Diatomite và ứng dụng trong việc làm vật liệu lọc nước

- Tính khả tuyển… Dưới đây là những lĩnh vực sử dụng chính của diatomit: - Diatomit được sử dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất xi măng và bê tông thủy lực do khả năng hút vôi và hoạt

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.KHOÁNG DIATOMIT

1.1 Giới thiệu chung về khoáng Diatomit

Diatomit (hay còn có tên gọi khác là Kieselgühr) là trầm tích có nguồn gốc sinh học được hình thành ở những vùng nước ngọt hoặc nước mặn do quá trình phân hủy tảo diatome

Tảo diatome hấp thụ axit silicic tan trong nước chuyển hóa thành dạng opal, dạng SiO2 vô định hình để hình thành nên lớp vỏ của chúng Các phần tử tảo Diatomê rất đa dạng với cấu hình vỏ ngoài cực kỳ phức tạp và độ rỗng bên trong rất lớn Đó chính là đặc điểm quý giá tạo nên giá trị của vật liệu có nguồn gốc Diatomit trong sử dụng chúng làm chất hấp phụ và làm chất trợ lọc

Kích thước tảo Diatomê khoảng 10- 100 𝜇𝑚 Diatomit có cấu trúc rất xốp, thành phần chủ yếu của khoáng này là oxyt silic (SiO2), oxit nhôm (Al2O3), ngoài ra còn

có một số oxit khác với hàm lượng nhỏ như Fe2O3, CaO, MgO, TiO2, Na2O Cấu trúc xốp của khoáng phụ thuộc vào thành phần sắp xếp các loại oxit trong khoáng Trầm tích Diatomit có mặt gần như khắp nơi trên thế giới Mỏ đang khai thác lớn nhất hiện nay là ở Bang California- Mỹ Ngoài ra còn có thể kể đến nhiều mỏ lớn, khai thác thuận lợi như ở Mexico, Australia, Canada, Trung Quốc, Nga Pháp, CHLB Đức… Đan Mạch cũng là vùng đất chứa nhiều Diatomit xong tiếc rằng khoáng Diatomit ở Đanh Mạch lẫn đến 30% đất sét không thuận lợi cho công nghệ chế biến

Diatomite được nhóm nghiên cứu và ứng dụng trong đề tài này là loại Diatomit Phú Yên, được khai thác từ tỉnh Phú Yên

lý thuyết mà cả về mặt ứng dụng

1.3 Đặc điểm phân bố các thành tạo sét điatomit Phú Yên

1.3.1 Giới thiệu chung

Diatomit Phú Yên tập trung chủ yếu tại cao nguyên Vân Hoà, điatomit có từ 2 đến 5 thân khoáng có giá trị công nghiệp với độ dày từ vài mét đến hàng chục mét (thân khoáng 3 Hoà Lộc dày trung bình 28,3 m, có chỗ tới 33,4 m) Các thân khoáng lộ ra trên bề mặt tạo thành viền bao quanh sườn bắc, đông và tây cao nguyên trong khoảng độ cao từ 70-200 m ở sườn phía đông (An Lĩnh, Tuy Dương,

An Thọ) đến 160-320 m ở sườn bắc và tây (Hoà Lộc, Dốc Thặng) Sét điatomit thường có màu trắng, xám trắng, đôi khi xám phớt nâu Cấu tạo phân lớp ngang

từ vi phân lớp, phân lớp mỏng đến dày, đôi khi xen kẹp các lớp, thấu kính tuf và

bentonit mỏng Các thân khoáng chính đều nằm trên phần cao của tập 2 Tại phần dưới của tập, các lớp điatomit thường mỏng và chứa nhiều tạp chất, đôi khi có dạng tufo điatomit Tại lỗ khoan TH4-500 có tới 19 lớp điatomit khác nhau trong mặt cắt tập 2 Theo không gian, độ dày và chất lượng các thân khoáng điatomit giảm dần

về phía nam

1.3.2 Mỏ diatomit Hòa Lộc-Phú Yên

1.3.2.1 Vị trí mỏ

Mỏ diatomit Hòa Lộc thuộc địa phận xã An Xuân, huyện Tuy An, tỉnh PhúYên

Mỏ nằm cách thị xã Tuy Hòa 40km về phía Bắc, cách thị trấn Chí Thạnh12km về

+ Hệ tầng Măng Giang (T2mg): phân bố chủ yếu ở phía Đông, Đông Bắc khu

mỏ; thành phần gồm: cát kết, bột kết, đá phiến sét; chiều dày khoảng 240m Hệ

tầng Măng Giang bị các trầm tích Neogen (N2kt) phủ bất chỉnh hợp có góc lên trên + Hệ tầng KonTum (N2kt): các đá trầm tích thuộc hệ tầng Kon Tum lộ thành dải

kéo dài phương đông bắc-tây nam, diện tích khoảng 9km2; chiều dày khoảng 100÷150m Mặt cắt từ dưới lên gồm hai phần:

* Phần dưới gồm: bazan màu xám xanh, xám đen; cấu tạo dạng bọt, dạng lỗ

hổng; chiều dày 15÷20m

* Phần trên gồm: diatomit, sét chứa diatomea, sét nằm xen kẹp trong

bazan.Phần này chứa 3 lớp diatomit có chiều dày từ 4,3m đến 33,4m; ngăn cách

giữa các lớp là bazan olivin có cấu tạo dạng lỗ hổng

+ Hệ tầng Túc Trưng (βN2-QItt): phân bố ở phía Tây Nam Thành phần chủyếu

là bazan olivin màu xanh xẫm; cấu tạo đặc xít, lỗ hổng; chiều dày khoảng 50÷60m, phủ trực tiếp lên trầm tích hệ tầng Kon Tum

+ Hệ Đệ tứ (QIV): phân bố dọc theo suối Đá, suối Cay, gồm các trầm tích aluvi: tảng, cuội, sỏi, cát lẫn sét; chiều dày 4÷10m

- Về magma xâm nhập

Các thành tạo magma xâm nhập phức hệ Bến Giằng (δγ, γ C-P) lộ ở phía Đông Bắc với diện tích nhỏ là granodiorit

