ĐỒ ÁN MÔ HÌNH CỘT TRAO ĐỔI ION TRONG XỬ LÝ NƯỚC CẤP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KĨ THUẬT MƠI TRƯỜNG ĐỀ TÀI TÍNH TỐN THIẾT KẾ MƠ HÌNH CỘT TRAO ĐỔI ION TRONG XỬ LÍ NƯỚC CẤP GVHD: Th.S HỒNG HỒNG GIANG NHĨM SVTH: NHĨM LỚP: 12CMT1 NIÊN KHÓA: 2012-2015 ĐỒNG NAI, THÁNG 07 NĂM 2015 DANH SÁCH SINH VIÊN Stt Họ đệm Tên Mã số sv Trần Quang Tiến Anh 1200395 Nguyễn Thị Đào 1202069 Nguyễn Thúc Quốc Dũng 1201356 Nguyễn Quốc Dương 1202613 Trần Thanh Hải 1201460 Phạm Thị Hoa 1201018 Nguyễn Ngọc Kim Ngân 1201388 Phạm Minh Nhật 1201439 Võ Hoàng Phi 1203418 10 Vy Thiên Phúc 1201437 11 Trương Đình Phước 1202485 12 Vũ Thị Thảo 1201886 13 Trần Thị Phương Thảo 1201160 14 Trần Thị Diễm Thúy 1200671 15 Lương Văn Trung 1201141 16 Phạm Lê Minh Trung 1202009 17 Nguyễn Thị Ngọc Yến 1202160 Ghi Nhóm trưởng LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành cơng mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập trường đến nay, chúng em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q Thầy Cơ, gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Thực phẩm – Môi trường – Điều dưỡng Trường Đại học công nghệ Đồng nai với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Chúng em xin chân thành cảm ơn Th.s Hoàng Hồng Giang, giáo viên hướng dẫn luận án giúp đỡ tận tình chúng em suốt trình làm luận án Nhờ có giúp đỡ mà chúng em hồn thành luận án “Tính tốn, thiết kế mơ hình cột trao đổi ion xử lý nước cấp” Với bước đầu vào thực tế, tìm hiểu lĩnh vực thiết kế kỹ thuật, kiến thức chúng em hạn chế nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi thiếu sót điều chắn, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô bạn lớp để kiến thức chúng em lĩnh vực hoàn thiện Sau cùng, chúng em xin kính chúc quý Thầy Cô khoa Thực phẩm – Môi trường – Điều dưỡng, tồn thể q Thầy Cơ cơng tác trường Thầy Hiệu Trưởng T.s Phan Ngọc Sơn, thật dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Trân trọng Tp.Biên Hòa, tháng năm 2015 Nhóm sinh viên thực LỜI MỞ ĐẦU Tài nguyên nước thành phần chủ yếu môi trường sống, định thành công chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh quốc gia Hiện nguồn tài nguyên thiên nhiên quý quan trọng phải đối mặt với nguy nhiễm cạn kiệt Chính mà việc bảo vệ nguồn nước, khai thác nguồn nước hợp lí để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt sản xuất vấn đề quan tâm Nguy thiếu nước, đặc biệt nước nước hiểm họa lớn người tồn sống trái đất Do người cần phải có biện pháp bảo vệ sử dụng hợp lí nguồn tài nguyên nước Việc cung cấp nước vấn đề cần thiết Đảng Nhà nước ta quan tâm nhằm đáp ứng cho nhu cầu sử dụng nước cho người dân quan trọng đặc biệt trường học nơi có hàng ngàn học