Bài thuyết trình Quá trình trung hòa trao đổi ion nước thải ổn định hóa nước

Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level www.themegallery.com Company Logo ‹#› Click to edit Master title style NHÓM 4A GVHD:Trần T. Ngọc Mai Trường Đại Học Công Nghiêp Thực Phẩm TP. Hồ Chí Minh Khoa: CNSH & KTMT MÔN: CƠ SỞ MÔI TRƯỜNG Bảng phân công công việc Họ và tên MSSV Công việc Đặng Hoàng Yến 2009120168 Quá trình trung hòa và trung hòa nước thải Nguyễn T Kim Ngân 2009120121 Quá trình trung hòa và trung hòa nước thải Đinh Thị Ngọc 2009120163 Ổn định hóa nước Vòng Công Thành 2009120174 Quá trình trao đổi www.themegallery.com Company Logo Tài liệu tham khảo Nguyễn Đức Lượng, công nghệ sinh học môi trường NXB ĐH Quốc gia TP HCM. Lương Đức Phẩm, cơ sở khoa học trong công nghệ môi trường(tập 3),NXB Giáo dục Việt Nam. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB KH&KT. www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo Nội dung Quá trình trung hòa 1 Trung hòa nước thải Ổn định hóa nước Quá trình trao đổi 2 www.themegallery.com Company Logo 1.Trung hòa www.themegallery.com Company Logo BAZO PH=7 www.themegallery.com Company Logo 1.Trung hòa Quá trình hiệu chỉnh pH:Quá trình này có thể được thực hiện bằng cách trung hòa một phân H+ hoặc OH- có dư trong nước ban đầu tới giá trị pH mong muốn.pH=6,5-8,5 PH=7 Ảnh hưởng của pH pH thấp hay quá cao là yếu tố không tốt đối với nhiều hệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học vì phần lớn các hệ vi khuẩn hiếu khí bị mất hoạt tính ở pH9 pH quá cao có thể gây ra chuyển dịch một số cân bằng theo hướng không mong muốn gây hại cho môi trường sống Nước thải có hàm lượng sulphua hydro nhất định gây mùi thối trong nước H2S  HS- + H+ Nếu pH thấp ta thấy mùi thối cao hơn pH cao. www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo Phương pháp trung hòa Trộn nước thải có tính axit với nước thải có tính kiềm 1 Trung hòa nước thải bằng hóa chất 2 Trung hòa nước thải có tính axit bằng cách cho chảy qua vật liệu trung hòa 3 Trung hòa bằng khói hoặc khí thải 4 Các phương pháp trung hòa www.themegallery.com Company Logo 1. Trộn nước thải axit_ bazo Ứng dụng: Nước thải của xí nghiệp là axit còn xí nghiệp gần đó có nước thải kiềm.( khu công nghiệp) Xí nghiệp có 2 nguồn nước thải axit và kiềm ở 2 công đoạn khác nhau. Yêu cầu: Bể trung hòa đủ lớn để chứa nước thải. Bể chứa có cánh khuấy hoặc khuấy trộn bằng không khí. 1. Trộn nước thải axit_ bazo   www.themegallery.com Company Logo 1. Trộn nước thải axit_ bazo Sơ đồ trung hòa bằng cách trộn 2 nguồn thải acid và kiềm www.themegallery.com Company Logo 2. Trung hòa nước thải bằng hóa chất Các hóa chất sử dụng: NaOH, KOH, sữa vôi đôlômit Ứng dụng: trung hòa nước thải axit Ví dụ : xử lý nước thải có axit sunfuaric người ta dùng xỉ của hợp kim sắt – crom, luyên thép và luyện gang. www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo 2. Trung hòa nước thải bằng hóa chất Phân loại Nước thải tính axit mạnh HCl, HNO3 Nước thải tính axit yếu: CH3COOH Nước thải có chứa H2SO4, H2SO3 2. Trung hòa nước thải bằng hóa chất Trung hòa nước thải axit sunfuric đá vôi ở dạng hydroxyt canxi (sữa vôi) sẽ thải ra cặn là thạch cao. Độ hòa tan của thạch cao ít thay đổi theo nhiệt độ. Khi khuấy trộn dung dịch