fe2+ có nồng độ 300 mg/L với nước giếng để có nồng độ Fe2+ khoảng 60 mg/L Chỉnh pH đến pH tối ưu (dùng dung dịch NaOH 1N 0,1N) từ thí nghiệm Lấy 50 mL mẫu nước lọc qua giấy lọc để xác định hàm lượng sắt tổng (TFe) Fe2+ ban đầu 44 Bước 2: Cho nước pha loãng vào bể (V = L) Sau đó, cho 10 – 15 – 20 – 25 mL dung dịch KMnO4 (5,64 g/L) vào chuyển hóa hồn toàn Fe2+ thành Fe3+ thời gian tối ưu (t) thu từ thí nghiệm (khuấy mạnh phút, khuấy nhẹ (t -1) phút) Lấy 50 mL nước lọc giấy lọc, xác định hàm lượng TFe Fe2+ có nước cấp xử lý Lưu ý: Cần làm mẫu đối chứng Bể 4A Bể 4B pH tối ưu Bể 4C pH tối ưu Bể 4D pH tối ưu pH tối ưu V = lít V = lít V = lít V = lít NaOH = NaOH = NaOH = NaOH = TFe ban đầu = TFe ban đầu = TFe ban đầu = TFe ban đầu = KMnO4 =10mL KMnO4= 15mL KMnO4= 20mL KMnO4= 25mL Khuấy mạnh phút, khuấy nhẹ (t -1) phút Lấy mẫu kiểm tra TFe sau xử lý = TFe sau xử lý = TFe sau xử lý = TFe sau xử lý = KMnO4 tối ưu = 4.7 XỬ LÝ SỐ LIỆU - Tính Fe3+ hiệu suất xử lý Fe2+, TFe tất thí nghiệm Fe3+  TFe – Fe2+ H% = C đầ C − C ý × 100 ý 45 - Vẽ đồ thị mối quan hệ pH hiệu xử lý Fe2+, TFe thí nghiệm Nhận xét kết - Vẽ đồ thị mối quan hệ thời gian xử lý hiệu xử lý Fe2+, TFe thí nghiệm Nhận xét kết - So sánh hiệu xử lý Fe2+, TFe thí nghiệm thổi khí với nồng độ Fe cao so với thí nghiệm với nồng độ Fe thấp - Vẽ đồ thị mối quan hệ lượng KMnO4 hiệu xử lý Fe2+, TFe thí nghiệm Nhận xét kết - So sánh hiệu khử sắt trình sục khí giàn mưa nồng độ sắt thấp, sục khí hóa chất nồng độ sắt cao Nhận xét kết 4.8 CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Nêu dạng tồn sắt nước ngầm nước mặt Câu 2: Nêu nguyên tắc phương pháp xử lý sắt Câu 3: Trình bày phương pháp xác định sắt 4.9 BÁO CÁO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH Sinh viên báo cáo kết sau buổi thí nghiệm theo mẫu BÁO CÁO (phần phụ lục) Sinh viên báo cáo tổng kết theo mẫu BÁO CÁO TỔNG KẾT (phần phụ lục) sau kết thúc môn học 46 ... ĐẦU Giáo trình Thực tập xử lý nước cấp dùng cho sinh viên ngành môi trường tìm hiểu phương pháp xử lý nhiễm nước mặt nước ngầm xử lý sắt, xử lý độ cứng nước ngầm, xử lý chất rắn lơ lửng nước. .. mẫu kiểm tra sau 10 phút Fe2+ sau xử lý = Fe2+ sau xử lý = Fe2+ sau xử lý = Fe2+ sau xử lý = TFe sau xử lý = TFe sau xử lý = TFe sau xử lý = TFe sau xử lý = pH tối ưu = 4.6 .1. 2 Xác định thời... 11 BÀI THỰC HÀNH SỐ KEO TỤ - TẠO BÔNG BẰNG PHÈN NHÔM 12 1. 1 TỔNG QUAN 12 1. 1 .1 Trị số pH nƣớc 13 1. 1.2 Lƣợng dùng chất keo tụ 13 1. 1.3 Nhiệt độ nƣớc 14