sinh, sinh viên có nhu cầu sử dụng nguồn nước lớn, nên việc xây dựng hệ thống xử lí nước cấp điều cần thiết Với nguồn nước ngầm trường Đại học Cơng Nghệ Đồng Nai qua q trình phân tích, bước đầu ghi nhận tiêu chất lượng nước không đủ tiêu chuẩn Bộ Tài Nguyên Môi Trường Nhận vấn đề tầm quan trọng việc cung cấp nước cho toàn thể sinh viên cán nhân viên trường nên chúng em chọn đề tài: “Tính tốn thiết kế mơ hình cột trao đổi ion xử lí nước cấp” nhằm tạo mơ hình xử lí nước, đảm bảo cung cấp nguồn nước an toàn, chất lượng đến cho người dân Lý chọn đề tài Theo khảo sát, nguồn nước ngầm trường Đại học cơng nghệ Đồng Nai có độ cứng cao, tiêu chất lượng nước như: Canxi, Magie… không nằm giới hạn cho phép theo QCVN 09:2008/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ngầm) Chính ta cần có thiết bị xử lí nguồn nước nhằm xử lý triệt để độ cứng nước, cung cấp nguồn nước cho mục đích sử dụng khác trường Đại học công nghệ Đồng Nai Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu đề tài hồn thành mơ hình cột trao đổi ion xử lý nước cấp sử dụng làm mơ hình học cụ trường Đại học cơng nghệ Đồng Nai Bên cạnh đó, mơ hình đáp ứng cung cấp nguồn nước cho mục đích sử dụng khác trường Đại học Công nghệ Đồng Nai Tình hình nghiên cứu Hiện nay, giới nói chung Việt Nam nói riêng mơ hình xử lí nước cấp cho sinh hoạt ăn uống phổ biến Phương pháp trao đổi ion sử dụng cho xử lí nước cấp cho lò khu cơng nghiệp Sóng Thần (Bình Dương); Thiết kế hệ thống xử lí nước tinh khiết cho nhà máy dược phẩm trung ương Vidipha Phạm vi nghiên cứu Sử dụng nước ngầm bơm lên từ hệ thống bơm trường Đại học Công nghệ Đồng Nai Phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm, sử dụng để phân tích chất lượng nước đầu vào chất lượng nước đầu mơ hình cột trao đổi ion Phương pháp tổng hợp tài liệu, sử dụng để tham khảo tài liệu xử lí nước cấp nhằm hoàn thiện luận án cách hoàn thiện Phương pháp tham khảo chuyên gia, phương pháp quan trọng nhất; kinh nghiệm, tính xác chuyên gia việc thiết kế mơ hình Phương pháp khảo sát thực tế công ty, sở phân phối thiết bị xử lí nước cấp như: cơng ty mơi trường Úc Việt (Quận Bình Thạnh, TP Hồ Chí Minh) cơng ty xử lí phân phối hệ thống xử lí nước cấp Việt Úc (Trảng Bom, Đồng Nai) Nội dung nghiên cứu Đề tài: “Tính tốn thiết kế mơ hình cột trao đổi ion xử lí nước cấp” có nội dung sau đây: - Tổng quan nước cấp công nghệ xử lý nước cấp - Cơ sở lý thuyết trình trao đổi ion xử lý nước cấp - Tính tốn thiết kế mơ hình cột trao đổi ion xử lí nước cấp - Vận hành đánh giá mơ hình NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Thái độ làm việc: Kỹ làm việc: Trình bày: Điểm số: …………………………… Tp Biên Hòa, ngày tháng năm 2015 Giáo viên hướng dẫn