Tài liệu Chế tạo thiết bị jar test cho thí nghiệm xử lí nước

  • Số trang: 22 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 24 |
  • Lượt tải: 0
tructuyentailieu

Tham gia: 25/05/2016

Mô tả:

Më §Çu Ngµy nay, vÊn ®Ò xö lý níc vµ cung cÊp níc s¹ch cho d©n c lµ mèi quan t©m lín cña nhiÒu quèc gia, nhiÒu tæ chøc x· héi vµ chÝnh b¶n th©n cña mçi céng ®ång d©n c. ViÖt Nam lµ mét níc mµ”phÇn lín d©n c sinh ho¹t thiÕu níc s¹ch”. Do ®ã, nhiÖm vô lý níc vµ cung cÊp níc s¹ch lµ mét vÊn ®Ò cÊp thiÒt ®ang ®îc quan t©m ®Æc biÖt. Trong hoµn c¶nh nh thÕ t«i chÕ t¹o hÖ thèng Jatert,mét trong nh÷ng dông cô vÒ xö lý níc, hy väng gãp phÇn nhá vµo nhiÖm vô xö lý níc vµ cung cÊp níc s¹ch ë níc ta. Ph¬ng ph¸p Jatert ®îc dïng xö lý níc trong phßng thÝ nghiÖm ®Î x¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn tèi u cña sù keo tô tña b«ng. MÆc dï ®· cã g¾ng nhiÒu nhng kh«ng tr¸nh khái sai sãt, rÊt mong ®îc sù ñng hé vµ ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c thÇy c« gi¸o vµ c¸c b¹n cho ®Ò tµi nµy. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! 1 PhÇn I .TæNG QUAN I. §¹i c¬ng vÒ nguån níc. Níc trong thiªn nhiªn ®îc dïng lµm nguån níc cung cÊp cho ¨n uèng sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp cã chÊt lîng kh¸c nhau. §èi víi c¸c nguån níc mÆt thêng cã ®é ®ôc, mµu vµ hµm lîng vi trïng cao. Cßn ®èi víi c¸c nguån níc ngÇm, hµm lîng Fe vµ Mn vît qu¸ giíi h¹n cho phÐp.Cã thÓ nãi,hÇu hÕt c¸c nguån níc tù nhiªn kh«ng ®¸p øng ®îc yªu cÇu vÒ mÆt chÊt lîng mµ chØ ®¹t yªu cÇu vÒ sè lîng cho ®èi tîng dïng níc. Cµng ngµy ngêi ta cµng kh¸m ph¸ ra nhiÒu kh¶ n¨ng to lín cña níc ®¶m b¶o cho sù ph¸t triÓn cña nÒn v¨n minh nh©n lo¹i hiÖn t¹i còng nh trong t¬ng lai.Nguån cung cÊp thùc phÈm vµ nguån nguyªn liÖu c«ng nghiÖp dåi dµo. Níc ®îc coi lµ mét “kho¸ng s¶n”®Æc biÖt, v× tµng tr÷ mét n¨ng lîng lín, l¹i hoµ tan nhiÒu vËt chÊt,phôc vô cho nhu cÇu nhiÒu mÆt cña con ngêi. ChÝnh v× vËy, tríc khi ®a níc vµo sö dông,cÇn ph¶i tiÐn hµnh xö lý. II. Nguån gèc g©y « nhiÓm níc vµ lµm tæn thÊt níc tù nhiªn. Khi con ngêi míi chØ biÕt trång trät, ch¨n nu«i th× ®ång ruéng dÇn ph¸t triÓn ë vïng ®ång b»ng mµu mì, kÒ bªn lu vùc c¸c con s«ng. C d©n cßn Ýt nªn nguån tµi nguyªn níc rÊt dåi dµo so víi nhu cÇu cña hä. T×nh h×nh thay ®æi khi cuéc c¸ch m¹ng c«ng nghiÖp b¾t ®Çu, c¸c ®« thÞ lµ ®iÓm nãng cña c¸c nghµnh c«ng nghiÖp. Tõ ®ã sè lîng ®©n c còng trë nªn ®«ng ®óc. T¸c ®éng cña con ngêi ®èi víi nguån níc rÊt râ rÖt,®Æc biÖt ®èi víi n¬i gÇn c¸c khu c«ng nghiÖp,dÉn ®Õn sù « nhiÓm c¸c nguån níc. II.1.¤ nhiÓm do sinh ho¹t cña con ngêi. 2 Trong ho¹t ®éng sèng cña m×nh, con ngêi cÇn mét lîng n¬c rÊt lín.X· héi cµng ph¸t triÓn, nhu cÇu dïng níc cµng t¨ng. Theo tµi liÖu ®Ó l¹i, c d©n sèng trong ®iÒu kiÖn nguyªn thuû chØ cÇn 510lÝt níc/ngêi/ngµy. Nhng hiÖn nay t¹i c¸c ®« thÞ, níc sinh ho¹t cÇn gÊp hµng chôc lÇn. HiÖn nay níc ta tiªu chuÈn cÊp níc ®èi víi ®« thÞ lµ 150200lÝt/ngêi/ngµy, cßn ®èi víi khu vùc n«ng th«n lµ 50100lÝt/ngêi/ngµy. Sè ngêi ®«ng th× nhu cÇu dïng níc nhiÒu, tõ ®ã lîng níc th¶i do sinh ho¹t t¨ng. §Æc ®iÓm níc th¶i sinh ho¹t lµ hµm lîng c¸c chÊt h÷u c¬ kh«ng bªn v÷ng tÝnh theo BOD5 cao, lµ m«i trêng cho c¸c loµi vi khuÈn g©y bÖnh. Trong níc th¶i cßn chøa nhiÒu nguyªn tè dinh dìng cã kh¶ n¨ng g©y hiÖn tîng ph× dìng (eutrofiation) trong nguån níc. Lîng chÊt bÈn trong níc th¶i sinh ho¹t cña thµnh phè tÝnh theo gam/ ngêi/ ngµy, ®îc nªu trong b¶ng díi ®©y: B¶ng 1 = lîng chÊt bÈn trong níc th¶i sinh ho¹t thµnh phè (gam/ ngêi/ ngµy) TT 1 2 chÊt bÈn Hµm lîng cÆn chÊt Theo Theo B.J.ARCEIVALA X.N.STROGANOV (1985) 3550 70145 BOD5 3050 4554 Nit¬am«n (NH4+) 78 612 Clorua (Cl-) 8,59 48 Ph«tphat (PO43-) 5,51,8 0,84,0 Kali 3,0 26 Sunph¸t (SO42-) 1,84,4 - DÇu mì - 1030 bÈn II.2: C¸c ho¹t ®éng c«ng nghiÖp. 3 S¶n xuÊt c«ng nghiÖp chiÕm vÞ trÝ thø hai trong c¸c yÕu tè con ngêi ¶nh hëng ®Õn thuû quyÓn.. Sù t¨ng nhanh c¸c nÒn c«ng nghiÖp lµm t¨ng nhu cÇu vÒ níc ®Æc biÖt ®èi víi mét sè ngµnh s¶n xuÊt nh chÕ biÕn thùc phÈm, giÊy, ho¸ chÊt, dÇu mì vµ than, luyÖn kim... chØ míi 5 ngµnh s¶n xuÊt trªn ®· tiªu thô gÇn 90% tæng lîng níc c«ng nghiÖp. VÝ dô: CÇn kho¶ng 15 lÝt níc ®Ó s¶n xuÊt 1 lÝt bia, 200 lÝt níc cho 1 lÝt dÇu läc, 300 m 3 níc ®Ó s¶n xuÊt cho 1 tÊn giÊy tèt, 2000m3 níc cho 1 tÊn nhùa tæng hîp.....Thµnh phÇn cña níc th¶i s¶n xuÊt cña c¸c nhµ m¸y xÝ nghiÖp rÊt ®a d¹ng vµ phøc t¹p, phô thuéc vµo lo¹i h×nh s¶n xuÊt d©y chuyÒn c«ng nghÖ, nguyªn liÖu, chÊt lîng s¶n phÈm... Trong níc th¶i c«ng nghiÖp, ngoµi c¸c cÆn l¬ l÷ng cßn cã nhiÒu t¹p chÊt ho¸ häc kh¸c nh c¸c chÊt h÷u c¬ (axit, este, phenol, dÇu mì, chÊt ho¹t tÝnh bÒ mÆt...) c¸c chÊt ®éc (xianua, assen, thuû ng©n, muèi ®ång...), c¸c chÊt g©y mïi, c¸c lo¹i muèi kho¸ng... II.3. Níc th¶i do ho¹t ®éng n«ng nghiÖp. ViÖc sö dông níc cho môc ®Ých c«ng nghiÖp cã t¸c ®éng sè 1 tíi sù thay ®æi chÕ ®é níc vµ sù c©n b»ng níc lôc ®Þa. Do th©m canh n«ng nghiÖp dßng ch¶y c¸c con s«ng sÏ bÞ gi¶m ®i 700km3/ n¨m, sù bèc h¬i sÏ t¨ng mét c¸ch t¬ng øng. PhÇn lín níc sö dông trong n«ng nghÞªp bÞ tiªu hao mµ kh«ng ®îc hoµn l¹i (phÇn hoµn l¹i kh«ng qu¸ 25%). Ngoµi ra sö dông níc trong n«ng nghiÖp cßn dÉn ®Õn viÖc lµm gi¶m chÊt lîng níc nguån. Níc tõ ®ång ruéng vµ níc th¶i tõ c¸c chuång tr¹i ch¨n nu«i g©y nhiÔm bÈn ®¸ng kÓ cho ho¹t s«ng hå vµ còng tõ ®ã do viÖc sö dông ph©n ho¸ häc, c¸c chÊt dinh dìng nh nit¬, photpho cã thÓ tr«i vµo nguån níc, g©y hiÖn tîng ph× dìng trong níc. C¸c lo¹i thuèc trõ s©u, trõ bä, trõ nÊm... còng lµm 4 tæn h¹i rÊt lín ®Õn nguån níc. V× vËy ngµy nay ngêi ta h¹n chÕ s¶n xuÊt vµ tiªu dïng mét sè lo¹i trõ s©u. II.4. Hå chøa níc vµ c¸c lo¹i ho¹t ®éng thuû ®iÖn. Ngµy nay do nhu cÇu tiªu thô ®iÖn cña con ngêi rÊt lín nªn sè lîng c¸c nhµ m¸y thuû ®iªn n©ng lªn. Lîng níc mÊt ®i do ®iÒu chØnh dßng ch¶y vµ x©y dùng hå chøa cã diÖn tÝch ngËp níc cµng lín th× sù mÊt níc cµng t¨ng. Tæng lîng níc mÊt ®i kh«ng hoµn l¹i lµ 240km3, gÊp hai lÇn tæng lîng níc tiªu hao kh«ng hoµn l¹i trong c«ng nghiÖp vµ sinh ho¹t. Ngoµi ra cßn rÊt nhiÒu nhu cÇu kh¸c vÒ níc: giao th«ng vËn t¶i, gi¶i trÝ v.v... ¦íc