1.3.2.3 Đặc điểm các thân quặng

Trong khu mỏ đã phát hiện 3 thân quặng, thuộc phần trên của hệ tầng Kon Tum

- Thân quặng số I: dạng vỉa, phân bố ở độ cao 160 ÷ 220m, kéo dài phương Đông bắc-Tây nam, chiều dài trên 5,5 km; chiều dày trung bình 14,63m; thế nằm dốc thoải 3÷50 Phần mái và trụ vỉa diatomit thường có lớp sét than màu nâu đen Diatomit màu xám trắng, phớt vàng, xốp nhẹ Thành phần khoáng vật: tảo diatomê 42÷50%; opal 18÷20%; thạch anh tự do 2%; sét kaolinit 20÷27% Hàm lượng SiO2 trung bình 64,1%; Fe2O3 4,39%

- Thân quặng số II: nằm trên thân quặng I, cách khoảng 26m, phân bố ở độ cao240÷260m Hình dạng, thế nằm và chiều dài tương tự thân quặng I Phần mái và trụ là các lớp sét than màu đen Chiều dày trung bình là 14,59m

Thành phần khoáng vật gồm: tảo diatomea 40÷43%, sét kaolinit 25÷30% Hàm lượng SiO2 : 55,98 ÷ 73,13%; trung bình 62,67%

- Thân quặng III: Cách thân quặng II khoảng 28,3m; phân bố ở độcao 280 ÷ 300m Thân quặng có đường phương, hướng cắm, hình dạng tương tự thân quặng

II Chiều dày trung bình thân quặng là 21,24m

Diatomit có cấu tạo phân lớp dày xen các lớp mỏng màu xám trắng, xám trắng phớt vàng

Thành phần khoáng vật gồm: tảo diatomea chiếm 55-59%; opal dạng cầu 22÷25%; sét kaolinit 12÷14%; thạch anh dạng vi hạt 10% Hàm lượng SiO2 thay đổi 56,28 ÷71,1%; trung bình 64,8%

1.3.2.4 Đặc điểm chất lượng quặng diatomit

Diatomit mỏ Hòa Lộc có màu trắng xám, xám phớt vàng, xốp nhẹ, nổi trên mặt nước Thể trọng trung bình 1,087t/m3

, thể trọng nhỏ khi sấy khô ở nhiệt độ1050C là 0,750g/cm3 Lượng tảo diatomea và opal chiếm 55÷65%

Quan sát dưới kính hiển vi phân cực diatomit có thành phần gồm: khoáng vật sét: 45÷50%, diatomea (opal): 40÷45%, thạch anh vi hạt 5 ÷10%, vật chất quặng 1÷2% Kiết trúc pelit, tàn tích sinh vật

Thành phần hoá học (%): SiO2: 65,31; Al2O3: 16,66; Fe2O3: 4,47; CaO: 0,3;MgO: 0,71; SO3: 0,6; MKN: 9,65

Diatomit Hoà Lộc có độ hút vôi đáp ứng được yêu cầu làm chất phụ gia trong sản xuất xi măng thủy lực Độ hút vôi trung bình (trong thời gian 1 tháng) của diatomit thân quặng I là 217,73mg; thân quặng II là 202,0 mg và thân quặng III là 236,57mg

1.3.3 Điều kiện tích tụ

Nguồn vật liệu

Diatomit được tạo thành từ các mảnh vỏ tảo Diatomeae, một loại thực vật đơn bào ưa sắt có cấu tạo từ oxit silic dạng opal vô định hình Các giống loài tảo Diatomeae tạo đá chủ yếu trong vùng là các tảo trôi nổi sống trong môi trường nước ngọt miền duyên hải, số lượng tảo bám đáy (bentos) rất ít

Ngoài các mảnh vỏ tảo Diatomeae, trong đá còn có thể có số lượng nhỏ gai xương bọt biển Hàm lượng mảnh vỏ Diatomeae trong điatomit chiếm từ 50% trở lên với số lượng mảnh vỏ từ 5-7 triệu đến 100 triệu mảnh vỏ/g đá Nguồn vật liệu oxit silic dạng opal vô định hình cấu tạo nên vỏ tảo có cấu trúc khung với nhiều lỗ mao quản kích thước nhỏ 0,5-3 𝜇m Các mảnh vỏ tảo thường có dạng đốt trúc còn tồn tại dạng quần thể hoặc từng đốt đơn lẻ kích thước từ 3-5 đến 30 𝜇m, thậm chí bị

vỡ vụn, dập nát

Trong quá trình tích tụ và thành đá opal vô định hình của vỏ tảo hầu như không

bị biến đổi Các quá trình biến đổi chủ yếu mang tính cơ học như co ngót thể tích, mất nước Các quá trình biến đổi trong đá chủ yếu là montmorilonit hoá, zeolit hoá vật liệu từ thuỷ tinh núi lửa hoặc ít hơn là tái kết tinh nguồn opal không có nguồn gốc sinh vật thành Cristobalit và triđimit

Đặc điểm môi trường tích tụ

Diatomeae là loài tảo silic khá nhạy cảm với môi trường thành tạo Trên cơ sở xác định các đặc điểm sinh thái của loài tảo này cũng như các dấu hiệu khác về cấu tạo, thành phần vật chất có thể xác định chính xác các đặc điểm môi trường tích tụ điatomit

Các điều kiện thích hợp của bồn trầm tích để tồn tại và phát triển mạnh quần thể Diatomeae đủ để tích tụ các lớp điatomit dày hàng chục mét trong vùng gồm :

- Giàu ánh sáng với giới hạn độ sâu khoảng 24 m, một số loài không quá

- pH môi trường biến đổi từ axit yếu đến kiềm yếu

Trong các yếu tố trên thì nguồn oxit silic và các khoáng chất là nguồn dinh dưỡng của Tảo Diatomeae nên đóng vai trò rất quan trọng Các hoạt động phun trào núi lửa trong thời kỳ này chính là nguồn cung cấp hết sức dồi dào oxit silic và khoáng chất cho bồn trầm tích thông qua các dòng dung nham, vụn núi lửa nóng bỏng, dung dịch nhiệt dịch, khí phun nổ,… Ngoài ra chúng còn được bổ xung thêm

từ các vùng bào mòn rộng lớn lân cận đưa xuống

Diatomite Hoà Lộc (Phú Yên) có thành phần khoáng vật như sau:

- Vỏ tảo Diatomae: chiếm 10-60%, có dạng hình ống, hình trụ kéo dài, tiết diện ngang hình tròn, hình vành khuyên, đường kính từ 0,01 – 0,05 mm, có tiết diện

hình chữ nhật chiều dài cạnh từ 0,01 – 0,02mm

- Opan: Dạng hình cấu nhỏ, chiếm tỷ lệ nhỏ

- Sét: Chiếm từ 5 – 24%, dạng vẩy chủ yếu là hydromica và lẫn ít khoáng vật Motmorillonit