Hoàng Hồng Giang NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Thái độ làm việc: Kỹ làm việc: Trình bày: Điểm số: …………………………… Tp Biên Hòa, ngày tháng năm 2015 Giáo viên phản biện MỤC LỤC DANH SÁCH SINH VIÊN .2 LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài .5 Mục đích nghiên cứu Tình hình nghiên cứu .5 Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu .5 Nội dung nghiên cứu .6 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN .8 DANH MỤC BẢNG 12 DANH MỤC HÌNH ẢNH .12 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 13 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP 14 1.1 Tổng quan nước ngầm 14 1.1.1 Khái niệm nước ngầm 14 1.1.2 Thành phần tính chất nước ngầm 14 1.1.3 Các tiêu phân tích chất lượng nước ngầm .15 1.2 Tổng quan nước mặt 21 1.2.1 Khái niệm nước mặt 21 1.2.2 Thành phần tính chất nước mặt 22 1.2.3 Các tiêu phân tích chất lượng nước mặt .23 1.3 Tổng quan công nghệ xử lý nước cấp 29 1.3.1 Hồ chứa lắng sơ 31 1.3.2 Song chắn rác lưới chắn 31 1.3.3 Bể lắng cát 32 1.3.4 Xử lý nước nguồn hóa chất 33 1.3.5 Làm thoáng 34 1.3.6 Clo hóa sơ .36 1.3.7 Quá trình khuấy trộn hóa chất 36 1.3.8 Quá trình keo tụ phản ứng tạo .36 1.3.9 Quá trình lắng .37 1.3.10 Quá trình lọc .39 1.3.11 Dùng than hoạt tính để hấp thụ chất gây mùi, màu nước 41 1.3.12 Khử trùng nước 42 1.3.13 Làm mềm, khử muối 43 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI ION TRONG XỬ LÝ NƯỚC CẤP 47 2.1 Giới thiệu trình trao đổi ion xử lý nước cấp 47 2.2 Cơ sở phương pháp trao đổi ion 47 2.2.1 Cơ chế trao đổi ion .47 2.2.2 Vật liệu trao đổi ion 50 2.2.3 Vật liệu trao đổi ion vô 52 2.2.4 Vật liệu trao đổi ion than .53 2.2.5 Nhựa trao đổi ion 53 2.2.6 Nguyên tắc chế tạo .55 2.2.7 Tái sinh vật liệu trao đổi ion .57 2.3 Sơ đồ quy trình trao đổi ion xử lý nước cấp 58 Các ứng dụng trình trao đổi ion xử lý nước cấp 58 2.3.1 Xử lý amoni (NH4+) nước ngầm 58 2.3.2 Khử sắt nước ngầm 59 2.3.3 Xử lí Asen 60 2.3.4 Khử độ cứng nước 60 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MƠ HÌNH CỘT TRAO ĐỔI ION TRONG XỬ LÍ NƯỚC CẤP .62 3.1 Các thông số cần thiết để thiết kế mơ hình .62 3.2 Đề xuất quy trình cơng nghệ .62 3.3 Tính tốn thiết kế mơ hình 62 CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH VÀ ĐÁNH GIÁ MƠ HÌNH 66 4.1 Vận hành 66 4.1.1 Kiểm tra hệ thống chuẩn bị khởi động .66 10  Tái sinh dòng chảy: Chất lỏng (nước) chảy từ xuống cột giai đoạn tiếp xúc giữ chất lỏng – nước giai đoạn tái sinh  Tái sinh đảo ngược tái tạo dòng: Chất lỏng chảy lên xuống suốt trình lọc tái sinh 2.3 Sơ đồ quy trình trao đổi ion xử lý nước cấp Hình : Trao đổi ion xử lí nước cấp (Nguồn:Tailieu.vn) Các ứng dụng trình trao đổi ion xử lý nước cấp