Chương 6: Khử sắt và Mangan

Chia sẻ: Thanh Lan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

349
lượt xem 127
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sắt có chứa trong cả nước mặt và nước ngầm. Trong nước mặt: Fe thường tồn tại ở dạng Fe3+ thường là Fe(OH)3 dưới dạng keo, huyền phù = loại ỏ cùng với độ đục. Trong nước ngầm: Fe thường tồn tại dưới dạng Fe2+ trong các muối hòa tan

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 6: Khử sắt và Mangan

CHƯƠNG 6 KH S T VÀ MANGAN
KH S T S t có ch a trong c nư c m t và nư c ng m Trong nư c m t: Fe thư ng t n t i d ng Fe3+ thư ng là Fe(OH)3 dư i d ng keo, huy n phù => lo i cùng v i ñ ñ c Trong nư c ng m: Fe thư ng t n t i dư i d ng Fe2+ trong các mu i hòa tan ( Fe(HCO3)2; FeSO4) Nư c có hàm lư ng s t cao thư ng có mùi tanh, nhi u c n b n màu vàng => nh hư ng x u ñ n ch t lư ng nư c ăn u ng, sinh ho t, s n xu t
KH S T Các phương pháp kh s t: - Phương pháp làm thoáng - Phương pháp dùng hóa ch t - Phương pháp khác
KH S T B NG PHƯƠNG PHÁP LÀM THOÁNG B n ch t: làm giàu oxi trong nư c ñ tăng cư ng chuy n hóa Fe2+ thành Fe3+ => k t t a => l c Làm thoáng có th x y ra trong: + Môi trư ng t do + Môi trư ng h t + Môi trư ng xúc tác
KH S T B NG PHƯƠNG PHÁP LÀM THOÁNG Chuy n hóa Fe2+ thành Fe3+ trong môi trư ng t do (thư ng dùng giàn mưa hay qu t gió) - PTPU: Fe(HCO3)2 = 2HCO3- + Fe2+ Sau ñó: 4Fe2+ + O2 + 10 H2O = Fe(OH)3 + 8H+ ð ng th i: H+ + HCO32- = H2O + CO2 T c ñ ph n ng: K: h ng s ph n ng, ph thu c vào nhi t ñ và ch t xúc tác d[Fe2+ ] [Fe2+ ].[O ] 2 v= = + 2 .k dt [H ]
KH S T B NG PHƯƠNG PHÁP LÀM THOÁNG Các y u t nh hư ng: - pH - Hàm lư ng O2 - Hàm lư ng s t - ð ki m - Nhi t ñ - Th i gian ph n ng - Hàm lư ng H2S, NH3 và các ch t b n h u cơ Quy ph m: H2S < 0,2 mg/l, NH4+ < 0,1 mg/l, ñ oxi hóa < 0,15 [Fe2+]
KH S T B NG PHƯƠNG PHÁP LÀM THOÁNG Ph n ng oxi hóa Fe2+ và th y phân Fe3+ trong môi trư ng d th c a l p v t li u l c. - Làm thoáng ñ cung c p oxi cho nư c. - Khi làm thoáng, Fe2+ oxi hoá thành Fe3+ v i t l nh . - Quá trình oxi hoá Fe2+ thành Fe3+ và thu phân Fe3+ thành Fe(OH)3 ch y u x y ra trong l p v t li u l c.
