Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Chế tạo thiết bị jar test cho thí nghiệm xử lí nước...

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

.DOC
22
42
59

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 -

Tài liệu liên quan