- Khử trùng nước là một khâu quan trọng và bắt buộc đối với xử lý nước cấp Theo yêu cầu của TCVN về chỉ tiêu an toàn nước cấp phải kể đến chỉ tiêu vi sinh:
CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ ĐẶC BIỆT Mục đích Yêu cầu
Mục đích - Yêu cầu
Về kiến thức: Sinh viên phải nêu được: - Ý nghĩa của mùi, vị và độ cứng của nước
- Các phương pháp khử mùi, vị, độ cứng và Flo trong xử lý nước cấp
Về kĩ năng: Sinh viên phải nắm được:
- Biết cách quản lý, vận hành quá trình khử mùi, vị, độ cứng, Flo của nước - Biết cách khắc phục sự cố trong các quá trình.
Số tiết lên lớp: 4
Bảng phân chia thời lƣợng
STT Nội dung Số tiết
1 Khử mùi và vị trong nước 1
2 Phương pháp làm mềm nước 1
3 Phương pháp khử mặn và khử muối của nước 0,5
4 Phương pháp khử Flo 0,5
5 Câu hỏi hiểu bài và thảo luận + báo cáo 1
Trọng tâm bài giảng
Nguyên tắc, bản chất của quá trình khử mùi, vị, độ cứng, Flo trong nước cấp
Các phương pháp khử mùi, vị, độ cứng, Flo
Sự biến đổi thành phần, tính chất của nước khi khử mùi, vị, độ cứng, Flo
Nội dung bài giảng
7.1. Khử mùi và vị trong nƣớc [1 tr 203;204] 7.1.1. Khử mùi, vị bằng làm thoáng 7.1.1. Khử mùi, vị bằng làm thoáng
Dựa trên nguyên tắc: các công trình làm thoáng có thể làm bay hơi các loại khí gây mùi, vị cho nước và oxi hóa các chất có nguồn gốc hữu cơ và vô cơ gây mùi.
Các công trình làm thoáng:
- Dàn mưa
- Phun mưa
- Bể làm thoáng
Khi nguồn nước có mùi, vị bị phát sinh bởi các VSV có nguồn gốc từ động, thực vật thì thường được dùng Clo hoặc Ozon để xử lý. Tuy nhiên
- Khi dùng Clo để oxi hóa các chất có trong nước, chất thải của vi sinh và xác chết của chúng sẽ làm cho nước có mùi bùn và vị khó chịu đối với người sử dụng. - Dùng Clo để oxi hóa nước có phenol sẽ tạo clophenol, gây ra mùi khó chịu và ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng.
- Ngoài ra còn có thể sử dụng KMnO4 để khử mùi mới xuất hiện trong quá trình Clo hóa nước.
- Khi dùng KMnO4 có thể khử được mùi clo và một số mùi đặc trưng khác.
7.1.3. Khử mùi bằng phƣơng pháp dùng than hoạt tính
- Than hoạt tính có khả năng hấp thụ đối với các chất gây mùi.
- Do đó có thể loại bỏ mùi của nước bằng cách lọc nước qua lớp than họat tính. - Các lọai than thường sử dụng:
+ Than Angtraxit + Than cốc + Than bùn
- Than dùng trong bể lọc khử mùi có kích thước từ 1 – 3mm, chiều cao lớp than từ 1.5 – 4m.
- Vận tốc lọc: khoảng 50m/h.
- Các bể lọc than thường được bố trí sau bể lọc trong và khử trùng. - Than hoạt tính lọc nước qua hai quá trình song song:
+ Lọc cơ học, giữ lại các hạt cặn bằng những lỗ nhỏ,
+ Hấp thụ các tạp chất hòa tan trong nước bằng cơ chế hấp thụ bề mặt hoặc trao đổi ion.
Câu hỏi thảo luận
Câu 1: Anh (chị) hãy cho biết: Nước có mùi vị khác thường gây ảnh hưởng đến chất lượng
nước cấp như thế nào?
Câu 2: Anh (chị) hãy cho biết: Quá trình lọc có làm giảm mùi, vị của nước không?
Câu 3: Anh (chị) hãy cho biết: Quá trình khử mùi của nước thường ở công đoạn nào?
Câu 4: Anh (chị) hãy cho biết: Mùi, vị của nước do các nguyên nhân nào gây nên?
