Trường Đại học Bách Khoa TPHCM Môn Hoá Kĩ thuật Môi Trường Đề tài NƯỚC NHIỄM PHÈN, SẮT VÀ MANGAN GV hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh Nhóm 10 DANH SÁCH NHÓM: Trịnh Minh Như Ý 91304993 Đỗ Nguyễn Hồng Hà 91300986 Phạm Khánh Hoà 91301390 Phạm Huy Hạnh 91301092 Lê Quốc Bảo 91300230 Nội dung I NƯỚC NHIỄM PHÈN VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG II NƯỚC NHIỄM SẮT, NHIỄM MANGAN VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG III PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ IV MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHUNG I NƯỚC NHIỄM PHÈN Phèn gì? -Những muối kép có cấu tạo tinh thể đồng hình -Công thức chung AB(SO4).12H2O hay A2SO4.B2(SO4)3.24H2O với A ion kim loại hoá trị Na+, K+, Ce+, Rb+, NH4+ B ion kim loại hoá trị Al3+, Fe3+, Co3+, Rb3+, Cr3+ -Ngoài người ta gọi muối ngậm nước với công thức Mx(SO4)y.nH2O phèn đơn Ví dụ: phèn amoni (NH4)2SO4, phèn crom Na2SO4.Cr2(SO4)3.24H2O; phèn kali KAl(SO4)2.12H2O I NƯỚC NHIỄM PHÈN Một số loại phèn thường gặp Phèn sắt Phèn nhôm -Muối kép -2 loại: -Trong công thức chung +Phèn nhôm đơn Al2(SO4)3.18H2O AB(SO4).12H2O B Fe(III) +Phèn kép: Trong công thức chung AB(SO4).12H2O B Al -Tinh thể không màu, thường có màu tím có vết mangan -Tinh thể lớn hình bát diện, suốt, không màu -Thường dùng làm thuốc -Dùng làm nước thử phòng thí nghiệm -Làm chất cầm màu I NƯỚC NHIỄM PHÈN Sự hình thành tính chất nước nhiễm phèn - Do nước mưa rửa trôi lớp đất có chứa ion Fe2+, Fe3+, Al3+, SO42- axit hữu - Mạch nước ngầm chảy qua tầng đất có ion Fe2+, Fe3+, Al3+ dạng hòa tan, hòa tan vào nước - Được chia làm loại: loại I, loại II, loại III Thông số Loại I Loại II Loại III Độ màu Vàng đục Vàng đục Trong xanh pH 2.5 - 3.0 2.5 - 3.5 2.5 - 2.8 Hàm lượng sắt (mg/l) 30 - 120 25 - 70 - 10 Hàm lượng sunfat (mg/l) 800 - 5000 100 - 380 100 - 400 Hàm lượng nhôm (mg/l) - - 40 - 20 I NƯỚC NHIỄM PHÈN Ảnh hưởng nước nhiễm phèn Loại nước có màu vàng đục có chứa nhiều phèn sắt gây cảm giác mỹ quan không tốt Tắm rửa bị rộp da, tế bào da bị khô, phồng tróc Hàm lượng nhôm cao: Gây hư hại cho men Các chứng bệnh đường ruột , tiêu hóa :tiêu chảy, đau bụng, viêm đường ruột, viêm dày, viêm gan A Da liễu: mẩn ngứa, mụn nhọt, nấm ngứa Ảnh hưởng tới chứa lọc máu thận Thậm chí ung thư Dụng cụ chứa nước bị ăn mòn lắng cặn Lượng sunfat cao gây vị khó chịu cho nước dùng I NƯỚC NHIỄM PHÈN ví dụ: người dân Xóm Đào (thuộc xã Hải Thọ, huyện Hải Lăng, Quảng Trị) phải chấp nhận ăn uống, tắm rửa nguồn nước nhiễm phèn trầm trọng tự rước vào chục thứ bệnh Chính sử dụng nguồn nước không đảm bảo nên có hàng chục trường hợp mắc bệnh da liễu, sỏi thận, chí có người qua đời mắc chứng ung thư (Theo Báo Thanh Niên, năm 2012) Tại thôn Phước Sơn, xã Hòa Khương, huyện Hòa Vang - Đà Nẵng, trẻ em bị hư răng, da dẻ lốm đốm mụn nước Trẻ em da bị mẩn đỏ, xuất nhiều đốm vàng Còn gia đình nghèo dùng nước nhiễm phèn nên không đổ bệnh mà nhiều vật dụng xoong nồi, ly tách, phích nước ố vàng hư hỏng (Theo Báo Người lao động, năm 2012) Bề mặt lọc nhà máy nước Giàn mưa tự nhiên Hệ thống phân phối nước Lớp vật liệu tiếp xúc Sàn thu nước co xi nhông Máy quạt gió ống dẫn nước Ống xả h1: Chiều cao phun mưa( tối thiểu 0,8m.) h2: Chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc Làm thoáng cưỡng h3: Chiều cao sàn thu nước (tối thiểu 0,5m) III PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Hiệu phương pháp làm thoáng Tại 25oC Phương pháp Lượng oxy hoà tan (so với lượng oxy bão hoà 8.1mg/l) Lượng CO2 khử Bề mặt lọc 40% 30-35% Giàn mưa 55% 50% Làm thoáng cưỡng 70% 75% III PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ >> Các yếu tố ảnh hưởng -pH: < 6.6: xảy chậm ≥ 6.8: hoàn thành vòng 60 phút tối ưu: sắt 8.5 - 9.5 mangan -Thời gian tiếp xúc nước không khí -Diện tích tiếp xúc nước không khí -Hàm lượng O2 -Hàm lượng sắt, mangan -Hàm lượng H2S, NH3 chất bẩn hữu III PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 4/Khử sắt mangan chất oxi hoá mạnh -Thường sử dụng: Cl2, KMnO4, O3… -Phản ứng xảy ra: 2Fe2+ + Cl2 + 6H2O → 2Fe(OH)3 + 2Cl- + 6H+ 3Fe2+ + KMnO4 + 7H2O → 3Fe(OH)3 + MnO2 + K+ + 5H+ 3Mn2+ + 2MnO4- +4OH- → 5MnO2 + 2H2O 2Fe2+ + H2O2 + 4OH- → 2Fe(OH)3 Mn2+ + H2O2 + 2OH- → MnO2 + 2H2O Mn2+ + O3 + H2O → MnO2 + O2 + H+ III PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 5/Khử sắt mangan vôi Phương pháp làm cho pH tăng 2+ +OH Fe Fe(OH)2 oxh Fe(OH)3 2+ +OH Mn Mn(OH)2 oxh Mn(OH)3 oxh Mn(OH)4 ♦ Có oxy hòa tan 4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O + 4Ca(OH)2 → 4Fe(OH)3 + 4Ca(HCO3)2 4Mn(OH)3 + O2 + 2H2O → 4Mn(OH)4 Mn(OH)4 + Mn(OH)2 → 2Mn(OH)3 ♦ Không có oxy hòa tan Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2 → FeCO3 + CaCO3 + 2H2O III PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 6/Trao đổi cation >> Nguyên lý: thành phần cấu tạo có nhóm trao đổi ion, ngâm nước xảy trình trao đổi cation sắt với cation có sẵn vật liệu 2[K]-Na + Fe2+ → [K2]-Fe + 2Na+ Sau thời gian tái sinh (phục hồi khả lọc): [K2]-Fe + NaCl → 2[K]-Na + FeCl2 PP Dùng chất oxi hoá mạnh Ưu Nhược -Phản ứng xảy nhanh so -Lượng H2S, NH3 nước với làm thoáng ảnh hưởng đến trình -Phù hợp xử lý nước có lượng sắt mangan cao -Áp dụng với nước bề mặt Dùng nước ngầm vôi -Các thiết bị pha chế cồng kềnh, quản lý phức tạp -Cần kết hợp làm mềm nước -Kết hợp làm mềm nước -Hiệu qua khử sắt cao, thường Trao dùng cho nguồn nước ngầm có đổi lượng sắt thấp ion -Có thể tái sinh  hiệu kinh tế -Chi phí đắt, nguyên liệu nhập -Nước không tiếp xúc với không khí Fe3+ làm giảm khả trao đổi ion III PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝƯu điểm: 7/Dùng hạt lọc, vật liệu đa Vật liệu đa ODM-2F kết hợp nhiều công đoạn xử lý (xúc tác, tạo bông, lọc cặn) thiết bị; sử dụng thay đồng thời cát thạch anh, hạt xúc tác than hoạt tính quy trình công nghệ xử lý nước cấp nước thải không cần phải thay đổi cấu trúc bể lọc giảm lượng nước rửa lọc; không cần sục gió; chi phí thấp nhiều so với loại chất hấp phụ khác Đặc biệt, ODM-2F không kị hóa chất III PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Ưu điểm: đặc biệt hữu hiệu với nguồn nước chứa hàm lượng sắt mangan cao không cần sử dụng hoá chất thiết bị kèm không cần tái sinh định kì vận hành đơn giản giá thấp nhiều so với vật liệu nhập ngoại không cần thay đổi cấu trúc bể Cát Mangan IV MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHUNG IV MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHUNG Bơm nước thô Thiết bị châm hoá chất Thiết bị châm hoá chất hoàn nguyên vật liệu lọc nâng pH Bể lọc áp lực Máy xúc tác từ trường Bể nước 60-100m3 Bể phản ứng Thiết bị khử trùng Clo hoá Bơm nước 10 Bơm nước rửa lọc ... năm 2012) II NƯỚC NHIỄM SẮT, MANGAN 1/ Sự tồn sắt mangan nước - Hàm lượng sắt mangan chứa nước ngầm phụ thuộc vào nguồn nước địa chất khu vực +Đối với sắt: Trong đất sắt tồn dạng oxit sắt không... 91300230 Nội dung I NƯỚC NHIỄM PHÈN VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG II NƯỚC NHIỄM SẮT, NHIỄM MANGAN VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG III PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ IV MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHUNG I NƯỚC NHIỄM PHÈN Phèn... II NƯỚC NHIỄM SẮT, MANGAN Biểu nước nhiễm sắt, mangan Khi nước bơm lên khỏi mặt đất, ion Fe2+ Mn2+ tiếp xúc với oxi không khí, tạo Fe3+ Mn4+ tồn dạng kết tủa nên: - Nước có mùi tanh, đục - Nước