Tài liệu xử lý asen trong nước ngầm

KHOA KHOA MÔI MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG LOGO Học phần: KỸ THUẬT CẤP NƯỚC ĐÔ THỊ ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN: XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM GVHD: Đặng Thị Thanh Lộc SVTH: Trần Văn Công Nguyễn Tâm Hiễn Ngô Văn Quang NỘI DUNG TRÌNH BÀY TỔNG QUAN VỀ ASEN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM MÔ HÌNH BỂ XỬ LÝ ASEN QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ As  Arsenic (As) nguyên tố có tự nhiên bề mặt vỏ trái đất  Là kim loại nặng As tinh khiết có màu xám dạng tinh thể rắn  Nhiều hợp chất As hồ tan nước, dễ bị hút bám sắt mangan, phản ứng với đất sét Điều giải thích As tìm thấy lớp trầm tích (cặn)  Arsenic sử dụng làm thuỷ tinh, chất bán dẫn, thuốc trị bệnh, thuốc trừ sâu, Kỹ thuật xử lý nước thiên thuốc nhuộm nhiên Trong tự nhiên  As hóa trị khác nhau: As(V) (AsO4)-3 As(III) (AsO3), As(II) (AsS) As có 140 khống vật độc lập, quan trọng acsenopirit (FeAsS), reanga (AsS) ocpimen (AsS3) Ngồi As cịn có mặt khoáng vật khác pyrit, v.v…  Nguồn cấp As chủ yếu môi trường mỏ, đá khoáng vật chứa As hoạt động núi lửa Quá trình khử keo hydroxyt Fe+3 oxy hố khống vật chứa As trầm tích thường nguồn cấp As cho nước ngầm vùng Hà Nội vùng tây Bengac TÁC HẠI CỦA ASEN  Oxit Asen hóa trị III (As2O3) Là chất độc, độc gấp lần thủy ngân  Asen tác động xấu đến hệ tuần hoàn, hệ thần kinh Và gây nhiều bệnh như: rụng tóc, buồn nơn, sút cân, ung thư, giảm trí nhớ Asen làm thay đổi cân hệ thống enzim thể,  As có khả ung thư với hàm lượng (% trọng lượng) As thể người 1,8.10-5 Theo TCVN 5502:2003 cho nước cấp sinh hoạt hàm lượng As nước 0,01 mg/l hay 10 ppb (phụ lục TCVN 5502:2003) (cho As2O3; As2O5) Phân bố và nồng độ nhiễm asen một số khu vực thế giới Khu vực ô nhiễm Arsen Nồng độ ô nhiễm (mg/l) Nam Iowa Tây Missouri Mỹ 0,034- 0,490 Hungary 0,001- 0,174 Tây-Nam Phần Lan 0,017- 0,98 Mexico 0,008- 0,624 Tây Nam Đài Loan 0,671 Tây Bengal Ấn Độ 0,193 - 0,737 Hiện nay, số liệu thu thập cho thấy ô nhiễm asen miền Bắc cao miền Nam.Đáng ý vùng đồng sơng Hồng nằm tình trạng đáng lo ngại mức độ ô nhiễm asen Các tỉnh có nguồn nước nhiễm asen cao Hà Nam, Hà Nội, Hải Dương Việt Nam đánh dấu đồ ô nhiễm asen giới CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM Phương pháp trao keo tụ sinh đổi học - kết ion tủa Phương pháp làm mềm nước Phương pháp kết hợp loại bỏoxy As hóa vơi Phương pháp hấp phụ Phương pháp lọc màng 2.1 KEO TỤ - KẾT TỦA Cơ chế: Phương pháp dựa chế chuyển hóa hợp chất As (III) lên As (V) (oxy hóa) keo tụ lắng xuống bị hợp chất keo tụ (muối sắt, muối nhôm, hydroxyt sắt, hydroxyt nhôm,…) hấp phụ lắng xuống đáy bể, hay hấp phụ bị giữ lại bề mặt hạt cát bể lọc Kỹ thuật xử lý nước