tÝnh 1/4sè ho¹t ®éng gi¶i trÝ ngoµi gia ®×nh ®Òu híng vÒ níc (b¬i léi, ®ua thuyÒn, c©u c¸, trît b¨ng,...) .C¸c ho¹t ®éng nµy g©y nªn sù nhiÔm bÈn nhÊt ®Þa. Trªn ph¹m vi toµn thÕ giíi, tæng nhu cÇu níc hiÖn nay chiÕm gÇn 10% tæng dßng ch¶y cña s«ng. N¨m 2000 sÏ lªn tíi 13%, trong ®ã gÇn 50% mÊt ®i kh«ng ®îc hoµn l¹i. Theo dâi kÕt qu¶ b¶ng sau: B¶ng 2:nhu cÇu dïng níc vµ lîng níc mÊt ®i cña toµn thÕ giíi Nhu cÇu dïng níc N¨m 1990 km3 % N¨m 2000 km3 % 5 - CÊp níc cho sinh ho¹t 120/20 4/1 440/65 7/2 - CÊp níc cho c«ng 510/20 20/1 1900/70 31/2 - CÊp níc cho n«ng 1900/150 73/9 3400/260 58/8 nghiÖp 0 4 0 8 70/70 3/4 240/240 4/8 2600 100 5980 100 1610 100 2975 100 nghiÖp - Hå chøa níc - Tæng sè Ghi chó: Tö sè – lîng níc toµn bé; mÉu sè – lîng níc kh«ng hoµn l¹i. III. c¸c nguån níc tù nhiªn. Cã 3 giai ®o¹n c¬ b¶n t¹o nªn mét chu tr×nh lu©n chuyÓn cña níc trªn mÆt ®Êt: Bay h¬i, ma-tuyÕt vµ dßng ch¶y. Níc rÊt phong phó trong thiªn nhiªn vµ che phñ 4/5 bÒ mÆt Tr¸i §Êt. Cã 4 nguån níc tù nhiªn chñ yÕu. 1/ Níc ma: Cã chÊt lîng tèt, b·o hoµ CO2. Tuy nhiªn níc ma sÏ hoµ tan c¸c chÊt v« c¬ vµ h÷u c¬ kh¸c nhau trong kh«ng khÝ vµ trong qu¸ tr×nh thÊm qua ®Êt. Nguån níc ma ®îc sö dông kh«ng nhiÒu chØ nh÷ng trêng hîp thiÕu níc. 2/ Níc bÒ mÆt: §ã lµ níc cña c¸c s«ng, suèi, ao, hå (tù nhiªn hoÆc nh©n t¹o)... chÊt lîng níc bÒ mÆt phô thuéc vµo m«i trêng xung quanh, nghÜa lµ phô thuéc vµo nguån « nhiÔm (sinh ho¹t, c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp...). Ngoµi ra níc s«ng cßn cã sù ph¸t triÓn sinh s«i cña vi khuÈn, biÕn ®æi theo mïa. Níc bÒ mÆt lµ nguån níc gÇn gñi víi con ngêi nhÊt vµ còng chÝnh v× vËy mµ níc bÒ mÆt còng lµ nguån níc dÔ bÞ « nhiÔm nhÊt. Ngµy cµng hiÕm cã mét nguån níc bÒ mÆt nµo ®¸p øng ®îc chÊt lîng tèi thiÓu cho nhu cÇu sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp mµ kh«ng cÇn xö lý tríc khi ®a vµo sö dông. Níc bÒ mÆt cã nhiÒu vi sinh vËt cã kh¶ n¨ng g©y 6 bÖnh cho con ngêi nªn ngêi ta ph¶i gi¸m ®Þnh chÊt lîng nguån níc, kiÓm tra c¸c thµnh phÇn ho¸, lý, sinh häc vµ nhÊt thiÕt ph¶i khö trïng tríc khi ®a vµo sö dông tuy nhiªn níc bÒ mÆt vÉn thêng xuyªn x¶y ra qu¸ tr×nh tù lµm s¹ch nh qu¸ tr×nh l¾ng c¸c chÊt huyÒn phï trong thêi gian lu , qu¸ tr×nh kho¸ng ho¸ c¸c chÊt h÷u c¬... 3/ Níc ngÇm: Lµ níc díi mÆt ®Êt, ®îc läc qua ®Êt nªn cha bÞ x©m h¹i bêi c¸c nguån « nhiÔm. Níc ngÇm ®îc lu gi÷ hay chuyÓn ®éng trong c¸c lç rçng hay khe nøt cña c¸c tÇng ®¸ t¹o nªn tÇng ngÇm níc. C¸c lo¹i ®Êt sÐt vµ hoµng thæ kh«ng chøa níc. Kh¶ n¨ng ngËm níc cña c¸c tÇng sái s¹n, c¸t th«, c¸t trung vµ c¸t mÞn gi¶m dÇn do ®é rçng gi¶m dÇn. Níc ngÇm cã nhiÖt ®é t¬ng ®èi æn ®Þnh: 17270C, hµm lîng cÆn cña níc ngÇm thêng nhá (3050mg/l). C¸c t¹p chÊt, vi trïng còng ®îc lo¹i bít bëi qu¸ tr×nh thÊm qua c¸c líp ®Êt. V× vËy, níc ngÇm thêng cã chÊt lîng tèt. Tuy nhiªn níc ngÇm thêng chøa c¸c t¹p chÊt, v« c¬ nh NH4+, Fe2+, Mn2+. Cßn lîng oxi hoµ tan rÊt thÊp hoÆc kh«ng cã, do ®ã ph¶n øng oxi hoµ tan rÊt thÊp hoÆc kh«ng cã, do c¸c ph¶n øng oxi ho¸ kh«ng x¶y ra trong lßng ®Êt ®· tiªu hao hÕt oxi. ë níc ta, níc ngÇm cã hµm lîng muèi cao Fe2+, Mn2+,... lín h¬n tiªu chuÈn cho phÐp nªn ph¶i xö lý míi dïng ®îc. IV. T×nh tr¹ng nguån níc hiÖn nay vµ t×nh h×nh sö dông níc. Theo c¸c sè liÖu gÇn ®©y, lîng níc ngät cã thÓ sö dông ®îc trªn hµnh tinh chóng ta (kh«ng kÓ níc ®ãng b¨ng vµ nguån níc ngÇm rÊt s©u) chØ chiÕm 0,26% lîng níc toµn thÓ hoÆc cã thÓ kho¶ng 50.000km3 trong ®ã chØ 1/3 lµ cã kh¶ n¨ng sö dông vµo viÖc s¶n xuÊt níc s¹ch. Sù ®a d¹ng vÒ kh«ng gian vµ thêi gian cña c¸c nguån níc, vÒ nhu cÇu sö dông lµ rÊt kh¸c biÖt, nhÊt lµ víi c¸c yªu cÇu ngµy 7 cµng t¨ng cña c¸c vïng ®Êt ®ang dÇn bÞ kh« c¹n, ®ang chÞu mét ¸p lùc nÆng nÒ vÒ d©n sè vµ ®ang bÞ ®e do¹ bëi sù « nhiÔm trÇm träng do sù ph¸t triÓn cña c«ng nghiÖp , n«ng nghiÖp. XÐt trong ph¹m vi toµn cÇu, t×nh tr¹ng cung cÊp níc s¹ch hiÖn nay lµ kh«ng ®¸p øng. Cø 5 ngêi cã 1 ngêi thiÕu níc uèng, cø 2 ngêi th× cã 1 ngêi kh«ng ®îc sö dông hÖ thèng níc hîp vÖ sinh vµ 5 triÖu ngêi chÕt hµng n¨m v× dïng níc bÞ « nhiÔm. Trong t¬ng lai t×nh tr¹ng khan hiÕm v× nguån níc ngät vµ sù cung cÊp níc s¹ch l¹i cµng tåi tÖ h¬n do: - Sù biÕn ®æi cña khÝ hËu, xuÊt hiÖn nhiÒu vïng thiÕu níc do kh« c¹n, h¹n h¸n. - Do sù ph¸t triÓn d©n sè: Ngêi ta dù ®o¸n r»ng 20 n¨m sau, h¬n mét n÷a d©n sè trªn hµnh tinh vÒ sèng ë c¸c thµnh phè lín vµ rÊt lín. H¬n 50 thµnh phè sÏ vît qu¸ 9 triÖu ngêi. - Sù « nhiÔm nÆng nÒ cña c¸c nguån níc v× c¸c ho¸ chÊt ®éc h¹i ®îc sö dông trong c«ng nghiÖp vµ néng nghiÖp. Do ®ã nÕu kh«ng cã mét chÝnh s¸ch, chiÕn lîc ®óng ®¾n vÒ khai th¸c, b¶o vÖ vµ sö dông nguån níc th× con ngêi ngµy cµng ph¶i tiÕn dÇn ®Õn mét sù khñng ho¶ng nghiªm träng vÒ níc. V. c¸c lo¹i t¹p chÊt trong níc. V.1. C¸c lo¹i t¹p chÊt trong níc. 1.1. KhÝ hoµ tan trong níc. Nång ®é c¸c chÊt khÝ O 2, CO2, H2S trong níc thiªn nhiªn dao ®éng rÊt lín. KhÝ H2S lµ qu¸ tr×nh ph©n huû c¸c chÊt h÷u c¬, ph©n r¸c. KhÝ trong níc, H2S cã mïi trøng thói khã chÞu vµ ¨n mßn kim lo¹i. Hµm lîng oxi hoµ tan trong níc phô thuéc vµo nhiÖt ®é, ¸p suÊt, ®Æc tÝnh cña nguån níc. C¸c nguån níc thêng cã lîng oxi hoµ tan cao do bÒ mÆt tho¸ng tiÕp xóc trùc tiÕp víi kh«ng khÝ. Níc ngÇm cã hµm lîng oxi hoµ tan thÊp hoÆc kh«ng cã, do 8 c¸c ph¶n øng oxi ho¸-khö x¶y ra trong lßng ®Êt ®· tiªu hao hÕt oxi. Hµm lîng oxi ®îc x¸c ®Þnh qua chØ sè ®é oxi hoµ tan DO( mg/lÝt), thêng ®îc ®o b»ng m¸y hoÆc chuÈn ®é theo Wrigle. - Kh¸c víi O2, khÝ CO2 cã nhiÒu trong níc ngÇm, cã Ýt trong níc mÆn. Nguyªn nh©n lµ trong qu¸ tr×nh yÕm khÝ, qu¸ tr×nh ph©n huû c¸c hîp chÊt h÷u c¬ trong níc dÉn ®Õn sù h×nh thµnh mét lîng lín CO2. Gèc cacbon¸t cã thÓ tån t¹i díi d¹ng CO2 hoµ tan, c¸c hîp chÊt Cacbon¸t H2CO3, HCO3-, CO32-. Tû lÖ c¸c hîp chÊt Cacbon¸t nãi trªn phô thuéc vµo pH. CO2 tù do lµ lîng CO2 díi d¹ng khÝ hoµ tan, ®é pH cµng thÊp th× CO2 tù do cµng nhiÒu. Nh×n chung lîng khÝ O2 vµ CO2 hoµ tan cã ý nghÜa quan träng trong c«ng nghÖ xö lý níc, nhÊt lµ níc ngÇm. Lîng CO2 cao, O2 thÊp c¶n trë qu¸ tr×nh oxi ho¸ Fe ,Mn. Lîng CO2 hoÆc O2 cao sÏ ¨n mßn ®êng èng hoÆc thiÕt bÞ. Hµm