sẽ xảy ra sự lắng đọng thạch cao trên thành ống dẫn và làm kín các ống dẫn. www.themegallery.com Company Logo 2. Trung hòa nước thải bằng hóa chất Giải pháp Để phá vở sự vít kín đó cần rửa ống dẫn bằng nước sạch hoặc cho thêm chât làm mềm đặt biệt hexametaphotphat. Đối với sự đóng cặn của thạch cao lên ống dẫn ta có thể tăng tốc độ dòng nước trung hòa. www.themegallery.com Company Logo 2. Trung hòa nước thải bằng hóa chất Sử dụng xút hoặc xoda có tác dụng rất mạnh, sản phẩm của quá trình trung hòa này thường hòa tan trong nước và không làm thay đổi độ cứng của nước,phương trình phản ứng Na2CO3 +CO2+H2O2NaHCO3 2NaOH +CO2  Na2CO3 + H2O NaOH +H2SO4 NaHSO4 + H2O NaHSO4 + NaOHNaSO4 + H2O www.themegallery.com Company Logo Lượng tác nhân cần thiết theo lý thuyết để trung hòa axit Các tác nhân Lượng tiêu tốn riêng của kiềm để trung hòa axit, kg/kg H2SO4 HCl HNO3 H3PO4 CH3COOH HF CaO Các hydroxit Ca(OH)2 NaOH KOH 0.57 0.77 0.44 0.86 0.47 1.7             0.75 1.01 0.59 1.13 0.62 1.85 0.82 1.14 1.09 1.53 0.63 0.89 1.22 1.71 0.67 0.94 2 2.8 Các cacbonat CaCO3 MgCO3 Na2CO3             1.02 1.37 0.8 1.53 0.83 2.5 0.86 1.15 0.67 1.21 0.7 2.1 1.09 1.45 0.84 1.62 0.89 2.63 Company Logo Kim loại Tác nhân CaO Ca(OH)2 Na2CO3 NaOH Kẽm 0.85 1.13 1.6 1.22 Niken 0.95 1.26 1.8 1.36 Đồng 0.88 1.16 1.66 1.26 Sắt 1.0 1.32 1.9 1.43 Chì 0.27 0.36 0.51 0.38 www.themegallery.com Company Logo Lượng tác nhân tiêu tốn riêng cần thiết tách kim loại Tính toán Company Logo Lượng tác nhân để trung hòa lượng nước thải Q(m3/h): G=k3.(100/B).Q.a.C Lượng tác nhân để trung hòa nước axit có chứa muối kim loại nặng: G=k3.(100/B).Q.(a.C+b1.C1+b2.C2+…+bn.Cn) k3- hệ số dự trữ B- lượng chất hoạt hóa trong thương phẩm, a- lượng tác nhân tiêu tốn riêng, kg/kg C- nồng độ axit hoặc kiềm(kg/m3) C1,C2,…,Cn- nồng độ kim loại, kg/m3 b1, b2,…,bn- Lượng tác nhân tiêu tốn riêng cần thiết để tách kim loại,kg/kg 2. Trung hòa nước thải bằng hóa chất Để tách những chất lắng cặn trong quá trình trung hòa, người ta lưu nước trung hòa trong thiết bị trung hòa 2 giờ. Để tăng khả năng lắng người ta có thể cho thêm chất trợ lắng www.themegallery.com Company Logo 2. Trung hòa nước thải bằng hóa chất Sơ đồ nguyên lý trạm trung hòa nước thải www.themegallery.com Company Logo 2. Trung hòa nước thải bằng hóa chất www.themegallery.com Company Logo Sơ đồn trung hòa nước thải bằng hóa chất 3. Lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa www.themegallery.com Company Logo Vật liệu Đá vôi, Magiezit (MgCO3), đá hoa cương, đolômit… Kích thước 30mm đến 80mm. Tốc độ Phụ thuộc vào tính chất vật liệu lọc nhưng không qua 5m/giờ Thời gian tiếp xúc không quá 10 phút Ứng dụng Để trung hòa nước thải axit có nồng độ axit không vượt quá 1.5 mg/l và không chứa kim loại nặng 3. Lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa Khi lọc nước thải chứa HCl và HNO3 qua lớp đá vôi, thường chọn vận tốc lọc từ 0.5 – 1 m/h. Trong trường hợp lọc nước thải chứa 0.5% H2SO4 qua lớp đôlômit, tốc độ lọc lấy từ 0.6 – 0.9 m/h, nếu nồng độ 2% H2SO4 thì tốc độ lọc lấy bằng 0.35 m/h. www.themegallery.com Company Logo 3. Lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa www.themegallery.com Company Logo Tính toán thiết kế Diện tích lọc của thiết bị lọc đứng(m2): F=Q/v Thời gian làm việc của thiết bị lọc khi không quá tải: t=H.F.p/(M.k) Chiều dài của thiết bị lọc (m): L=v.t Thời gian tiếp xúc giữa nước thải và vật liệu lọc: t=6k1.d1,5.