Nước có độ cứng cao thường gây tác hại cho ngườisử
dụng 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 khả năng hoạt động và tuổi thọ của
chúng. Làm mềm nước thực chất là quá trình làm
giảm hàmlượng caxi và magiê nhằm giảm độ cứng
của nước xuống đến mức cho phép. Các phương tiện
làm mềm nứơc cơ bản là: phương pháp hoá học,
phương pháp nhiệt, phương pháp trao đổi ion và
phương pháp tổnghợp.
38 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2721 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Các phương pháp xử lý nước đặc biệt, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
CHƯƠNG 7
CÁC PHƯƠNG
PHÁP XỬ LÝ
NƯỚC ĐẶC BIỆT
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
I. LÀM MỀM NƯỚC VÀ XỬ LÝ
NỨƠC CHO CÁC HỆ THỐNG
NỒI HƠI LÀM LẠNH
o Nước có độ cứng cao thường gây tác hại cho người sử
dụng 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 khả năng hoạt động và tuổi thọ của
chúng. Làm mềm nước thực chất là quá trình làm
giảm hàm lượng caxi và magiê nhằm giảm độ cứng
của nước xuống đến mức cho phép. Các phương tiện
làm mềm nứơc cơ bản là: phương pháp hoá học,
phương pháp nhiệt, phương pháp trao đổi ion và
phương pháp tổng hợp.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
I.1. Phương pháp hoá học
Cơ sở của phương pháp là dựa vào nước
các hoá chất có khả năng kết hợp các ion
Ca2+ và Mg2+ tạo ra các hợp chất
không tan và loại trừ bằng biện pháp
lắng lọc
a. Làm mềm nước bằng vôi: Hay còn
gọi là phương pháp khử độ cứng
Cacbonat bằng vôi, được áp dụng khi
cần phải giảm độ cứng và độ kiềm
của nước
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Khi cho vôi vào nước, các phản ứng xảy ra theo
phương trình sau:
2CO2 + Ca(OH)2 à Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 à CaCO3 ¯+ 2H2O
Mg (HCO3)2 +2Ca(OH)2 à Mg(OH)2 ¯+ CaCO3¯+ 2H2O
(*)
2NaHCO3 + Ca(OH)2 à CaCO3 ¯+ Na2CO3 + 2H2O
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Nếu tổng hàm lượng các ion HCO3- và CO32- có
trong nước nhỏ hơn tổng hàm lượng các ion Ca2+
và Mg2+, thì một phần magiê sẽ tồn tại ở dạng
muối của axit mạnh MgSO4, MgCl2. Phản ứng với
vôi sẽ là:
MgSO4 + Ca(OH)2 à Mg(OH)2 ¯+ CaSO4
MgCl2 + Ca(OH)2 à Mg(OH)2 ¯+ CaCl2.
Các phản ứng theo trên làm giảm độ cứng magiê
nhưng không giảm độ cứng magiê toàn phần vì
lượng magiê tách ra khỏi nước lại được thay thế
bằng một lượng tương đương Ca2+, CO32- sao cho
tích số của nồng độ Ca2+, CO32- đã tham gia thế
chỗ Mg2+ lớn hơn tích số hoá tan của CaCO3 .
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Giới hạn lý thuyết của quá trình làm mềm nước bằng vôi phụ
thuộc vào độ hoà tan của CaCO3 và Mg(OH)2 bảng dưới đây.
Trong nước thiên nhiên độ hoà tan của các hợp chất trên phụ
thuộc vào thành phần ion của của nước và hàm lượng CO32- và
OH- tự do
0.230.200.0380
0.550.400.150
mgñl/lmgñl/lmgñl/l0C
Giôùi haïn laøm meàmÑoä hoaø tanNhieät ñoä nöôùc
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
n Các hợp chất CaCO3 và Mg(OH)2 có khả năng tạo
ra dung dịch quá bão hoà, khi đó nước đã làm
mềm sẽ còn lại một lượng Ca(OH)2 dư. Nếu lượng
dư này quá lớn lại làm tăng độ cứng và độ kiềm
của nứơc đã làm mềm. Như vậy hiệu quả của quá
trình làm mềm nước bằng vôi phụ thuộc vào điều
kiện cân bằng bão hoà của nước bởi các hợp chất
CaCO3 và Mg(OH)2 được tạo ra.
