buomtrang6988

New Member

Download miễn phí Đồ án Nghiên cứu các loại vật liệu lọc để lọc sắt và mangan trong nước ngầm của Xí nghiệp Cấp nước Trung An trạm Cấp nước Gò Vấp





 
mục lục
 
Mở đầu
· Đặt vấn đề 2
· Mục tiêu nghiên cứu 3
· Nội dung nghiên cứu 3
· Phương pháp nghiên cứu 4
· Đối tượng nghiên cứu 4
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN XÍ NGHIỆP CẤP NƯỚC TRUNG AN
1.1 Lịch sử hình thành và phát triển về Xí nghiệp Cấp nước Trung An 6
1.2 Mô hình tổ chức của Xí nghiệp Cấp nước Trung An 7
1.3 Xí nghiệp Cấp nước Trung An Trạm cấp nước Gò Vấp 7
1.4 Cơ cấu tổ chức bộ máy và chức năng nhiệm vụ của các Ban – Đội – Trạm thuộc Xí nghiệp cấp nước Trung An 8
1.4.1 Cơ cấu tổ chức bộ máy 8
1.4.2 Chức năng nhiệm vụ của các Ban – Đội – Trạm 9
1.4.3 Trạm cấp nước Gò Vấp 16
CHƯƠNG 2:
TỔNG QUAN VỀ KHỬ SẮT VÀ MANGAN TRONG NƯỚC NGẦM
A. Tổng qua về sắt 19
2.1 Trạng thái tồn tại của sắt trong thiên nhiên 19
2.2 Các phương pháp vật lý thông dụng có triển vọng hiện nay để xử lý sắt trong nước 21
2.3 Các phương pháp khử sắt 22
2.3.1 Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng 22
2.3.1.1 Phản ứng oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ và thủy phân Fe3+ trong môi trường tự do (phản ứng đồng thể) 22
2.3.1.2 Phản ứng oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ và thủy phân Fe3+ trong môi trường dị thể của các lớp vật liệu lọc (khử sắt bằng làm thoáng đơn giản và lọc)
24
2.3.1.3 Phản ứng oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ khi có mặt lớp màng xúc tác là oxit mangan 26
2.3.2 Khử sắt bằng phương pháp dùng hóa chất 26
2.3.2.1 Khử sắt bằng vôi 26
2.3.2.2 Khử sắt bằng Clo 27
2.3.2.3 Khử sắt bằng kali permanganat (KMnO4) 28
2.4 Các phương pháp khử sắt khác 29
2.4.1 Khử sắt bằng trao đổi cation 29
2.4.2 Khử sắt bằng điện phân 29
2.4.3 Khử sắt bằng phương pháp vi sinh 29
2.4.4 Khử sắt ngay trong lòng đất 30
2.5 Các sơ đồ dây chuyền công nghệ khử sắt 30
2.5.1 Các giai đoạn công nghệ 30
2.5.2 Các sơ đồ dây chuyền công nghệ khử sắt bằng phương pháp làm thoáng 31
2.5.2.1 Làm thoáng bằng dàn mưa 31
2.5.2.2 Làm thoáng cưỡng bức bằng thùng quạt gió 31
2.5.2.3 Làm thoáng đơn giản trên bề mặt lọc nhanh 32
2.5.2.4 Khử sắt bằng dây chuyền công nghệ có bể lọc áp lực với sơ đồ lọc 1 đợt và sơ đồ lọc 2 đợt. 33
2.5.2.5 Sơ đồ khử sắt bằng bể lọc 2 đợt với bể lọc chậm 34
2.6 Công nghệ khử sắt bằng hóa chất 35
B. Mangan 36
2.7 Trạng thái tồn tại của Mangan trong nước tự nhiên 36
2.8 Các phương pháp khử Mangan 38
2.8.1 Phương pháp oxy hóa 38
2.8.2 Phương pháp hóa học 41
2.8.2.1 Oxy hóa bằng Đioxit Clo 41
2.8.2.2 Oxy hóa bằng Permanganat Kali 41
2.8.2.3 Oxy hóa bằng ozone 41
2.9 Phương pháp sinh học 42
2.9.1 Nguyên tắc 42
2.9.2 Ưu điểm loại bỏ mangan bằng sinh học] 43
2.10 Dây chuyền khử Mangan 43
Chương 3
Quá trình lọc
3.1 Quá trình lọc 48
3.2 Phân loại các bể lọc 48
3.3 Qui trình của quá trình lọc nước qua lớp vật liệu lọc giữ cặn trong các lỗ rỗng 55
3.4 Quá trính lọc sắt và mangan 58
3.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng vận hành thiết bị lọc 63
3.5.1 Các thông số vật lý 63
3.5.2 Các thông số hóa học 64
Chương 4
Mô hình thí nghiệm
4.1 Giới thiệu các loại vật liệu lọc 66
4.1.1 Vật liệu lọc đa năng ODM – 2F 66
4.2 Quá trình thí nghiệm 67
4.2.1 Các tính chất của vật liệu lọc cần được xác định trước khi làm thí nghiệm 67
4.2.2 Phạm vi đề tài chỉ nghiên cứu vật liệu lọc như ODM – 2F, cát thạch anh, Ferrolite 70
4.3 Mô hình thí nghiệm 75
4.3.1 Qui trình thí nghiệm 75
4.3.1.1 Xác định sắt 75
4.3.1.2. Xác định mangan 78
4.3.1.3 Xác định độ kiềm 80
4.3.1.4 Oxy hòa tan (dissolved oxygen: DO) 81
4.3.2 Mô hình thí nghiệm 83
4.3.2.1 Vật liệu lọc ODM – 2F và cát thạch anh 84
4.3.2.2 Vật liệu lọc Ferrolite 84
Chương 5
Phân tích số liệu
5.1 Kết quả thí nghiệm 87
5.1.1 Kết quả chất lượng nước thô khai thác 87
5.1.2 Kết quả chất lượng nước nguồn (lấy nước thí nghiệm sau khi đã được nâng pH trước khi vào bồn lọc) 87
5.1.3 Sử dụng vật liệu lọc đa năng ODM - 2F và cát thạch anh 88
5.1.4 Sử dụng vật liệu lọc Ferrolite 89
5.1.5 Hiệu quả quá trình lọc sắt và mangan với vật liệu lọc ODM – 2F và cát thạch anh 90
5.1.6 Hiệu quả quá trình lọc sắt và mangan với vật liệu lọc Ferrolite 91
5.2 Nhận xét 92
Kết luận 94
 
