Câu hỏi ôn tập xử lý nước cấp

Câu 1. Phân biệt nguồn nước mặt & nước ngầm Nước mặt là nguồn nước từ các ao hồ song suối, kết hợp từ dòng chảy trên bề mặt và thường xuyện tiếp xúc vs không khí. Đặc điểm: _Chứa khí hòa tan ( như Oxy)_chứa nhìu chất rắn lơ lửng. Trường hợp nước trong các ao hồ do quá trình lắng cặn nên chỉ tồn tại ở nồng độ thấp ( thường ở dạng keo tụ)_Hàm lượng chất hửu cơ cao, nhiệt độ & thành phàn hóa học có nhìu thay đổi_hàm lượng vi trùng & vsv gây bệnh cao Nước ngầm là nước chứa giửa tầng không khí khong thấm nước và nặt đất do mưa thẫm thấu & ngưng tụ tạo thành. Chất lượng nước phụ thuộc vào thành phàn khoáng hóa và cấu trúc địa tấng mà nước thấm wa. Đặc điểm: Độ chua thấp, rất ít vsv_nhiệt độ và thành phần hóa học tương đồi ổn định_ko có Oxy nhưng có nhìu CO2, H2S, Fe2+, …. èNước ngầm ít chịu tác động của con người nên chất lượng nước tốt hơn rất nhìu Câu 2. Trình bày cơ chế khử Fe2+ & Mn2+ trong CNXLNN bằng pp làm thoáng & pp sử dụng hóa chất Pp làm thoáng Làm thoáng thực chất là quá trình làm giàu Oxy cho nước, tạo đk để Fe2+, Mn2+ bị oxy hóa. Có 2 loại: Làm thoáng tự nhiên: giàn mưa > 15 mgFe/l, thùng quạt gió ( 5-15), ejeter ( 3-5) Làm thoáng cưỡng bức: sục khí trực tiếp Khử sắt Phản ứng oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ và thủy phân Fe3+ trong môi trường tự do( pư đồng thế) trong nước ngầm Fe2+ là muối ko bền vững, thường phân li theo dạng sau: Fe(HCO3)2 è 2HCO3- + Fe2+ Quá trình này phụ thuộc nhìu vào các yếu tố: pH, O2, hàm lượng sắt trong nước ngầm, CO2, độ kiềm, nhiệt độ, thời gian pư. Ngoài ra tốc độ oxy hóa Fe2+ còn phụ thuộc vào thế oxy hóa khử theo tiêu chuẩn Eo Phản ứng oxy hóa Fe2+ & thủy phân Fe3+ trong môi trường dị thể của lớp vật liệu lọc ( khử sắt = làm thoáng đơn giàn và lọc) Quá trình này chỉ để cung cấp oxy cho nước. Khi làm thoáng Fe2+ sẽ oxy hóa thành Fe3+ với tỉ lệ thấp. Quá trình oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ và thủy phân Fe3+ thành Fe(OH)3 chủ yếu xảy ra trong lớp vật liệu lọc. quá trình này tạo ra trên bề mặt hạt lọc 1 lớp màng chưá nhưng tạp chất sắt như : Fe2+, Fe3+, Fe(OH)2, Fe(OH)3 Phàn ứng oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ khi có lớp màng xúc tác Mangan Lớp màng oxit mangan là chất xúc tác làm tăng tốc quá trình oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ ngay cả trong trường hợp pH thấp (<5). Khi có hợp chất Fe2+ đi qua, lớp màng oxit mangan sẽ làm chất xúc tác è quá trình oxi hóa nhanh hơn. Kết thúc pư oxit mangan lại dc hình thành, nên càng ngày càng dày è pư diễn ra ngảy càng nhanh. Khử Mangan : cũng tương tự như khử sắt Sơ đồ 1: làm thoáng – lắng tiếp xúc – lọc 1 lớp vật liệu Áp dụng khi hàm lượng mangan nhỏ, tồn tại dưới dạng hòa tan Sơ đồ 2: làm thoáng- lắng tiếp xúc- lọc 2 lớp vật liệu Hàm lượng mangan cao hơn. Nên sử dụng