- Gai xương bột biển: chiếm 1 – 15% thuộc loại spongia đơn trục dãng que, đầu nhọn, dài 0,01 – 0,25mm

- Gnauconit: chiếm từ 10 – 15%, có dạng vẩy nhỏ, màu lục nhạt

- Vụn Thạch anh: chiếm < 2%, dạng hạt vỡ vụn, sắc cạnh, kích thước 0,01 – 0,1 mm, phân tán thưa trong quặng

- Trong các ngành công nghiệp thực phẩm làm chất lọc bia, rượu, … đòi hỏi diatomit có thể trọng <0,5g/cm3, độ ẩm <10%, hàm lượng SiO2>90% ở trạng thái khô, Fe2O3<2%, Al2O3<3%, vật chất hữu cơ <5% Ngoài ra còn đòi hỏi hàm lượng FeO, CaO có khả năng hoà tan trong axit HCl <0,01%

Còn trong công nghiệp hoá chất tẩy lọc có thể sử dụng diatomit hàm lượng SiO2≈ 85%, Fe2O3<2,5%, độ ẩm <15%

Tóm lại, không có một tiêu chuẩn chung nào cho diatomit để sử dụng trong mọi lĩnh vực Để đánh giá chất lượng diatomit, người ta thường dựa vào các tính chất

cơ lý, hoá lý và kỹ thuật- công nghệ sau đây để phân loại chất lượng :

- Thành phần hoá học (SiO2; TiO2; Al2O3; Fe2O3; CaO; MgO; K2O; Na2O; SO3- ) trong đó quan trọng nhất là thành phần SiO2

- Thành phần khoáng vật (hàm lượng và mức độ bảo tồn vách diatomea, các khoáng sét, thạch anh…)

- Thành phần độ hạt

- Độ hút vôi

- Tỷ trọng và dung trọng khô

- Độ ẩm tạo hình

- Độ hút nước

- Nhiệt độ nung tối ưu

- Độ co khi sấy và độ co toàn phần

- Độ lỗ rỗng

- Cường độ kháng nén

- Tính khả tuyển…

Dưới đây là những lĩnh vực sử dụng chính của diatomit:

- Diatomit được sử dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất xi măng và bê tông thủy lực do khả năng hút vôi và hoạt tính hóa học của chúng ví dụ:

+ Khi dùng xi măng trong các công trình bê tông thường xuyên ngập nước thì phụ gia sẽ hút Ca(OH)2 tự do, làm cho bê tông nhanh cứng và không bị hư hại

+ Ở môi trường nước nhiều CO2, trong bê tông, CaCO3 chuyển thành Ca(HCO3), chất phụ gia sẽ ngăn chặn sự chuyển hóa đó, giữ độ bền lâu cho khối bê tông ngập nước

Bê tông trong môi trường nước giàu axit humic làm nẩy sinh những chất dễ hoà tan bê tông, trong môi trường nước nhiều sunfat sẽ làm biến dạng khối bê tông như trương nở, làm bê tông có độ gắn kết yếu , chất phụ gia diatomit sẽ khắc phục các hiện tượng trên

- Làm chất tẩy lọc trong các ngành công nghiệp như:

+ Lọc dầu mỏ, dùng để tách dầu khoáng ra khỏi nước trong nhũ tương dầu khoáng

+ Thu hút chất lỏng, chất diệt trùng để lọc sirô nước hoa quả, dầu thực vật nhờ khả năng tạo được màng lọc có tác dụng lọc vi khuẩn

+ Diatomit dùng để lọc và tẩy trắng nước đường trước khi cô đặc và làm kết tinh

- Dùng làm vật liệu sản xuất gạch nhẹ cách âm, cách nhiệt, gạch bảo ôn

- Sử dụng làm chất độn trong nhiều ngành công nghiệp như: công nghiệp hóa chất sản xuất atphan, phenol, phomadehyt, thuốc nổ dynamit.… Trong công nghiệp giấy dùng diatomit siêu mịn sản xuất giấy hút ẩm mạnh Trong công nghiệp cao su dùng diatomit làm chất độn sản xuất cao su chịu axit, chịu nhiệt, tăng tính điện môi Trong sản xuất sơn có độn diatomit làm tăng chất kết dính, kháng mòn, chống rộp, tăng sức bền của sơn Trong chất dẻo có độn diatomit làm tăng khả năng chịu mòn, chịu nhiệt, cách điện

- Dùng diatomit làm vật liệu mài, đánh bóng các loại vật liệu có độ cứng thấp

- Trong nông nghiệp, diatomit được dùng để tẩm thuốc trừ sâu hoặc tẩm các khoáng chất vi lượng để làm phân bón Dùng để cải tạo đất trồng, làm tăng độ xốp, giữ độ ẩm cho đất

- Diatomit được dùng trong xử lý môi trường nhờ khả năng lọc, hấp phụ các loại chất hữu cơ, kim loại nặng có hại làm sạnh nước thải và nước bề mặt bị ô nhiễm

- Dùng làm chất liệu cách nóng, sản xuất vật liệu bao bọc, các ống dẫn hơi nóng, nước nóng tránh tỏa nhiệt, làm chất đệm lót bao gói các bình chứa axít, phospho, brôm v.v

CHƯƠNG 2: NƯỚC SINH HOẠT, NƯỚC UỐNG VÀ CHẤT

LƯỢNG NƯỚC.