n Liều lượng vôi cần thiết phụ thuộc vào tỷ lệ thành
phẩn của các ion trong nước. Nếu hàm lượng
Ca2+ lớn hơn HCO3- (hình dưới đây) thì lượng vôi
được xác định theo bảng trên và tính theo công
thức:
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
n Trong đó:
o av: lượng vôi sử dụng(vôi thô); (mg/l).
o CO2: hàm lượng CO2 tự do trong nước (mg/l).
o HCO3: hàm lượng ion bicabonat trong nước; (mg/l).
o Ap:lượng phèn ( FeCl3 hoặc FeSO4 tính theo sản phẩm
không ngậm nước; (mg/l).
o e: đương lượng của phèn hoạt tính (e=54 với FeCl3 và
e=76 với FeSO4).
o Cv: tỷ lệ vôi tinh khiết theo CaO trong vôi thô; (%).
o 0.5: lượng dự phòng để đảm bảo lắng cặn CaCO3 khi pH
xấp xỉ 9.5
(**)1005.0
6122
28 32
v
p
v Ce
aHCOCOa ´ú
û
ù
ê
ë
é
+±+=
-
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Biểu đồ thành phần giá trị của ion trong các nguồn nước khác nhau
Cl-SO42-HCO3-
Na+Mg2+Ca2+
HCO3- Ca2+«
Cl-SO42-HCO3-
Na+Mg2+Ca2+b
a
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Số hạng ap/e trong (công thức trên) lấy
dấu dương khi cho phèn vào nước cùng
với vôi hoặc sau khi cho vôi, dấu âm khi
cho phèn trước vôi (vì khi phèn thuỷ
phân đã làm giảm độ kiềm tự nhiên của
nước. Trong trường hợp hàm lượng Ca2+
nhỏ hơn hàm lượng HCO3-(hình b) thì
lượng vôi cần thíêt xác định trên cơ sở
(*) và tính theo:
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trong đó:
- Ca2+: lượng Ca2+ trong nước; 9mg/l).
n Các kí hiệu khác như trong (**); lượng dự
phòng lấy 1mgđ/l vì phải chuyển Mg(HCO3)2
thành Mg(OH)2 không hòa tan.
n Để tăng cường cho quá trình lắng cặn CaCO3 và
Mg(OH)2 khi làm mềm bằng vôi, pha thêm phèn
vào nứơc. Do phản ứng làm mềm diễn ra ở pH
lớn hơn 9 nên không dùng được phèn nhôm,
trong môi trường kiềm phèn nhôm tạo ra
aluminat hoà tan.
*)*(*1001
2061
2
22
28
2
32
v
p
v Ce
aCaHCOCOa ´ú
û
ù
ê
ë
é
+±-´+=
+
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Liều lượng phèn cần thiết xác định theo công thức thực nghiệp.
Trong đó:
n M: tổng hàm lượng
cặn trong nước làm
mềm, (mg/l). Giá
trị của M để tính
trong trường hợp
công thức (**) là:
n Và công thức(***)
là:
*5
100
100
61
502
22
50 320 vv
CaHCOCOMM -+´´++=
ap = 3 M1/3 (mg/l) (4*)
*)6(
100
10050
12
29
61
502
22
50
2
32
0
v
vv
CaCMgHCOCOMM -+++´´++=
+
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Ở đây – M0 Hàm lượng cặn không tan trong nước nguồn,
(mg/l); các kí hiệu khác như trong (**) và (***).
n Để kiểm tra kết quả của quá trình làm mềm
bằng vôi, chỉ cần xác định giá trị của pH sau khi
pha vôi vào nước. Như đã biết, phản ứng sẽ diễn
ra khi đã đạt đến sự cân bằng bão hoà của
CaCO3 và Mg(OH)2 trong nước. Tương ứng với
trạng thái bão hoà đó, độ ổn định của nước thải
được thể hiện ở một giá trị pH0 nào đó. Tại trạng
thái bão hoà tự nhiên ứng với pH0 của nước, tốc
độ phản ứng lắng cặn diễn ra rất chậm. Để tăng
tốc độ lên cần phải có một lượng dư ion OH-
biểu thị bằng giá trị DpH. Như vậy giá trị pH0 sẽ
có được biểu thị bằng công thức:
o pH = pH0 + DpH
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trong đó pH0 : độ pH bão hoà của nước ở cuối quá trình làm mềm. Giá trị
của pH0 có thể xác định bằng các phương pháp đã nêu trong Mực ổn định
nước, DpH = 0.5 trong trường hợp khử độ cứng Cacbonat.