lîng CO2 qu¸ thÊp trong níc cøng g©y hiÖn tîng ®ãng cÆn. - Ngoµi c¸c khÝ trªn cßn cã c¸c khÝ kh¸c víi hµm lîng nhá nh CH4 ®îc sinh ra do qu¸ tr×nh ph©n huû yÕm khÝ c¸c hîp chÊt h÷u c¬. Ph©n huû yÕm khÝ - ChÊt h÷u c¬ Vi khuÈn CO 2+ CH4+H2S 1.2. CÆn l¬ löng: CÆn l¬ löng lµ ®Æc trng cña níc bÒ mÆt, chñ yÕu lµ cÆn phï sa, bïn c¸t. CÆn thêng cao vµo mïa lò, thÊp vµo mïa c¹n. Nguån níc cña cÆn l¬ l÷ng lµ do ma xãi lì, röa tr«i bïn, ®Êt, bôi trªn mÆt ®Êt. Hµm lîng cÆn l¬ löng trong níc s«ng ë ViÖt Nam thêng dao ®éng tõ vµi chôc mg/ lÝt vµo mïa níc trong vµ ®Õn vµi ngh×n mg/lÝt ë mïa níc lò. Mét trong nh÷ng nguyªn nh©n chÝnh cña sù xãi mßn lµ do n¹n chÆt ph¸ rõng ®Çu nguån ngµy mét 9 t¨ng, lµm gi¶m ®é che phñ vµ lµm t¨ng diÖn tÝch ®Êt trèng ®åi nói träc. C¨n l¬ löng cã thÓ ®o b»ng hai chØ sè: Hµm lîng cÆn l¬ löng (mg/ lÝt) hoÆc ®é ®ôc. Lu ý hai d¹i lîng nµy cïng t¨ng hoÆc cïng gi¶m nhng kh«ng tû lÖ thuËn víi nhau. 1.3. C¸c t¹p chÊt h÷u c¬. C¸c t¹p chÊt h÷u c¬ trong níc phÇn lín do sù ph©n huû cña ®éng, thùc vËt hoµ tan trong níc, chñ yÕu lµ axit Humic, Furic. Ngoµi ra trong níc tù nhiªn cßn c¸c chÊt tan h÷u c¬ nh: Focman®ªhit, phenol. Ngµy nay c¸c t¹p chÊt h÷u c¬ nhiÒu h¬n do c¸c chÊt th¶i nh níc th¶i sinh ho¹t, c¸c lo¹i thuèc trõ s©u, diÖt cá, c¸c chÊt tÈy tæng hîp, ph©n bãn vv... ChÊt h÷u c¬ cã trong níc ®îc ®Æc trng d¸n tiÕp b»ng hai chØ sè: ®é mµu vµ chØ sè oxi ho¸ (mg O 2/ lÝt). HiÖn nay ë ViÖt Nam ngêi ta thêng xÐt hµm lîng h÷u c¬ gi¸n tiÕp qua chØ sè oxi ho¸. 1.4. C¸c t¹p chÊt v« c¬. C¸c chÊt tan v« c¬ trong níc tån t¹i díi d¹ng cation vµ anion, c¸c cation phæ biÕn nhÊt lµ Na+, K+, Ca2+, Mg2+ thêng ®i víi Cl-, HCO3-, SO42-. C¸c cation H+, NH4+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Al3+ thêng ®i víi OH-, CO32-, NO2-, NO3-, F-, SO42-, HS -vv... Fe2+, Fe3+, Mn2+ thêng tån t¹i trong níc ngÇm, hµm lîng Mn2+ nhá h¬n Fe2+, Fe3+. S¾t vµ mangan tån t¹i trong níc cã mµu chñ yÕu ¶nh hëng vÒ mÆt c¶m quan. - C¸c hîp chÊt chøa Nit¬: Tån t¹i trong níc thiªn nhiªn díi d¹ng Nit¬rit (HNO2, nit¬rat, HNO3 ) vµ Amoni¨c (NH3). C¸c hîp chÊt chøa nit¬ cã trong níc chøng tá níc ®· bÞ nhiÔm bÈn bëi níc th¶i sinh ho¹t. Sau mét thêi gian nhiÔm bÈn th× amonoi¨c vµ nit¬rit bÞ oxi ho¸ thµnh nit¬rat. ViÖc sö dông ph©n bãn trong n«ng nghiÖp còng lµm t¨ng hµm lîng c¸c t¹p chÊt nµy. 10 - Sunphat vµ clorua: NÕu hµm lîng Cl- lín h¬n 250 mg/ lÝt trong níc lµm cho níc cã vÞ mÆn. C¸c nguån níc ngÇm cã hµm lîng Clorua lªn tíi 500-1000mg/ lÝt cã thÓ g©y bÖnh thËn vµ níc cã hµm lîng Sunphat cao (>250 mg/ lÝt) cã h¹i cho søc khoÎ con ngêi. - Ièt vµ Flo: tån t¹i trong níc díi d¹ng ion vµ chóng cã ¶nh hëng trùc tiÕp tíi søc khoÎ con ngêi. Hµm lîng Flo cã trong níc uèng nhá h¬n 0,7mg/ lÝt dÔ g©y bÖnh ®au r¨ng, > 1,5 mg/ lÝt l¹i lµm háng men r¨ng. Nh÷ng vïng trong níc thiÕu Ièt thêng m¾c bÖnh bíu cæ, nhng nÕu nhiÒu Ièt l¹i g©y h¹i cho søc khoÎ. 11 B¶ng3: C¸c t¸c h¹i do ho¸ chÊt trong níc g©y ra. Ho¸ chÊt T¸c h¹i §éc h¹i cho ngêi, ®éc h¹i cho c¸c loµi thuû sinh Aren (As) Cho c¸c ph¶n øng t¹o thµnh