2.1 Nước

Cuộc sống trên trái đất bắt nguồn từ trong nước Tất cả các sự sống trên trái đất đều phụ thuộc vào nước và vòng tuần hoàn của nước Nước là thành phần quan trọng của các tế bào sinh học và là môi trường của các quá trình sinh hóa cơ bản như quang hợp Nước còn chứa đựng những tiềm năng khác, đáp ứng những nhu cầu đa dạng của con người, trong sinh hoạt hàng ngày, trong tưới tiêu cho nông nghiệp, trong sản suất công nghiệp, tạo ra điện năng và nhiều thắng cảnh thiên nhiên hùng vĩ

Hơn 70% diện tích của trái đất được bao phủ bởi nước Trữ lượng tài nguyên nước có khoảng 1,5 tỷ km3, trong đó gần 97% là nước đại dương, khoảng hơn 3%

là nước ngọt tồn tại chủ yếu dưới dạng băng tuyết ở hai cực và ở trên các ngọn núi Trên thực tế lượng nước có thể sử dụng được chỉ khoảng 4,2 triệu km3

(0,28% thủy quyển)

Nước trên hành tinh phân bố không đều Nước tự nhiên tập trung phần lớn ở biển và đại dương, sau đó đến khối băng ở các cực rồi nước ngầm Nước ngọt tầng mặt chỉ chiếm tỷ lệ không đáng kể

Nước không ngừng vận động và chuyển trạng thái, tạo nên vòng tuần hoàn của nước trong sinh quyển: nước bốc hơi, ngưng tụ rồi mưa Nước mưa rơi xuống mặt đất, một phần đọng lại trong các hồ, phần khác tạo nên dòng chảy bề mặt để đổ ra biển

2.2 Nguồn nước ngầm

Nước ngọt là nguồn tài nguyên tái tạo, tuy vậy mà việc cung cấp nước ngọt và sạch trên thế giới đang từng bước giảm đi Nhu cầu nước đã vượt cung ở một vài nơi trên thế giới, trong khi khoa học công nghệ, công nghiệp và dân số tăng mạnh làm nhu cầu nước tăng

Thực tế lượng nước dự trữ trên trái đất không nhiều mà nhu cầu sử dụng lại lớn

Để đáp ứng nhu cầu dùng nước con người không ngừng tìm các nguồn nước mới

và cách xử lý nguồn nước Nước khai thác gồm hai loại có nguồn gốc khác nhau là nước mặt và nước ngầm Nước mặt là nước trong sông, hồ, ao, suối Nước sông chảy qua nhiều vùng đất khác nhau vì thế lẫn nhiều tạp chất hàm lượng cặn cao (nhất là vào mùa lũ) có nhiều chất hữu cơ, rong tảo, vi trùng, dễ bị ô nhiễm Nước

ao, hồ tuy có hàm lượng cặn thấp hơn nước sông nhưng độ màu và phù du rong tảo nhiều hơn

Nguồn nước ngầm có được là do sự thẩm thấu của nước mặt, nước mưa, nước trong không khí, qua các tầng vỉ đất đá tạo nên những tói nước trong lòng đất Trong quá trình thẩm thấu một phần nước bị giữ lại ở các khe nói hay các lỗ xốp của các tầng đất đá tạo nên các tầng ngậm nước Thông thường, nước ngầm di chuyển qua một số lớp như: sỏi, cát thô, cát trung, cát mịn và đá vôi Cho đến tầng không ngấm nước (đất sét và hoàng thổ) Nước ngầm ở Việt Nam nói chung có hàm lượng muối cao hàm lượng kim lọai nặng cũng cao hơn so với trên thế giới Đặc điểm chung của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình Nước ngầm tầng mặt thường không

có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt Do vậy, thành phần và mực nứơc biến đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt Loại nước ngầm tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm Nước ngầm tầng sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên

trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước Nước ngầm có hàm lượng chất hữu

cơ thấp, vi trùng hầu như không có, các thành phần tương đối ổn định và ít bị ô nhiễm Khoảng cách giữa vùng thu nhận và khai thác thường khá xa, từ vài chục đến vài trăm kilomet Các lỗ khoan nước ở vùng khai thác thường có áp lực Đây là lọai nước có chất lượng ổn định

Nước cung cấp chính cho họat động của con người từ hai nguồn chính là nước mặt và nước ngầm Hai nguồn có liên quan đến nhau, mỗi nguồn có những đặc trưng riêng và có những ưu, nhược điểm tuỳ vào mục đích sử dụng

Nước trên bề mặt trái đất ở dạng chảy hay dạng nước lặng được coi là nước mặt Nước mặt là nước trong sông hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước Nước mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi giáng thủy và chúng mất đi khi chảy vào đại dương, bốc hơi và thấm xuống đất

Nước ngầm hay còn gọi là nước dưới đất, là nước ngọt được chứa trong các lỗ rỗng của đất hoặc đá Nó cũng có thể là nước chứa trong các tầng ngậm nước bên dưới mực nước ngầm Nguồn cung cấp nước cho nước ngầm là nước mặt thấm vào tầng chứa, các nguồn thoát tự nhiên như suối và thấm vào các đại dương

và cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên Khi mức sống của con người ngày càng

cao thì nhu cầu sử dụng nước sinh họat ngày càng nhiều, tuy vậy, những nguồn nước đang sử dụng phần lớn không đạt tiêu chuẩn Việt Nam là một trong những nước đang phải đối diện với sự ô nhiễm kim loại nặng ở nguồn nước một cách trầm trọng Trong quá trình sinh họat hàng ngày, dưới tốc độ phát triển như hiện nay con người vô tình làm ô nhiễm nguồn nước bằng các hóa chất, chất thải từ các nhà máy,

xí nghiệp Các đơn vị, cá nhân sử dụng nước ngầm dưới hình thức khoan giếng, sau khi ngưng sử dụng không bịt kín các lỗ khoan lại làm cho nước bẩn chảy lẫn vào làm ô nhiễm nguồn nước ngầm Các nhà máy xí nghiệp xả khói bụi công nghiệp làm ô nhiễm không khí, khi trời mưa, các chất ô nhiễm sẽ lẫn vào trong nước mưa cũng góp phần làm ô nhiễm nguồn nước

Do có tác động của nhân sinh, quá trình phát triển, sự tiến bộ mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật cũng như tình trạng dân số tăng nhanh – Kéo theo đó là hệ lụy ô nhiễm môi trường, đặc biệt là môi trường nước Nước tự nhiên bị nhiễm bẩn bởi các chất khác nhau làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng của nước Các khuynh hướng làm thay đổi chất lượng của nước dưới ảnh hưởng hoạt động kinh tế của con người là:

- Giảm độ pH của nước ngọt do ô nhiễm bởi H2SO4, HNO3 từ khí quyển, tăng hàm lượng SO42-

, NO3- trong nước

- Tăng hàm lượng của các ion Ca, Mg, Si trong nước ngầm và nước sông do mưa hòa tan, phong hóa cacbonat

- Tăng hàm lượng của các ion kim loại nặng trong nước tự nhiên như: Pb, Cd,

Hg, As, Mn, Fe và Zn

- Tăng hàm lượng các muối trong nước bề mặt và nước ngầm do chúng đi từ khí quyển và từ các chất thải rắn cùng nước thải vào môi trường nước