Đối với độ cứng Magiê, trạng thái cân bằng bão hoà của nước bắt đầu khi
tích số nồng độ Mg2+ và OH- bằng tích số hoà tan của Mg(OH)2. Giá trị
pHSMg xác định như sau:
Trong đó:
n pKw = -
lgf[H+]f[OH-],
n PSMg(OH)2: hàm
logarit của tích số
hoà tan của
Mg(OH)2 lấy theo
bảng sau
n [Mg2+]: nồng độ
ion Mg2+ trong
nước, tính bằng g
ion/l.
n m: lực ion của
dung dịch [f].
[ ] uMgPSpKpHS OHMgwMg +--= +2)( lg2
1
2
1
2
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Giá trị của PSMg(OH)2 = -lgSMg(OH)2
11.3611.2211.0810.9610.8410.7510.7110.6710.6410.61P.S
Mg(OH)2
8070605040302520100Nhieät ñoä nöôùc, 0C
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Nếu biểu thị nồng độ ion Mg2+ bằng mg/l và rút
gọn về dạng kí hiệu ta có
[ ] )()()(19.2)lg(
2
1
2
1
3
2
213
2
2)(1)( 22
pfMgftffMgfPSpKfpH OHMgwOHMg ++=+úû
ù
êë
é +-+úû
ù
êë
é -= ++ m
Trong đó:
+ f1(t): hàm số phụ thuộc vào nhiệt độ nước;
+ f2(Mg2+): hàm số phụ thuộc vào nồn độ ion Mg2+ tại thời điểm
bắt đầu trạng thái
cân bằn bão hoà;
+ f3(t): hàm số phụ thuộc vào tổng hàm lượng muối của nước.
Trong thực tế, khi làm mềm nước bằng vôi để khử CaCO3, pHS
thường có giá trị từ 9.5-9.8 với Mg(OH)2, pHS có giá trị từ 10.5-11.5.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
b. Làm mềm nước bằng vôi và sôđa.
n Như đã nêu ở điểm a, khi tổng hàm lượng các ion
Mg2+ và Ca2+ lớn hơn tổng hàm lượng các ion
HCO3- và CO32- nếu sử dụng vôi để khử được độ
cứng magiê, nhưng độ cứng toàn phần không giảm.
Dể khắc phục điều này, cho thêm sôđa và nước các
phản ứng sẽ là:
MgSO4 + Ca(OH)2 à Mg(OH)2 ¯ + CaSO4
MgCl2 + Ca(OH)2 ®Mg(OH)2 ¯ + CaCl2
và
CaSO4 + Na2CO3 à CaCO3 ¯ + Na2 SO4
CaCl2 + Na2CO3 à CaCO3 ¯ + NaCl
n Như vậy ion CO3- của sô đa đã thay thế ion của các
axit mạnh tạo ra CaCO3 ¯. Theo các phãn ứng trên
có thể xác định được lượng vôi và sô đa cần thiết.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trong đó:
+ As: lượng sô đa tính theo sản phẩm thô
(mg/l)
+ CS: hàm lượng Na2CO3 tinh khiết trong
sản phẩm thô (%). Các kí hiệu còn lại
giống như (**) và (***).
v
p
v Ce
aMgHCOCOa 1005.0
1261
2
22
28
2
32 ´ú
û
ù
ê
ë
é
+±+´+=
+-
S
p
S Ce
aMgHCOCaa 1001
126120
53
2
3
2
´ú
û
ù
ê
ë
é
+±+-=
+-+
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
c. Làm mềm nước bằng phốt phát
Khi cần làm mềm triệt để, sử dụng vôi và sô đa vẫn
chưahạ 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 à Ca3(PO4)2 ¯ + 6NaCl;
3MgSO4 + 2Na3PO4 à Mg3(PO4)2 ¯+ 3Na2SO4;
3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 à Ca3(PO4)2 ¯ + 6NaHCO3;
3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 à Ca3(PO4)2 ¯ + 6NaHCO3;
3Mg (HCO3)2 + 2Na3PO4 à 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 so đa.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
I.2. Làm mềm nước bằng
phương pháp nhiệt
n Nguyên lý cơ bản của phương pháp là khi đun nóng nước, khí
cabonic hoà tan sẽ bị khử hết thông qua sự bốc hơi, trạn thái
cân bằng của các hợp chất cabonic sẽ chuyển dịch theo
phương trình
Ca(HCO3)2 à CaCO3¯ + CO2 + H2O;
-- Tuy nhiên đun sôi nước chỉ hết khí CO2và giảm độ cứng
cabonat 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 à MgCO3+ CO2 + H2O;
n Khi tiếp tục tăng nhiệt độ thì MgCO3 bị phân thuỷ phân.
