Bài giảng Các công trình xử lý hóa lý

CHƯƠNG 7 CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ HÓA LÝ 7.1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ Phương pháp hấp phụ được dùng rông rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan không xử lý được bằng các phương pháp khác. Tùy theo bản chất, quá trình hấp phụ được phân loại thành: hấp phụ lý học và hấp phụ hóa học. Hấp phụ lý học là quá trình hấp phụ xảy ra nhờ các lực liên kết vật lý giữa chất bị hấp phụ và bề mặt chất hấp phụ như lực liên kết VanderWaals. Các hạt bị hấp phụ vật lý chuyển động tự do trên bề mặt chất hấp phụ và đây là quá trình hấp phụ đa lớp (hình thành nhiều lớp phân tử trên bề mặt chất hấp phụ). Hấp phụ hóa học là quá trình hấp phụ trong đó có xảy ra phản ứng hóa học giữa chất bị hấp phụ và chất hấp phụ. Trong xử lý nước thải, quá trình hấp phụ thường là sự kết hợp của cả hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học. Khả năng hấp phụ của chất hấp phụ phụ thuộc vào: Diện tích bề mặt chất hấp phụ (m2/g); Nồng độ của chất bị hấp phụ; Vận tốc tương đối giữa hai pha; Cơ chế hình thành liên kết: hóa học hoặc lý học. 7.1.1 Hệ Thống Thiết Bị Hấp Phụ Hệ Thống Cấp Chất Hấp Phụ Nối Tiếp - Khuấy trộn; - Lọc qua lớp chất hấp phụ; - Một bậc or nhiều bậc. 1. Thùng khuấy trộn, 2. Bể lắng Hình 7.1 Hệ thống cấp chất hấp phụ nối tiếp. - Chất hấp phụ được cho vào bậc 1: Cđ giảm xuống C1; - Tách chất hấp phụ bằng thiết bị lắng hay lọc; - Nước thải được chuyển tiếp sang bậc thứ 2; - Cho chất hấp phụ mới vào: C1 giảm xuống C2; - Tiếp tục đến bậc cuối cùng. Lượng chất hấp phụ cho quá trình hấp phụ một bậc: Trong đó: - m : lượng chất hấp phụ tiêu tốn; - V : thể tích nước lọc; - Cđ, Cc : nồng độ đầu, cuối của chất bị hấp phụ; - a : hệ số hấp phụ. Nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải sau bậc n: Trong đó, k là hệ số phân bố: Trong đó: - at : giá trị hấp phụ riêng sau thời gian t; - Cp : nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ. Lượng chất hấp phụ tiêu tốn trên mỗi bậc: Số bậc cần thiết: Hệ Thống Cấp Chất Hấp Phụ Ngược Chiều 1. Thùng khuấy trộn, 2. Bể lắng, 3. Thùng tiếp nhận chất hấp hụ; 4. Bơm Hình 7.2 Hệ thống cấp chất hấp phụ ngược chiều. - Chất hấp phụ (CHP) được 1 lần ở bậc cuối cùng; - Chất hấp phụ chuyển động ngược chiều với dòng nước thải; - Tiêu tốn CHP ít hơn nhiều so với hệ thống nối tiếp; - Đắt tiền hơn và vận hành phức tạp hơn. Hệ Thống Làm Việc Liên Tục - Tháp làm việc nối tiếp nhau; - Tháp cuối dùng để tái sinh chất hấp phụ. Nồng độ chất bị hấp phụ trong nước thải sau bậc n: Liều lượng chất hấp phụ đưa vào bậc cuối cùng: a.mn+1 - b.m - g = 0 Số bậc n = K - 1 - Tốc độ lọc Î nồng độ chất hòa tan, ~ 2 – 6 m3/m2.h; - Chất hấp phụ dạng hạt có kích thước 1,5 – 5,0 mm. 7.1.2 Tái Sinh Chất Hấp Phụ - Giải hấp bằng hơi nước bão hòa, hơi quá nhiệt, khí trơ; - Trích ly; - Tái sinh bằng nhiệt, 700 –8000C, không có O2; - Phương pháp sinh học đối với chất bị hấp phụ có thể bị oxy hóa sinh hóa. 7.2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG QUÁ TRÌNH KEO TỤ TẠO BÔNG 7.2.1 Giới Thiệu Chung Trong nước và nước thải, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1 đến 10 mm. Các hạt này không nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách loại. Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng. Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự dính kết giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra do chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn. Tuy nhiên, trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tích điện, có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa. Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện. Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết với những hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông. Quá trình thủy phân các chất keo tụ và tạo thành bông cặn xảy ra theo các giai đoạn sau: Me3+ + HOH à Me(OH)2+ + H+ Me(OH)2+ + HOH à Me(OH)+ + H+ Me(OH)+ + HOH à Me(OH)3 + H+ -------------------------------------------------------- Me3+ + HOH à Me(OH)3 + 3H+ Những chất keo tụ thường dùng nhất là các muối sắt và muối nhôm như: Al2(SO4)3, Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O FeCl3, Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, Fe2(SO4)3.7H2O Muối Nhôm Trong các loại phèn nhôm, Al2(SO4)3 được dùng rộng rãi nhât do có tính hòa tan tốt trong nước, chi phi thấp và hoạt động có hiệu quả trong khoảng pH = 5,0 – 7,5. Quá trình điện ly và thủy phân Al2(SO4)3 xảy ra như sau: Al3+ + H2O = AlOH2+ + H+ AlOH+ + H2O = Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O = Al(OH)3(s) + H+ Al(OH)3 + H2O = Al(OH)4- + H+ Ngoài ra, Al2(SO4)3 có thể tác dụng với Ca(HCO3)2 trong nước theo phương trình phản ứng sau: Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 à Al(OH)3 ¯ + 3CaSO4 + 6CO2­ Trong phần lớn các trường hợp, người ta sử dụng hỗn hợp NaAlO2 và Al2(SO4)3 theo tỷ lệ (10:1) – (20:1). Phản ứng xảy ra như sau: 6NaAlO2 + Al2(SO4)3 + 12H2O à 8Al(OH)3 ¯ + 2Na2SO4 Việc sử dụng hỗn hợp muối trên cho phép mở rộng khoảng pH tối ưu của môi trường cũng như tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông. Muối Sắt Các muối sắt được sử dụng làm chất keo tụ có nhiều ưu điểm hơn so với các muối nhôm do: Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp; Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn; Độ bền lớn; Có thể khử mùi H2S. Tuy nhiên, các muối sắt cũng có nhược điểm là tạo thành phức hòa tan có màu do phản ứng của ion sắt với các hợp chất hữu cơ. Quá trình keo tụ sử dụng muối sắt xảy ra do các phản ứng sau: FeCl3 + 3H2O ® Fe(OH)3¯ + HCl Fe2(SO4)3 + 6H2O ® Fe(OH)3¯ + 3H2SO4 Trong điều kiện kiềm hóa: 2FeCl3 + 3Ca(OH)2 ® Fe(OH)3¯ + 3CaCl2 FeSO4 + 3Ca(OH)2 ® 2Fe(OH)3¯ + 3CaSO4 Chất Trợ Keo Tụ Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợ keo tụ (flucculant). Việc sử dụng chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ, giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo. Các chất trợ keo tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin (C6H10O5)n, các ete, cellulose, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O). Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit (CH2CHCONH2)n. Tùy thuộc vào các nhóm ion khi phân ly mà các chất trợ đông tụ có điện tích âm hoặc dương như polyacrylic acid (CH2CHCOO)n hoặc polydiallyldimetyl-amon. Liều lượng chất keo tụ tối ưu sử dụng trong thực tế được xác định bằng thí nghiệm Jartest. Bảng 7.1 Kích thước hạt và thời gian lắng Kích thước hạt (mm) Loại hạt Thời gian lắng (1 m) 10 Sỏi 1 s 1,0 Cát 10 s 0,1 Cát mịn 2 phút 0,01 Sét 2 h 0,001 Vi khuẩn 8 ngày 0,0001 Hạt keo 2 năm 0,00001 Hạt keo 20 năm 7.2.2 Khuấy Trộn Thiết bị khuấy trộn cần: + Tạo sự xáo trộn đều; + Phân tán nhanh hóa chất trong bể. - Các dạng thiết bị trộn + Dạng tĩnh * Không có phần di động nên dễ vận hành và bảo dưỡng * Màng chắn/vách ngăn đặt trong bể để có thể thay đổi hướng dòng chảy, gây xáo trộn hỗn hợp trong bể. Hình 7.3 Khuấy trộn bằng vách ngăn. + Khuấy bằng khí nén * Khí nén được thổi từ bộ khuếch tán nhúng chìm; * Gây sự xáo trộn hỗn hợp trong bể. + Khuấy cơ học * Dùng cánh khuấy như cánh quạt, chong chóng, turbine,… * Thời gian tiếp xúc từ 30 – 60 giây đến 2 phút; * Năng lượng cần thiết: G = 100 đến 1000 s-1 Năng lượng cần thiết để chuyển động cánh khuấy + P : năng lượng, N/s; + A : diện tích cánh khuấy, m2; + r : khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m3; + v : vận tốc cánh khuấy đối với chất lỏng, m/s; + CD: hệ số ma sát. Gradient vận tốc sinh ra do đưa năng lượng từ bên ngoài vào thể tích nước V: + G : gradient vận tốc, s-1; + P : năng lượng cung cấp (N/s) + m : Độ nhớt động học của nước (NS/m2) + V : Thể tích bể tạo bông (m3) Thời gian cũng là thông số quan trọng F G.t + t: thời gian lưu nước; + G.t = 1x 104 - 1 x 105. Vận tốc nước vào bể = 0,6 m/s; Vận tốc nước qua cửa thông = 1m/s. Bảng 7.2 G và HRT trong tbị keo tụ- tạo bông thường dùng trong hệ thống xử lý nước thải Quá trình Khoảng giá trị HRT G (s-1) Khuấy trộn (Keo tụ) Khuất trộn nhanh thường dùng trong xử lý nước thải. 5 – 20 s 250 – 1.500 Khuấy trộn nhanh trong quá trình lọc tiếp xúc. < 1 – 5 s 1.500 – 7.500 Tạo bông Quá trình tạo bông thường dùng trong XL nước thải. 10 – 30 phút 20 – 80 Tạo bông trong quá trình lọc trực tiếp. 2 – 10 phút 20 – 100 Tạo bông trong quá trình lọc tiếp xúc. 2 – 5 phuùt 30 – 150 7.2.3 Tạo Bông Khuấy trộn bằng vách ngăn hoặc bằng cánh khuấy. Năng lượng khuấy trộn G = 20 – 50 s-1, Thời gian khuấy từ 30 – 60 phút. Độ sâu của bể tạo bông có thể chọn như độ sâu bể lắng. G (s-1) t (s) Optimum Vỡ bông cặn Vỡ bông cặn Tapperel Flocculation 7.2.4 Tapered Floculation Quá trình tạo bông lý tưởng phải: Tạo bông nhanh ban đầu với G tương đối cao; Giảm dần G để không phá vỡ bông cặn đã hình thành. 