NƯỚC VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
ĐỀ TÀI: NƯỚC VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
Người thực hiện: Phạm Duy Anh
Mã số sinh viên: 08892711
Lớp: ĐHPT2TLT
Người hướng dẫn: Ts.Nguyễn Văn Vinh
Tp. Hồ Chí Minh - 2010
MỤC LỤC
Lời mở đầu..........................................................................................2
Nội dung..............................................................................................3
1. Cấu tạo và tính chất của nước.........................................................3
1.1.Hình học của phân tử nước....................................................3
1.2. Tính lưỡng cực.....................................................................3
1.3. Liên kết hydro.......................................................................4
2. Các tính chất hóa lý của nước.........................................................5
3. Vai trò của nước trong công nghiệp hóa chất.................................7
4. Các yêu cầu về chất lượng nước.....................................................8
5. Công nghệ xử lý nước trong công nghiệp ......................................9
5.1 Quá trình lắng, lọc nước........................................................10
5.2 Quá trình làm mềm nước.......................................................10
5.3 Làm sạch nước thải công nghiệp...........................................12
6. Kiểm soát ô nhiễm môi trường nước..............................................15
Kết kuận...............................................................................................18
Tài liệu tham khảo...............................................................................19
1
LỜI MỞ ĐẦU
Khi nền văn minh nhân loại phát triển, các đô thị mọc lên và được mở rộng
một cách nhanh chóng. Vì vậy nước thải sinh hoạt và công nghiệp đặc biệt là

ngành công nghiệp hóa chất từ các thành phố gây ra sự ô nhiễm nặng nề đối với
môi trường nước và ngày càng trở thành vấn đề cấp bách mang tính xã hội và
chính trị cộng đồng.
Ngay từ những ngày sơ khai của kỹ thuật xây dựng, ở Anh, Mỹ và một số
nước châu Âu khác, kỹ thuật vệ sinh đã phát triển ở những nơi có thể thực hiện
được về mặt kinh tế, xã hội và chính trị để xử lý nước thải, sao cho giảm ảnh
hưởng tiêu cực đối với việc thải nước thải nước nói chung và nước thải công
nghiệp nói riêng. Vậy làm thế nào để có một nguồn nước sạch và công nghệ xử
lý nước thải như thế nào mới là phù hợp.Bài tiểu luận này sẽ giúp chúng ta giải
đáp những thắc mắc đó.
Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu các tài liệu về môi trường nước và
qui trình làm sạch nước thải. Em đã viết nên bài tiểu luận này bao gồm những
tính chất hóa lý, cấu tạo, vai trò, những yêu cầu về chất lượng nước, công nghệ
xử lý nước và làm sạch nước thải…..
Mặc dù rất cố gắng nhưng bài tiểu luận này không thể tránh khỏi những
thiếu sót. Kính mong thầy và các bạn xây dựng và đóng góp ý kiến cho bài tiểu
luận được hoàn thiện hơn.
Em xin ghi nhận và chân thành cám ơn!
2
NỘI DUNG
1. Cấu tạo và tính chất của phân tử nước
1.1. Hình học của phân tử nước
Hình 1 - Phân tử nước
Phân tử nước bao gồm hai nguyên tử hiđrô và một nguyên tử ôxy. Về mặt
hình học thì phân tử nước có góc liên kết là 104,45°. Do các cặp điện tử tự do
chiếm nhiều chỗ nên góc này sai lệch đi so với góc lý tưởng của hình tứ diện.
Chiều dài của liên kết O-H là 96,84 picômét.
3
1.2. Tính lưỡng cực
Hình 2- Tính lưỡng cực