KH S T B NG PHƯƠNG PHÁP LÀM THOÁNG - L p màng g m các ch t: Fe2+, Fe3+, Fe(OH)2, Fe(OH)3 - Th i gian t o thành l p màng ph thu c vào: C h t, chi u dày l p v t li u l c, t c ñ l c, hàm lư ng c n - Th i gian luy n: 140 – 330h - Quy ph m: pH > 6,8; [Fe2+] < 15 mg/l, ð oxi hóa < [0,15(Fe2+).5] mg/l O2, NH4+ < 1mg/l,ñ màu < 15o
KH S T B NG PHƯƠNG PHÁP LÀM THOÁNG Oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ khi có m t l p màng xúc tác Mangan oxit - L p màng mangan oxit là ch t xúc tác làm tăng quá trình chuy n hóa Fe2+ => Fe3+ ngay c khi pH th p. - PTPƯ: MnOMn2O7 +4Fe(HCO3)2 +2H2O => 3MnO2 +4Fe(OH)3 + 8CO2 3MnO2 + O2 => MnOMn2O7
KH S T B NG PHƯƠNG PHÁP DÙNG HÓA CH T Kh s t b ng ch t oxi hóa m nh - Các ch t oxi hoá m nh thư ng s d ng ñ kh s t là: Cl2, KMnO4, O3… - PTPƯ: 2Fe2+ + Cl2 + 6H2O = 2Fe(OH)3 + Cl- + 6H+ 3Fe2+ + KMnO4 + 7H2O = 3Fe(OH)3 + MnO2 + K+ + 5H+ - Trong ph n ng, ñ oxi hoá 1mg Fe2+ c n 0,64 mg Cl2 ho c 0,94mg KMnO4, ki m c a nư c gi m ñi 0,018mgñl/l. - Dùng ch t oxi hoá m nh ph n ng x y ra nhanh hơn, pH môi trư ng th p hơn (pH
KH S T B NG PHƯƠNG PHÁP DÙNG HÓA CH T Kh s t b ng vôi: - Kh s t b ng vôi thư ng k t h p v i quá trình làm n ñ nh nư c ho c làm m m nư c - Quá trình kh s t b ng vôi x y ra theo 2 trư ng h p: + Trư ng h p nư c có oxi hòa tan: 4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O + 4Ca(OH)2 => 4Fe(OH)3+ 4Ca(HCO3)2 + Trư ng h p nư c không có oxi hòa tan: Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2 => FeCO3 + CaCO3 + H2O
CÁC PHƯƠNG PHÁP KH S T KHÁC Kh s t b ng trao ñ i cation - Cho nư c ñi qua l p v t li u l c có kh băng trao ñ i iôn. Các ion H+ và Na+ có trong v t li u l c s trao ñ i v i ion Fe2+ có trong nư c: 2[K]Na + Fe(HCO3)2 => [K]2Fe + 2NaHCO3 2[K]H + Fe(HCO3)2 => [K]2Fe + H2CO3 - Cation ñư c tái sinh b ng HCl, NaCl HCl + [K]2Fe => [K]H + FeCl2 NaCl + [K]2Fe => [K]Na + FeCl2
CÁC PHƯƠNG PHÁP KH S T KHÁC Kh s t b ng ñi n phân: Kh s t b ng vi sinh v t Kh s t ngay trong lòng ñ t
S BI N ð I THÀNH PH N, TÍNH CH T C A NƯ C KHI KH S T S bi n ñ i pH: - Quá trình chuy n Fe2+ => Fe3+ làm gi m pH c a nư c - pH th p quá trình trên x y ra ch m - ði u ki n: pH = 7-7,5. n u pH < 7 thì s không kh h t s t trong nư c - Nâng pH lên b ng cách ki m hóa nư c và tăng hi u qu ñu i CO2 ra kh i nư c.