Mục đích q trình trao đổi ion xử lí chất độc hại khử cứng nước 2.3.1 Xử lý amoni (NH4+) nước ngầm Nghiên cứu xử lý amoni nước ngầm ứng dụng kỹ thuật trao đổi ion vật liệu trao đổi ion nhựa cationit, yếu tố ảnh hưởng đến trình trao đổi amoni 58 nồng độ amoni nước đầu vào, tốc độ dòng chảy, độ cứng nước thời gian hoàn nguyên… Theo đó, điều kiện trao đổi tĩnh, thời gian để hệ đạt cân nằm khoảng 60 phút Tuy nhiên thời điểm 30 phút đầu nhựa hấp thu 84 - 90% ion amoni so với thời điểm hệ đạt cân Đẳng nhiệt trao đổi ion nhựa C100 với ion amoni mẫu khơng có độ cứng với mẫu có độ cứng tuân theo đường thẳng nhiệt Freundlich, không tuân theo đường đẳng nhiệt Langmuir nồng độ khảo sát 10 mg NH4+/l - 50mg NH4+/l Tốc độ dòng vào ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý amoni nhựa cationit C100 Tuy nhiên, chiều cao tầng chuyển khối cột phụ thuộc lớn vào tốc độ dòng chảy Tốc độ dòng tăng chiều cao tầng chuyển khối tăng Độ cứng nước đầu vào ảnh hưởng lớn đến hiệu suất xử lý amoni nhựa cationit C100 Độ cứng tăng làm tăng chiều cao tầng chuyển khối ảnh hưởng đến tổng dung lượng hoạt động nhựa Nồng độ amoni đầu vào ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất xử lý amoni cột Khi nồng độ amoni đầu vào tăng chiều cao tầng chuyển khối tăng dung lượng hoạt động tổng nhựa ion amoni ion canxi thay đổi (dao động khoảng 1,1 đl/l - 1,14 đl/l) Độ chọn lọc nhựa cationit C100 ion Ca 2+ cao ion NH4+, thể rõ tất đường làm việc cột Các thông số nồng độ amoni nước đầu vào độ cứng nước đầu vào lựa chọn khoảng khảo sát phù hợp với đặc thù nước ngầm ô nhiễm amoni nước ngầm số vùng nước ta Kết nghiên cứu sử dụng để thiết kế cột trao đổi ion xử lý amoni nước ngầm phục vụ cấp nước 2.3.1 Khử sắt nước ngầm Trong nước ngầm sắt thường tồn dạng ion, sắt có hố trị II (Fe 2+) thành phần muối hoà tan như: Fe(HCO) 2, FeSO4…hàm lượng sắt có nguồn nước ngầm thường cao phân bố không đồng lớp trầm tích đất sâu Nước có hàm lượng sắt cao, làm cho nước có mùi có màu vàng, gây ảnh hưởng khơng tốt đến chất lượng nước ăn uống sinh hoạt sản xuất Do đó, mà nước có hàm lượng sắt cao giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn phải tiến hành khử sắt 59 Các hợp chất vô ion sắt hoá trị II: Fe(OH)2, FeCO3, Fe(HCO3)2, FeSO4… Các hợp chất vơ ion sắt hố trị III: Fe(OH) 3, FeCl3 …trong Fe(OH)3 chất keo tụ, dễ dàng lắng đọng bể lắng bể lọc Vì hợp chất vơ sắt hồ tan nước hồn tồn xử lý phương pháp lý học: làm thoáng lấy oxy khơng khí để oxy hố sắt hố trị II thành sắt hố trị III cho q trình thuỷ phân, keo tụ Fe(OH) xảy hoàn toàn bể lắng, bể lọc tiếp xúc bể lọc Các phức chất vô ion sắt với silicat, photphat FeSiO(OH) 3+ Các phức chất hữu ion sắt với axit