7.2.5 Năng lượng khuấy trộn Máy Khuấy Dạng Chân Vịt và Dạng Turbine (Propeller and Turbine Mixers) Chảy Tầng (NR < 10) : P = k.m.n2.D3 Chảy Rối (NR > 10.000) : P = k.m.n3.D5 + NR: Số Reynolds; + P : Năng lượng cần thiết (W); + k : Hằng số; + m : Độ nhớt động học (N.S/m2); + r : Khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3); + D : Đường kính cánh khuấy (m); + n : Vận tốc (vòng/s). Số Reynold D : Đường kính cánh khuấy; n : Vận tốc (vòng/s); r : Tỷ trọng (kg/m3); m : Độ nhớt động học (NS/m2). Máy Khuấy Dạng Mái Chèo (Paddle Mixer) Vận tốc đỉnh của cánh khuấy: 0,6 - 0,9 m/s; Vận tốc này đủ để xáo trộn nhưng không làm vỡ bông cặn. FD : Lực cản (N); CD : Hệ số lực cản của cánh khuấy; A : Diện tích của cánh khuấy (m2); vp : Vận tốc tương đối của cánh khuấy trong chất lỏng (m/s), ~ 0,7 - 0,8 vận tốc đầu cánh; P : Năng lượng cần thiết (W). Máy Khuấy Dạng Tĩnh (Static Mixer) P = g . Q. h P : Năng lượng tiêu tốn (kW); g : Khối lượng riêng của nước (kN/m3); Q : Lưu lượng (m3/s); h : Tổn thất áp lực khi chất lỏng chuyển động qua thiết bị (m) Máy Khuấy Bằng Khí Nén (Pneumatic Mixing) P : Năng lượng tiêu tốn (kW); pa : áp suất khí quyển; Va : thể tích không khí ở áp suất khí quyển (m3/s); pc : áp suất khí tại điểm xả (KN/m2). Bảng 7.3 Giá trị k Cánh khuấy Chảy tầng Chảy rối Cánh chân vịt, 3 cánh, bước răng vuông 41,0 0,32 Cánh chân vịt, 3 cánh 43,5 1,00 Turbin, 6 cánh phẳng 71,0 6,30 Turbin, 6 cánh cong 70,0 4,80 Turbin quạt, 6 cánh 70,0 1,65 Turbin, 6 cánh dạng mũi tên 71,0 4,00 Mái chèo phẳng, 6 cánh 36,5 1,70 Shrouded Turbin, 2 cánh cong 97,5 1,08 Shrouded Turbin với phân cố định 172,5 1,12 7.3 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION Phương pháp trao đổi ion được dùng để tách các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, V, Mn,… cũng như các hợp chất Arsen, Phospho, cyanua, chất phóng xạ, … khỏi nước và nước thải. Phương pháp này cho phép thu hồi những chất có giá trị và đạt mức độ làm sạch cao. Đây còn là phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước và nước thải. Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Trao đổi ion là cũng một quá trình hấp thụ, trong đó, các ion có trong dung dịch thay thế những ion của chất trao đổi không hòa tan (còn gọi mạng trao đổi ion). Chất trao đổi ion dùng trong công nghiệp hầu hết là những polyme không tan, được gọi là nhựa trao đổi ion. Mạng polyme chứa những nhóm có khả năng kết hợp với các ion dương (chất trao đổi cation - cationit) hoặc kết hợp với các ion âm (chất trao đổi anion - anionit). Chất trao đổi ion có khả năng trao đổi với cả cation và anion được gọi là chất trao đổi lưỡng tính. Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ, có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo. Thuộc nhóm các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm các zeolit, kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat,… Các chất có tính chất trao đổi cation là chất chứa nhôm silicat loại: Na2O.Al2O3.nSiO2.mH2O. Các chất flour apatit [Ca5(PO4)3]F và hydroxyt apatit [Ca5(PO4)3]OH cũng có tính trao đổi ion. Chất trao đổi ion vô cơ tổng hợp gồm silicagen, các oxyt khó tan và hydroxyt của một số kim loại như nhôm, crom, … Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm acid humic của đất và than đá, chúng mang tính acid yếu. Để tăng tính acid và dung lượng trao đổi người ta nghiền nhỏ than và lưu hóa ở điều kiện dư ôleum. Than sunfo là các chất điện ly cao phân tử, rẻ và chứa cả các nhóm acid mạnh và acid yếu. Các chất trao đổi ion này có nhược điểm là độ bền hóa học và độ bền cơ học thấp, dung lượng thể tích không lớn, đặc biệt trong môi trường trung tính. Các chất trao đổi ion hữu cơ tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn, là các hợp chất cao phân tử. Các gốc hydrocarbon của chúng tạo nên lưới không gian với các nhóm có chức năng trao đổi cố định. Khả năng trao đổi ion của các chất trao đổi ion được đặc trưng bởi dung lượng trao đổi tính bằng số đương lượng ion được trao đổi trên một đơn vị khối lượng hay thể tích chất trao đổi ion. Hay nói cách khác, dung lượng trao đổi được xác định trên cơ sở số lượng nhóm hoạt động trên một đơn vị khối lượng chất trao đổi. Dung lượng trao đổi phụ thuộc vào đặc tính của những nhóm hoạt động. Đối với chất trao đổi ion axít yếu và bazơ yếu, dung lượng trao đổi sẽ phụ thuộc nhiều vào sự thay đổi pH của dung dịch. Như vậy, bên cạnh dung lượng trao đổi tổng cộng, còn phải tính đến dung lượng trao đổi hữu ích, là một phần dung lượng trao đổi tổng cộng được sử dụng dưới những điều kiện thí nghiệm hoặc áp dụng thực tế. Dung lượng trao đổi tổng cộng có thể được xác định trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp chuẩn độ với axít (đối với cột trao đổi anion ở dạng OH-) hoặc với bazơ (đối với cột trao đổi cation ở dạng H+). Dung lượng trao đổi cũng được xác định bằng cách đường cong ngưỡng hấp thụ. 7.3.1 Nguyên Lý Trao Đổi Ion SO32- SO32- SO32- SO32- SO32- SO32- SO32- SO32- H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ Lớp hấp phụ (lớp cố định): 2 lớp - lớp ion bên trong; - lớp trái dấu. Lớp khuếch tán (lớp có thể chuyển động) Khi chất trao đổi ion gặp chất điện giải: - Tác dụng trao đổi; - Tác dụng nén ép: - Nồng độ muối trong dung dịch tăng làm cho lớp khuếch tán bị nén ép; - Các ion ngược dấu lớp khuếch tán thành của lớp hấp phụ; - Phạm vi hoạt động của lớp khuếch tán trở nên nhỏ. 7.3.2 Tính Năng Chất Trao Đổi Ion TÍNH NĂNG VẬT LÝ - Màu sắc : hơi thẫm; - Hình thái : viên tròn; - Cỡ hạt : 20 – 40 mesh + Hạt lớn à tốc độ trao đổi chậm; + Hạt nhỏ à tổn thất áp lực lớn; + Hạt không đều à bít tắt khe, trở lực tăng, trôi hạt nhỏ khi rửa. Khối lượng khô thực Thể tích thực của hạt nhựa Tỷ trọng Tỷ trọng khô thật = = 1,6 g/ml Khối lượng nhựa ẩm Thể tích của hạt nhựa ẩm Tỷ trọng ẩm thật = = 1,04-1,3 g/ml Khối lượng nhựa ẩm Thể tích đống của nhựa ẩm Tỷ trọng ẩm biểu kiến = = 0,60-0,85 g/ml Độ nở - Độ liên kết càng nhỏ à độ nở càng lớn; - Chất trao đổi càng dễ điện ly à độ nở càng lớn; - Dung lượng trao đổi càng lớn à độ nở càng lớn; - Nồng độ chất điện giải càng lớn à áp suất thẩm thấu tăng à lớp điện tích kép bị co lại à độ nở giảm - Độ hydrat của ion có khả năng trao đổi càng lớn àbán kính hydrat lớn à độ nở càng lớn: + Cation acid mạnh: H+ > Na+ > NH4+ > K+ > Ag+ + Anion bazờ mạnh: OH- > HCO3- ~ SO42- > Cl- + R-Na à R-H à thể tích tăng 5% + Quá trình trao đổi và hoàn nguyên à nở, ngót à vỡ hạt. - Tính chịu mài mòn: đảm bảo tổn thất < 3 – 7%/năm. - Tính hòa tan; - Tính chịu nhiệt: + Cationit: chịu được nhiệt độ > 1000C; + Anionit kiềm mạnh: ~ 600C; + Anionit kiềm yếu: ~ 800C. - Tính dẫn điện + Khô: không dẫn điện; + Ẩm: dẫn điện tốt. TÍNH NĂNG HÓA HỌC - Tính thuận nghịch; - Tính acid, bazờ; - Tính trung hòa, thủy phân RSO3H + NaOH ð RSO3Na + H2O RCOONa + H2O ð RCOOH + NaOH - Tính chọn lọc: + Điện tích ion càng lớn Q càng dễ bị trao đổi; + Số thứ tự nguyên tử lớn Q bán kính hydrat nhỏ Q dễ TĐ + Tính lựa chọn của cationit: Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ ~ NH4+ > Na+ > Li+ (Thích hợp đối với dung dịch có hàm lượng muối không cao) + Dung dịch đậm đặc à ảnh hưởng của ion: * Cation acid mạnh R-SO3-: Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ ~ NH4+ > Na+ > H+ > Li+ * Cation acid yếu R-COO-: H+ > Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ ~ NH4+ > Na+ > Li+ * Tính lựa chọn của anionit: OH- > SO42- > NO3- > Cl- > HCO3- - Dung lượng trao đổi + Tổng dung lượng trao đổi; + Dung lượng trao đổi cân bằng; + Dung lượng trao đổi làm việc. 7.3.3 Nguyên Lý Trao Đổi Trong Tháp Cố Định Nước chứa Ca2+ trao đổi với RNa hình thành các lớp: lớp mất hiệu lực – lớp làm việc - lớp chất trao đổi chưa làm việc. Nước vào Fe3+ Ca2+ Na+ Na+ + H+ Nước ra Nước vào Fe3+ Ca2+ Na+ Na+ + H+ Nước ra Nước vào Fe3+ Ca2+ Nước ra Hình 7.4 Quy luật phân bố lớp ion bị hấp phụ trong lớp chất trao đổi. TRAO ĐỔI ION LÀM MỀM NƯỚC Nước vào Na+ Nước ra Trao đổi 2NaR + Ca2+ (Mg2+) ® (Mg) CaR2 + 2Na+ Tái sinh (Mg) CaR2 + 2Na+ ® 2NaR + Ca2+ (Mg2+) - Chất lượng nước sau XL có thể đạt Hardness = 1 mg/L Nước vào Na+ Na+ - Cần tăng thêm bình trao đổi; - Trở lực của nước trong vận hành lớn hơn - Độ kiềm bicarbonate trong nước ở bất kỳ dạng nào đều chuyển thành NaHCO3 2NaHCO3 ® Na2CO3 + CO2 ­ + H2O + Na2CO3 + H2O ® 2NaOH + CO2 ­ - Tính kiềm của nước lò hơi tăng, đường ống bị ăn mòn bởi CO2 LÀM MỀM NƯỚC VÀ KHỬ KIỀM - Đơn giản nhất là thêm acid: 2NaHCO3 + H2SO4 ® Na2SO3 + 2CO2 ­ + 2H2O è Khử CO2 DÙNG HỆ THỐNG RH - RNA LẮP SONG SONG Nước vào H Na CO2 Két nước KK Ca(HCO3)2 R2Ca 2H2CO3 2RH + MgCl2 ® R2Mg + 2HCl Na2SO4 RNa H2SO4 + ® 2RNa + Ca(HCO3)2 R2Ca 2NaHCO3 MgCl2 R2Mg 2NaCl Na2SO4 2NaHCO3 + H2SO4 ® Na2SO4 + 2H2O + 2CO2 NaHCO3 + HCl ® NaCl + H2O + CO2