S BI N ð I THÀNH PH N, TÍNH CH T C A NƯ C KHI KH S T ð ki m c a nư c: - ð ki m c a nư c có nh hư ng tr c ti p ñ n quá trình kh s t và có liên h tr c ti p v i ñ PH c a nư c - ð ki m càng l n, lư ng CO2 t do trong nư c càng nh thì ñ pH c a nư c càng cao. - ð ki m trong nư c cao là do trong nư c có nhi u mu i bicacbônat, các mu i này không b n v ng, d dàng tách ra CO2 t do. - ð oxi hóa và th y phân 1mg Fe2+ thì tiêu th 0,143 mg O2 ñ ng th i làm tăng 1,60 mg CO2 và ñ ki m gi m 0,036 mgñ/l. - ð ki m c a nư c sau khi kh s t: Ki = Ki0 – 0,036 CFe02+ mgñl/l Trong ñó: Kio: ñ ki m ban ñ u c a nư c ngu n (mgñl/l) CFe02+ : hàm lư ng s t c a nư c ngu n (mg/l)
S BI N ð I THÀNH PH N, TÍNH CH T C A NƯ C KHI KH S T Hàm lư ng CO2 t do trong nư c - Quá trình kh s t s t o thành CO2 t do, quá trình làm thoáng ph n l n CO2 t do s gi i phóng. - Hàm lư ng CO2 còn l i trong nư c sau làm thoáng xác ñ nh theo công th c: C(CO2) = C(CO2) (1-a) + 1,6.CFe02+ (mg/l) C(CO2)0: hàm lư ng CO2 c a nư c ngu n a: hi u qu kh CO2 c công trình làm thoáng
S BI N ð I THÀNH PH N, TÍNH CH T C A NƯ C KHI KH S T Phun mưa tr c ti p trên b l c: a = 0,3 – 0,35( ng v i chi u cao phun mưa ≥ 1m, cư ng ñ tư i ≤ 10 m3/m2-h) Làm thoáng b ng giàn mưa: a = 0,75 – 0,8 (lư ng CO2 sau làm thoáng ≥ 5-6mg/l) Làm thoáng cư ng b c (lư ng CO2 sau làm thoáng ≥ 3-4mg/l Khi có Ki và C(CO2) ta suy ra pH (d a vào bi u ñ 5- 1) N u pH < 6,8 thì không s d ng phương pháp kh s t làm thoáng ñ c l p (pha vôi, Cl, l c, xúc tác)
L A CH N PHƯƠNG PHÁP KH S T Thí nghi m xác ñ nh kh năng kh s t b ng làm thoáng ñơn gi n và l c. - Mô hình: ng l c b ng th y tinh hay nh a trong (d ≥ 50mm), bên trong ñ cát dày 1m (d=0,8-1,8mm) - Thí nghi m: ðưa nư c vào ng nghi m ñ n ñ cao cách ng l c 0,4m. T c ñ l c 6-8m/h trong 10 ngày. L y m u nư c phân tích hàng ngày. N u sau 10 ngày hàm lư ng s t chưa ñ t yêu c u => l c v i t c ñ 5m/h trong 1 tu n n a n u k ñ t yêu c u => pp làm thoáng k hi u qu
L A CH N PHƯƠNG PHÁP KH S T Thí nghi m xác ñ nh kh s t b ng làm thoáng – l ng ti p xúc – l c. - Mô hình: Dùng các ch u ñ c l làm giàn mưa: + ch u 1:d=100mm; khoan 100 l ñáy, dlo = 0,5mm + Ch u 2: d=150mm, khoan 225 l , dlo = 0,5mm + Ch u 3: Không khoan l , có ñư ng kính l n nh t - Ti n trình: l y 5l nư c gi ng ñ vào ch u 1, cư ng ñ tư i: 10m3/m2 – h => ch u 2 => ch u 3( ñ 30p l c qua ng l c v i t c ñ 5m/h=> phân tích m u nư c sau l c. - Thay ñ i: cư ng ñ tư i, th i gian l ng, t c ñ l c => ñi u ki n t i ưu - N u sau nhi u thí nghi m không ñưa l i hi u qu => pp không phù h p
L A CH N PHƯƠNG PHÁP KH S T Thí nghi m xác ñ nh kh năng kh s t b ng cách làm thoáng k t h p v i ki m hóa: + L y 5 bình dung tích 2l => ñ lư ng nư c như nhau vào các bình => cho vôi vào v i lư ng khác nhau, khu y trong 2h => l c như tn1 => ch n m u ñ t yêu c u v i lư ng vôi nh nh t + N u bình có lư ng vôi l n nh t mà pH < 8,3 – 8,4 thì cho thêm vôi vào ñ ñ t pH ñó.