humic, funvic… Các ion sắt hoà tan Fe(OH)2, Fe(OH)3 tồn tuỳ thuộc vào giá trị oxy hố khử pH mơi trường Các loại phức chất hỗn hợp ion hoà tan sắt khử phương pháp lý học thông thường, mà phải kết hợp với phương pháp hoá học Muốn khử sắt dạng phải cho thêm vào nước cá chất oxy hoá như: Cl-, KMnO4, Ozone… phá vỡ liên kết oxy hoá ion sắt thành ion hoá trị III cho vào nước chất keo tụ FeCl 3, Al2(SO4)3 kiềm hoá để có giá trị pH thích hợp cho q trình đồng keo tụ loại keo sắt phèn xảy triệt để bể lắng, bể lọc tiếp xúc bể lọc 2.3.2 Xử lí Asen Như biết Asen nguyên tố vi lượng cần thiết cho sinh trưởng phát triển người sinh vật Asen có vai trò quan trọng việc tổng hợp protit hemoglobin Lựa chọn phương pháp hấp thụ trao đổi ion trước hết phải phụ thuộc vào tổng hàm lượng sunfat, tổng lượng cặn tan, nồng độ ion nguồn nước nồng độ Asen nước thấp 2.3.3 Khử độ cứng nước Trong nước cứng có chứa ion Ca 2+ ion Mg2+, cation có tính tan khơng tốt, có nhiều muối kết tủa với Ca 2+ Mg2+ (Ví dụ muối cacbonat), muối kết tủa gây hại cho điều kiện sản xuất điều kiện sinh hoạt như:  Tạo kết tủa với xà phòng tạo thành muối (C15H31COO)2Ca, (C15H31COO)2Mg, (C17H35COO)2Ca ) kết tủa bám lên quần áo, gây 60 hại vải, tốn xà phòng (vì phá vỡ cấu trúc xà phòng gây bọt) dẫn tới giảm khả tẩy rửa,  Làm cho thức ăn lâu chín, mùi vị đun nấu, làm vị nước chè  Nước cứng khơng dùng để pha chế thuốc tạo kết tủa gây thay đổi Với thiết bị chứa nước nóng, làm đóng cặn, gây tắc, làm gỉ thiết bị, thành phần nước giảm lưu lượng nước đường ống Làm giảm hiệu nhiệt nồi hơi, hệ thống giải nhiệt làm tăng chi phí sản xuất, giảm tuổi thọ thiết bị…  Thậm chí gây nổ lò  Đối với bể bơi, độ cứng canxi cao làm cho nước bể bơi bị đục  Để xử lý triệt để nguồn nước bị nhiễm độ cứng cao, áp dụng rộng rãi biện pháp sử dụng hạt nhựa trao đổi ion (hạt nhựa làm mềm) để khử toàn ion kim loại Ca2+ Mg2+ có nước Hạt nhựa trao đổi ion (nhựa làm mềm): hạt nhựa trao đổi ion dùng để thay nhựa không hòa tan, cấu trúc phân tử có gốc axit bazo thay ion tự có hại nước ion vơ hại Hạt nhưa trao đổi ion hạt nhựa mà thay khơng thay đổi tính chất vật lý chúng 61 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MƠ HÌNH CỘT TRAO ĐỔI ION TRONG XỬ LÍ NƯỚC CẤP 3.1 Các thông số cần thiết để thiết kế mô hình  Lưu lượng (Q)  Độ cứng (C)  Thời gian làm việc chu kì (T)  Vận tốc nước qua cột lọc 3.2 Đề xuất quy trình cơng nghệ  Quy trình cơng nghệ Nước nguồn Máy bơm Cột lọc ion Bồn tái sinh Bồn chứa nước thành phẩm  Thuyết minh quy trình cơng nghệ Máy bơm hút từ nước cấp chờ sẵn sau đẩy qua hệ thống lọc composite cơng thức tần có tác dụng phân giải hấp thụ kim loại nặng điều chỉnh hệ thống van đa Sau nước đưa vào bồn chứa nước