- Tăng hàm lượng các hợp chất hữu cơ khó bị phân hủy bằng con đường sinh học (các chất hoạt động bề mặt, thuốc trừ sâu )

- Giảm nồng độ oxi hòa tan trong nước tự nhiên do các quá trình oxi hóa có liên quan tới quá trình sống của các vi sinh vật, các nguồn chứa nước và khoáng hóa các hợp chất hữu cơ

Nguồn nước chủ yếu được khai thác là nước ngầm Theo thống kê chưa đầy đủ

cả nước hiện nay có khoảng hơn 1 triệu giếng khoan, trong đó nhiều giếng có nồng

độ cao hơn nhiều lần nồng độ cho phép

Bảng 2.1 Giới hạn các chỉ tiêu chất lượng

NO3-, mg/l

PO43-, mg/l

O2 bão hòa

%

COD, mg/l

BOD, mg/l

2.4.1.2 Màu sắc

Nước nguyên chất không có màu Màu sắc gây nên bởi các tạp chất trong nước thường là do chất hữu cơ, một số ion vô cơ (sắt…), một số loài thủy sinh vật… Nước chứa nhiều thành phần hóa chất Na2CO3, CH3COOH, H2S, Na2S

Ảnh hưởng tới: giá trị cảm quan đối với người dùng nước các hợp chất hữu

cơ có màu trong nước cũng có thể tác dụng vói clo tạo ra 1 số sản phẩm độc như clorofooc,…

2.4.1.3 Độ đục

Độ đục của nước là mức độ ngăn cản ánh sáng xuyên qua nước Độ đục của nước có thể do nhiều loại chất lơ lửng bao gồm các loại có kích thước hạt keo đến những hệ phân tán thô gây nên như các chất huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi sinh vật

bẩn nặng 4 – 9.5 3.0 – 5.0 4 - 8 0.15 – 0.3 5 - 20 70-100 8- 10

rất bẩn 3 – 10 > 0.5 > 8 > 0.3 < 5 > 100 10

Nó cũng chưa nhiều thành phần hoá học : vô cơ, hữu cơ

+ Độ đục cao biểu thị nồng độ nhiễm bẩn trong nước cao

+ Nó ảnh hưởng đến quá trình lọc vì lỗ thoát nước sẽ nhanh chóng bị bịt kín + Khử trùng bị ảnh hưởng bới độ đục

2.4.1.1 Tổng hàm lượng chất rắn (TS)

Các chất rắn trong nước có thể là những chất tan hoặc không tan Các chất này bao gồm cả những chất vô cơ lẫn các chất hữu cơ Tổng hàm lượng các chất rắn (TS) là lượng khô tính bằng mg của phần còn lại sau khi làm bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách thủy rồi sấy khô ở 105o

C cho tới khi khối lượng không đổi (mg/L)

2.4.1.5 Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS)

Các chất rắn lơ lửng (các chất huyền phù) là những chất rắn không tan trong nước Hàm lượng các chất lơ lửng (SS) là lượng khô của phần chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu lọc rồi sấy khô ở 105oC cho tới khi khối lượng không đổi

2.4.1.6 Tổng hàm lượng chất rắn hòa tan (DS)

Các chất rắn hòa tan là những chất tan được trong nước, bao gồm cả chất vô

cơ lẫn chất hữu cơ Hàm lượng các chất hòa tan (DS) là lượng khô của phần dung dịch qua lọc khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu lọc có giấy lọc sợi thủy tinh rồi sấy khô ở 105o

C cho tới khi khối lượng không đổi.(mg/L)

DS = TS – SS

Trong đó:

DS: Hàm lượng các chất rắn hòa tan (mg/l)

TS: Tổng hàm lượng chất rắn (mg/l)

SS: Tổng hàm lượng chất rắn (mg/l)

2.4.1.7 Tổng hàm lượng các chất dễ bay hơi (VS)

Để đánh giá hàm lượng các chất hữu cơ có trong mẫu nước, người ta còn sử dụng các khái niệm tổng hàm lượng các chất không tan dễ bay hơi (VSS), tổng hàm lượng các chất hòa tan dễ bay hơi (VDS)

Hàm lượng các chất rắn lơ lửng dễ bay hơi VSS là lượng mất đi khi nung lượng chất rắn huyền phù (SS) ở 550oC cho đến khi khối lượng không đổi Hàm lượng các chất rắn hòa tan dễ bay hơi (VDS) là lượng mất đi khi nung lượng chất rắn hòa tan (DS) ở 550oC cho đến khi khối lượng không đổi (thường được quy định trong một khoảng thời gian nhất định)

2.4.2 Các chỉ tiêu hóa học

2.4.2.1 Độ kiềm toàn phần

Độ kiềm toàn phần (Alkalinity) là tổng hàm lượng các ion HCO3-, CO32-,

OH- có trong nước Độ kiềm trong nước tự nhiên thường gây nên bởi các muối của acid yếu, đặc biệt là các muối carbonat và bicarbonat Độ kiềm cũng có thể gây nên bởi sự hiện diện của các ion silicat, borat, phosphat… và một số acid hoặc baz hữu

cơ trong nước, nhưng hàm lượng của những ion này thường rất ít so với các ion HCO3-, CO32-, OH- nên thường được bỏ qua

2.4.2.2 Độ cứng của nước

Độ cứng của nước gây nên bởi các ion đa hóa trị có mặt trong nước Chúng phản ứng với một số anion tạo thành kết tủa

Trên thực tế vì các ion Ca2+

và Mg2+ chiếm hàm lượng chủ yếu trong các ion đa hóa trị nên độ cứng của nước xem như là tổng hàm lượng của các ion Ca2+

và Mg2+ Người ta còn phân biệt các loại độ cứng khác nhau:

- Độ cứng carbonat (CH ): là độ cứng gây ra bởi hàm lượng Ca2+ và Mg2+ tồn

tại dưới dạng HCO3- Độ cứng carbonat còn được gọi là độ cứng tạm thời vì sẽ mất

đi khi bị đun sôi

- Độ cứng phi carbonat (NCH) là độ cứng gây ra bởi hàm lượng Ca2+ và Mg2+liên kết với các anion khác HCO3-

như SO4

2-, Cl-…Độ cứng phi carbonat còn được gọi là độ cứng thường trực hay độ cứng vĩnh cữu

