Đồ án Công nghệ môi trường – xử lý nước cấp

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT 1.1.TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 1.1.1 Tính chất lý học của nước Nhiệt độ Nhiệt độ của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình xử lí nước. Sự thay đổi nhiệt độ của nước phụ thuộc vào từng loại nguồn nước. Nhiệt độ của nguồn nước mặt dao động rất lớn (từ 4 ¸ 400C) phụ thuộc vào thời tiết và độ sâu nguồn nước. Hàm lượng cặn không tan Được xác định bằng cách lọc một đơn vị thể tích nước nguồn qua giấy lọc, rồi đem sấy khô ở nhiệt độ (105 ¸ 1100oC). Hàm lượng cặn là một trong những chỉ tiêu cơ bản để chọn biện pháp xử lí đối với các nguồn nước mặt. Hàm lượng cặn của nước nguồn càng cao thì việc xử lí càng tốn kém và phức tạp. Độ màu của nước Đơn vị đo độ màu thường dùng là Platin – Coban. Nước thiên nhiên thường có độ mầu thấp hơn 200PtCo. Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ lửng trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc. Trong khi đó, để loại bỏ màu thực của nước (do các chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hóa lý kết hợp. Mùi và vị của nước Nước có mùi là do trong nước có các chất khí, các muối khoáng hoà tan, các hợp chất hữu cơ và vi trùng, nước thải công nghiệp chảy vào, các hoá chất hoà tan,…Nước có thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi cỏ lá, mùi clo, mùi phenol, … Vị mặn, vị chua, vị chát, vị đắng, … Độ đục thường được đo bằng máy so màu quang học dự trên cơ sở thay đổi cường độ ánh sáng khi đi qua lớp nước mẫu. Đơn vị đo độ đục xác định theo phương pháp này Là NTU (Nepheometric Turbidity Unit) 1NTU tương ứng 0.58 mg foomazin trong một lít nước. Độ dẫn điện Nước có độ dẫn điện kém. Nước tinh khiết ở 20oC có độ dẫn điện là 4.2 µS/m (tương ứng điện trở 23.8 mΩ/cm. Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất khoáng hòa tan trong nước và dao động theo nhiệt độ. 1.1.2 Tính chất hóa học của nước Độ pH PH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước. Khi pH =7 nước có tính trung tính pH <7 nước co tính axit pH >7 nước co tính kiềm Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hòa tan trong nước. Ở độ pH<5, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồn nước có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hòa tan và một số loại khí như CO2, H2S tồn tại ở dạng tự do trong nước. Độ kiềm Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của cá ion bicacbonat, cacbonat, hydroxyt và anion của các muối của các axit yếu. Do hàm lượng các muối này có trong nước rất nhỏ nên có thể bỏ qua. Độ kiềm bicacbonat và cacbonat góp phần tạo nên tính đệm cho dung dịch nước. Nguồn nước có tính đệm cao, nếu trong quá trình xử lý có dùng thêm các hóa chất như phèn thì độ pH của nước cũng ít thay đổi nên sẽ tiết kiệm được các hóa chất dùng để điều chỉnh pH. Độ cứng Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magie có trong nước.Nước có độ cứng cao gây trở ngại cho sinh hoạt và sản xuất: giặt quần áo tốn xà phòng, nấu thức ăn lâu chín, gây đóng cặn nồi hơi, giảm chất lượng sản phẩm, … Độ oxy hoá Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ có trong nước. Chỉ tiêu oxy hoá là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Độ oxy hoá của nguồn nước càng cao, chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vi trùng. Clorua Clorua làm cho nươc có vị mặn. Ion này thâm nhập vào nước qua sự hòa tan các muối khoáng hoặc bọ ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay ở đoạn sông gần biển. Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thể gây ra mắc bệnh về thận. Ngoài ra, nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bê tông. Sunfat Ion sunfat thường có trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc hữu cơ. Với hàm lượng sunfat cao hơn 400 mg/l, có thể gay mất nước trong cơ thể và làm tháo ruột. Ngoài ra, nước có nhiều ion clorua và sunfat sẽ làm xâm thực bê tông. Florua Nước ngầm từ cá vùng đất chưa quặng apatit, đá alkalic, granit thường có hàm lượng florua cao đến 10mg/l. trong nước thiên nhiên, các hợp chất của florua khá bền vững và khó loại bỏ trong quá trình xử lý thông thường. Ơ nồng độ thấp, từ 0.5 mg/l dến 1mg/l, florua giúp bảo vệ men răng Hàm lượng sắt Sắt tồn tại trong nước dưới dạng sắt (II) hoặc sắt (III). Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng sắt (II) hoà tan của các muối bicacbonat, sunfat, clorua, đôi khi dưới dạng keo của axit humic hoặc keo silic. Việc tiến hành khử sắt chủ yếu đối với các nguồn nước ngầm. Khi trong nước có hàm lượng sắt > 0,5 mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt, làm hư hỏng sản phẩm của ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp và làm giảm tiết diện vận chuyển nước của đường ống. Hàm lượng mangan Mangan thường được gặp trong nước nguồn ở dạng mangan (II), nhưng với hàm lượng nhỏ hơn sắt rất nhiều. Tuy vậy với hàm lượng mangan > 0,05 mg/l đã gây ra các tác hại cho việc sử dụng và vận chuyển nước như sắt. Công nghệ khử mangan thường kết hợp với khử sắt trong nước. Nhôm Vào mùa mưa, ở nững vùng đất phèn, đát ở trong điều kiện khử không co oxy, nên các chất như Fe2O3 và Jarosite tác dộng qua lại, lấy oxy của nhau và tạo thành sắt , nhôm, sunfat hòa tan trong nước. Do đó, nước mặt ở vung náy thường rấ chua, pH = 2.5÷4.5, sắt tồn tại chủ yếu là Fe2+ (có khi dến 300 mg/l), nhôm hòa tan ở dạng ion Al3+ ( từ 5 ÷ 70mg/l). Khi chứa niều nhôm hào tan nước thường có màu trong xanh và vị rất chua. Nhôm có đọc tính đối với sức khỏe con người. Khi uống nước co chứa hàm lượng nhôm cao có thể gây t\ra các bênh về não như Alzheimer. Các chất khí hoà tan Các chất khí hoà O2, CO2, H2S trong nước thiên nhiên dao động rất lớn. Khí H2S là sản phẩm của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, phân rác. Khi trong nước có H2S làm nước có mùi trứng thối khó chịu và ăn mòn kim loại. Hàm lượng O2 hoà tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, đặc tính của nguồn nước. Nước ngầm có hàm lượng oxy hoà tan rất thấp hoặc không có, do các phản ứng oxy hoá khử xảy ra trong lòng đất đã tiêu hao hết oxy. Khí CO2 hoà tan đóng vai trò quyết định trong sự ổn định của nước thiên nhiên. Trong kỹ thuật xử lý nước, sự ổn định của nước có vai trò rất quan trọng. Việc đánh giá độ ổn định trong sự ổn định nước được thực hiện bằng cách xác định hàm lượng CO2 cân bằng và CO2 tự do. Lượng CO2 cân bằng là lượng CO2 đúng bằng lượng ion HCO-3 cùng tồn tại trong nước. Nếu trong nước có lượng CO2 hoà tan vượt quá lượng CO2 cân bằng, thì nước mất ổn định và sẽ gây ăn mòn bêtông. 