thành phẩm sử dụng Chú ý: Hệ thống bơm thiết kế công suất phù hợp công thức cột lọc nên không thay Cột lọc tái sinh định kỳ tùy theo mức độ sử dụng 3.3 Tính tốn thiết kế mơ hình Thiết kế thiết bị trao đổi cation xử lý nước cấp trường Đại học Công nghệ Đồng Nai Với thông số thiết kế sau: 62  Lưu lượng Q= 2m3/h  Kết phân tích nước đầu vào: Độ cứng C = 327 mgCaCO3/l; hàm lượng Fe = 0,06mg/l; Ca2+ = 50 mgCaCO3/l; Mg2+ = 45 mgCaCO3/l a Tính tốn lượng nhựa cation Ta có: Độ cứng C = 327 mgCaCO3/l =eq/l = 6,54 eq/l Thời gian làm việc chu kỳ (T) = 40h Lượng nước lưu thông qua chu kỳ: TQ = 40h 2m3/h = 80m3 Tổng dung lượng cần trao đổi: 6,54 eq/l 80m3 = 523,2 eq/l.m3 Thể tích nhựa cần cho cột lọc cation: Vnhựa=B.V= 261,1l Từ chọn 260 lít (26 l/túi) yy Kích thước cột: Vận tốc nước qua cột lọc (V=15 - 45 m/h) ( Bảng 11.6 trang 366 xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp – Trịnh Xuân Lai – 2008) Ta chọn v =15m/h Từ ta có:  Diện tích bề mặt cột: 0,13m2  Đường kính cột trao đổi:  Diện tích bề mặt cột trao đổi:  Vận tốc nước qua lớp nhựa trao đổi: (thỏa điều kiện v = 15- 45 m/h)  Chiều cao cột: H = hbảo vệ + hvật liệu đỡ+ hlớp nhựa = 0,91 + 0,2 + 2,07 = 3,18 m + hlớp nhựa= + hbv= ( độ giãn nở lớp vật liệu + khoảng trống lớp vật liệu) hnhựa 63 = (4%+40%)2,07= 0,91m Trong đó:  H : chiều cao tổng cộng bể lọc, m  hbảo vệ : chiều cao bảo vệ  hvật liệu đỡ : chiều cao lớp sỏi đỡ, hvật liệu đỡ = 0,2 m  hvật liệu đỡ : chiều cao lớp nhựa zz Dung dịch hoàn nguyên Ta chọn: Dung dịch hoàn nguyên: dd NaCl 10%; lượng NaCl hoàn nguyên 200g/l Tổng dung lượng trao đồi muối: Dung lượng NaCl hoàn nguyên: 3,42; giả sử tỉ trọng dung dich NaCl =1kg/l Thể tích dd NaCl 10%: Lượng muối NaCl cần để hoàn nguyên là: Vận tốc hoàn nguyên từ 1-10m/h (đủ chậm để tạo đủ thời gian tiếp xúc) Chọn vận tốc hoàn nguyên 6m/h Thời gian hoàn nguyên: thn = aaa Hệ thống phân phối dung dịch hoàn nguyên  Chọn hệ thống tái sinh van tự động  Bồn pha dung dịch hồn ngun: Thùng nhựa thể tích 20 lít  Ống dẫn dung dịch hoàn nguyên: Ống nhựa mềm PVC; đường kính 4mm, đường kính ngồi 6mm  Bơm hóa chất: Máy bơm hiệu BAMA (Model Japan 125B), công suất 125w  Lượng nước rửa ngược rửa xuôi: x BV = x 260 = 1560 lít  Vận tốc rửa ngược: 30 m/h 64  Thời gian rửa ngược rửa xuôi: tr = = 0,27 h = 16 phút Vì kích thước tính tốn mơ hình lớn, khơng phù hợp với quy mơ phòng thí nghiệm nên nhóm lựa chọn mơ hình thực tế với tỷ lệ scale xuống lần so với tính tốn Theo đó, thơng số mơ hình thực tế là:  Thể tích nhựa trao đổi: 52 lít  Đường kính cột trao đổi: 265 mm  Chiều cao cột trao đổi: 1400 mm 65 CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH VÀ ĐÁNH GIÁ MƠ HÌNH 4.1 Vận hành 4.2.1 Kiểm tra