2.4.2.3 Hàm lượng oxigen hòa tan (DO)

- Oxigen hòa tan trong nước (DO) không tác dụng với nước về mặt hóa học

Hàm lượng DO trong nước phụ thuộc nhiều yếu tố như áp suất, nhiệt độ, thành phần hóa học của nguồn nước, số lượng vi sinh, thủy sinh vật…

- Hàm lượng oxigen hòa tan là một chỉ số đánh giá “tình trạng sức khỏe” của

nguồn nước

- Hàm lượng DO có quan hệ mật thiết đến các thông số COD và BOD của nguồn nước Nếu trong nước hàm lượng DO cao, các quá trình phân hủy các chất hữu cơ sẽ xảy ra theo hướng háo khí (aerobic), còn nếu hàm lượng DO thấp, thậm chí không còn thì quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước sẽ xảy ra theo hướng yếm khí (anaerobic)

- Nếu hàm lượng DO quá thấp, thậm chí không còn, nước sẽ có mùi và trở nên đen do trong nước lúc này diễn ra chủ yếu là các quá trình phân hủy yếm khí, các sinh vật không thể sống được trong nước này nữa

- Khi DO xuống đến khoảng 4 – 5 mg/L, số sinh vật có thể sống trong nước giảm mạnh

- Nhu cầu oxigen hóa học (COD) là lượng oxigen cần thiết (cung cấp bởi các chất hóa học) để oxid hóa các chất hữu cơ trong nước Chất oxid hóa thường dùng

là KMnO4 hoặc K2Cr2O7 và khi tính toán được quy đổi về lượng oxigen tương ứng

2.4.2.4 Nhu cầu oxigen hóa học (COD)

Tổng số BOD/COD thường nằm trong khoảng 0.5 – 0.7.ở các loại nước thải công nghiệp thì tỉ lệ này khác nhau

Nhu cầu oxigen sinh hóa (BOD) là lượng oxigen cần thiết để vi khuẩn có trong nước phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện hiếm khí (đơn vị tính cũng là mgO2/L) Trong môi trường nước, khi quá trình oxid hóa sinh học xảy ra thì các vi khuẩn sử dụng oxigen hòa tan để oxid hóa các chất hữu cơ và chuyển hóa chúng thành các sản phẩm vô cơ bền như CO2, CO3

2-, SO4 2-

, PO4 3-

và cả NO3

-

2.4.2.5 Nhu cầu oxigen sinh hóa (BOD)

Sắt chỉ tồn tại dạng hòa tan trong nước ngầm dưới dạng muối Fe2+ của HCO3-,

Các hợp chất clorur

Clor tồn tại trong nước dưới dạng Cl- Nói chung ở mức nồng độ cho phép thì các hợp chất clor không gây độc hại, nhưng với hàm lượng lớn hơn 250 mg/L làm cho nước có vị mặn Nước có nhiều Cl- có tính xâm thực ximăng

2.4.3 Các chỉ tiêu vi sinh của nước

Trong nước thiên nhiên có nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng, rong tảo và các loài thủy vi sinh khác Tùy theo tính chất, các loại vi sinh trong nước có thể vô hại hoặc

có hại Nhóm có hại bao gồm các loại vi trùng gây bệnh, các loài rong rêu, tảo…Nhóm này cần phải loại bỏ khỏi nước trước khi sử dụng

2.5 BIỆN PHÁP XỬ LÍ NGUỒN NƯỚC

2.5.1 Phương pháp lắng/keo tụ

Nguyên lý của phương pháp lắng là sử dụng trọng lực để loại bỏ các hạt vật chất rắn có trong nước Trong xử lý nước ăn uống, để tăng hiệu quả của phương pháp lắng, người ta kết hợp phương pháp lắng với phương pháp keo tụ

Phương pháp keo tụ trong quy trình xử lý nước được biết đến là quá trình liên kết hoặc keo tụ các hạt rắn lơ lửng trong nước thành những hạt có kích thước lớn hơn và có khả năng lắng xuống đáy bể lắng Chất keo tụ thường được sử dụng trong xử lý nước ăn uống bao gồm các loại muối nhôm và muối sắt hoặc hạt polymer nhân tạo Sau quá trình keo tụ, các bông cặn có kích thước đủ lớn được tạo thành, quá trình lắng tự nhiên sẽ diễn ra

Hình 2.1 Mô hình bể lắng đơn giản

2.5.2 Phương pháp lọc

Rất nhiều thiết bị xử lý nước sử dụng phương pháp lọc để loại bỏ các hạt vật chất có trong nước Những hạt này bao gồm đất sét, phù sa, hạt hữu cơ, cặn lắng từ các quá trình xử lý khác trong thiết bị, sắt, mangan và các vi sinh vật Phương pháp lọc giúp làm trong nước và tăng hiệu quả của quá trình khử trùng

Lọc tự nhiên: Phương pháp xử lý phổ biến nhất trong lịch sử loài người là

phương pháp lọc tự nhiên Quá trình lọc tự nhiên, rất đơn giản, sử dụng đất làm vật liệu lọc, khi nước ngấm/chảy qua lớp đất, các chất bẩn có trong nước sẽ được đất giữ lại Nước ngầm là kết quả lọc tự nhiên nước mưa qua đất Bên cạnh lọc tự nhiên, người ta còn biết đến một loại hình lọc tự nhiên khác đó là lọc bằng bờ sông/bờ suối

Lọc bờ sông/bờ suối: Luôn có sự tác động qua lại giữa nước bề mặt tự nhiên và

nước ngầm Khi sông đầy nước, nước từ sông một phần sẽ được tích trữ trong đất tại khu vực bờ sông và khu vực đồng bằng ngập lũ (floodplain) Khi mực nước sông giảm xuống, nước lưu trữ ở khu vực bờ sông từ từ chẩy ngược trả vào sông Lọc bờ sông tận dụng hiện tương nước sông ngấm theo đất bờ sông vào các giếng đào Đây là một trong các quá trình lọc của tự nhiên, trong đó các quá trình hóa – lý – sinh học đóng một vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dòng nước thấm qua

Hình 2.2 Mô hình giếng ven suối (áp dụng nguyên lý lọc bờ suối)

Bể lọc cát: Một trong những thiết bị lọc áp dụng quá trình lọc tự nhiên đó là

bể lọc cát Phương pháp lọc này được sử dụng từ thế kỷ 19 và vẫn tiếp tục được coi

là phương pháp hiệu quả để làm trong nước Cấu tạo của lớp vật liệu lọc khá đơn giản và dễ tìm: cát mịn (thông thường lớp cát lọc dầy tối thiểu 0,5m), sỏi hoặc đá cuội ở dưới Có hai loại bể lọc cát

