nghiên cứu, thiết kế mô hình xử lý nước dưới đất nhiễm sắt bằng phương pháp keo tụ điện hóa sử dụng nguồn năng lượng mặt trời

ss TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÔ HÌNH XỬ LÝ NƯỚC DƯỚI ĐẤT NHIỄM SẮT BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ ĐIỆN HÓA SỬ DỤNG NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Cán hướng dẫn: Thầy Lê Hoàng Việt Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Trạng MSSV : 1080834 Lớp: Kỹ thuật môi trường – k34 Cần Thơ, 5/2012 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình làm luận văn, em gặp khó khăn nhiều mặt Tuy nhiên, với ủng hộ mặt tinh thần cha mẹ giúp đỡ nhiệt tình thầy, cô, bạn bè khó khăn sớm khắc phục luận văn hoàn thành tiến độ Con xin ghi nhớ gửi lòng biết ơn đến Ba Mẹ người thân gia đình dành tình cảm thương yêu, khuyến khích động viên suốt thời gian học thời gian thực đề tài Em xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Lê Hoàng Việt tận tâm hướng dẫn, bảo truyền đạt kinh nghiệm quý báo tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô phòng thí nghiệm không ngại khó khăn hướng dẫn cụ thể tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô môn Kỹ Thuật Môi Trường – Khoa Môi Trường Tài Nguyên Thiên Nhiên quý Thầy Cô Khoa Môi Trường Tài Nguyên Thiên Nhiên – Trường Đại Học Cần Thơ tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tạo điều kiện cho em thực đề tài Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn thân đến bạn lớp Kỹ Thuật Môi Trường K34 giúp đỡ, ủng hộ, động viên suốt thời gian làm luận văn Trong trình thực đề tài, kiến thức thân nhiều hạn chế nên tránh khỏi sai sót định Em mong nhận đóng góp ý kiến quý Thầy Cô bạn để luận văn hoàn chỉnh Trang i TÓM TẮT ĐỀ TÀI Hiện tượng nước đất nhiễm sắt ngày trở thành vấn nạn cần quan tâm vùng nông thôn Trên thực tế, có nhiều biện pháp xử lý nước đất nhiễm sắt có hiệu cao như: công nghệ trao đổi ion, lọc qua lớp vật liệu đặc biệt, khử sắt hóa chất… Tuy nhiên, công nghệ đòi hỏi chi phí kỹ thuật cao, khó tiếp cận với vùng nông thôn nghèo Vì vậy, việc đề xuất công nghệ xử lý cho phù hợp với điều kiện cụ thể vấn đề khó khăn, phức tạp Với mong muốn loại bỏ sắt nước đất cách hiệu quả, đơn giản, phù hợp với điều kiện hộ dân vùng nông thôn, đề tài “Nghiên cứu, thiết kế mô hình xử lý nước giếng khoan nhiễm sắt phương pháp keo tụ điện hóa sử dụng nguồn lượng mặt trời” thực Để tiến hành thí nghiệm thiết kế hệ thống xử lý, nguồn nước đầu vào sử dụng nước đất pha với hóa chất sắt (II) để tạo thành nước đất nhiễm sắt với nồng độ ≈2mg/l-nồng độ phổ biến vùng nông thôn đồng sông Cửu Long Sau thời gian nghiên cứu thực đề tài, hệ thống xử lý hoàn thành với kết sau: - Sử dụng thùng nhựa composite thể tích 120lít làm thùng điện phân lắng nước - Cột lọc nhựa PVC có đường kính 0,14m chiều cao 0,8m với lớp vật liệu lọc gồm: 0,3m cát lọc, 0,1m than hoạt tính, 0,1m sỏi - Hệ thống keo tụ điện hóa với: hiệu điện 13V, cường độ dòng điện 7,5A, điện cực nhôm với diện tích S = 180 cm 2, khoảng cách hai điện cực 1cm, thời gian keo tụ điện hóa 15 phút, thời gian lắng 30 phút, vận tốc lọc v = 3,25 m3/m 2.h nước sau xử lý có nồng độ sắt nồng độ tiêu theo dõi đạt QCVN 01 – 2009/BYT nước ăn uống Trang ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ĐỀ TÀI ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH BẢNG v DANH SÁCH HÌNH vi DANH SÁCH PHỤ LỤC vii DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT viii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan nước đất (nước ngầm) 2.1.1 Nước đất hình thành 2.1.2 Các loại nước đất 2.1.3 Trữ lượng, vai trò nước đất đời sống kinh tế xã hội 2.1.3.1 Trữ lượng 2.1.3.2 Vai trò 2.1.3.3 Nguồn tài nguyên nước đất Việt Nam 2.1.3.4 Nguồn tài nguyên nước đất Đồng sông Cửu Long 2.1.3.5 Chất lượng nước đất 2.1.4 Các nguồn gây ảnh hưởng đến chất lượng nước đất 2.1.5 Ảnh hưởng chất lượng nước đất đến sinh hoạt, sản xuất sức khỏe người 2.2 Một số vấn đề cấp nước sử dụng nước 2.3 Giới thiệu sơ lược sắt nước đất 10 2.3.1 Vai trò nguồn gốc sắt 10 2.3.2 Những dấu hiệu nhận biết nước nhiễm sắt 11 Trang iii 2.4 Một số phương pháp xử lý sắt 11 2.4.1 Phương pháp phân tích xác định nồng độ sắt nước 11 2.4.2 Một số phương pháp xử lý sắt nước 11 2.4.2.1 Phương pháp oxy hóa sắt 11 2.4.2.2 Phương pháp khử sắt trình oxy hóa 12 2.4.2.3 Khử sắt hóa chất 12 2.4.2.4 Một số biện pháp khác 13 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 16 3.1 Địa điểm thời gian thực 16 3.2 Đối tượng thí nghiệm 16 3.3 Các bước tiến hành thí nghiệm 16 3.4 Phương pháp phương tiện phân tích tiêu 22 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 4.1 Xác định công suất thiết bị 24 4.2 Tính toán thiết kế hệ thống 24 4.3 Lựa chọn vật liệu 24 4.4 Tính toán lại 25 4.5 Thí nghiệm 1: Xác định khoảng cách hai điện cực 32 4.6 Thí nghiệm 2: Xác định diện tích bảng điện cực thích hợp 35 4.7 Thí nghiệm 3: Xác định thời gian keo tụ điện hóa thích hợp để khử sắt 38 4.8 Tính toán giá thành hệ thống 48 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 51 5.1 Kết luận 51 5.2 Đề xuất 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC 54 Trang iv DANH SÁCH BẢNG Bảng 3.1 Phương pháp phương tiện phân tích tiêu 22 Bảng 4.1 Nồng độ tiêu phân tích mẫu nước sau keo tụ điện hóa với khoảng cách điện cực 32 Bảng 4.2 Điện tiêu thụ khối lượng điện cực sau điện phân 34 Bảng 4.3 Nồng độ tiêu phân tích mẫu nước sau keo tụ điện hóa với diện tích bảng điện cực 36 Bảng 4.4 Điện tiêu thụ khối lượng điện cực sau điện phân 37 Bảng 4.5 Nồng độ tiêu phân tích nước sau keo tụ điện hóa với thời gian keo tụ điện hóa 10phút 40 Bảng 4.6 Nồng độ tiêu phân tích nước sau keo tụ điện hóa với thời gian keo tụ điện hóa 15phút 41 Bảng 4.7 Nồng độ tiêu phân tích nước sau keo tụ điện hóa với thời gian keo tụ điện hóa 20phút 42 Bảng 4.8 Nồng độ tiêu phân tích nước sau keo tụ điện hóa với thời gian keo tụ điện hóa 25phút 43 Bảng 4.9 Điện tiêu thụ khối lượng điện cực sau điện phân 44 Bảng 4.10 Giá thành vật liệu phục vụ cho trình gia công mô hình 49 Bảng 4.11 Một số đường kính cột lọc ứng với lưu lượng cần xử lý 50 Trang v DANH SÁCH HÌNH Hình 3.1 Sơ đồ quy trình thiết kế hệ thống xử lý nước đất nhiễm sắt 16 Hình 3.2 Quy trình xử lý nước đất nhiễm sắt phương pháp keo tụ điện 18 Hình 4.1 Sơ đồ cấu tạo bố trí hệ thống xử lý 27 Hình 4.2 Cấu tạo cột lọc lớp vật liệu lọc 28 Hình 4.3 Sơ đồ hệ thống thu nước điện cực bên bể điện phân 29 Hình 4.4 Sơ đồ phân bố điện cực bể điện phân 30 Hình 4.5 Hệ thống xử lý nước nhiễm sắt ứng dụng lượng mặt trời 31 Hình 4.6 Hiệu suất chuyển Fe2+ thành Fe3+ theo khoảng cách hai điện cực 34 Hình 4.7 Hiệu suất