Quá Trình trung hòa và quá trình trao đổi

Trường đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM
Môn học: Cơ sở công nghệ môi trường
Nhóm 4a

Đề tài: Quá Trình
trung hòa và quá trình
trao đổi
GVHD: Trần Thị Ngọc Mai
Danh sách nhóm
Hương Giang
ĐặngThị Trường An
Nguyễn Thị Hồng Hạnh
Hứa Thị Huyền
Trần Thị Thu Nguyên

Bảng phân công công việc
Họ Tên Công Việc
Đặng
Thị Trường An

Phương
pháp trung hòa
Nguyễn
Thị Hồng Hạnh

Trung
hòa nước thải
Hứa
Thị Huyền

Ổn

định hóa nước
TrầnThị
Thu Nguyên

Qúa
trình trao đổi
Hương
Giang

Tổng
hợp tài liệu
Nội dung
I. Quá trình trung hòa
1. Giới thiệu chung
2. Các phương pháp trung hòa nước thải
3. Ổn định hóa nước
II. Quá trình trao đổi
I. Quá trình trung hòa
1. Giới thiệu chung
 Nước thải của nhiều ngành công nghiệp
có thể chứa nhiều acid hoặc kiềm. Để
ngăn ngừa hiện tượng xâm thực và để
tránh ảnh hưởng cho các quá trình sinh
hóa ở các công trình làm sạch, nước thải
cần trung hòa.
 Nước thải được coi là trung hòa nếu pH =
6.5-8.5
I. Quá trình trung hòa
1. Giới thiệu chung
Cơ sở:

Phương pháp trung hòa được dùng trước
công đoạn xử lý sinh học ( vì ở pH trung
tính thường là đều kiện tối ưu cho các quá
trình phân hủy chất ô nhiễm) hay công đoạn
cuối cùng trước khi xả nước thải vào nguồn
tiếp nhận.
I. Quá trình trung hòa
1. Giới thiệu chung

Mục đích:

 Chuyển dịch pH nước thải về pH trung
tính.

 Làm lắng các muối kim loại nặng để quá
trình tách chúng khỏi môi trường nước
I. Quá trình trung hòa
1. Giới thiệu chung
Quá trình trung hòa có thể thực hiện theo các
phương thức gián đoạn hoặc liên tục.Các tác nhân hóa
học thường dùng để xử lý nước thải như:
 Chất thải chứa axit: NaOH,KOH,CaCO
3
, MgCO
3
,xi
măng,vôi
 Chất thải chứa kiềm:H
2
SO

4
,HNO
3
,HCl, các muối
axit.
 Tách kim loại nặng:CaO,CaOH,Na
2
CO
3
,NaOH
Lựa chọn các tác nhân trung hòa có nhiều loại:
Loại khuấy trộn: khuấy cơ khí hoặc sục khí
Loại tháp: tháp phun, tháp chảy màng hoặc tháp địa
I. Quá trình trung hòa
1. Giới thiệu chung
Một số lưu ý khi chọn các tác nhân hóa học:

• Lượng nước thải cần sử dụng
• Loại nước thải ( kiềm hay axit)
• Chất lượng nước thải ( pH,nồng độ các chất
có trong nước thải )
• Yêu cầu xử lý (pH cần đạt)
• Tác nhân trung hòa cần rẻ tiền, dể kiếm
• Thiết bị đơn giản, dể vận hành
• Tổng chi phí nhỏ nhất
• Mục đích sử dụng nước sau khi trung hòa
I. Quá trình trung hòa
1. Giới thiệu chung
Quá trình trung hòa nước thải có thể thực
hiện bằng nhiều cách khác nhau:

 Trộn nước thải có tính acid với nước thải
có tính kiềm
 Bổ sung tác nhân hóa học
 Lọc nước thải có tính acid qua vật liệu có
tác dụng trung hòa
 Trung hòa nước thải bằng các khí acid

I. Quá trình trung hòa
2. Các phương pháp trung
hòa nước thải
2.1 Trộn nước thải có tính kiềm và tính acid
Nước thải có tính acid thường được thải ra rất ổn
định trong ngày. Ngược lại có rất nhiều nhà máy
nước thải có tính kiềm lại thải theo chu kỳ. Do
đó việc trung hòa chúng phải được thực hiện
trong các bể điều hòa. Dung tích các bể điều hòa
được thiết kế theo lượng nước thải trong ngày và
đêm.Từ bể chứa người ta đổ nước có tính kiềm
vào nước có tính axit.
2.1 Trộn nước thải có tính kiềm và tính acid
Phương pháp này đơn giản và kinh tế nhất.
Phụ thuộc vào chế độ thải, lượng nước thải,
chất lượng của từng loại nước mà thực hiện
quá trình trung hòa hai loại nước bằng phương
pháp trộn gián đoạn hay liên tục,thực hiện
trong một ngăn hay nhiều ngăn nối tiếp nhau
có khuấy trộn.
Ưu điểm: đơn giản, hữu hiệu, kinh tế, không
tiêu tốn thêm hóa chất, tận dụng dòng chảy
của xí nghiệp này để xử lý nước thải của xí

nghiệp khác
2.1 Trộn nước thải có tính kiềm và tính acid
Quá trình này xảy ra theo công thức :




















Nước thải sau khi trung hoà phải có pH
trung tính hoặc gần giá trị trung tính.