- Bể lọc cát chậm: Nước luôn được đổ ngập lớp cát lọc, phía trên bề mặt cát

lọc, cùng với nước, cát ẩm, các vi khuẩn và động vật nguyên sinh tạo nên một lớp màng sinh học Lớp màng sinh học đóng vai trò chính trong quá trình lọc cát lọc

Các hạt lơ lửng trong nước đi qua màng sinh học sẽ bị các vi khuẩn và động vật nguyên sinh tiêu thụ và phân hủy Do đó phương pháp lọc chậm có tác dụng làm sạch nước cao hơn so với phương pháp lọc cát nhanh

- Bể lọc cát nhanh: Khác với bể lọc cát chậm, trên bề mặt bể lọc cát nhanh

không có lớp màng sinh học Do đó bể lọc cát nhanh thường được sử dụng tại các nhà máy xử lý nước để lọc các hạt rắn lơ lửng ra khỏi nước Phương pháp này không có tác dụng làm sạch nước (cả về mặt vi khuẩn) Để tăng hiệu quả lọc của bể lọc cát nhanh, lớp cát lọc cần được rửa thường xuyên (Ví dụ về bể lọc cát nhanh:

Bể lọc cát của Viện Sức khỏe nghề nghiệp và Môi trường)

- Bể lọc cát có thể áp dụng để lọc nguồn nước có độ đục ≤ 10 NTU Tốc độ dòng nước qua bể lọc cát khoảng từ 0,015 – 0,15 m3

/m2h Độ đục nước ra khỏi bể lọc cát phải đạt ≤ 5 NTU Ngoài tác dụng lọc các hạt lơ lửng có kích thước lớn trong nước, bể lọc cát còn có khả năng loại bỏ vi sinh vật, các nang bào nguyên sinh và trứng giun/sán

- Lưu ý: sau khi làm bể lọc cần cho nước chẩy qua vài ngày mới đưa hệ thống

vào hoạt động

Hình 2.3 Mô hình bể lọc đơn giản

2.5.3 Phương pháp màng lọc

Phương pháp màng lọc thẩm thấu ngược RO (Reverse Osmosis): là một

trong những phương pháp màng lọc thông dụng nhất Phương pháp RO là một hệ thống áp lực nên thường đặc biệt tiêu hao năng lượng hơn bất cứ phương pháp màng lọc nào do phải dử dụng điện năng và cơ năng để duy trì áp lực cần thiết trong hệ thống Do có áp lực trong hệ thống nên các lỗ xốp trên màng lọc có thể có kích thước nhỏ hơn các loại màng lọc khác cho phép loại bỏ phần lớn các chất bẩn

Lọc thẩm thấu ngược là phương pháp hữu hiệu giúp loại bỏ các ion và các muối hòa tan có trong nước

Tuy nhiên, đây là phương pháp đắt tiền do đòi hỏi phải tiêu tốn năng lượng để duy trì áp lực bên trong hệ thống

Hình 2.4 Máy lọc nước RO - quy mô hộ gia đình

-Các phương pháp màng lọc khác: như lọc nano (NF - nanofiltration), siêu

lọc (UF - ultrafiltration), siêu vi lọc (MF - microfiltration) và thẩm tách điện ( ED lectrodialysis)

2.5 4 Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion dựa trên nguyên lý hấp thụ ion trái dấu của các hạt mang điện Trong nước thường chứa các ion mang điện tích (-) gọi là anion và hạt mang điện tích (+) gọi là cation Khi gặp điều kiện thuận lợi các ion mang điện trái dấu kết hợp với nhau và tạo thành hạt cặn có kích thước lớn hơn và lắng xuống đáy

Vật liệu sử dụng trong các bể trao đổi ion thường là các hạt nhựa nhân tạo mang điện tích Các hạt nhựa mang điện tích có nhiệm vụ hút các hạt mang điện tích trái dấu trong nước và tạo thành các bông cặn

Quá trình trao đổi ion được sử dụng để loại bỏ các chất bẩn vô cơ còn sót lại sau quá trình lắng và lọc Phương pháp trao đổi ion có thể được sử dụng để làm mềm nước, loại bỏ các ion canxi và magie Ngoài ra, phương pháp này còn được sử dụng

để loại bỏ các ion kim loại nặng trong nước như asen, chrom, các ion phi kim như floride, nitrate, radium và uranium

Hình 2.5 Quy trình làm mềm nước

2.5 5 Phương pháp hấp phụ

Là phương pháp sử dụng các chất có hoạt tính bề mặt cao như than hoạt tính để hấp phụ các chất bẩn hữu cơ có trong nước Đây cũng là phương pháp được sử dụng các chất bẩn hữu cơ không loại bỏ được trong quá trình lắng và lọc Bên cạnh loại bỏ các chất bẩn hữu cơ, phương pháp hấp phụ được sử dụng để loại bỏ mầu, mùi và vị có trong nước

2.5 6 Phương pháp khử trùng

Nước nên được khử trùng trước khi sử dụng hoặc trước khi được phân phối cho các hộ gia đình để đảm bảo rằng các vi khuẩn có hại đều bị tiêu diệt Có thể khử trùng nước bằng phương pháp vật lý hoặc hóa học

Phương pháp vật lý

- Khử trùng bằng nhiệt: là phương pháp phổ biến, dễ thực hiện và hiệu quả

để tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh Phương pháp này thường được sử dụng ở quy

mô hộ gia đình Để đảm bảo tiệt khuẩn nước cần được đun sôi đạt 1000

C trong 15 phút

- Khử trùng bằng tia tử ngoại: Tia tử ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng từ

4 – 400nm, có tác dụng làm thay đổi DNA của tế bào vi khuẩn Tia tử ngoại bước sóng 254nm có tác dụng khử trùng cao Để đảm bảo khử trùng tốt, nước phải trong

và đủ thời gian tiếp xúc

Một phương pháp tận dụng tia tử ngoại tự nhiên đó là tia nắng mặt trời Tại những vùng nắng nóng có thể đựng nước trong chai nhựa/thủy tinh không mầu, trong suốt, để dưới nắng ít nhất 30 phút Phương pháp đơn giản này có thể tiêu diệt được các vi khuẩn có thể có trong nước dưới tác dụng của tử ngoại mặt trời