chuyển Fe2+ sang Fe3+ theo diện tích bảng điện cực 38 Hình 4.8 Lượng khí sinh làm keo tụ lên 39 Hình 4.9 Sự biến thiên hàm lượng Fe tổng theo thời gian điện phân 45 Hình 4.10 Hiệu suất xử lý Fe tổng theo thời gian điện phân 45 Hình 4.11 Nước đất điện phân trước sau lọc 47 Hình 4.12 Ăcquy sau cung cấp điện để điện phân sử dụng để chiếu sáng 48 Trang vi DANH SÁCH PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: QCVN 01:2009/BYT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĂN UỐNG 54 PHỤ LỤC 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT TỔNG 57 PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ANOVA 59 PHỤ LỤC 4: MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 61 Trang vii DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ĐBSCL Đồng Bằng Sông Cửu Long QCVN 01 – 2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia chất lượng nước ăn uống EDTA Ethylene Diamine Tetraacetic Acid KPH Không phát NXB Nhà xuất BYT Bộ Y tế TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UNICEF United Nations International Children’s Emergency Fund: Quỹ nhi đồng Liên Hiệp Quốc WHO World Health Organization: Tổ chức Y tế Thế Giới Trang viii LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt CHƯƠNG GIỚI THIỆU Nước nguồn gốc sống, cần thiết người, động vật mà thực vật Ngày nay, nước thừa nhận nguồn tài nguyên chiến lược quốc gia, nguồn tài nguyên chủ chốt Trái Đất, bảo đảm an toàn thực phẩm, trì cân hệ sinh thái, đảm bảo hoạt động người giới đầy biến động nhanh chóng địa lý, xã hội môi trường (Nguyễn Hữu Phú, 2001) Theo số liệu gần đây, lượng nước sử dụng hành tinh chiếm 0,26% lượng nước toàn thể, có khoảng 50.000 km 3/năm 1/3 có khả sử dụng vào việc sản xuất nước Xét phạm vi toàn cầu, tình trạng cung cấp nước năm gần không đáp ứng: người có người thiếu nước uống, người có người không sử dụng hệ thống nước xử lý hợp vệ sinh triệu người chết hàng năm dùng nước bị ô nhiễm Ngày nay, với phát triển công nghiệp, đô thị bùng nổ dân số làm cho nguồn nước tự nhiên bị hao kiệt ô nhiễm dần Vì thế, người phải biết xử lý nguồn nước cấp để có đủ số lượng đảm bảo đạt chất lượng cho nhu cầu sinh hoạt sản xuất cho (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2006) Một nhiệm vụ trọng điểm việc khai thác nước tìm nguồn nước để xử lý cung cấp nước đảm bảo đầy đủ số lượng chất lượng đảm bảo cho người dân sử dụng Để cung cấp nước sạch, khai thác từ nguồn nước thiên nhiên nước mặt, nước biển nước đất (Trịnh Xuân Lai, 2003) Nước đất ưu tiên chọn nguồn nước khai thác, nước đất có ưu điểm như: nhiệt độ ổn định, vi khuẩn lọc tự nhiên lòng đất, thành phần hóa học tốt (Ngô Xuân Trường, et al., 2004) Nước đất phận quan trọng tài nguyên nước Việt Nam Từ lâu đời nước đất sử dụng cho mục đích sinh hoạt hoạt động kinh tế khác (Tăng Văn Đoàn – Trần Đức Hạ, 2006) Đất nước ngày phát triển, đời sống người dân ngày nâng cao Song song đó, nhu cầu sử dụng nước ăn uống sinh hoạt SVTH: Trần Quốc Trạng Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt Bảng 4.11 Một số đường kính cột lọc ứng với lưu lượng cần xử lý Đường kính cột lọc theo Đường kính ống lý thuyết (mm) thị trường (mm) 400 lít 168 160 500 lít 188 180 600 lít 206 200 700 lít 223 225 800 lít 238 250 900 lít 252 250 Lưu lượng cần xử lý/9giờ SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 50 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 5.1 Kết luận Sau thời gian tiến hành thí nghiệm để xác định thông số phục vụ cho việc thiết kế hệ thống keo tụ điện hóa xử lý nước nhiễm sắt kết luận sau: Với hàm lượng sắt tổng khoảng 2mg/l, lượng nước xử lý 100 lít/lần điện phân, cường độ dòng điện 7,5Ah, hiệu điện 13V, điện cực nhôm với diện tích điện cực 180cm2 (mật độ dòng điện 417A/m2) khoảng cách hai điện cực 1cm thời gian điện phân phù hợp 15 phút Nước sau điện phân để lắng 30 phút sau cho cho chảy qua cột lọc với vận tốc lọc v = 3,25 m3/m 2.h (thời gian lọc giờ) nồng độ sắt tổng nồng độ tiêu theo dõi sau xử lý đạt QCVN 01 – 2009/BYT nước ăn uống Điện cực nhôm tan (cực dương) sau lần thí nghiệm (300 lít/ngày) khoảng 1gam Như vậy, khoảng tuần ta thay điện cực dương (còn khoảng 50%) cực âm vệ sinh tái sử dụng Sau xử lý nước xong sử dụng ăcquy để thắp sáng phục vụ cho sinh hoạt gia đình Nếu thắp sáng sáng hôm sau bắt đầu cho hệ thống hoạt động 5.2 Đề xuất Nếu hệ thống xử lý ứng dụng rộng rãi việc tìm mua điện cực nhôm có độ tinh khiết cao cần thiết Nên theo dõi chặt chẽ độ kiềm nước để trình keo tụ đạt hiệu suất cao Do thời gian thực đề tài không nhiều lực có giới hạn nên nhiều tiêu chưa theo dõi được, cần theo dõi thêm tiêu lại theo quy chuẩn Quốc Gia chất lượng nước ăn uống QCVN 01: 2009/BYT trước đưa vào ứng dụng thực tế Trong trình thí nghiệm gặp khó khăn vấn đề điều chỉnh lưu lượng chảy qua cột lọc điều chỉnh van Do đó, để đảm bảo vận tốc lọc hiệu suất cột lọc nên sử dụng bơm định lượng dùng dòng điện DC SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 51 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Nguyễn Võ Châu Ngân, 2000, Quản Lý Tài Nguyên Nước, Đại Học Cần Thơ Trần Hiếu Nhuệ, 2001, Thoát Nước Xử Lý Nước Thải Công Nghiệp NXB Khoa Học Kỹ Thuật Nguyễn Hữu Phú, 2001, Cơ Sở Lý Thuyết Công Nghệ Xử Lý Nước Tự Nhiên, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Lê Dung, 2003, Công Trình Thu Nước Trạm Bơm Cấp Thoát Nước, NXB Xây Dựng Phạm Ngọc Quế, 2003, Vệ Sinh Môi Trường Phòng Bệnh Ở Nông Thôn, NXB Nông Nghiệp Trịnh Xuân Lai, 2003, Tính Toán Thiết Kế Các Công Trình Trong Hệ Thống Cấp Nước Sạch, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Ngô Xuân Trường, Bùi Trần Vượng, Lê Anh Tuấn, Trần Minh Thuận, Trần Văn Phấn, 2004, Khảo Sát Khai Thác Xử Lý Nước Sinh Hoạt, NXB Đại Học Quốc Gia TP HCM Phạm Ngọc Hải – Phạm Việt Hòa, 2004, Kỹ Thuật Khai Thác Nước Ngầm, NXB Nông Nghiệp Hà Nội Nguyễn Thị Thu Thủy, 2006, Xử Lý Nước Cấp Sinh Hoạt Công Nghiệp, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Tăng Văn Đoàn, Trần Đức Hạ, 2006, Kĩ Thuật Môi Trường, NXB Giáo Dục Trần Khưu Tiến, 2008, Hóa Kỹ Thuật Môi Trường, Đại Học Cần Thơ Nguyễn Lan Phương, 2008, Giáo trình Xử Lý Nước Cấp, Đại Học Đà Nẵng Nguyễn Ngọc Dung, 2009, Xử Lý Nước Cấp, NXB Xây Dựng Lâm Minh Triết – Lê Hoàng Việt, 2009, Vi Sinh Vật Nước Nước Thải, NXB Xây Dựng Hà Nội Lê Quốc Tuấn, 2009, Ô Nhiễm Nước Hậu Quả Của Nó, Đại Học Nông Lâm TPHCM Nguyễn Trung Việt, Trần Thị Mỹ Diệu, Huỳnh Ngọc Phương Mai, 2011, Hóa Học Môi Trường - Phần I : Nước Nước Thải, NXB Khoa Học Kỹ Thuật SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 52 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt Luận Văn Tốt