hệ thống chuẩn bị khởi động Kiểm tra phân mơ hình:  Kiểm tra nguồn điện  Kiểm tra đường ống dẫn nước (nứt, rò rỉ…)  Kiểm tra bơm  Kiểm tra bồn chứa nước (bể, vỡ, rò rỉ, xác động thực vật…)  Kiểm tra van điều chỉnh cột lọc 4.2.2 Vận hành ổn định Sau kiểm tra phận ổn hoạt động tốt ta bắt đầu vận hành hệ thống sau :  Bước : Mở công tắc nguồn  Bước : Mở công tắc máy  Bước : Mở van nước cấp đưa vào hệ thống  Bước : Khi lắp đặt hệ thống đưa vào hoạt động khoảng tuần đầu ta phải điều chỉnh nút cột lọc sang kí hiệu xả xi xả ngược để rửa vật liệu lọc làm ổn định cho q trình lọc nước tinh khiết sau Lúc ban đầu nước rửa lớp vật liệu lọc xả có màu đục sau xả thời gian cột lọc bắt đầu ổn định nước trở nên ta chuẩn bị cho bước sau  Bước : Sau cột lọc ổn định ta chỉnh van sang kí hiệu để lọc tinh khiết 4.2.3 Ngừng hệ thống  Bước 1: Tắt công tắc bơm sau tắt cơng tắc nguồn  Bước 2: Khóa van nước cấp dẫn vào hệ thống  Bước 3: Kiểm tra lại van hệ thống 66 Hình 5: Mơ hình cột trao lọc trao đổi ion 4.2.4 Các cố thường gặp  Quá trình làm mềm: phân tích chất lượng nước đầu chủ yếu đo độ cứng lại nước lọc Trong suốt chu kỳ lọc, độ cứng lại khơng, cuối chu kỳ lọc tăng đến khoảng < 20mg/l phải ngừng bể lọc để thực q trình hồn ngun Nếu chu kỳ lọc bất thường phát độ cứng lại lớn 20mg/l phải ngừng lọc nước kiểm tra lại, quy trình hồn ngun - độ dày lớp vật liệu hạt bể - chất lượng nước nguồn  Giai đoạn rửa ngược: Kiểm tra cường độ rửa, thời gian rửa theo đúng, đo độ đục nước rửa, so với lần rửa trước để phát vật lạ xâm nhập vào nguồn nước, bị bể lọc giữ lại, phát lượng hạt nhựa trao đổi ion trơi theo nước rửa ngồi Nếu có sắt mangan nguồn nước, phải kiểm tra lớp hạt bề mặt khối hạt lọc, trước hết so sánh mẫu hạt với hạt bình thường Nếu có sắt hạt có màu nhạt có màu vàng xỉn có cặn sắt mangan bám bên ngồi hạt Kiểm tra độ tăng tổn thất bể lọc Trong giai đoạn hồn ngun tính khơng đủ lượng nước chọn nồng độ dung dịch không phù hợp thời gian bơm tuần hồn dung dịch hồn ngun khơng đủ, 67 ảnh hưởng lớn đến trình làm mềm Muối mua nơi sản xuất thị trường có lẫn sạn, cát, cát mãnh vụn rác, để lọt vào dung dịch muối phá hoại bơm làm tính đồng lớp hạt trao đổi ion 4.3 Đánh giá hiệu mơ hình 4.2.1 Ưu điểm nhược điểm mơ hình  Ưu điểm:  Hiệu xử lí cao  Nhỏ gọn, dễ di chuyển  Tuổi thọ cao, dễ tìm kiếm thị trường  Hóa chất sử dụng để hồn ngun dễ sử dụng, rẻ, phổ biến thị trường  Nhược điểm  Giá thành cao  Khi cần thay vật liệu trao đổi khó khăn 4.3.1 Đánh giá hiệu suất thực tế mơ hình Số lần Lần Lần Lần Độ cứng 327 mg CaCO3/l 145 mg CaCO3/l 157 mg CaCO3/l Fe 0,06 mg/l 0,03 mg/l 0,04 mg/l Ca Mg 50 45 mg CaCO3/l mg CaCO3/l 28 19 mg CaCO3/l mg CaCO3/l 32 25 mg CaCO3/l mg CaCO3/l