Hình 2.6 Khử khuẩn bằng ánh nắng mặt trời

Khử trùng bằng sóng siêu âm: dòng siêu âm có cường độ ≥ 2W/cm2

, trong khoảng thời gian tiếp xúc 5 phút có khả năng tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật có trong nước

Phương pháp hóa học:

Các hóa chất được sử dụng để khử trùng nước bao gồm bạc, iot, ozon, clo và các hợp chất khử trùng chứa clo (như cloramin hoặc clorine dioxide - ClO2) Trong hầu hết các nhà máy nước ở Việt Nam, người ta khử trùng bằng clo hoặc các hợp chất của clo do hiệu quả tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh cao Các hóa chất khử trùng trên được áp dụng tại các nhà máy nước để khử trùng nước trước khi phân phối đến các hộ gia đình, hoặc cũng có thể được các hộ gia đình sử dụng để khử trùng tại nhà

Lưu ý, để đảm bảo hiệu quả khử trùng cao, thời gian tiếp xúc của nước với các hợp chất khử trùng của clo tối thiểu là 30 phút và nồng độ clo dư trong mạng lưới phân phối là từ 0,3 – 0,5mg/l Ngoài ra, độ đục trong nước phải thấp hơn 5 NTU, tốt nhất là < 1 NTU

4Fe(HCO3)2 + O2 + H2O  4Fe(OH)3↓ + 8CO2↑

Kết tủa này sẽ được lắng hoặc lọc tách ra khỏi nước Tùy theo điều kiện pH,

độ kiềm, lượng CO2 hòa tan ban đầu mà có thể phải thêm nước vôi để tạo điều kiện tối ưu cho sự kết tủa

Khi xử lý bằng phương pháp keo tụ, thường cũng khử được sắt luôn

Hình 2.7 Dàn mưa khử sắt

Trước đây người ta thường dùng quá trình này để loại bỏ bớt chất rắn lơ lửng, sau đó là BOD của nước thải có sự biến động lớn về SS, BOD của nước thải cần xử theo mùa vụ sản xuất; khi nước thải cần phải đạt đến một giá trị BOD, SS nào đó trước khi cho vào quá trình xử lý sinh học và trợ giúp cho các quá trình lắng trong các bể lắng sơ và thứ cấp Các hóa chất thường sử dụng cho quá trình này được liệt

kê trong bảng 6.1 Thông thường nếu tính toán tốt quá trình này có thể loại được 80-90% TSS, 40-70% BOD 30-60% COD và 80-90% vi khuẩn trong khi các qúa trình lắng cơ học thông thường chỉ loại được 50-70% TSS, 30-40% chất hữu cơ

Bảng 3.1 Các hóa chất thường sử dụng trong quá trình tủa Tên hóa

83-85 (49%)

Fe2(SO4)3.3H2O 454

Ferric

Sử dụng hóa chất để loại chất rắn lơ lửng

Phèn nhôm: khi được thêm vào nước thải có chứa calcium hay

magnesium bicarbonate phản ứng xảy như sau:

Al2(SO4)3.18H2O + 3Ca(HCO)33CaSO4 + 2Al(OH) +6CO2 + 18H2O Aluminum hydroxide không tan, lắng xuống với một tốc chậm kéo theo

nó là các chất rắn lơ lửng Trong phản ứng trên cần thiết phải có 4,5 mg/L alkalinity (tính theo CaCO3) để phản ứng hoàn toàn với 10 mg/L phèn nhôm

Do đó nếu cần thiết phải sử dụng thêm vôi alkalinity thích hợp

Vôi: khi cho vôi vào nước thải, các phản ứng sau có thể xảy ra:

Ca(OH)2 + H2CO3 CaCO3 + 2H2O Ca(OH)2 + Ca(HCO3)22CaCO3 + 2H2O Quá trình lắng của CaCO3 sẽ kéo theo các chất rắn lửng

Sulfate sắt và vôi: trong hầu hết các trường hợp sul sắt không sử dụng riêng

lẻ mà phải kết hợp với vôi tạo kết tủa Các phản ứng xảy ra như sau:

FeSO4 + Ca(HCO3)22Fe(HCO3)2 + CaSO4 + 2H2O Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2 2Fe(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 Khi Fe(OH)3 lắng xuống nó sẽ kéo theo các chất rắn lửng Trong các phản ứng này ta cần thêm 3,6 mg/L alkalinity, 4,0 mg/L vôi và 0,29 mg/L oxy

Ferric chloride: phản ứng xảy ra như sau:

FeCl3 + 3 H2O Fe(OH)3 + 3H+ + 3Cl –

3H+ + 3HCO3-3H2CO3

Ferric chloride và vôi: phản ứng xảy ra như sau

FeCl3 + Ca(OH)2  3CaCl2 + 2Fe(OH)3

Ferric sulfate và vôi: phản ứng xảy ra như sau

Fe2(SO4)3 + Ca(OH)2  3CaSO4 + 2Fe(OH)3

Sử dụng hóa chất để loại bỏ phospho trong nước thải

Vôi: như đã trình bày ở các phương trình trên, khi cho vôi vào nước thải nó

sẽ phản ứng với bicarbonate alkalinity tạo thành kết tủa CaCO3 Trong môi trường

pH > 10 các ion Ca+2 sẽ phản ứng với các ion PO4-3 tạo hydroxylapatite kết tủa Để khỏi ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học người ta thường dùng vôi ở liều lượng thấp 75 250 mg/L Ca(OH)2 và pH từ 8,5-9

Kết tủa các kim loại nặng

Chuyển các chất thải dạng hòa tan sang dạng khó hòa tan sau đó loại khỏi dung dịch bằng quá trìn lắng, lọc

pH là một nhân tố quan trọng cho quá trình kết tủa Bảng dưới đây đưa ra độ pH thích hợp cho quá kết tủa các kim loại nặng

pH thích hợp cho việc kết tủa các kim

3.1.2 Phương pháp oxy hóa khử

3.1.2.1 Phương pháp oxy hóa

Mục đích : trong quá trình oxy hóa, các chất ô nhiễm độc hại chứa trong

nước thải sẽ chuyển thành chất ít độc hơn và được loại ra khỏi nước

-Ưu điểm : làm sạch nước

-Khuyết điểm : Phương pháp này yêu cầu chi phí hóa chất lớn, vì thế nó chỉ

được ứng dụng khi chất ô nhiễm không thể loại được bằng phương pháp khác Ví

dụ xử lý xianua, hợp chất tan của Asen…