Nghiệp Đại Học Tài liệu Tiếng Anh R Ramesh Babu; N.S Bhadrinarayana; K.M.Meera Sheriffa Begum; N.Anantharaman, 2006 Treatment of tannery wastewater by electrocoagulation Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 42, 2, 2007, 201-206 Holt, Peter K.; Barton, Geoffrey W.; Mitchell, Cynthia A, 2004 The future for electrocoagulation as a localised water treatment technolog J of Chemoshpere 59 (3): 355-67 Các trang Web [1] www.tailieu.vn/ky_thuat_xu_ly_nuoc_ngam_0758.pdf 10/1/2012 truy cập ngày Truy cập ngày [3] http://vietbao.vn/Khoa-hoc/Hai-moi-lo-ve-nuoc-ngam/62239516/188/ cập ngày 10/1/2012 truy [2] http://ga.water.usgs.gov/edu/watercyclevietnamese.html 9/1/2012 [4] http://thietbinuoc.com.vn/50-3-17-182/tin-tuc-va-bai-viet-hay/cach-xu-lysat-trong-nuoc.html truy cập ngày 2/2/2012 [5] http://www.sonongnghiepbp.gov.vn/v1/modules.php?name=News&op=view st&sid=883 truy cập ngày 2/2/2012 [6] http://laocai.gov.vn/sites/soyte/kienthucyhoc/Trang/20110825074840.aspx truy cập ngày 3/2/2012 [7] http://www.xaluan.com/modules.php?name=News&file=article&sid=68328 truy cập ngày 3/2/2012 [8] http://thietbiloc.com/nuoc-sinh-hoat/1039-nuoc-gig-nhiem-sat-2 ngày 3/2/2012 [9] http://www.slideshare.net/phamthaihung/m-hnh-cp-nc-sch 3/2/2012 SVTH: Trần Quốc Trạng truy cập truy cập ngày Trang 53 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt PHỤ LỤC QCVN 01:2009/BYT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĂN UỐNG STT Tên tiêu Đơn vị Giới hạn tối đa cho phép Phương pháp thử Mức độ giám sát I Chỉ tiêu cảm quan thành phần vô (*) Màu sắc TCU Mùi vị(*) - 15 TCVN 6185 - 1996 (ISO 7887 - 1985) SMEWW 2120 Cảm quan, Không có SMEWW 2150 B mùi, vị lạ 2160 B A A NTU TCVN 6184 - 1996 (ISO 7027 - 1990) SMEWW 2130 B - Trong khoảng 6,5-8,5 TCVN 6492:1999 SMEWW 4500 - H+ A Độ cứng, tính theo CaCO3(*) mg/l 300 TCVN 6224 - 1996 SMEWW 2340 C A Tổng chất rắn hoà tan (TDS) (*) mg/l 1000 SMEWW 2540 C B Hàm lượng Nhôm(*) mg/l 0,2 TCVN 6657 : 2000 (ISO 12020 :1997) B Hàm lượng Amoni(*) mg/l SMEWW 4500 - NH3 C SMEWW 4500 - NH3 D B Hàm lượng Antimon mg/l 0,005 US EPA 200.7 C 10 Hàm lượng Asen tổng số mg/l 0,01 TCVN 6626:2000 SMEWW 3500 - As B B 11 Hàm lượng Bari mg/l 0,7 US EPA 200.7 C 12 Hàm lượng Bo tính chung cho Borat mg/l 0,3 TCVN 6635: 2000 (ISO 9390: 1990) C Độ đục pH (*) (*) SVTH: Trần Quốc Trạng A Trang 54 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt Axit boric SMEWW 3500 B 13 Hàm lượng Cadimi C mg/l 0,003 TCVN6197 - 1996 (ISO 5961 - 1994) SMEWW 3500 Cd 14 Hàm lượng Clorua(*) mg/l 250 300 (**) TCVN6194 - 1996 (ISO 9297 - 1989) SMEWW 4500 - Cl- D A 15 Hàm lượng Crom tổng số mg/l 0,05 TCVN 6222 - 1996 (ISO 9174 - 1990) SMEWW 3500 - Cr - C 16 Hàm lượng Đồng tổng số (*) TCVN 6193 - 1996 (ISO 8288 - 1986) SMEWW 3500 - Cu C 0,07 TCVN 6181 - 1996 (ISO 6703/1 - 1984) SMEWW 4500 CN- C B 17 Hàm lượng Xianua mg/l mg/l 18 Hàm lượng Florua mg/l 1,5 TCVN 6195 - 1996 (ISO10359 - - 1992) SMEWW 4500 F- 19 Hàm lượng Hydro sunfur(*) mg/l 0,05 SMEWW 4500 - S2- B 20 Hàm lượng Sắt tổng số (Fe2+ + Fe3+)(*) mg/l 0,3 TCVN 6177 - 1996 (ISO 6332 - 1988) SMEWW 3500 - Fe A B 21 Hàm lượng Chì mg/l 0,01 TCVN 6193 - 1996 (ISO 8286 - 1986) SMEWW 3500 - Pb A 22 Hàm lượng Mangan tổng số mg/l 0,3 TCVN 6002 - 1995 (ISO 6333 - 1986) 23 Hàm lượng Thuỷ ngân tổng số mg/l 