(3+ lgC)/v-1/2 www.themegallery.com Company Logo 4.Trung hòa bằng khói hoặc khí thải Ứng dụng : để trung hòa nước thải chứa kiềm,có thể dùng khí thải chứa CO2,SO2… Việc dùng khí axit không những cho phép trung hòa nước thải mà tăng hiệu suất làm sạch chính khí thải khỏi các cấu tử độc hại. www.themegallery.com Company Logo 4.Trung hòa bằng khói hoặc khí thải www.themegallery.com Company Logo Sử dụng CO2 4.Trung hòa bằng khói hoặc khí thải www.themegallery.com Company Logo Axit H2CO3 Nước thải bazo 4.Trung hòa bằng khói hoặc khí thải Ưu điểm CO2 là nguồn nguyên liệu dễ tìm Tác động ăn mòn và độc hại nhỏ hơn các ion khác Giảm chi phí cho quá trình trung hòa Nhược điểm Cần có hệ thống thu và dẫn CO2 www.themegallery.com Company Logo 4.Trung hòa bằng khói hoặc khí thải Sơ đồ sử dụng nước không có nước thải của nhà máy sản xuất amiang www.themegallery.com Company Logo 2.Ổn định hóa nước Mục đích: Giữ cho nước luôn ở môi trường trung tính Ngăn ngừa các quá trình xâm thực hoặc lắng đọng cặn CaCO3 trong các công trình xử lý và vận chuyển nước. www.themegallery.com Company Logo Ổn định hóa nước www.themegallery.com Company Logo pH H2CO3- CO32- CO2 Lá tính chất không tạo kết tủa từ nước hay không hòa tan CaCO3 trong nước Khái niệm Các liên kết axit Cacbonic trong nước Ổn định hóa nước Xác định độ ổn định của nước pHo: pH đo được trên thực tế tại điều kiện nhiệt độ thực tế. pHs: pH bão hòa, pH ứng với trạng thái cân bằng của hệ( cân bằng bão hào của nước bởi CaCO3) I = pHo-pHs chỉ số bão hòa www.themegallery.com Company Logo Ổn định hóa nước www.themegallery.com Company Logo 2HCO3- ↔ CO2 + CO3 2- + H2O Ổn định hóa nước www.themegallery.com Company Logo Phân loại Xử lý ổn định nước bằng axit Xử lý ổn định nước bằng kiềm Ổn định hóa nước Xử lý ổn định nước bằng axit www.themegallery.com Company Logo Quá trình lắng đọng canxi cacbonat Ổn định hóa nước Nguyên lý: Hợp chất Ca(HCO3) là hợp chất không bền vững Ca(HCO3)2 ⇔ Ca 2+ + 2HCO3- Ca 2+ + 2HCO3- ⇔ CaCO3 + H2O + CO2 Nếu I>0 HCO3- + H+  CO2 + H2O www.themegallery.com Company Logo Ổn định hóa nước Xử lý ổn định nước bằng kiềm Áp dụng: ngăn ngừa quá trình xâm thực Khi nước có dư CO2 xâm thực: CO2 + OH- → HCO3- Lượng kiềm cần thiết được xác định theo giá trị pHo, pHs của nước www.themegallery.com Company Logo Quá trình trao đổi Cơ sở www.themegallery.com Company Logo Ca2+ Mg2+ Ca2+ Mg2+ Kết tủa Lọc Quá trình trao đổi Làm mềm nước bằng vôi + sô đa MgSO4 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + CaSO4 MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + CaCl2 CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3↓ + Na2SO4 CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl www.themegallery.com Company Logo Quá trình trao đổi Làm mềm nước bằng (Na3PO4) 3CaCl2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 6NaCl 3MgSO4 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2↓ + 3Na2SO4 3Ca(HPO4)2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 6NaHCO3 3Mg(HCO)2 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2↓ + NaHCO3 www.themegallery.com Company Logo Thank You !