1.1.3 Các chỉ tiêu vi sinh Trong nước thiên nhiên có rất nhiều vi trùng, rong tảo và các đơn bào. Chúng xâm nhập vào nước từ môi trường xung quanh hoặc sống và phát triển trong nước. Trong đó có một số sinh vật gây bệnh cần phải được loại bỏ khỏi nươc trước khi sử dụng. Trong thực tế không thể xác định tất cả các loại sinh vật gây bệnh qua đường nước vì phức tạp và tốn thời gian. Mục đích của việc kiểm tra vệ sinh nước là xác định mức độ an toàn của nước đối với sức khỏe con người. Do vậy có thể dùng vài vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân để đánh giá ô niễm từ rác, phân người và động vật. Có 3 nhóm vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân: Nhóm Coliform đặc trưng là Escherichia Coli ( E.coli) Nhóm Streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis. Nhóm Clostridia khử sunfit đặc trưng là Clostridum perfringents Đây là những nhóm vi khuẩn thường xuyên có mặt trong phân người. Trong đó E.Coli là loại trực khuẩn đường ruột, có thời gian bảo tồn trong nước gần giống những vi sinh vật gây bệnh khác. Sự có mặt E.Coli chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn phân rác và có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác. 1.2 CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP CHO ĂN UỐNG VÀ SINH HOẠT Theo tiêu chuẩn QCVN 01:2009/BYT “ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng ăn uống” phải đạt được những chi tiêu về lí hóa học và vi trùng như sau: Bảng 3.1: Chất lượng nước cấp cho sinh hoạt ăn uống TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa 1 Độ đục NTU 2 2 Độ sắc TCU 15 3 Mùi vị Không có mùi, vị lạ 4 Độ pH 6,5 - 8,5 5 Độ cứng mg/l 300 6 Độ Ôxy hoá KMnO4 mg/l 2 7 Sunfua Hydro mg/l 0,05 8 Clorua mg/l 250 9 Nitrat mg/l 50 10 Nitrit mg/l 3 11 Sulfat mg/l 250 12 Antimon mg/l 0.005 13 Florua mg/l 1,5 14 Bari mg/l 0.7 15 Amoni mg/l 3 16 Natri mg/l 200 17 Sắt mg/l 0,3 18 Mangan mg/l 0.3 19 Đồng mg/l 1 20 Kẽm mg/l 3 21 Nhôm mg/l 0,2 22 Chì mg/l 0,01 23 Asen mg/l 0,01 24 Cadmi mg/l 0,003 25 Thuỷ ngân mg/l 0,001 26 Crôm mg/l 0,05 27 Xianua mg/l 0,07 28 Borat và Axít boric mg/l 0.3 1.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC 1.3.1 Phương pháp hóa lý Quá trình keo Trong nước sông suối, hồ ao,.. thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành phần và kích thước rất khác nhau. Đối với các loại cặn này dùng các biện pháp xử lý cơ học trong công nghệ xử lý nước như lắng lọc có thể loại bỏ được cặn có kích thước lớn hơn 10-4mm. Cũn cỏc hạt cú kớch thước nhỏ hơn 10-4mm không thể tự lắng được mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp lí cơ học kết hợp với biện pháp hoá học, tức là cho vào nước cần xử lí các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng có trong nước, taọ thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể. Để thực hiện quá trỡnh keo tụ người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp như : phèn nhôm Al2(SO4)3; phốn sắt FeSO4 hoặc FeCl3. Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hoà tan. Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ để trung hoà ion H+ thỡ cần phải kiềm hoỏ nước. Chất dùng để kiềm hoá thông dụng nhất là vôi CaO. Một số trường hợp khỏc cú thể dựng là Na2CO3 hoặc xút NaOH. Thông thường phèn nhôm đạt được hiệu quả keo tụ cao nhất khi nước có pH = 5.5¸7.5. Một số nhân tố cũng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ như: các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng, nhiệt độ… Hấp phụ Hấp phụ là quá trình tập trung chất lên bề mặt phân chia pha và gọi la hấp phụ bề mặt. Khi phân tử các chất bị hấp phụ đi sâu và trong lòng chất hấp phụ, người ta gọi quá trình này là sự hấp phụ. Trong quá trình hấp phụ có tỏa ra một nhiệt lượng gọi là nhiệp hấp phụ. Bề mặt càng lớn tức lòa độ xốp chất hấp phụ càng cao thì nhiệt hấp phụ tỏa ra cang lớn. Bản chất của quá trình hấp phụ: hấp phụ các chất hòa tan là kết quả của sự chuyển phân tử của những chất có từ nước vào bề mặt chất hấp phụ dưới tác dụng của trường bề mặt. Trường lực bề mặt gồm có: + Hydrat hóa các phân tử chất tan, tức là tacvs dụng tương hỗ giữa các phân tử chất rắn hòa tan với những phân tử nước. + Tác dụng tương hỗ giữa các phân tử chất rắn bị hấp phụ thì đầu tiên sẽ loại được các phân tử trên bề mặt chất rắn. Các phương pháp hấp phụ: Hấp phụ vật lí Hấp phụ hóa học 1.3.2 Biện pháp hóa học Khử trùng Ngoài các tạp chất hữu cơ và vô cơ, nước thiên nhiên còn chứa rất nhiều vi sinh vật, vi khuẩn và các loại vi trùng gây bênh như tả, lỵ , thương hàn mà các quá trình xử lý cơ học không thể loại trừ được. Để ngăn ngừa các bệnh dịch, nước cấp cho sinh hoạt phải được diệt trùng. Với các hệ thống cấp nước công nghiệp cũng cần phải diệt trùng để ngăn ngừa sự kết bám của các vi sinh vật lê thành ống dẫn nước trong các thiết bị làm lạnh, làm giảm khả năng truyền nhiệt đồng thời làm tăng tổn thất thủy lực của hệ thống. Các quá trình khử trùng: Khử trùng bằng phương pháp hóa học Khử trùng bằng Clo và các hợp của Clo Clo là một chất oxi hóa mạnh ở bất cứ dạng nào. Khi Clo tác dụng với nước tạo thành axit hypoclorit (HOCl) có tác dụng diệt trùng mạnh. Khi cho Clo vào nước, chất diệt trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vaatjvaf gây phản ứng với men bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt. Khi cho Clo vào nước, phản ứng diễn ra như sau: Cl2 + H2O -> HOCl + HCl Hoặc có thể ở dạng phương trình phân li: Cl2 + H2O -> H+ + OCl- + Cl- Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra nư sau: Ca(OCl)2 + H2O -> CaO + 2HOCl 2HOCl -> 2H+ + 22OCl- pH của nước cang cao, hiệu quả khử trùng bằng Clo cang giảm. Khử trùng bằng Clo và amôniac Khi khử trùng bằng Clo, mà trong nước có chứa pheenol, để ngăn chặn mùi Clophenol, phải đặt thiết bị để cho khí amoniac vào nước. Amoniac phải được bảo quản trong bình hoặc thùng đặt tại kho tiêu thụ Thiết bị amoniac hóa được bố trí trong buồng riêng, cách li với buồng định liều lượng Clo và phải được trang bị cơ gới hóa để di chuyển các bình và thùng. Dùng ôzôn để khử trùng Ôzôn là 1 chất khí có màu ánh tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đối với con người. Ở trong nước, ôzôn phân hủy rất nhanh thành ỗi phân tử và nguyên tử. Ôzôn có tính hoạt hóa mạnh hơm Clo, nên khả năng diệt trùng mạnh hơn Clo rất nhiều lần. Lượng ozon cần thiết cho vào nước không lớn. Thời gian tiếp xúc rất ngắn (5 phút), không gây mùi khó chịu cho nước kể cả khi trong nước có phenol. Khử trùng nước bằng tia tử ngoại Tia tử ngoại hay còn gọi là tia cực tím, là các tia có bước sóng ngắn có tác dụng diệt trùng rất mạnh. Dùng các đèn bức xạ tử ngoại, đặt trong dòng chảy của nước. Các tia cực tím phát ra sẽ tác dụng lên các phân tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc và mất khả năng trao đỏi chất, vì thế chúng bị tiêu diệt. Hiệu quả khử trùng chit đạt được triệt để khi trong nước không co các chất hữu cơ và cặn lơ lửng. Các phương pháp khử trùng khác Khử trùng bằng siêu âm Dùng dòng siêu âm với cường độ tác dụng lớn trong khoảng thời gian nhỏ nhất là 5 phút, sẽ có thể tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật co trong nước. Khử trùng bằng phương pháp nhiệt Dây là phương pháp cổ truyền. Đun sôi nước ở nhiệt độ 100oC có thể tiêu diêu phần lớn các vi khuẩn có trong nước. Chỉ trừ nhóm vi khuẩn khi gặp nhiệt độ cao sẽ chuyển sang dạng bào tử vững chắc Tuy nhiên, nhóm vi khuẩn này chiếm tỉ lệ rất nhỏ. Phương pháp đung sôi nước tuy đơn giản, nhưng tốn nhiên liệu và cồng kềnh, nên chỉ dùng trong quy mô gian đình. Khử trùng bằng Ion bạc Ion bac thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước. Với hàm lượng 2-10ion g/l đã có tác dụng diệt trùng. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là : nếu trong nước có độ màu cao, có chất hữu cơ, có nhiều loại muối … thì ion bạc không phát huy được khả năng diệt trùng. Làm mềm nước Nước có độ cứng cao thường gây nên nhiều tác hại cho người sử dụng làm lãng phí xà phòng và các chất tẩy, tạo ra cặn kết bám bên trong đường ống, thiết bị công nghiệp làm giảm khả năng hoạt động và tuổi thọ của chúng. Làm mềm nước thực chất là quá trình xử lý giảm hàm lượng canxi và magie nhằm hạ độ cứng của nước xuống đến mức cho phép. Các phương pháp làm mềm nước: Phương pháp hóa học Làm mềm nước bằng vôi Làm mềm nước bằng vôi hay còn gọi là phương pháp khử độ cứng cacbonat bằng vôi, được áp dụng khi cần phải giảm cả độ cứng và độ kiềm của nước. Khi cho vôi vào nước, các phản ứng xảy ra theo trình tự sau: 2CO2 + Ca(OH)2 -> Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 ->2CaCO3¯ + 2H2O Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 ->Mg(HCO3)2 + 2CaCO3¯ + 2H2O 2NaHCO3 + Ca(OH)2 ->CaCO3¯ + Na2CO3 + H2O Để tăng cường cho quá trình lắng cặn CaCO3 và Mg(OH)2 khi làm mềm nước bằng vôi, pha thêm phèn vào nước. Do phản ứng làm mềm nước diễn ra ở pH lớn hơn 9 nên không dùng được phèn nhôm, trong môi trường kiềm phèn nhôm tạo ra aluminat hòa tan. Để kiểm tra hiệu quả của trình làm mềm bằng vôi, chỉ cần xác định giá trị pH sau khi pha vôi vào nước. Phản ứng sẽ diễn ra triệt để khi đã đạt đến sự cân bằng bão hòa CaCO3 và Mg(OH)2 trong nước. Tương ứng với trạng thái bão hòa đó, độ ổn định của nước phải được thể hiện ở một giá trị pHo nào đó. Tại trạng thái bão hòa tự nhiên ứng với pHs 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 pHo sẽ có được biểu thị bằng công thức: pHo = pHs + DpH Trong đó pHo: độ pH bão hòa của nước ở cuối quá trình làm mềm. pHs: có thể xác định bằng phương pháp Langlier để đánh giá độ ổn định của nước. Làm mềm nước bằng vôi và sođa Khi tổng hàm lượng các ion Mg2+ và Ca2+ lớn hơn tổng hàm lượng các ion HCO3- và CO32+ nếu sử dụng vôi được đọ cứng magie, nhưng độ cứng toàn phần không giảm. Để khắc phục điều này, cho thêm sođa vào nước các phản ứng sẽ là: MgSO4 + Ca(OH)2 -> Mg(OH)2¯ + CaSO4 MgCl2 + Ca(OH)2 -> Mg(OH)2¯ + CaCl2 Và CaSO4 + Na2CO3 -> CaCO3¯ + Na2SO4 CaCl2 + Na2CO3 -> CaCO3¯ + 2NaCl2 Như vậy ion CO32- của sođa đã thay thế ion của các axit mạnh tạo ra CaCO3 kết tủa. Làm mềm nước bằng