MgCO3 + H2O à Mg(OH)2 ¯+ CO2
n Như vậy khi đun nóng nước, độ cứng cabonat sẽ giảm đi đáng
kể. Nếu kết hợp xử lý hoá chất với đun nóng, bông cặn tạo ra
sẽ có kích thích lớn và lắng nhanh do độ nhớt của nước giảm,
đồng thời giảm lượng hoá chất cần sử dụng. Làm mềm nước
bằng đun nóng thường chỉ áp dụng cho các hệ cấp nước công
nghiệp như nước nồi hơi vì kết hợp sử dụng lượng nhiệt dư của
nồi hơi. Các công trình làm mềm bao gồm: pha chế và định
lượng hoá chất, thiết bị đun nóng nươc, bể lắng và bể lọc. Các
chỉ tiêu kĩ thụât và cấu tạo lấy như trong các trường hợp khác.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
I.3. Làm mềm nước bằng trao đổi ion
a. Hạt trao đổi ion (Ionit) và phương pháp sử
dụng:
n Ngành công nghiệp hoá học đã chế tạo ra loại
hạt nhựa hữu cơ tổng hợp không tan trong nước
nhưng có bề mặt hoạt tính hoá học, có thể cấy
lên bề mặt các hạt này (ionit) một loại cation
hay anion chọn trứơc như Na+, H+, NH4+, OH-,
Cl-. Khi ngâm các hạt ionit vào nước, các ion đã
được cấy trên bề mặt sẽ tham gia vào phản ứng
trao đổi với các ion của muối hoà tan trong
nước. Ví dụ nếu cấy lên bề mặt hạt cation Na+ (
bằng cách ngâm các hạt nhựa ionit vào dung
dịch muối NaCl) hạt ionit sẽ biến thành Na-
cationit. Kí hiệu R – Na. R chỉ lõi không tan, qui
ước gọi nó là axit gốc 1 không tan trong nước.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
a. Hạt trao đổi ion (Ionit) và phương
pháp sử dụng
n Nếu lọc nước qua lớp hạt Na-cationit sẽ xảy ra các
phản ứng sau:
2R-Na + Ca(HCO3)2 Û R2-Ca + 2NaHCO3.
2R-Na + Mg(HCO3)2 Û R2-Mg + 2NaHCO3.
2R-Na + CaCl2 Û R2-Ca + 2NaCl.
2R-Na + CaSO4 Û R2-Ca + Na2SO4.
2R-Na + MgSO4 Û R2-Mg + Na2SO4.
o Theo mức độ lọc nước qua lớp hạt Na-cationit ngày
càng nhiều nhóm hạt tính Na của nó được thay thế
bằng ion canci và magiê của nước. Cuối cùng khả
năng trao đổi của Na-cationit hoàn toàn bị cạn kiệt.
Để khôi phục lại khả năng trao đổi của Na-cationit
nguời ta rửa lớp vật liệu lọc bằng dung dịch có nồng
độ cao của ion Na+ ví dụ dung dịch muối ăn.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
a. Hạt trao đổi ion (Ionit) và phương
pháp sử dụng
n Quá trình này gọi là quá trì nh hoàn nguyên:
R2-Ca + NaCl Û 2R-Na + CaCl2.
n Quá trình làm mềm nước bằng Na- cationit có thể
giảm được hàm lượng Ca2+ và Mg2+ trong nước đến
trị số rất bé, pH và độ kiềm tổng của nước không
thay đổi, cặn sấy khô do tăng lên một chút do đã
thay thế một ion Ca2+ hoà tan trong nước có trong
lượng nguyên tử 40.08 bằng 2 ion Na+ có trọng
lượng nguyên tử: 2*22.99=45.98.
n Chọn phương pháp làm mềm nứơc phải dựa vào chất
lượng nước yêu cầu sau xử lý, thành phần muối hoà
tan trong nước nguồn. Trong tấc cả các trường hợp
khi chỉ cần duy nhất là giảm độ cứng, thì phương
pháp làm mềm bằng Na-cationit là rẻ nhất. Khi
nguồn nước có độ kiềm cao, độ cứng magiê cao hay
hàm lượng sắt cao thì dùng phương pháp phối hợp.