Trriclometan lµ chÊt Clo (Cl2) ®éc h¹i nguy hiÓm. §éc h¹i cho c¸ vµ c¸c loµi thuû sinh. T¹o ®é cøng cña níc, g©y b¸m cÆn trong èng Canxi (Ca) dÉn, thiÕt bÞ, lµm h háng quÇn ¸o. Kh«ng tèt Nit¬amoni¨c NH3, NH4+ 3 Nitrat( NO ) Oxi hoµ cho c¸ vµ thuû sinh. KÝch thÝch qu¸ tr×nh ph× dìng trong hå, lµm t¨ng c¸c t¹p chÊt bÈn trong níc. §éc h¹i cho c¸c loµi thuû sinh. §éc h¹i cho trÎ em, kÝch thÝch qu¸ tr×nh ph× d- ìng. Lµm t¨ng t¹p chÊt trong níc. tan Nång ®é thÊp cã h¹i cho c¸. ThiÕu oxi kh«ng (DO) Hy®r«sunfua H2S khö ®îc mïi trong níc. Nång ®é cao g©y ¨n mßn kim lo¹i. Nång ®é b»ng 0 hoÆc qu¸ thÊp cã thÓ t¹o thµnh sunfua, ¨n mßn bª t«ng. G©y mïi vÞ trong níc uèng. §éc h¹i cho c¸c loµi Phenol thuû sinh. G©y mïi khã chÞu trong níc. §éc h¹i cho c¸c loµi Lu huúnh (S) thuû sinh. T¹o axit ¨n mßn bª t«ng. Oxi ho¸ Lu sunfua t¹o sunfat tiªu thô Oxi huúnh Ph¶m øng víi oxi hoµ tan tiªu thô oxi trong níc. Sunfit Lu huúnh Lµm cho níc cã tÝnh ¨n mßn kim lo¹i. Khi yÕm Sunfat khÝ t¹o thµnh sunfua. Lµm cho níc cã vÞ mÆn. (SO42-) PO4- T¹o ®iÒu kiÖn cho qu¸ tr×nh ph× dìng trong c¸c ao hå. 12 Dùa trªn c¸c t¸c h¹i nãi trªn ngêi ta ®· ®a ra tiªu chuÈn chÊt lîng níc uèng nh sau: B¶ng 4. Tiªu chuÈn chÊt lîng níc uèng. Tiªu chuÈn ChØ tiªu chÊt lîng Mµu ViÖt Nam TC- Tiªu chuÈn cña WHO Møc yªu 20TCN cÇu <100 thang 50 hazen Møc cho phÐp 50hazen Coban §é trong Scheler, cm >30 §é ®ôc Mïi vÞ 0 Hµm lîng chÊt r¾n <1000 0 500 0 1500 (mg/l) Hµm lîng c¨n (mg/ l) pH Amoni chÊt tÈy (mg/l) Phenol (mg/l) DÇu kho¸ng (mg/l) DÉn xuÊt Phenol <3 6,5-8,5 0 7,0-8,5 0,2 0,001 0,01 - 6,5-9,2 1,0 0,002 0,3 - (mg/l) §é cøng toµn phÇn <120 H 100mg 500 mg 75-100 70-100 <3 <0,3 - CaCO3/ l 75 200 0,05 0,1 30 CaCO3/l 200 600 1,5 1,0 150 Canxi (mg/l) Clorua (mg/l) §ång (mg/l) S¾t (mg/l) Magie (mg/l) 13 Mangan (mg/l) Sunfat (mg/l) KÏm (mg/l) Amoniac (mg/l) Nitrat (mg/l) Florua (mg/l) asen (mg/l) Xianua (mg/l) Ch× (mg/l) Thuû ng©n (mg/l) Selen (mg/l) §é oxi ho¸ KMnO4 <0,2 250 <5 <6 0,7 – 1,5 0,05 0 0,1 0,5 – 2 200 5 0,5 <45 <0,5 - 400 15 0,05 0,05 0,1 0,01 0,01 - (mg/l) §ihi®rosunfua (mg/l) Io®ua (mg/l) Photphat (mg/l) Crom (mg/l) Clo d (mg/l): 0 0,005 – 0,007 1,2 – 1,5 0 - - + §Çu nguån 0,5 – 1,0 + Cuèi nguån ChØ sè Coli Vi khuÈn kÞ níc >0,05 <20 0 - - ( trong 1 ml níc ) 14 Ch¬ng II. Ph¬ng ph¸p keo tô I. kh¸i niÖm: T¹p chÊt trong níc thiªn nhiªn thêng ®a d¹ng vÒ chñng lo¹i vµ kÝch thøc, chóng cã thÓ lµ c¸c h¹t c¸t, sÐt, bïn, sinh vËt phï du, s¶n phÈm h÷u c¬ ph©n huû... KÝch thíc h¹t dao ®éng tõ vµi phÇn triÖu mm ®Õn vµi mm. B»ng c¸c biÖn ph¸p xö lý c¬ häc nh l¾ng läc, tuyÓn næi chØ cã thÓ lo¹i bá ®îc c¸c h¹t cã kÝch thíc lín h¬n 10-4 mm. Víi c¸c h¹t cã kÝch thíc bÐ h¬n 10-4 mm, nÕu dïng qu¸ tr×nh l¾ng tÜnh th× ph¶i tèn rÊt nhiÒu thêi gian vµ khã cã ®îc hiÖu qu¶ cao. Do ®ã cÇn ph¶i ¸p dông ph¬ng ph¸p xö lý ho¸ häc, ®ã lµ ph¬ng ph¸p keo tô. Keo tô lµ ph¬ng ph¸p xö lý níc cã sö dông ho¸ chÊt. C¸c h¹t keo nhá l¬ löng trong níc nhê t¸c dông cña chÊt keo tô mµ liªn kÕt víi nhau t¹o thµnh b«ng keo cã kÝch thíc lín h¬n. Tõ ®ã ngêi