lớp vật liệu lọc là cát đen ( dày 1.5m ) và thang angtraxit (1.5m) Sơ đồ 3: làm thoáng cưỡng bức – lắng tiếp xúc- lọc 2 bậc Sự dụng khi sơ đồ 2 ko đạt hiệu quả Pp sử dụng hóa chất Khử sắt, mangan bằng chất oxi hóa mạnh: Cl2, KMnO4, ozon… So với pp làm thoáng thì quá trình diễn ra nhanh hơn, pH thấp hơn( <6). Nếu trong nước có tồn tại các hợp chất như H2S, NH3 thì chúng sẽ gây ảnh hưởng tới quá trinh khử sắt Khử sắt = vôi Pp này ko đứng độc lập mà kết hợp vs quá trình ổn định nước hoặc làm mềm nước. khử sắt = vôi theo 2 trường hợp: Nước có oxi hòa tan è vôi dc coi như chất xúc tác cho quá trình khử sắt, Fe(OH)3 dc tạo thành. Nước ko có oxi hòa tan : Fe2+ + Ca(OH)2 = Fe2O3 è sắt dc khử dưới dạng Fe2O3 chứ ko phải là Fe(OH)3 Câu 3. Trình bày cơ chế xử lý cặn trong CNXLNC = pp keo tụ tạo bông, trình bày 2 yếu tố a/h đến quá trình này là pH & lượng phèn?? Trong nước tồn tại nhìu chất lơ lửng khác nhau, có thể dủng nhìu pp xử lý khác nhau tùy vào kích thước của chúng: d> 10^-4 mm : dung pp lắng lọc d<10^-4 mm : dung pp keo tụ Bản chất chủ pp keo tụ : cho vào nước các chất có khả năng dính kết kéo các hạt lơ lửng dính theo, tạo ra bông cặn lớn hơn, nặng hơn è lắng dễ dàng hơn. Keo tụ gồm có 2 phần : _Keo tụ phá vỡ trạng thái bền vững của hạt keo _Tạo bông kết dính các hạt keo bị phá bền Để thực hiện keo tụ, ngta thường cho vào nước các chất pư thích hợp như : Al2(SO4)3, FeSO4, FeCl3…. _Hệ keo: các hạt keo tiếp xúc vs nhau, chúng tạo thành các hạt có kích thước lớn hơn, tạo bông & kết tủa._Lực giữa các hạt keo là lực hút và lực đẩy tĩnh điện hoặc lực Van der Waals _Độ lớn : tỉ lệ nghịch vs khoảng cách giữa các hạt _Khả năng ổn định hạt keo là kết quả tổng hợp giữa lực hút & lực đẩy _Điện thế zeta là diện thế do sự chênh lệch giữa diện tích (+) và điện tích (-) tại bề mặt trượt. _Điện thế zeta< 0.03 V è Fh thắng Fđ. Khi zeta à 0 thì quá trình keo tụ càng đạt hiệu quả. Các yếu tố ảnh hưởng pH: phải có nồng độ thích hợp đối với từng chất keo tụ nhất định. Có a/h rất lớn đến khả năng tạo bông. Phèn: trong XLNC ngta thường dung phèn nhôm, phèn sắt và PAC. Phổ biến nhất là phèn nhôm sunfat Al2(SO4)3.18H2O Phèn nhôm : khi cho vào nước chúng sẽ phân ly thành Al3+ à Al(OH)3 _Độ pH a/h trực tiếp tới quá trình thủy phân: pH < 4.5 ko xảy ra keo tụ 4.5< pH <7.5 đạt hiệu quả keo tụ tốt nhất pH > 7.5 làm cho muối kiềm ít tan, hiệu quả keo tụ bị hạn chế Phèn sắt: gồm sắt (II) & sắt (III) Sắt(II) khi cho vào nước sẽ phân hủy thành Fe(OH)2 Trong nước có O2 sẽ tạo thành Fe(OH)3 pH: 8-9, có kết hợp vôi thì hiệu quả cao hơn Sắt (III) Fe3+ + H2O = Fe(OH)3 Pư xảy ra khi pH > 3.5 Hình thành lắng nhanh khi pH : 5.5 - 6.5 Câu 4. Phân biệt thanh trùng, khử trùng, tiệt trùng. Trong XLNC ngta dung khái niệm nào, tại sao? _thanh trùng: là quá trình tiêu diệt, thanh lọc các vi khuẩn gây bệnh và ko gây bệnh nhưng làm hư thực phẩm để bảo quãn những thực phẫm nhạy cảm vs nhiệt độ như sửa….Thanh trùng là tiêu diệt có chọn lọc. _ khử trùng : là quá trình tiêu diệt ức chế, loại bỏ các vsv gây bệnh _tiệt trùng: là tiêu diệt toàn bộ các vsv vật gây bệnh và ko gây bệnh Theo TCVN thì trong nước cấp E.coli ko dc tồn tại, coliform < 20 MPN/100ml Trong XLNC, ngta dung khái niệm khử trùng. Vì : _Trong nước có những vi khuẩn có hại như E.coli…ngoài ra, hệ thong đường ống cấp nước cũng có khả năng nhiễm khuẩn rất cao à cần phải tiêu diệt các vi khuẩn này. Nhưng đồng thời cũng phải giữ lại 1 số vi khuẩn có lợi cho cơ thể, nên ta phải khử trùng. _ Pp thanh trùng thì ko đũ mạnh để diệt các vi khuẩn có hại như E.coli, trong khi pp tiệt trùng lại quá mạnh và sẽ tiêu diệt toàn bộ kể cả vi khuẩn có lợi. è pp khử trùng là thích hợp nhất. Các pp khử trùng nước : _ Khử trùng nước bằng chất oxi hóa mạnh : Cl và các hợp chất của Cl Khi cho Cl vào nước, chất diệt trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tb vsv gây pư với men bên trong của tb, làm phá hủy quá trình trao đổi chất à vsv bị tiêu diệt. _Khử trùng bằng các tia vật lí ( UV, tử ngoại…) _Khử trùng bằng siêu âm _khử trùng bằng pp nhiệt _khử trùng bằng các ion bạc. Tuy nhiên, ngta hạn chế sử dụng pp này, vì nếu trong nước có độ màu cao, có chất hữu cơ, có nhìu kim loại muối…thì ion bạc ko phát huy dc khả năng diệt trùng Câu 5. Phân biệt cấu tạo và nguyên lý làm việc cuả các bể lắng trong XLNC : ngang, đứng, li tâm Bể lắng ngang: Cấu tạo: Hình chữ nhật, làm bằng gạch hoặc bê tong cốt thép Dùng trong các trạm xử lí có công suất > 3000m3/ngay đêm với trường hợp có dung phèn, và áp dụng vs công suất bất kì cho trạm xử lí ko dung phèn. Gồm 4 bộ phận chính: +Bộ phận phân phồi nước vào bể +Vùng lắng cặn +Hệ thống thu nước đã lắng +Hệ thống xả cặn HÌNH Bể lắng ngang chia làm nhìu ngăn, chìu rộng mỗi ngăn 3 – 6m, chìu dài ko qui định,nhưng khi chìu dài quá lớn có thể cho nước chảy xoay chìu để giàm bớt diện tích xây dựng. Để phân phối nước đều trên toàn bộ diện tích bể lắng. cần đặt các vách ngăn có đục lỗ ở đầu bể, cách tường 1-2m. Đoạn dưới của vách ngăn trong phạm vi chiều cao từ 0.3 – 0.5m kể từ mặt trên của vùng chưa nén cặn ko cần phải khoan lỗ. Tổng diện tích lỗ lấy theo tốc dộ nước qua lỗ từ 0.2 – 0.3m/s Nguyên lí hoạt động: Nước từ bể pư chảy vào máng phân phối nước à nước phân phối đều vào các vùng lắng nhờ tường phân phối, nước chảy đều từ đầu đến cuối bể. Các hạt theo quán tính sẽ lắng xuống vùng chứa cặn, và dc dẫn ra ngoài theo ống dẫn cặn. Nước chãy đến cuối bể, đi qua tường thu nước rồi vào máng thu nước à tới bể lọc. Bể lắng đứng Cấu tạo Thường có mặt bằng hình tròn hoặc hình vuông, làm bẳng gạch or bê tong cốt thép Sử dụng cho trạm xữ lí công suất nhỏ ( dưới 3000m3/ngay đêm) Bể lắng đứng thường kết hợp vs bể