thiên 10 2.2 OXY HÓA Cơ chế: Phương pháp dựa sở sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh (Chlorine,Permaganate, ozone, oxy, điện hóa, quang hóa,…) để chuyển hóa As (III) thành As(V), sau dụng phương pháp keo tụ, kết tủa, hấp phụ để loại bỏ khỏi nước Hoạt đợng: Oxy Oxy Oxy hóa hóa hóa bằng permaganate chlorine ozone          OCl  H AsO  H H ClO 2 MnO  H O 3H AsO MnO  H AsO HH33 AsO AsO  O  H AsO  H 33 244  22   H  Fe Fe 222 MnO O 4  5H O  Fe ( OH )  O 32 O  Fe ( OH )  MnO Fe OCl 57HH O  Fe ( OH )  Cl 5HH 22  33  2    Mn O O  MnO  H  H 2   4HO 2 3Mn Mn2 2 OCl MnO H O  MnO  2 MnO  Cl2  H  4H 2O       O HS  O  H  S  H O  H 2O HS  MnO   H  32S  MnO HS  OCl  S  Cl  OH 2.3 LỌC MÀNG Cơ chế: Asen loại bỏ khỏi nước bể lọc cát nhờ đồng kết tủa với Fe(III) bề mặt hạt cát không gian lỗ rỗng lớp cát Fe(II) dạng hịa tan nước, bị oxi hóa oxi khơng khí để tạo thành Fe(III) Hydroxyt Fe(III) hấp phụ bề mặt hạt cát tạo thành lớp hấp phụ mỏng Arsen (V) Arsen(III) nước hấp phụ vào lớp Fe(OH)3 bị giữ lại lớp vật liệu lọc Kết quả, nước khỏi bể lọc giải phóng khỏi sắt Arsen Hoạt động: 2.4 LÀM MỀM NƯỚC KẾT HỢP LOẠI BỎ AS BẰNG VÔI Các biện pháp làm mềm nước làm giảm lượng Arsen đáng kể phương pháp phụ thuộc vào yếu tố: Tỉ lệ hàm lượng As(V)/As(III), trạng thái oxi hoá As, pH nước Tuy nhiên phải có giai đoạn ổn định hoá nước trước sử dụng Ca2+ + AsO43- → Ca3(AsO4)2 Ca2+ + AsO33- → Ca3(AsO3)2 2.5 HẤP PHỤ Cơ chế: As hấp phụ lên bề mặt vật liệu dạng hạt, hạt sét hay vật liệu gốc xenlulo như: Than hoạt tính, than hoạt tính xử lý số hợp chất kim loại oxit sắt, oxít titan, oxít silic, oxyt mangan, … Vật liệu dùng để hấp phụ: Nhôm hoạt tính Laterite (đất axit có màu đỏ) Sắt (III) phosphate Sắt kết hợp với chlorine Hydroxyt sắt Hoạt động 2.6 TRAO ĐỔI ION Cơ chế: Có thể loại bỏ ion Asenate (As (V)) nước phương pháp trao đổi ion với vật liệu trao đổi gốc anion axit mạnh (Cl-) anion bazơ mạnh (OH-) Loại vật liệu trao đổi ion có ưu điểm sử dụng dung dịch muối đậm đặc NaCl NaOH để hoàn nguyên hạt trao đổi ion bão hòa Arsen Hoạt động: R- Cl + H2AsO4- → R-H2AsO4 + Cl2R- Cl + HAsO42- → R2-HAsO4 + 2ClR- OH + H2AsO4- → R-H2AsO4 + OH2R- OH + HAsO42- → R2-HAsO4 + 2OHĐể hoàn nguyên hạt nhựa anions, người ta cho dung dịch muối đậm đặc HCl: R-H2AsO4 + Cl- → R-Cl + H2AsO4R2-HAsO4 + Cl- → R-Cl + HAsO42Dùng sút để hồn ngun nhựa có gốc OHR-H2AsO4 + OH- → R-OH + H2AsO4R2-HAsO4 + OH- → R-OH + HAsO42- Nhược điểm: Ưu điểm: nghệ tương Các yếu tố ảnh hưởng đến Cơng trình trao đổi ion khử As Nồng độ Arsen đối phức tạp, ítđổi có như: pH, ion cạnh tranh, loại chất trao sau xử lý khả áp dụng hạ thấp tới cho hộ gia ppb đình đơn lẻ 2.7 PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Cơ chế: Việc loại bỏ As tiến hành cách cho nước nhiễm Asen qua