ta cã thÓ t¸ch chóng ra khái níc dÔ dµng b»ng ph¬ng ph¸p l¾ng läc hay tuyÓn næi. I.1. C¸c biÖn ph¸p keo tô: Cã 3 biÖn ph¸p ho¸ häc keo tô cho mét hÖ huyÒn phï d¹ng keo. 1.1: Keo tô b»ng chÊt ®iÖn ly ®¬n gi¶n. B¶n chÊt cña ph¬ng ph¸p lµ cho vµo níc c¸c chÊt ®iÖn ly ®¬n gi¶n ë d¹ng ion ®¬n gi¶n ngîc dÊu. Khi nång ®é c¸c ion ngîc dÊu t¨ng lªn th× cµng cã nhiÒu ion ®îc chuyÓn tõ líp khuÕch t¸n vµo líp ®iÖn tÝch kÐm, dÉn tíi viÖc gi¶m ®iÖn thÕ Zeta, ®ång thíi lùc ®Èy tÜnh ®iÖn còng gi¶m ®i. Nhê chuyÓn ®éng Brown, c¸c h¹t keo víi ®iÖn tÝch nhá khi va ch¹m chóng kÕt dÝnh b»ng lùc hót ph©n tö Vanderwalls t¹o nªn c¸c b«ng lín h¬n. 15 Trong thùc tÕ, qu¸ tr×nh keo tô dïng chÊt ®iÖn ly ®¬n gi¶n Ýt cã ý nghÜa do nång ®é chÊt ®iÖn ly ®Ó ®¹t tíi viÖc ph¸ vì tr¹ng th¸i æn ®Þnh cña hÖ keo ®ßi hái rÊt cao. Ph¬ng ph¸p nµy cÇn lîng chÊt ®iÖn ly cho vµo níc ph¶i thËt chÝnh x¸c. Do vËy ph¬ng ph¸p nµy Ýt khi vµ hÇu nh kh«ng ®îc dïng. 1.2: Ph¬ng ph¸p keo tô b»ng hÖ keo ngîc dÊu (keo tô víi muèi nh«m hoÆc s¾t). Ph¬ng ph¸p nµy ®îc tiÕn hµnh nh sau: Sö dông muèi nh«m hoÆc s¾t ho¸ trÞ III ( cßn gäi lµ phÌn nh«m hoÆc s¾t) lµm chÊt keo tô nh: Al2(SO4)3. 14H2O, AlCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.8H2O, Fe(SO4).7H2O, FeCl3 vv... C¸c muèi nµy ®îc ®a vµo níc díi d¹ng dung dÞch hoµ tan. C¸c mÉu níc tù nhiªn thêng cã pH trong kho¶ng 5,5-8,5 nªn c¸c huyÒn phï thêng tÝch ®iÖn ©m. Trong dung dÞch chóng ph©n ly thµnh c¸c cation vµ anion theo ph¶n øng sau: Al2(SO4)3  2Al3++3SO42FeCl3  Fe3++3ClC¸c ion Al3+, Fe3+ cã kh¶ n¨ng ngËm níc t¹o thµnh phøc Me (H2O)63+ (Me3+: Al3+hoÆc Fe3+). Khi t¨ng pH, c¸c ph¶n øng x¶y ra nh sau: Me(H2O)63++H2O  Me(H2O)5OH2+ + H3O+ T¨ng axÝt: Me(H2O)52++H2O  Me(H2O)4(OH)2+ + H3O+ T¨ng kiÒm: Me(H2O)4(OH)2++H2O  Me(H2O)3+ + 3H2O + H3O+ 16 Me(OH)3 + OH-  Me(OH)4Khi cho dung dÞch muèi nh«m vµo níc sÏ thiÕt lËp c©n b»ng thuû ph©n t¹o ra c¸c cÊu tö kh¸c nhau: [Al(OH)2]+, [Al(OH)]+, Al(OH)3. C¸c cÊu tö nµy liªn kÕt víi nhau qua c¸c cÇu nèi OH hay O t¹o ra c¸c Polime cã ®é dµi kh¸c nhau. Tû lÖ gi÷a c¸c cÊu tö h×nh thµnh trong dung dÞch phô thuéc vµo pH theo gi¶n ®å thµnh phÇn – pH sau: 0 12 2 14 4 6 8 10 H×nh 1: Thµnh phÇn c¸c cÊu tö cña nh«m phô thuéc pH m«i trêng. Vïng pH> 8,5 cÊu tö [Al(OH)4]- chiÕm u thÕ cßn ë pH < 7,5 th× cÊu tö Al(OH)3 kh«ng tån t¹i. Trong gi¶n ®å, phÇn mµu x¸m lµ kho¶ng keo tô trong c«ng nghÖ xö lý níc, nã n»m hoµn toµn trong vïng tån t¹i bÒn cña Al(OH)3. Trong hÖ níc cã huyÒn phï vµ keo cïng c¸c cÊu tö cña muèi nh«m t¹o thµnh cã thÓ co¸ c¸c qu¸ tr×nh sau: - NÕu pH níc thÊp h¬n ®iÓm ®¼ng ®iÖn cña h¹t huyÒn phï (cë 5,5) th× c¸c cÊu tö cña muèi nh«m vµ c¸c h¹t huyÒn phï tÝch ®iÖn d¬ng nªn chóng kh«ng keo tô víi nhau ®îc. MÆt kh¸c v× pH thÊp nªn còng kh«ng t¹o thµnh (hoÆc kh«ng ®¸ng kÓ) kÕt tña 17 Al(OH)3 ®Ó cã thÓ l«i cuèn c¸c huyÒn phï xuèng. Do ®ã hiÖu qu¶ chÊt keo tô rÊt thÊp. - Khi pH cao (trªn 8) th× d¹ng tån t¹i chñ yÕu cña nh«m lµ [Al(OH)4] còng mang dÊu ©m, cïng dÊu víi ®iÖn tÝch huyÒn phï. Qu¸ tr×nh keo tô v× thÕ còng kh«ng x¶y ra. - Trong vïng pH tõ 5,8 – 8 cÊu tö Al(OH) 3 chiÕm u thÕ tuyÖt ®èi, hµm lîng Al3+ thÊp v× ®é tan cña nã rÊt bÐ. Nång ®é Al 3+ t¹i 250C chØ kho¶ng 0,23.10 -3 mg/lit. C¸c cÊu tö tÝch ®iÖn d¬ng kh¸c cña nã còng cã nång ®é thÊp t¬ng tù. Trong thùc tÕ, liÒu lîng chÊt keo tô tÝnh theo Al 3+ vµo kho¶ng 0,7-3,5 mg/lÝt (10-50 gam Al2(SO4)3. 