THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THIÊN NHIÊN
-----------------------------------
PHẦN I
LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
Các chỉ tiêu chất lượng nước nguồn trước khi xử lý:
- to nước: 22oC
- Độ màu theo thang Coban: 40
- Độ kiềm toàn phần: 4,02 mgđl/l
- Độ cứng Cacbonat: 4,02 mgđl/l
- Độ cứng toàn phần: 5,00 mgđl/l
- Độ oxy hoá pemanganat: 13 mg/l
- Độ pH: 7,3
- Hàm lượng sắt toàn phần: 0,22 mg/l
- Hàm lượng Fe2+: 0,18 mg/l
- Hàm lượng oxy hoà tan: 10 mg/l
- Hàm lượng cặn lơ lửng: Cmax= 1900 mg/l, Cmin= 150 mg/l, CTB= 800 mg/l
- Hàm lượng các ion trong nước:
. Cation: Na+= 45mg/l
Ca2+= 80,16 mg/l
Mg2+= 12,16 mg/l
. Anion: HCO3= 245 mg/l
SO42-= 48 mg/l
SiO32-= 0,4 mg/l
Cl-=69 mg/l
- Hàm lượng các hợp chất chứa Nitơ:
NH4+= 1,4 mg/l
NO2-= 0,4 mg/l
NO3-= 0,3 mg/l
- Hàm lượng H2S= 0,23 mg/l
- Chỉ số E.Coli: 920 con/l
I. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CÒN THIẾU:
1. TỔNG HÀM LƯỢNG MUỐI HOÀ TAN
Xác định dựa vào công thức:
P = M+ + A- + 1,4 [Fe2+] + 0,5[HCO3-] + 0,13[SiO32-]
Trong đó:
+ M+: Tổng hỗn hợp các ion dương trong nước nguồn không kể Fe2+
M+ = [Na+] + [Ca2+] + [Mg2+] + [NH4+]
= 45 +80,16 + 12,16 + 1,4 = 138,72 (mg/l)
+ A-: Tổng hàm lượng các ion âm không kể HCO3-, SiO3-
A-= [SiO42-] +[Cl-] + [NO2-] + [NO3-]
= 48 + 69 + 0,4 + 0,3 = 117,7 (mg/l)
P = 138,72 + 117,7 + 1,4.0,18 + 0,5.245 + 0,13.0,4
P = 379,224 (mg/l)
2. HÀM LƯỢNG CO2 HOÀ TAN
Được xác định theo biểu đồ Langelier, từ giá trị của các tham số đã biết:
to = 22oC, P = 379,224 mg/l, Ki = 4,02 mgđl/l, pH = 7,3
[CO2] = 16,87 mg/l
II. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGUỒN
Trước tiên, cần kiểm tra độ chính xác của các chỉ tiêu cho trước:
- Độ kiềm toàn phần
KiTP = [OH-] + [HCO3-] + [CO32-] (mgđl/l)
Vì pH = 7,3 [OH-] rất nhỏ có thể coi = 0
Mặt khác, pH = 7,3< 8,4 trong nước có CO2 và HCO3-, không có CO32- nên [CO32-] = 0
KiTP = 0 + 245/61,02 + 0 = 4,02 (mgđl/l)
- Độ cứng toàn phần
CTP = +
= + = 5 (mgđl/l)
- Độ cứng Cacbonat:
Ck = = =4,02 (mgđl/l)
KiTP, CTP, Ck được xác định đúng.
· Đánh giá chất lượng nước nguồn:
-So sánh với tiêu chuẩn chất lượng nước mặt, ta thấy nguồn nước này có thể dùng làm nguồn cấp nước cho các trạm xử lý nước cấp cho ăn uống và sinh hoạ.t
-So sánh các chỉ tiêu với tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt, ta thấy các chỉ tiêu như độ màu, độ oxy hoá, hàm lượng cặn lơ lửng, độ cứng, hàm lượng các hợp chất chứa nitơ, H2S, chỉ số E.Coli lớn và cần được xử lý.
-Nước nguồn có hàm lượng các hợp chất chứa nitơ, H2S lớn
Cần tiến hành clo hoá sơ bộ trước khi đưa nước vào công trình xử lý
- Độ OH KMnO4 = 13 > 0,15 Fe2+ + 3(= 0,15*0,18+3=3,027) nên phải khử bằng Clo
- Hàm lượng cặn và độ màu lớn hơn các chỉ tiêu chất lượng nước cấp cho sinh hoạt nên phải làm trong nước và khử màu bằng phèn
- Độ cứng toàn phần của nước CTP= 5 mgđl/l = 5.2,8=14odH>CTPTC=12odH. Tuy nhiên, khi cho phèn vào, độ cứng sẽ giảm nên không cần phải tính toán.
- pH = 7,3 thuộc khoảng 6,5 đến 8,5 nên đạt tiêu chuẩn nước cấp cho sinh hoạt
- Hàm lượng cặn lơ lửng lớn nên dùng phèn nhôm Al2(SO4)3 để keo tụ
- Các chỉ tiêu Na+, Ca2+, Mg2+… nằm trong giới hạn cho phép
- Chỉ số E.Coli = 920 con/l >TC(<20 con/l) nên xử lý bằng Clo
- Công suất trạm lớn Q = 36000 m3/ngđ nên dùng bể lắng ngang và bể lọc nhanh để xử lý
- Do có dùng phèn nên trong DCCN phải có thêm công trình trộn và phản ứng. Với trạm có công suất lớn ta dùng bể trộn đứng và bể phản ứng zíc zắc ngang.