 



Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

HCO3-
Như vậy quá trình khử mangan phụ thuộc vào pH của nước, pH càng cao tức là nồng độ ion H+ càng thấp, tốc độ ôxy hóa và thủy phân mangan càng lớn và quá trình ôxy hóa mangan sẽ đạt hiệu quả cao nhất ở một giá trị pH nào đó.
Xét phương trình biểu diễn thế ôxy hóa khử mangan sau:
EMn4+/Mn2+ = 1,23 - 0,12*pH - 0,03*lgaMn2+
Trong đó: aMn2+: hoạt độ của ion Mn2+ trong nước
aMn2+ = fMn2+.CMn2+
fMn2+: hệ số hoạt độ
CMn2+: nồng độ ion Mn2+ trong nước
Trong môi trường nước, hệ số hoạt độ fMn2+ thường có giá trị là 0,6. Nếu muốn giảm hàm lượng mangan xuống còn 0,2 mg/l theo tiêu chuẩn vệ sinh ta có:
aMn2+= 0,6 * 0,2 mg/l
Thế ôxy hóa khử cần thiết sẽ là:
EMn4+/Mn2+ = 1,23 - 0,12pH - 0,03lg2,2.10-6 = 1,29 - 0,12pH (1)
Trong thực tế, sau làm thoáng quá trình ôxy hóa xảy ra ngay với các chất dễ bị ôxy hóa, do vậy đến mangan, thế oxy hóa khử của nước thường chỉ còn lại khoảng 0,2 V.
Thay vào phương trình (1) ta thấy rằng, để đưa hàm lượng mangan xuống đến 0,2 mg/l, pH của nước phải có giá trị xấp xỉ bằng 9.
Tương tự với sắt, qui trình xử lý mangan cơ bản cũng bao gồm các khâu làm thoáng, lắng và lọc. Trong quá trình lọc, lớp vật liệu lọc được phủ dần một lớp mangan đioxit Mn(OH)4 tích điện âm, lớp Mn(OH)4 có tác dụng làm chất xúc tác hấp thụ các ion Mn2+ và ôxy hóa Mn2+ theo phản ứng sau:
Mn(OH)4 + Mn(OH)2 → Mn(OH)3
4Mn(OH)3 + O2 + 2H2O → 4Mn(OH)4
Lớp phủ Mn(OH)4 mới tạo thành lại tham gia vào phản ứng mới và cứ như vậy tạo ra một chu trình phản ứng liên tục. Như vậy, hiệu quả khử mangan do chính bản thân quá trình khử tạo ra trên bề mặt vật liệu lọc.
Biểu đồ hình trên cho thấy vai trò quan trọng của lớp xúc tác đến hiệu quả khử mangan bằng ôxy. Khi chưa có lớp xúc tác, hiệu quả khử chỉ đạt được với pH lớn hơn 9, nếu có xúc tác phản ứng có hiệu quả ngay từ pH=8,2.
Trong thực tế để sớm đưa vào bể lọc vào chế độ hoạt động ổn định, cần pha thêm vào nước dung dịch KMnO4 với liều lượng 1 – 3 mg/l trong vài ngày đầu, hay nâng pH của nước lên trên 9.
2.8 Các phương pháp khử mangan
Cũng như khử sắt, khử mangan có thể dùng phương pháp ôxy hóa và phương pháp hóa học, phương pháp vi sinh.
2.8.1 Phương pháp ôxy hóa
Mangan Mn2+ có thế oxy hóa rất chậm bằng ôxy. Mangan có quan hệ:
Với
Ôxy hóa bằng ôxy chỉ đạt được tốc độ thích hợp với pH lớn hơn 9,5
(Hình 10: Loại bỏ Mn2+ bằng oxy hóa (theo Morgan trục hoành thời gian phút)
Ôxy hóa Mn2+ bằng ôxy phụ thuộc vào nhiệt độ: nó nhanh gấp 5 lần khi ta chuyển từ 11oC đến 22oC, nhưng ở độ pH thông thường, thời gian tiếp xúc rất khó thích hợp và khai thác công nghiệp. Sự có mặt của đioxít mangan là chất "xúc tác" phản ứng. Chính điều đó được thấy trong một số quá trình sau một thời gian hoạt động với các chất ôxy hóa khác có thể bị mangan hóa cát lọc.
Thực tế, sẽ có sự hấp phụ Mn2+ trên MnO2 và ôxy hóa chậm Mn2+ thành MnO2 xảy ra theo phản ứng:
nhanh
Mn2+ + MnO2 → MnO2.Mn2+
chậm
MnO2.Mn2+ + O2 → 2MnO2
Cát chứa mangan, nghĩa là nó được bọc MnO2, có thể sử dụng phản ứng này, nhưng việc mangan hóa rất khó kiểm tra. Người ta đã khẳng định trong một số trường hợp không có khả năng thu được ngay cả sử dụng permanganat kali. Người ta cũng thấy đôi khi một sự bão hòa MnO2 nào đó cũng dùng như là một " chất xúc tác". Nó có thể tạo thành sesqui-ôxít:
Mn2+ + Mn2+ + H2O → Mn2O3 + 2H+ (1)
Người ta có thể tái sinh vật liệu lọc do tác dụng của permanganat
3Mn2O3 + 2MnO4- + H2O → 8MnO2 + 2(OH)- (2)
Tổng hợp cả 2 phản ứng (1) và (2):