photphat Khi cần làm mềm triệt để, sử dụng vôi và sođa vẫn chưa hạ độ cứng của nước xuống được đến 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 muối không tan theo phản ứng: 3CaCl2 + 2Na3PO4 -> Ca3(PO4)2¯ + 6NaCl 3MgSO4 + 2Na3PO4 -> Mg3(PO4)2 ¯ + 3Na2 SO4 3Ca(HCO3)2+2Na3PO4 -> Ca3(PO4)2 ¯ + 6NaHCO3 3Mg(HCO3)2+2Na3PO4 -> Mg3(PO4)2 ¯ + 6NaHCO3 Quá trình làm mềm nước bằng photphat chỉ diện ra ở nhiệt độ lớn hơn 100oC. Sau xử lý, độ cứng của nước giảm xuống còn 0,04 đến 0,05 mđlg/l. Do giá thành của Na3PO4 cao nên thường chỉ dùng nó với liều lượng nhỏ sau khi đã làm mềm bằng vôi và sođa. Phương pháp nhiệt Nguyên lý cơ bản của phương pháp là khu đun nóng nước, khí cacbonic hòa tan sẽ bị khử hết thông qua sự bốc hơi, trạng thái cân bằng của các hợp chất cacbonic sẽ chuyển dịch theo phương trình: Ca(HCO3)2 -> CaCO3¯ + CO2­ + H2O Tuy nhiên đun sôi nước chỉ khử hết khí CO2 và giảm độ cứng cabonat của nước, trong nước vẫn còn một lượng CaCO3 hòa tan. Đối với magie quá trình lắng cặn xảy ra qua hai bước, khi nhiệt độ nước đạt 18oC: Mg(HCO3)2 -> MgCO3 + CO2­ + H2O Khi tiếp tục tăng nhiệt độ thì MgCO3 bị thủy phân: MgCO3 + H2O -> Mg(OH)2¯ + CO2­ Như vậy khi đun nóng nước, độ cứng ccbonat sẽ giảm đi đáng kể. Nếu kết hợp xử lý hóa chất với đun nóng, bông cặn tạo ra có kích thước lớn và lắng nhanh do độ nhớt của nước giảm, đồng thời giảm được lượng hóa chất cần sử dụng. Làm mềm nước bằng đun nóng thường chỉ áp dụng cho các hệ thống cấp nước nóng công nghiệp như nước nồi hơi vì kết hợp sử dụng nhiệt lượng nhiệt dư của nồi hơi. Các công trình làm mềm bao gồm: pha chế, và định lượng hóa chất, thiết bị đung nống nước, bể lắng và bể lọc. 1.3.3 Biện pháp cơ học Lắng nước Lắng nước là giai đoạn là sạch sơ bộ trước khi đưa nươc vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước. Quá trình lắng xảy ra rất phức tạp, có thể tóm tắt là: Lắng ở trạng thái động ( nước luôn chuyển động) Các hạt cặn không tan không đồng nhất ( có hình dạn, kích thước khác nhau …) Không ổn định ( luôn thay đổi) Lắng ngang Để nghiên cứu quá trình lắng cặn ở bể lắng ngang, trước tiên xét chuyển động của các hạt cặn tự do trong điều kiện chảy tầng lí tưởng. Lúc này quỹ đạo chuyển động của các hạt cặn tự do là tổng hợp của lực rơi tự do và lực đẩy của dòng nước theo phương năm ngang có dạng đường thẳng. Trường hợp lắng nước có dùng chất keo tụ, quỹ đạo chuyển động của cac hạt cặn là những đường cong có bán kính cong nhỏ hơn so với trường hợp lắng không dùng chất keo tụ. Càng xa điểm xuất phát, kích thước hạt càng tăng lên do quá trình va chạm, kết dính. Do đó tốc độ lắng cũng tăng lên. So với lắng không keo tụ, lắng có keo tụ có hiệu quả lắng co hơn nhiều. Bể lắng ngang Là loại nước chuyển động theo chiều ngang. Có kích thước hình chữ nhật, làm bằng bê tông cốt thép. Sử dụng khi công suất lớn hơn 300m3/ngàyđêm. Cấu tạo bể lắng ngang: bộ phận phân phối nước vào bể; vùng lắng cặn; hệ thống thu nước đã lắng; hệ thống thu nước xã cặn. Có 2 loại bể lắng ngang: bể lắng ngang thu nước ở cuối và bể lắng ngang thu nước đều trên bề mặt. Bể lắng đứng Là loại nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên, còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên xuống. Khi xử lý nước không dùng chất keo tụ, các hạt keo có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