pư xoáy hình trụ ( ống trung tâm) Nguyên lí hoạt động Nước đi vào ống trung tâm ở giửa bễ,đi xuống dưới qua bộ phận hãm làm triệt tiêu chuyển động xoáy, rồi vào bể lắng. Trong bể lắng, nước chuyển động theo chìu đứng từ dưới lên trên, cặn rơi từ trên xuống đáy bể, dc đưa ra ngoài bằng ống xả cặn. Nước đã lắng trong dc thu vào máng bố trí xung quanh thành bể à đưa qua lọc. HÌNH Bể lắng li tâm Cấu tạo: Là loại trung gian giữa bể lắng ngang và bể lắng đứng Có dạng hình tròn, đường kình từ 5m trở lên. Thường dc sử dụng để sơ lắng các nguồn nước có hàm lượn cặn cao ( > 2000mg/l) với công suất ≥ 30000 m3/ ngay đêm. Nguyên tắc hoạt động: Nước cần xử lí theo ống trung tâm 1 vào giữa ngăn phân phôi 2, rồi dc phân phối vào vùng lắng 3. Trong vùng lắng, nước chuyển động chậm dần từ tâm bể ra ngoài. Cặn dc lắng xuống đáy, nước trong thì dc thu vào máng vòng 4, và theo đường ống 5 sang bể lọc. HÌNH Câu 6. Phân biệt cấu tạo & nguyên lí làm việc của các loại bể lọc trong XLNC Lọc trọng lực: bể hở, ko áp Lọc trọng lực nhanh: Cấu tạo: HÌNH Nguyên lí làm việc : Lọc :nước từ bể lắng sẽ đi qua máng phân phối vào bể lọc, qua lớp vật liệu lọc, lớp sõi đỡ vào hệ thống thu nước à đưa về bể chứa nước sạch Rửa lọc: nước đi từ hệ thống rữa lọc lên, qua lớp sỏi đỡ, lớp vật liệu lọcà đẩy lớp cặn bẩn tràn ra máng thu nước rửa, thu về máng tập trung, rồi dc xả ra ngoài theo mương thoát nước. Quá trình rửa lọc dc tiến hành đến khi nước rữa hết đục thì ngưng ( khoảng 15p). Chất lượng nước lọc ngay sau khi rửa lọc chưa dc đảm bảo. Do các mới rữa chưa dc sắp xếp lại, độ rỗng lớn à phải xả nước lọc đầu khoảng 10p,mà ko đưa vào bể chứa. Sau đó lọc bình thường. Lọc trong lực chậm: Dung cho nhà máy có công suất ≤ 1000 m3/ ngay dem. SS≤50 mg/l, độ màu < 50 Cấu tạo: HÌNH Hình chữ nhật hoặc hình vuông.Số bể lọc ko dc ít hơn 2. Làm bằng gạch hoặc bê tong cốt thép,chiều rộng mỗi ngăn ko dc quá 6m, chiều dài bể ko dc quá 60m, đáy bể thường dốc 5% về phái van xả đáy Nguyên lí làm việc: Nước từ máng phân phối đi vào bể qua lớp các lọc với vận tốc rất nhỏ ( 0.1 – 0.5 m/h). lớp các lọc nằm trên lớp sởi đỡ, dưới lớp sỏi đỡ là hệ thống thu nước đã lọc đưa sang bể chứa. Các lọc thường là thạch anh, thường có d: 0.3 – 2mm, chiều dày ko quá 800mm. Rửa lọc có thể bằng thủ công hoặc bằng bán cơ giới. Lọc áp lực : thích hợp cho lọc sơ bộ nước song và lọc nước ngầm cấp cho công nghiệp Cấu tạo: HÌNH Là loại bể lọc nhanh, kín thường dc chế tạo bằng thép có dạng hình trụ đứng ( công suất nhỏ), hình trụ ngang( công suất lớn). Nguyên lí làm việc: Nước đưa vào bể qua 1 phễu bố trí ở đỉnh bể, qua lớp các lọc. lớp đỡ à vào hệ thống thu nước trong, đi vào đáy bể và vào nguồn tiếp nhận. Khi rửa bể: nước từ dường ống áp lực chảy ngược lên trên qua lớp các lọc à vào phểu thu à chảy theo ống thoát nước rửa xuống ồng thu nước rửa lọc.