vật liệu lọc có dịng hướng từ lên có chứa vi sinh (lọc sinh học) Vật liệu lọc nhựa Vi khuẩn sau tháng tích lũy thành màng cột lọc.Tiến trình oxy hóa diễn đồng thời với việc lớp màng sinh học ngày dày lên Việc hình thành màng làm tăng khả xử lý hợp chất chứa sắt Hoạt động: Đầu tiên Fe(II) bị oxy hóa chuyển thành Fe (III) xúc tác của vi khuẩn Fe (III) tạo thành bám vào vật liệu lọc hấp phụ để loại bỏ As (V) As diện nước ngầm bị oxy hóa thành As (V) tác dụng vi khuẩn Và As (V) bị sắt (III) hấp phụ theo phản ứng: MÔ HÌNH BỂ XỬ LÝ ASEN QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH Bể lọc Arsen cải tiến Trung tâm Trung tâm Thông tin - Kinh tế tài ngun nước có quy mơ dành cho hộ gia đình, mục tiêu lọai bỏ Arsen đạt tiêu chuẩn TCVN 5502 – 2003 dành cho nước cấp sinh họat với hàm lượng Asen < 0.01 mg/l Cấu tạo bể lọc xử lý Arsen Bể chứa 1.5 m x x 0.6 m Bể lọc 1m x 0.7 m x 1m Các lớp vật liệu lọc bao gồm gạch non (lớp 3) cát (lớp 4) a Gạch non  kích thước hạt cm dày 25 cm b Lớp cát vàng dày khoảng 40 cm c Lớp cát thô dày 10 cm d Lớp sỏi to dày 10 cm Giàn phun mưa Van xả nước vào bể chứa Van xả nước sử dụng Van xả đáy bể chứa Bơm Rãnh thóat nước 10 Nắp tôn Vận hành bảo dưỡng Bảo dưỡng bể lọc Cát bẩn súc rửa tháng/ lần cách Vận hành bể lọc • Mở Van 5, van cịn lại đóng Các van mở chế độ 1: Đóng tất Van trừ van 6, bơm nước đến đầy bể (có nước chảy ống chảy tràn), • Bơm nước đến khi  nước chảy ống chảy tràn mở van 3, cho nước chảy vào bể chứa Sử dụng nước lọc thơng qua van • Đóng van 5, tắt bơm, đợi khỏang phút • Mở van để nước chảy • Lặp lại bước đến nước chảy Tài liệu tham khảo http:// www.thietbinuoc.com.vn/50-3-17-183/tin-tuc-va-bai-viet-hay/tac-hai-va-cach-xu-ly -asen-trong-nuoc.html http:// htu.edu.vn/ky-thuat-cong-nghe/455-n%C6%B0%E1%BB%9Bc-nhi%E1%BB%85masen-v%C3%A0-m%E1%BB%99t-s%E1%BB%91-ph%C6%B0%C6%A1ng-ph%C3 %A1p-t%C3%A1ch-lo%E1%BA%A1i http:// www.cwrpi.gov.vn/index.php?option=com_content&view=article&id=1043:huong -dan-ki-thuat-du-an-be-xu-ly-arsen-quy-mo-ho-gia-dinh&catid=4:khoa-hoc-cong-n ghe&Itemid=136 http://tailieu.vn/tag/tai-lieu/c%C3%B4ng+ngh%E1%BB%87+x%E1%BB%AD+l%C3 %BD+n%C6%B0%E1%BB%9Bc+ng%E1%BA%A7m.html ...NỘI DUNG TRÌNH BÀY TỔNG QUAN VỀ ASEN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM MÔ HÌNH BỂ XỬ LÝ ASEN QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ As  Arsenic... Dương Việt Nam đánh dấu đồ ô nhiễm asen giới 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM Phương pháp trao keo tụ sinh đổi học - kết ion tủa Phương pháp làm mềm nước Phương pháp kết hợp loại bỏoxy... Kinh tế tài ngun nước có quy mơ dành cho hộ gia đình, mục tiêu lọai bỏ Arsen đạt tiêu chuẩn TCVN 5502 – 2003 dành cho nước cấp sinh họat với hàm lượng Asen < 0.01 mg/l Cấu tạo bể lọc xử lý Arsen