Đầu tiên làm mềm nước bằng vôi sau đó lọc qua bể
Na-cationit, phương pháp này có hiệu quả khi làm
mềm nước các nguồn nước mặt có độ kiềm cao hơn
3mgđ/l.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Hiện nay công nghiệp hoá học đã sản xuất ra hàng lọat loại vật
liệu trao đổi ion. Đặc tính của cationit được dùng phổ biến ở
Nga và Mỹ giới thiệu ở bảng sau:
1.700
2.800
800
2.000
2.800
0.3-1.2
0.3-1
0.3-1
0.3-1
0.3-1
0.65
0.40
0.50
0.68
0.42
0.73
0.50
0.60
0.75
0.50
Ky-2
Kh-2
Emberlait IR-100
Emberlait IR-120
Emberlait IR-50
Nôû trong nöôùcTrong khoâng
khíkhoâ
Khaû naêng trao
ñoåi toaøn
phaàn
(E=gdl/m3)
Kích thöôùc
haït(mm)
Troïng löôïng ñoå thaønh ñoáng (T/m3)Loaïi vaät lieäu
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
b. Tính toán bể lọc Na-Cationit
o Tính toán công nghệ bể lọc Na-
cationit bao gồm việc xác định tổng
diện tích và số bể lọc cần thiết để làm
mềm lượng nước yêu cầu có độ cứng
nhất định.
o Tổng diện tích các bể lọc Na-
cationit xác định theo công thức sau:
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
))((1 rhx
ngay
tttnTv
Q
F
++-
=
Trong đó:
+ Q: lưu lượng có ích của các bể lọc (m3/ ngày).
+ T: số giờ làm việc của trạm trong ngày.
+ n: số lần hoàn nguyên trong ngày.
+ tx: thời gian xới lớp cationit thường lấy bằng 0.25 giờ (phút).
+ th:thời gian hoàn nguyên từ 25-30 phút (0.42-0.5 giờ).
+ tr: thời gian rửa bể sau khi hoàn nguyên 0.75-0.83 giờ (50 phút).
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
+ vt: vận tốc tính toán m/h xác định theo công
thức:
)ln(ln02.0
.
1080
2
01 CCdECT
HEv
tv
lv
t -+
=
+ C0: độ cứng toàn phần của nước nguồn (gdl/m3)
+ C: độ cứng cho phép còn lại (gđl/m3).
+ T1: thời gian của một chu kỳ làm việc của bể lọc giữa
hai lần hoàn nguyên (h)
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
n D80: đường kính cỡ hạt 80% đối với Na-
cationit có thể lấy 0.8¸1.2mm.
n H: chiều dày lớp Na-catoinit trong bể lọc
(m) thường chọn 2¸2.5m.
n Elv: khả năng trao đổi cân bằng trong
trạng thái làm việc của Na-cationit.
n Elv = a.b.Etoàn phần
)(1 rhx tttn
TT ++-=
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
+ a: hệ số hoàn nguyên chọn theo bảng:
0.910.90.860.810.740.62Heä soá hieäu quaû hoaøn
nguyeân a
400300250200150100Löôïng muoái tieâu thuï
ñeå hoaøn nguyeân
tính theo gram
muoái/gdl trao ñoåi
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
+ b: hệ số kể đến giảm khả năng trao đổi của Na-
cationit với ion Ca2+, Mg2+ do trong nước nguồn có sẵn ion
Na+
0.500.530.570.600.650.70.830.880.90.93bNa
1053210.50.10.050.030.01C2Na/C0
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
+ CNa: nồng độ ion Na+ trong nước (mgd/l) hay
(mgNa/23)
+ C0: độ cứng toàn phần của nước xử lý (mgd/l).