Câu 5: Anh (chị) hãy cho biết: Các phương pháp khử mùi và vị của nước?
7.2. Làm mềm nƣớc [1 tr 204;211]
- Làm lãng phí xà phòng và các chất tẩy, tạo ra cặn kết bám vững chắc bên trong đường ống, thiết bị công nghiệp làm giảm khả năng hoạt động và tuổi thọ của chúng.
- Làm mềm nước thực chất là quá trình làm giảm hàm lượng canxi và magiê nhằm giảm độ cứng của nước xuống đến mức cho phép.
7.2.1. Làm mềm nƣớc bằng phƣơng pháp hoá học
Cơ sở của phương pháp là dựa vào các hoá chất có khả năng kết hợp các ion Ca2+
và Mg2+ để tạo ra các hợp chất không tan và loại trừ bằng phương pháp lắng, lọc.
7.2.1.1.Làm mềm nƣớc bằng vôi
Là phương pháp khử độ cứng Cacbonat bằng vôi, được áp dụng khi cần phải giảm độ cứng và độ kiềm của nước.
Khi cho vôi vào nước, các phản ứng xảy ra theo phương trình sau:
2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓+ 2H2O
Mg (HCO3)2 +2Ca(OH)2 → Mg(OH)2 ↓ + CaCO3 ↓ + 2H2O
2NaHCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + Na2CO3 + 2H2O
- Trong nước thiên nhiên độ hoà tan của các hợp chất trên phụ thuộc vào thành phần ion của nước và hàm lượng CO32- và OH- tự do.
- Để tăng cường cho quá trình lắng cặn CaCO3 và Mg(OH)2 khi làm mềm bằng vôi thì pha thêm phèn vào nứơc.
7.2.1.2.Làm mềm nƣớc bằng vôi và soda
- Khi tổng hàm lượng các ion Mg2+ và Ca2+ lớn hơn tổng hàm lượng các ion HCO3- và CO32- thì sử dụng vôi khử được độ cứng magiê, nhưng độ cứng toàn phần không giảm.
- Để khắc phục điều này, cho thêm sôđa vào nước các phản ứng sẽ là:
MgSO4 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 ↓ + CaSO4
MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 ↓ + CaCl2
CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 ↓ + Na2SO4 CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 ↓ + NaCl
Như vậy ion CO3- của sô đa đã thay thế ion của các axit mạnh tạo ra CaCO3 ↓.
7.2.1.3 Làm mềm nƣớc bằng phốt phát
- Khi cần làm mềm triệt để, sử dụng vôi và sô đa vẫn chưa hạ độ cứng của nước xuống mức tối thiểu.
- Để đạt được điều này, cho vào nước Na3PO4 sẽ khử được hết các ion Ca2+ và Mg2+ ra khỏi nước ở dạng các muối không tan theo phản ứng:
3CaCl2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2 ↓ + 6NaCl 3MgSO4 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2 ↓ + 3Na2SO4 3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2 ↓ + 6NaHCO3 3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2 ↓ + 6NaHCO3 3Mg (HCO3)2 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2 ↓ + 6NaHCO3
- Quá trình làm mềm nước bằng phốt phát chỉ diễn ra thuận lợi ở nhiệt độ lớn hơn 1000C. Sau xử lý, độ cứng của nước giảm xuống còn 0.04 đến 0.05 mgđ/l.
- Do giá thành của Na3PO4 cao nên thường chỉ dùng nó với liều lượng nhỏ sau khi đã làm mềm bằng vôi và soda.
7.2.2. Làm mềm nƣớc bằng phƣơng pháp nhiệt
- Nguyên lý cơ bản của phương pháp là khi đun nóng nước, khí cacbonic hoà tan sẽ bị khử hết thông qua sự bốc hơi.
- Trạng thái cân bằng của các hợp chất cacbonic sẽ chuyển dịch theo phương trình:
Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O
- Tuy nhiên đun sôi nước chỉ hết khí CO2 và giảm độ cứng cacbonat của nước, trong nước vẫn còn một lượng CaCO3 hoà tan.
- Đối với magiê quá trình lắng cặn xảy ra qua hai bước, khi nhiệt độ nước đạt 180C.
Mg(HCO3)2 → MgCO3 + CO2 ↑ + H2O