18H2O/m3). nªn phÇn lín chóng n»m ë d¹ng Al(OH) 3 kh«ng tan vµ vît x· mcs b·o hoµ. Trong qu¸ tr×nh keo tô dïng muèi nh«m, cã thÓ t¹o thµnh 3 lo¹i b«ng cÆn. + Lo¹i thø nhÊt lµ tæ hîp cña c¸c h¹t keo tù nhiªn trong mÉu níc., do bÞ ph¸ vì thÕ ®iÖn ®éng Jeta khi t¨ng cêng ®é ion ( do ®a chÊt keo tô vµo hÖ) nªn keo tô l¹i. Lo¹i nµy chØ chiÕm lîng nhá. + Lo¹i thø hai gåm c¸c h¹t keo mang ®iÖn tÝch tr¸i dÊu nhau kÕt hîp l¹i ®Ó trung hoµ ®iÖn tÝch. Lo¹i nµy Ýt cã kh¶ n¨ng kÕt dÝnh vµ hÊp thô trong qu¸ tr×nh sa l¾ng. + Lo¹i thø ba ®îc h×nh thµnh tõ c¸c h¹t keo do thuû ph©n chÊt keo tô víi c¸c anion trong níc t¹o thµnh b«ng cÆn cã ho¹t tÝnh bÒ mÆt cao, cã kh¶ n¨ng hÊp thô m¹nh trong qu¸ tr×nh sa l¾ng. V× vËy khi keo tô cÇn chó ý t¹o ®iÒu kiÖn cho lo¹i keo tô thø ba nµy h×nh thµnh. Sù keo tô thµnh muèi Fe(III) x¶y ra hoµnh toµn t¬ng tù. ®å thÞ sù phô thuéc nång ®é c¸c cÊu tö s¾t (III) trong níc vµo pH ®îc biÓu diÕn trong h×nh sau: Fe(OH)3 r 18 0 14 2 4 6 8 10 12 H×nh 2:§å thÞ sù phô thuéc nång ®é c¸c cÊu tö cña Fe(III) vµ pH. TÝnh chÊt ®Æc thï cña viÖc sö dông s¾t (III) lµ: T¹i pH> 10 chñ yÕu tån t¹i Fe(OH)4- vµ Fe(OH)3, ë vïng pH<6 th× d¹ng tån t¹i chñ yÕu lµ: Fe3+, Fe(OH)2+, Fe(OH)+2. S¾t (III) cã nång ®é pH8. Do ®ã, kho¶ng pH tèi ®a cho qu¸ tr×nh keo tô víi muèi s¾t (II) réng h¬n so víi muèi nh«m (6-8). Tuy nhiªn s¾t (III) cã tÝnh axit m¹nh nªn nã tiªu thô kiÒm lín, gi¶m pH m¹nh h¬n vµ g©y tÝnh ¨n mßn nÆng h¬n. Hiªn nay cã xu híng dïng PAC thay cho phÌn nh«m v× PAC cã nhiÒu u ®iÓm: HiÖu qu¶ xö lý cao h¬n, thêi gian keo tô nhanh h¬n, lîng tån d nh«m trong níc thÊp, thÝch hîp cho níc cã ®é ®ôc cao, ®é cøng thÊp, Ýt g©y ¨n mßn dêng èng vµ thiÕt bÞ. 1.3. Keo tô hoÆc tr¬ keo tô b»ng Polime. §a vµo hÖ polime tù nhiªn hoÆc tæng hîp, thêng dïng lµ: Polime, amiden, alginat, polielectrolyt tæng hîp. Polime t¹o ra cÇu nèi gi÷a c¸c h¹t víi mét kho¶ng c¸ch lín h¬n, kho¶ng c¸ch hiÖu dông cña c¸c lùc ®Èy. Víi c¸ch keo tô nµy, nÕu dïng qu¸ ngìng keo tô th× l¹i dÉn ®Õn sù t¸i x¸c lËp tr¹ng th¸i bÒn cña keo. 19 I.2. kÕt qu¶ xö lý níc cña qu¸ tr×nh keo tô. Qua qu¸ t×nh keo tô ngêi ta ®· ®a ra b¶ng sè liÖu vÒ thµnh phÇn trong níc ®· ®îc t¸ch nhê ph¬ng ph¸p keo tô nh sau: b¶ng 5: kh¶ n¨ng xö lý níc cña qu¸ tr×nh keo tô Thµnh phÇn Kh¶ n¨ng Thµnh phÇn trong Kh¶ n¨ng trong níc t¸ch nhê keo níc tô t¸ch nhê keo tô §é ®ôc +++ Selen +++ ChÊt r¾n l¬ +++ Thuû ng©n ++ +++ Bari + 0 Xianua CN- 0 0 Mµu (mg Pt/l) +++ +,0,+ Mïi 0,+ l÷ng Phètph¸t PO43Nit¬rat NO3Clorua ClSunphat SO42- Tuú ho¸ chÊt COD( theo O2) Florua S- sö dông S¾t +++ Mangan + Nh«m +++ §ång +++ m¹ch vßng KÏm ++ Ho¸ chÊt b¶o vÖ +++ TOC(theo C) +++ BOD (theo O2) +++ Phenol 0 Hîp chÊt cacbon ++ +,++ 20
- Xem thêm -