Tốc độ lọc vt tính theo công thức không được nhỏ hơn
3m/h và không được lớn hơn trị số ghi trong bảng:
25¸2015¸106¸10
30¸2520¸153¸6
35¸3025¸201¸3
45¸3530¸250.5¸1
Taèng cöôøngBình thöôøng
Toác ñoä loïc m/h khi cheá ñoä laøm vieäcÑoä cöùng cuûa nöôùc nguoàn (mgd/l)
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Thể tích cần thiết của Na-cationit xác định theo công thức
sau:
+ Q:(m3/ngày); C0: độ cứng
của nứơc nguồn (gdl/m3)
+ ELV: gdl/m3vật liệu = Etoàn
phần . a.b
Khi tính toán bể lọc Na-cationit
hoặc chọn trước chiều cao
lớp hạt cationit H=2.5m và
cho trước số lần hoàn
nguyên trong ngày n, rồi
tính ra tốc độ lọc. Hoặc
chọn trứơc tốc độ lọc theo
bảng và số lần hoàn
nguyên n rồi tính ra chiều
cao lớp lọc.
)(
.
30 m
En
CQW
LV
´
=
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Tổn thất áp lực trong lớp cationit có thể lấy theo bảng:
7.57.0109.025
6.56.07.06.520
6.05.56.56.015
5.5565.510
4.545.555
2.522.52
Chieàu cao lôùp cationit trong beå loïc (m)
0.5 ¸1.1mm0.3¸0.8mm
Toån thaát trong lôùp loïc Cationit vôùi côõ haïtToác ñoä
loïc
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
I.3. Cấu tạo bể lọc Na-cationit:
o Bể lọc Na-cationit có thể là bể lọc áp lực,
làm bằng thép không rỉ, thép thường bọc
lớp chống ăn mòn, các thiết bị trong và
ngoài bể lọc đều có khả năng bảo vệ chống
ăn mòn
o Bể lọc Na-cationit loại hở, xây bằng bêtông
cốt thép mặt trong mặt mặt ngoài quét lớp
bảo vệ chống ăn mòn và xâm thực. Các
thiết bị trong và ngoài đều có khả năng bảo
vệ chống ăn mòn
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
I.4. Quá trình vận hành bể lọc Na- cationit:
Có bốn công đoạn cơ bản trong vận hành
bể lọc Cationit.
o Làm mềm.
o Rửa ngược để xới lớp vật liệu.
o Hoàn nguyên Cationit bằng dung dịch muối
NaCl.
o Rửa sạch dung dịch hoàn nguyên.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
1. Quá trình làm mềm: nước nguồn theo dàn ống phân
phối đi từ trên xuống với tốc độ tính toán, khi nước lọc
ra có độ cứng tăng trên mức cho phép đã định (thường
được báo bằng máy đo tự động theo độ dẫn điện của
nước Conductivity) thì ngừng lọc để hoàn nguyên lớp
Cationit.
2. Rửa ngược để xới lớp vật liệu: trước khi hoàn nguyên cần phải
xới tơi lớp vật liệu để rửa cặn bẩn, có thể dùng nước rửa bể
lọc sau khi hoàn nguyên để xới, bởi vì trong nước rửa có chất
hoàn nguyên cho nên đồng thời với việc xới, bể lọc đã được
hoàn nguyên một phần. Thể tích vùng chứa bể lọc Na-
cationit sau khi hoàn nguyên lấy không nhỏ hơn 5m3 cho
1m3 diện tích bể lọc cho phép thu và sử dụng gần 50%
lượng nước rửa để xới tơi bể lọc. Nước xới phân phối đều theo
diện tích đáy bể bằng hệ ống thu nước lọc. Thời gian xới
thường từ 12-15 phút. Cường độ xới chọn theo bảng sau cho
toàn bộ lớp Cationit kể cả lớp dưới gồm các hạt lớn nhất đều
lơ lửng trong dòng nước và có độ giản nở từ 5¸10%
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
54.543.53.32.521.81.5Cöôøng ñoä xôùi
l/s.m2
1.21.110.90.80.70.60.50.4Côõ haït d80 mm
Khoảng cách từ mép máng hay phễu thu đến bề mặt lớp Cationit lấy bằng
nửa chiều dày của lớp.
3. Hoàn nguyên: dùng dung dịch muối NaCl để hoàn nguyên. Đầu quá trình
dùng dung dịch muối nồng độ 2% cuối quá trình dùng dung dịch nồng độ
8%-10%. Đầu tiên bơm vào bể lọc dung dịch muối 2% với khối lượn 0.6m3
cho 1m3 vật liệu với cường độ 2.6l/s.m2. Sau đó bơm liên tục dung dịch
muối 8%-10% vào bể lọc với cường độ2.6l/s.m2 trong thời gian từ 20-
35phút. Lượng