3Mn2+ + 2MnO4- + 2H2O → 5MnO2 + 4H+ (3)
Cặn MnO2 dùng làm "chất phản ứng", nhưng cần sử dụng một lượng chất ôxy hóa như đối với phản ứng (3). Trong thực tế, thay cho việc mangan hóa cát, người ta dùng vật liệu lọc gồm phần lớn là MnO2 trộn với một tỉ lệ lớn ít hay nhiều với cát, nó có thể được tái sinh trong khoảng thời gian điều đặn.
Quy trình công nghệ cơ bản cũng giống như khử sắt bao gồm giàn mưa, lắng tiếp xúc và lọc. Riêng phần bể lọc, do phản ứng ôxy hóa mangan diễn ra chậm nên cát lọc phải có bề dầy 1,2 – 1,5 m. Qui trình rửa lọc phải lựa chọn trên cơ sở thực nghiệm chính xác, nhằm mục đích giữ lại một lớp màng Mn(OH)4 bao quanh hạt cát lọc làm màng xúc tác có chu kì tiếp theo. Nếu rửa sạch hạt cát lọc thì vào chu kì sau lại cần có thời gian để tạo ra lớp màng xúc tác mới (thường 5 – 10 ngày). Để đạt hiệu quả cao, vật liệu lọc nên dùng cát đen (đã được phủ một lớp đioxít mangan).
Trong trường hợp nước có chứa cả sắt và mangan, cần tiến hành thí nghiệm để xác định qui trình xử lý kết hợp. Giàn làm thoáng cần đảm bảo đủ lượng ôxy hòa tan cho cả quá trình ôxy hóa sắt và mangan. Do sắt bị ôxy hóa trước nên quá trình ôxy hóa mangan sẽ xảy ra ở các lớp cát lọc nằm bên dưới.
Tùy theo tính chất nguồn nước và các điều kiện kinh tế kỹ thuật cho phép, quy trình kết hợp có thể là:
Xử lý có xúc tác:
Bao gồm làm thoáng, lắng tiếp xúc, bể lọc một hay hai lớp. Cơ sở lựa chọn dựa trên điều kiện: nếu sau khi ôxy hóa sắt hết, độ pH của nước còn giữ lại được cao hơn 8 thì quá trình ôxy hóa mangan sẽ diễn ra thuận lợi. Bể lọc cần có lớp cát dầy không nhỏ hơn 1,5m. Trong trường hợp này dùng bể lọc hai lớp(than antraxit và cát) đạt hiệu quả cao hơn. Ưu điểm của quy trình là chỉ có một cấp bể lọc, cặn Mn(OH)4 được tạo ra trước sẽ là nhân tố xúc tác cho sự ôxy hóa mangan. Tuy nhiên quy trình rửa lọc sẽ rất phức tạp vì nếu rửa sạch cặn sắt nằm ở lớp vật liệu lọc bên trên ( cần cường độ rửa lớn) thì khó giữ lại được lớp màng xúc tác Mn(OH)4 ở lớp cát bên dưới.
Xử lý không xúc tác:
Khi hàm lượng sắt và mangan trong nước đều lớn hay không thỏa mãn các yêu cầu của hệ bậc một thì chọn quy trình xử lý bậc hai. Quá trình khử sắt sẽ hoàn thành ở bậc một gồm các khâu làm thoáng, lắng, lọc. Sau đó xử lý nâng pH của nước lên trên 8. Nếu lượng ôxy hòa tan còn lại không đủ để ôxy hóa mangan tiến hành làm thoáng lại và lọc nước qua bể lọc thứ hai để xử lý mangan. Quy trình này tuy tốn kém hơn về xây dựng nhưng chất lượng và hiệu quả xử lý ổn định. Các bể lọc có chứa chức năng khác nhau rõ ràng, nên vận hành rửa lọc đơn giản hơn.
2.8.2 Phương pháp hóa học
2.8.2.1 Ôxy hóa bằng điôxit Clo
Phản ứng như sau:
Mn2+ + 2ClO2 + 2H2O → MnO2 + 2O2 + 2Cl- + 4H+
Cần có 2,5g ClO2 để ôxy hóa 1g Mn2+. Ôxy hóa bằng điôxit clo ít được dùng vì quá trình xảy ra chậm và để có tốc độ chấp nhận được cần vượt qua một tỉ trọng lớn, do kể đến các chất hữu cơ có trong nước tiêu thụ một phần điôxít Clo đưa tới bằng cách khử ClO2 thành ion Clorit ClO2- không mong muốn trong nước xử lý.
2.8.2.2 Ôxy hóa bằng permanganat kali
Có hiện tượng ôxy hóa giữa mangan hóa trị II và permanganat
3Mn2+ + 2MnO4- + 2H2O → 5MnO2 + 4H+
Tỉ lệ lý thuyết là 1,9g KMnO4 cho 1g Mn2+, nhưng trong thực tế nó thay đổi theo pH và thành phần của nước. Thực tế, một phần permanganat tham gia vào phản ứng ôxy hóa một vài chất hữu cơ làm giảm sự có mặt trong nước. Ngoài ra, nhất thiết phải kiểm tra liều lượng đưa vào, vì sự dư thừa KMnO4 làm cho nư...
 