2.1 Trộn nước thải có tính kiềm và tính acid
2.1 Trộn nước thải có tính kiềm và tính acid

Hai nguồn nước thải có tính acid và bazơ được hòa trộn
với nhau ở bể trộn 2 tại bể trộn phải đặt thêm hệ thống bổ
sung hóa chất phòng trường hợp pH vẫn chưa được trung
hòa đến mức độ cần thiết sau đó nước hỗn hợp được qua
bể lắng 3 và ra ngoài.

2.2 Trung hòa nước thải bằng hóa chất
 Nước thải acid được trung hòa bằng tác nhân
kiềm.Nước thải kiềm được trung hòa bằng
tác nhân acid
 Liều lượng hóa chất thêm vào được xác định
theo điều kiện trung hòa hoàn toàn lượng
acid hoặc kiềm có trong nước thải và lấy lớn
hơn so với tính toán 1 lít.
 Hóa chất thêm vào có thể dùng ở dạng dung
dịch hay dạng bột.Đưa hóa chất vào nước
thải bằng bơm định lượng hóa chất có đầu dò
pH



2.2 Trung hòa nước thải bằng hóa chất
 Thời gian tiếp xúc giữa nước thải và hóa chất
trong bể trung hòa thường nhỏ hơn 5 phút. Nếu
trong nước thải có các ion kim loại thì có thể
tang thời gian tiếp xúc lên đến 30 phút.
 Để trung hòa nước thải axit có thể sử dụng các
tác nhân hóa học như NaOH, KOH, Na

2
CO
3
,
NaHCO
3
, NH
4
OH, CaCO
3
, MgCO
3
, đôlômít
(CaCO
3
.MgCO
3
). Song tác nhân rẻ tiền nhất là
sữa vói 5%- 10% Ca(OH)
2
, tiếp đến là sôđa và
NaOH công nghiệp.
 Trong nước thải axit và kiềm thường chứa các
ion kim loại, vì vậy liều lượng tác nhân tham gia
phản ứng trung hòa cần tính đến cả yếu tố tạo
thành cặn muối hoặc kim loại nặng.

2.2 Trung hòa nước thải bằng hóa chất

2.2 Trung hòa nước thải bằng hóa chất

Loại
axit
Lượng
kiềm và muối(g)
Ca(OH)
2

Cao

NaOH

CaCO
3

MgCO
3

Na
2
CO
3

A.Nitrit

0.59

0.45

0.64

0.79

0.608

0.84

A.Clohydric
1.01

0.77

1.10

1.37

1.15

0.45

A.Sunfuric

0.755

0.57

0.82

1.02

0.86

1.08

A.Picrinic

0.169

0.122

0.175

0.218

0.231

A.Axetic

0.616

0.466

0.666

0.83

0.81

Bảng 1.Lượng kiềm và muối để trung hòa 1g axit
(Công Nghệ xử lý nước thải-Nguyễn Đức Lượng-2003)

2.3 Trung hòa nước thải acid qua các lớp vật
liệu kiềm
• Nước thải chứa acid với hàm lượng lớn
hơn 5 mg/L và không chứa muối kim loại
nặng, có thể được trung hòa bằng cách lọc
liên tục qua bể lọc.
• Vật liệu lọc: đá vôi, magiezit, đolomit, đá
hoa cương … với cỡ hạt 3- 8 mm
• Tốc độ lọc tính toán phụ thuộc vào loại
vật liệu nhưng không quá 5m/h và thời
gian tiếp xúc không quá 10 phút.
• Trong các bể lọc có thể chuyển động theo
phương ngang hoặc đứng.


2.3 Trung hòa nước thải acid qua các lớp
vật liệu kiềm

2.3 Trung hòa nước thải acid qua các lớp vật
liệu kiềm
Thiết bị lọc được thiết kế hình trụ đứng, chiều
cao tối thiểu tính theo công thức:

  

   

H: chiều cao vật liệu lọc(cm)
d: đường kính vật liệu lọc (mm)

b: nồng độ axit ( đlg/l)
v: tốc độ lọc m/ giờ
Phương trình này được áp dụng khi trung hòa
H
2
SO
4
.
Trong trường hợp trung hòa axit khác, người ta có
thể sử dụng bể lọc trung hòa nằm ngang.Chiều dài
bể xác định:
   (m)
: chiều dài bể lọc ngang
: tốc độ chuyển động của nước thải ( 0.01-0.03
m/s)
: thời gian tiếp xúc giữa nước thải, vật liệu lọc, và
tính theo công thức:
 



   (giây)
: đường kính trung bình của vật liệu lọc (cm)
: nồng độ axit (dlg/l)
: hệ số đặc trưng cho hoạt tính của dolomit
Độ dốc cần thiết cho bể ngang:
 









: tốc độ lọc của nước (cm/s)
:độ lớn vật liệu lọc (cm)


: độ rỗng của vật liệu lọc ( 0.35-0.45)
: hệ số phụ thuộc vào . Tính như sau:
   



Lượng vật liệu lọc trong 1 ngày đêm:
  


: lượng nước thải cần trung hòa


:hệ số biến đổi bằng 5.6
:nồng độ axit hoặc kiềm