Ôxy có độ âm điện cao hơn hiđrô.
Việc cấu tạo thành hình ba góc và việc
tích điện từng phần khác nhau của các
nguyên tử đã dẫn đến cực tính dương ở
các nguyên tử hiđrô và cực tính âm ở
nguyên tử ôxy, gây ra sự lưỡng cực. Dựa trên hai cặp điện tử đơn độc của
nguyên tử ôxy, lý thuyết VSEPR đã giải thích sự sắp xếp thành góc của hai
nguyên tử hiđrô, việc tạo thành moment lưỡng cực và vì vậy mà nước có các
tính chất đặc biệt. Vì phân tử nước có tích điện từng phần khác nhau nên một số
sóng điện từ nhất định như sóng cực ngắn có khả năng làm cho các phân tử nước
dao động, dẫn đến việc nước được đun nóng. Hiện tượng này được áp dụng để
chế tạo lò vi sóng.[3]
1.3. Liên kết hyđrô
Hình 3 - Liên kết hiđrô
Các phân tử nước tương tác lẫn nhau thông qua liên kết hiđrô và nhờ vậy có
lực hút phân tử lớn. Đây không phải là một liên kết bền vững. Liên kết của các
phân tử nước thông qua liên kết hiđrô chỉ tồn tại trong một phần nhỏ của một
giây, sau đó các phân tử nước tách ra khỏi liên kết này và liên kết với các phân
tử nước khác.
4
Đường kính nhỏ của nguyên tử hiđrô đóng vai trò quan trọng cho việc tạo
thành các liên kết hiđrô, bởi vì chỉ có như vậy nguyên tử hiđrô mới có thể đến
gần nguyên tử ôxy một chừng mực đầy đủ. Các chất tương đương của nước, thí
dụ như đihiđrô sulfua (H
2
S), không tạo thành các liên kết tương tự vì hiệu số
điện tích quá nhỏ giữa các phần liên kết. Việc tạo chuỗi của các phân tử nước
thông qua liên kết cầu nối hiđrô là nguyên nhân cho nhiều tính chất đặc biệt của
nước, thí dụ như nước mặc dù có khối lượng mol nhỏ vào khoảng 18 g/mol vẫn
ở thể lỏng trong điều kiện tiêu chuẩn. Ngược lại, H

2
S tồn tại ở dạng khí cùng ở
trong những điều kiện này. Nước có khối lượng riêng nhỏ nhất ở 4 độ Celcius và
nhờ vào đó mà băng đá có thể nổi lên trên mặt nước; hiện tượng này được giải
thích nhờ vào liên kết cầu nối hiđrô.[4]
2. Các tính chất hóa lý của nước
Cấu tạo của phân tử nước tạo nên các liên kết hiđrô giữa các phân tử là cơ
sở cho nhiều tính chất của nước. Cho đến nay một số tính chất của nước vẫn còn
là câu đố cho các nhà nghiên cứu mặc dù nước đã được nghiên cứu từ lâu.
Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của nước đã được Anders Celsius dùng
làm hai điểm mốc cho độ bách phân Celcius. Cụ thể, nhiệt độ nóng chảy của
nước là 0 độ Celcius, còn nhiệt độ sôi (760 mm Hg) bằng 100 độ Celcius. Nước
đóng băng được gọi là nước đá. Nước đã hóa hơi được gọi là hơi nước. Nước có
nhiệt độ sôi tương đối cao nhờ liên kết hiđrô.
Dưới áp suất bình thường nước có khối lượng riêng (tỷ trọng) cao nhất là ở
4°C: 1 g/cm³ đó là vì nước vẫn tiếp tục giãn nở khi nhiệt độ giảm xuống dưới
4°C. Điều này không được quan sát ở bất kỳ một chất nào khác. Điều này có
nghĩa là: Với nhiệt độ trên 4°C, nước có đặc tính giống mọi vật khác là nóng nở,
lạnh co; nhưng với nhiệt độ dưới 4°C, nước lại lạnh nở, nóng co. Do hình thể
đặc biệt của phân tử nước (với góc liên kết 104,45°), khi bị làm lạnh các phân tử
phải dời xa ra để tạo liên kết tinh thể lục giác mở. Vì vậy mà tỉ trọng của nước
đá nhẹ hơn nước thể lỏng. [1]
5
Hình 4 – Liên kết tinh thể lục giác mở của phân tử nước
Khi đông lạnh dưới 4°C, các phân tử nước phải dời xa ra để tạo liên kết tinh
thể lục giác mở.
Nước là một dung môi tốt nhờ vào tính lưỡng cực. Các hợp chất phân cực
hoặc có tính ion như axít, rượu và muối đều dễ tan trong nước. Tính hòa tan của
nước đóng vai trò rất quan trọng trong sinh học vì nhiều phản ứng hóa sinh chỉ
xảy ra trong dung dịch nước.

Nước tinh khiết không dẫn điện. Mặc dù vậy, do có tính hòa tan tốt, nước
hay có tạp chất pha lẫn, thường là các muối, tạo ra các ion tự do trong dung dịch
nước cho phép dòng điện chạy qua.
Về mặt hóa học, nước là một chất lưỡng tính, có thể phản ứng như một axit
hay bazơ. Ở 7 pH (trung tính) hàm lượng các ion hydroxyt (OH
-
) cân bằng với
hàm lượng của hydronium (H
3
O
+
). Khi phản ứng với một axit mạnh hơn thí dụ
như HCl, nước phản ứng như một chất kiềm:
HCl + H
2
O ↔ H
3
O
+
+ Cl
-
Với ammoniac nước lại phản ứng như một axit:
NH
3
+ H
2
O ↔ NH
4
+
+ OH

-
3. Vai trò nước trong công nghiệp hóa chất.
6