0,001 TCVN 5991 - 1995 (ISO 5666/1-1983 ISO 5666/3 -1983) B 24 Hàm lượng Molybden mg/l 0,07 US EPA 200.7 C 0,02 TCVN 6180 -1996 (ISO8288 -1986) SMEWW 3500 - Ni C 25 Hàm lượng Niken SVTH: Trần Quốc Trạng mg/l A Trang 55 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt 26 Hàm lượng Nitrat mg/l 50 TCVN 6180 - 1996 (ISO 7890 -1988) A 27 Hàm lượng Nitrit mg/l TCVN 6178 - 1996 (ISO 6777-1984) A 28 Hàm lượng Selen mg/l 0,01 TCVN 6183-1996 (ISO 9964-1-1993) C 29 Hàm lượng Natri mg/l 200 TCVN 6196 - 1996 (ISO 9964/1 - 1993) B 30 Hàm lượng Sunphát (*) mg/l 250 TCVN 6200 - 1996 (ISO9280 - 1990) A 31 Hàm lượng Kẽm(*) mg/l TCVN 6193 - 1996 (ISO8288 - 1989) C 32 Chỉ số Pecmanganat mg/l TCVN 6186:1996 ISO 8467:1993 (E) A TCVN 6187 - 1,2 :1996 (ISO 9308 - 1,2 - 1990) SMEWW 9222 A TCVN6187 - 1,2 : 1996 (ISO 9308 - 1,2 - 1990) SMEWW 9222 A 33 34 Coliform tổng số Vi khuẩn/ 100ml E.coli Coliform chịu nhiệt Vi khuẩn/ 100ml SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 56 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt PHỤ LỤC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT TỔNG Thiết lập đường chuẩn phương pháp Phenanthroline (AWWA – APHA, 1995) Mục đích trình thiết lập phương trình biểu diễn mối quan hệ độ hấp thu (ABS) nồng độ Fe tổng (mg/l) làm sở cho việc xác định nồng độ Fe tổng lại mẫu thí nghiệm sau trình xử lý Thiết lập đường chuẩn Để xác định đường chuẩn ta pha dung dịch sắt chuẩn có nồng độ mg/l (1mg/l = 0,004 mg) Chuẩn bị dãy bình định mức dung tích 50 ml cho vào lượng hóa chất bảng sau: Lượng hóa chất cần thiết để xây dựng đường chuẩn Bình số Nồng độ sắt (mg/l) 0,2 0,4 0,8 1,6 Dung dịch chuẩn sắt (m/l) 2,5 10 20 Dung dịch đệm (CH3COONH4), (ml) 10 10 10 10 10 Dung dịch - Cho nước cất đến vạch 50 ml - Lắc thật lỹ mẫu Đo bước sóng λ = 510 nm SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 57 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt Độ hấp thu máy so màu quang phổ (λ = 510 nm) theo nồng độ sắt Nồng độ sắt (mg/l) Độ hấp thu (ABS) 0,011 0,2 0,037 0,4 0,068 0,8 0,117 1,6 0,216 Đường chuẩn sắt SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 58 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt PHỤ LỤC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ANOVA Phục lục 3.1: Anova thể mối tương quan nồng độ Fe tổng lại nước với khoảng thời gian điện phân: SUMMARY Groups 10 phút 15 phút 20 phút 25 phút ANOVA Source of Variation Between Groups Within Groups Total Count 3 3 SS 0.217433 0.009467 Sum 1.28 0.28 0.38 0.4 df 0.2269 Average 0.426667 0.093333 0.126667 0.133333 Variance 0.000433 0.000633 0.001633 0.002033 MS 0.072478 0.001183 F 61.24883 P-value 7.33E-06 F crit 4.066181 11 Kết luân: Do F > Fcrit nên nồng độ Fe tổng lại sau keo tụ điện hóa khoảng thời gian khác với mức ý nghĩa 5% Phục lục 3.2: Anova thể mối tương quan nồng độ Fe tổng lại nước với khoảng thời gian điện phân 10 15phút: SUMMARY Groups 10 phút 15 phút ANOVA Source of Variation Between Groups Within Groups Total Count 3 SS 0.166667 0.002133 0.1688 Sum 1.28 0.28 df Average 0.426667 0.093333 Variance 0.000433 0.000633 MS 0.166667 0.000533 F 312.5 P-value 6.02E-05 F crit 7.708647 Kết luân: Do F > Fcrit nên nồng độ Fe tổng lại sau keo tụ điện hóa khoảng thời gian 10 15phút khác với mức ý nghĩa 5% SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 59 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt Phục lục 3.3: Anova thể mối tương quan nồng độ Fe tổng lại nước với khoảng thời gian điện phân 15 20phút: SUMMARY Groups 15 phút 20 phút ANOVA Source of Variation Between Groups Within Groups Total Count 3 SS 0.001667 0.004533 Sum 0.28 0.38 df 0.0062 Average 0.093333 0.126667 Variance 0.000633 0.001633 MS 0.001667 0.001133 F 1.470588 P-value 0.291974 F crit 7.708647 Kết luân: Do F < Fcrit nên nồng độ Fe tổng lại sau keo tụ điện hóa khoảng thời gian 15 20phút với mức ý nghĩa 5% Phục lục 3.4: Anova thể mối tương quan nồng độ Fe tổng lại nước với khoảng thời gian điện phân 20 25phút: SUMMARY Groups 20 phút 25 phút ANOVA Source of Variation Between Groups Within Groups Total Count 3 SS 6.67E-05 0.007333 0.0074 Sum 0.38 0.4 df Average 0.126667 0.133333 Variance 0.001633 0.002033 MS 6.67E-05 0.001833 F 0.036364 P-value 0.858054 F crit 7.708647 Kết luân: Do F < Fcrit nên nồng độ Fe tổng lại sau keo tụ điện hóa khoảng thời gian 20 25phút với mức ý nghĩa 5% SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 60 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Hình Panel lượng mặt trời Hình Bộ chuyển đổi SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 61 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt Hình Ăcquy tích điện Hình Điện cực bố trí điện cực SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 62 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt Hình Máy đo cường độ dòng điện điện Hình Cột lọc SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 63 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt Hình Thùng nhựa composite dùng điện phân chứa nước SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 64 [...]... Lê Hoàng Việt Thiết kế hệ thống keo tụ điện hóa xử lý nước dưới đất nhiễm sắt một cách đơn giản, hiệu quả, góp phần cung cấp nguồn nước sạch, an toàn cho người dân sử dụng Năng lượng để cung cấp nguồn điện cho hệ thống hoạt động ứng dụng từ năng lượng mặt trời Hệ thống xử lý nước nhiễm sắt bằng phương pháp keo tụ điện hóa là để cung cấp cho một hộ gia đình ở nông thôn nên công suất thiết kế phải dựa... Tính toán thiết kế hệ thống SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 17 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt Quy trình xử lý Hệ thống xử lý nước dưới đất nhiễm sắt hoạt động theo quy trình sau: Nước đầu vào Keo tụ điện hóa Lắng Lọc Bể chứa nước sau xử lý Hình 3.2 Quy trình xử lý nước dưới đất nhiễm sắt bằng phương pháp keo tụ điện Thuyết minh quy trình Nước dưới đất sau khi bơm lên được cho vào bể điện phân... hình xử lý nước giếng khoan nhiễm sắt bằng phương pháp keo tụ điện hóa sử dụng nguồn năng lượng mặt trời được thiết kế với mong muốn sẽ góp phần nhỏ vào công tác cung cấp nước sạch cho người dân vùng nông thôn SVTH: Trần Quốc Trạng Trang 2 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: Thầy Lê Hoàng Việt CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về nước dưới đất (nước ngầm) 2.1.1 Nước dưới đất và sự hình thành Nước mưa, nước. .. với các hệ thống cấp nước cộng đồng thì nguồn nước dưới đất luôn là nguồn nước được ưa thích Bởi vì, các nguồn nước mặt thường bị ô nhiễm và lưu lượng khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa Nguồn nước dưới đất ít chịu ảnh hưởng bởi các tác động của con người Chất lượng nước dưới đất thường tốt hơn chất lượng nước mặt nhiều Trong nước dưới đất hầu như không có các hạt keo hay các hạt lơ lửng,... pháp keo tụ điện hoá Theo Ramesh Babu, Bhadrinarayana, Meera Sheriffa Begum Anantharaman (2006), phương pháp keo tụ điện hóa có các đặc điểm sau đây: + Dòng điện được sử dụng trong phương pháp keo tụ điện hóa là dòng điện một chiều + Các điện cực dương được sử dụng thường là bằng nhôm hoặc sắt Tùy vào giá trị pH và đặc tính của nước ở từng trường hợp cụ thể mà xác định xem điện cực nào là cực dương, điện. .. tầng thấm nước Đất sét gồm những hạt nhỏ gắn chặt với nhau nên lượng nước chứa không đáng kể gọi là tầng không thấm Theo vị trí, nước dưới đất được phân loại thành nước dưới đất nông, nước dưới đất trong tầng thổ nhưỡng (tầng đất canh tác), nước dưới đất sâu – trong các tầng chứa nước Nước tầng nông là nước mạch, tính từ mặt đất trở xuống không quá 10m Trữ lượng nước nhiều hay ít và chất lượng nước tốt... xuống, do đó sắt (II) dễ dàng chuyển hoá thành sắt (III) Sắt (III) hyđroxyt kết tụ thành bông cặn, lắng trong bể lắng và có thể dễ dàng tách ra khỏi nước Phương pháp này có thể áp dụng cho cả nước mặt và nước dưới đất Nhược điểm của phương pháp này là phải dùng đến các thiết bị pha chế cồng kềnh, quản lý phức tạp, cho nên thường kết hợp khử sắt với quá trình xử lý khác như xử lý ổn định nước bằng kiềm,... về phương pháp Keo tụ điện hoá là một phương pháp điện hoá trong xử lý nước, trong đó dưới tác dụng của dòng điện thì các điện cực dương (thường sử dụng là nhôm hoặc sắt) sẽ bị ăn mòn và giải phóng ra các chất có khả năng keo tụ (cation Al3+ hoặc Fe3+) vào trong môi trường nước, kèm theo đó là các phản ứng điện phân sẽ tạo ra các bọt khí ở cực âm (Hold, Barton và Mitchell, 2004) Đặc điểm của phương pháp. .. Cần phải được xử lý để đảm bảo tiêu chuẩn nước ăn uống và sinh hoạt [9] 2.1.3.5 Chất lượng nước dưới đất Không giống như nước bề mặt, nguồn nước dưới đất ít chịu ảnh hưởng yếu tố tác động của con người Chất lượng nước dưới đất thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt, có trữ lượng lớn, có thể khai thác lâu dài dùng cho mục đích ăn uống và sinh hoạt Trong nước dưới đất hầu như không có các hạt keo hay các... Thầy Lê Hoàng Việt 2.1.3.3 Nguồn tài nguyên nước dưới đất ở Việt Nam Việt Nam là quốc gia có nguồn nước dưới đất khá phong phú về trữ lượng và khá tốt về chất lượng Nước dưới đất tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá, được tạo thành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn nước mặt nước mưa nước dưới đất có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chục mét, hay ... SÁCH HÌNH Hình 3.1 Sơ đồ quy trình thiết kế hệ thống xử lý nước đất nhiễm sắt 16 Hình 3.2 Quy trình xử lý nước đất nhiễm sắt phương pháp keo tụ điện 18 Hình 4.1 Sơ đồ cấu tạo bố trí hệ thống xử. .. Dung, 2009) d Khử sắt phương pháp keo tụ điện hóa Giới thiệu phương pháp Keo tụ điện hoá phương pháp điện hoá xử lý nước, tác dụng dòng điện điện cực dương (thường sử dụng nhôm sắt) bị ăn mòn giải... bỏ sắt nước đất cách hiệu quả, đơn giản, phù hợp với điều kiện hộ dân vùng nông thôn, đề tài Nghiên cứu, thiết kế mô hình xử lý nước giếng khoan nhiễm sắt phương pháp keo tụ điện hóa sử dụng nguồn