III. SƠ BỘ CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn dây chuyền công nghệ:
- Loại nguồn nước và chất lượng nguồn nước
- Yêu cầu chất lượng nước của đối tượng sử dụng
So sánh chất lượng nước nguồn với yêu cầu cấp nước để có biện pháp xử lý
- Điều kiện kinh tế kỹ thuật
- Điều kiện địa phương
Từ những điều đã phân tích ở trên, sơ bộ ta chọn DCCN xử lý nước mặt cho trạm xử lý có công suất 36000m3/ngđ
IV.XÁC ĐỊNH LIỀU LƯỢNG CÁC HOÁ CHẤT ĐƯA VÀO TRONG NƯỚC
1. XÁC ĐỊNH LƯỢNG CLO HOÁ SƠ BỘ
- Lượng Clo để khử NH4+, NO2-:
LCl = 6NH4+ + 1,5NO2- +3
= 6.1,4 + 1,5.0,4 + 3 = 12 (mg/l)
- Lượng Clo để oxi hoá:
LCl = 0,5[O2] =0,5.13 = 6,5 (mg/l)
- Lượng Clo để khử H2S:
LCl = 0,47[H2S] =0,47.0,23 =0,108 (mg/l)
Vậy LCl = 18,608mg/l
2. XÁC ĐỊNH LIỀU LƯỢNG PHÈN LP
* Loại phèn sử dụng là phèn nhôm Al2(SO4)3 khô. Đưa phèn vào để xử lý nước đục và độ màu
- Liều lượng phèn để xử lý nước đục được xác định theo hàm lượng cặn lơ lửng:
Tính toán với C = 1500mg/l, tra bảng và nội suy ta được:
L1p = 84,925 mg/l
- Liều lượng phèn để xử lý độ màu của nước được xác định theo độ màu M:
L2p = 4 = 4= 28,284 (mg/l)
So sánh ta thấy Lp1>Lp2 nên lấy Lp = 84,925 mg/l để xử lý nước
* Kiểm tra độ kiềm của nước theo yêu cầu keo tụ:
Khi cho phèn vào nước, pH giảm. Đối với phèn Al, giá trị pH thích hợp để quá trình keo tụ xảy ra đạt hiệu quả từ 5,5 đến 7,5.
Giả sử, cần phải kiềm hoá nước để nâng pH lên giá trị phù hợp với yêu cầu xử lý, lượng kiềm được tính:
Lk = ek*( - Kio + 0,5 )* (mg/l)
Trong đó:
Lp, lp : liều lượng và đương lượng phèn đưa vào trong nước
Lp = 84,925 mg/l,
ep ((Al2(SO4)3) = 57 mgđl/l,
ek: đương lượng kiềm, chọn chất kiềm hoá là CaO nên ek = 28 mgđl/l
Kio : độ kiềm của nước nguồn, Kio = 4,02 mgđl/l
C: nồng độ CaO trong sản phẩm sử dụng, C = 80%
0,5: độ kiềm dự trữ
Lk = 28(- 4,02 +0,5)*= -71,05<0
Như vậy độ kiềm của nước đảm bảo keo tụ, không cần phải kiềm hoá.
V. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA NƯỚC SAU XỬ LÝ
Sau khi đưa phèn vào trong nước mà không cần kiềm hoá, nước sau xử lý có pH, Ki giảm, CO2 và cặn lơ lửng C tăng.
1. ĐỘ KIỀM KI*
Ki* = Kio - (mgđl/l)
Kio : độ kiềm của nước nguồn, Kio = 4,02 mgđl/l
Lp, ep : liều lượng và đương lượng phèn: Lp =91,165 mg/l, ep = 57
Ki* = 4,02 - =2,530(mgđl/l)
2. HÀM LƯỢNG CO2
CO2* = CO20 + 44
= 16,87 + 44. =82,426 (mg/l)
3. ĐỘ PH*
Xác định bằng cách tra biểu đồ, dựa vào (t0, P, K*i, CO2)
Ta có t0 = 220C, P = 379,224mg/l, K*i = 2,53 mgđl/l, CO2 = 82,426 mg/l
pH*=6,4
4. XÁC ĐỊNH pH Ở TRẠNG THÁI CÂN BẰNG BÃO HOÀ(pHS )
Được xác định theo hàm số:
pHs = f1(to) - f2(Ca2+) -f3(K*i) + f4(P)
*to =220C. Tra biểu đồ được f1(to)=2,06
*Ca2+ = 80,16 mg/l. Tra biểu đồ được f2(Ca2+) =1,851
*Ki* =2,53mgđl/l. Tra biểu đồ được f3(K*i)=1,405
*P=379,224 mg/l. Tra biểu đồ được f4(P)=8,83
pHs = 2,06-1,851-1,405+8,83=7,634
5. KIỂM RA ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA NƯỚC SAU KHI KEO TỤ
Chỉ số ổn định của nước:
I = pH* -pHs = 6,4-7,634 =-1,234<0
Nước có tính xâm thực, phải ổn định nước bằng vôi. Lượng vôi được tính theo hàm lượng CaO trong trường hợp pH*<pHs<8,4 là:
Lv = ev..Ki*.(mg/l)
Trong đó: ev: đương lượng vôi, ev=28 mgđl/l
: hệ số phụ thuộc pH* và I
Tra biểu đồ ta có =0,4
Ki* : độ kiềm của nước sau xử lý
Cv = độ tinh khiết của vôi, Cv = 80%
Lv = 28.0,4.2,53. = 35,42 (mg/l)
6. HÀM LƯỢNG CẶN LỚN NHẤT SAU XỬ LÍ
Cmax* = Cmaxo + K. + 0,25M + Lv
K: độ sạch của phèn. Với phèn loại B, K = 1
Cmax* = 1900 + 1. + 0,25.50 + 35,42
= 1949,41 (mg/l)
No comments:
Post a Comment