Các chủ đề có liên quan khác
Tạo bởi Tiêu đề Blog Lượt trả lời Ngày
D nghiên cứu các phương pháp phân lớp dữ liệu và ứng dụng trong bài toán dự báo thuê bao rời mạng viễn thông Công nghệ thông tin 0
D Nâng cao hiệu quả áp dụng các phương pháp địa chất và địa vật lý hiện đại nghiên cứu địa chất môi trường vùng đồng bằng sông hồng và cửu long Khoa học Tự nhiên 0
D Các loại sai số trong nghiên cứu dịch tễ học Y dược 0
D Nghiên cứu tính đa dạng thực vật trong các hệ sinh thái rừng ở vườn quốc gia Xuân Sơn, tỉnh Phú Thọ Nông Lâm Thủy sản 0
D Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng tới tính thanh khoản của cổ phiếu niêm yết trên thị trường chứng khoán Việt Nam Luận văn Kinh tế 0
D Nghiên cứu những giải pháp nhằm tối ưu hóa chi phí logistics cho các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ logistics Luận văn Kinh tế 0
D Nghiên cứu đánh giá biến động các thông số ảnh hưởng đến chất lượng tôm sú (Penaeus Monodon) bảo quản ở 0 độ C sau thu hoạch Nông Lâm Thủy sản 0
D Tác động của các yếu tố căng thẳng trong công việc đến sự gắn kết của nhân viên nghiên cứu tình huống tại công ty KODA Sài Gòn Y dược 0
L Nhờ ad và các anh chị tải dùm em tài liệu Nghiên cứu tạo cá chép Nông Lâm Thủy sản 2
D Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến ý định sử dụng dịch vụ ngân hàng điện tử của ngân hàng Sacombank Luận văn Kinh tế 0

Các chủ đề có liên quan khác

Top