Bảng 1.5: Kết phân tích nước Ghi chú:  Lần 1: Kết phân tích nước đầu vào  Lần 2: Kết phân tích nước đầu  Lần 3: Kết phân tích nước sau rửa dd hoàn nguyên 68  Hiệu suất mơ hình: Sau vận hành mơ hình: HĐộ cứng = H Fe = HCa = HMg = Sau rửa dung dịch hoàn nguyên ( dd NaCl 10%) HĐộ cứng = H Fe = HCa = Biểu đồ phân tích chất lượng nước 350 0.07 300 0.06 250 0.05 200 0.04 150 0.03 100 0.02 50 0.01 L1 L2 L3 Độ cứng Ca Mg Fe HMg = Nhận xét: Qua trình vận hành đến kết phân tích, ta thấy thiết bị trao đổi ion thiết kế có hiệu xử lí cao 50 % Với hiệu xử lí trên, nhóm đánh giá việc xử lí chất độc hại nước tương đối cao, đặc biệt với 69 tiêu độ cứng nước ngầm trường cần thiết Sau q trình hồn ngun, khả xử lí hạt nhựa có giảm đạt hiệu cao 70 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Nước cấp vấn đề quan trọng trình phát triển kinh tế - xã hội nhu cầu sống người Nguồn nước ngầm ngày ô nhiễm, hoạt động sản xuất kinh tế, vấn đề sử dụng nước cấp cho sinh hoạt sản xuất vấn đề quan trọng Thiết bị trao đổi ion xử lí nước cấp thiết kế cho hệ thống trường Đại học công nghệ Đồng Nai phù hợp với đặc tính nguồn nước ngầm trường Nước sau xử lí đạt quy chuẩn QCVN 09:2008/BTNMT (Quy chuẩn kĩ thuật Quốc gia chất lượng nước ngầm) Sau tháng thực hiện, nội dung mà đồ án làm bao gồm: - Đã thu thập, khảo sát số liệu thành phần tính chất đặc trưng nguồn nước trường Đại học công nghệ Đồng Nai - Đã đưa sơ đồ cơng nghệ để lựa chọn phương pháp xử lí phù hợp Đã tiến hành tính tốn, thiết kế chi tiết thiết bị triển khai vẽ chi tiết cho tồn hệ thống xử lí - Sau phân tích ưu, nhược điểm phương án, đề xuất cơng nghệ xử lí nước hợp lí thích hợp với tính chất đặc trưng nước nguồn 5.2 Kiến nghị Để hệ thống xử lí nước hoạt động có hiệu ổn định số đề xuất mà nhóm chúng em cần lưu ý:  Bảo đảm cơng tác quản lí vận hành theo hướng dẫn kĩ thuật  Thường xuyên kiểm tra chất lượng nước cấp xử lí xem lưu lượng nước có đạt điều kiện chất lượng nước đầu phù hợp theo quy chuẩn  Nâng cao ý thức sử dụng nước tiết kiệm mục đích, chống thất thoát nước 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trịnh Xuân Lai (2002) Cấp nước – Tập 2: Xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt công nghiệp NXB KH – KT Hà Nội Nguyễn Ngọc Dung (2003) Xử lý nước cấp NXB xây dựng Hà Nội Nguyễn Thị Thu Thủy (2000) NXB Khoa Học – Kỹ Thuật Vũ Thị Liễu – Bài thuyết trình tìm hiểu cơng nghệ xử lý nước cấp từ nước ngầm cho Công ty CP Thúy Đạt ĐH Tài nguyên Môi trường Hà Nội Cao Thị Thúy Nga - Ứng dụng phương pháp trao đổi ion xử lý nước Trường ĐH Công nghiệp TP.HCM Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống xử lý nước tinh khiết cấp cho nhà máy dược phẩm trung ương Vidipha 72