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 4CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN XÍ NGHIỆP CẤP NƯỚC TRUNG AN1.1 Lịch sử hình thành và phát triển về Xí nghiệp Cấp nước Trung An 61.2 Mô hình tổ chức của Xí nghiệp Cấp nước Trung An 71.3 Xí nghiệp Cấp nước Trung An Trạm cấp nước Gò Vấp 71.4 Cơ cấu tổ chức bộ máy và chức năng nhiệm vụ của các Ban – Đội – Trạm thuộc Xí nghiệp cấp nước Trung An 81.4.1 Cơ cấu tổ chức bộ máy 81.4.2 Chức năng nhiệm vụ của các Ban – Đội – Trạm 91.4.3 Trạm cấp nước Gò Vấp 16CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VỀ KHỬ SẮT VÀ MANGAN TRONG NƯỚC NGẦMA. 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 212.3 Các phương pháp khử sắt 222.3.1 Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng 222.3.1.1 Phản ứng oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ và thủy phân Fe3+ trong môi trường tự do (phản ứng đồng thể) 222.3.1.2 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) 242.3.1.3 Phản ứng oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ khi có mặt lớp màng xúc tác là oxit mangan 262.3.2 Khử sắt bằng phương pháp dùng hóa chất 262.3.2.1 Khử sắt bằng vôi 262.3.2.2 Khử sắt bằng Clo 272.3.2.3 Khử sắt bằng kali permanganat (KMnO4) 282.4 Các phương pháp khử sắt khác 292.4.1 Khử sắt bằng trao đổi cation 292.4.2 Khử sắt bằng điện phân 292.4.3 Khử sắt bằng phương pháp vi sinh 292.4.4 Khử sắt ngay trong lòng đất 302.5 Các sơ đồ dây chuyền công nghệ khử sắt 302.5.1 Các giai đoạn công nghệ 302.5.2 Các sơ đồ dây chuyền công nghệ khử sắt bằng phương pháp làm thoáng 312.5.2.1 Làm thoáng bằng dàn mưa 312.5.2.2 Làm thoáng cưỡng bức bằng thùng quạt gió 312.5.2.3 Làm thoáng đơn giản trên bề mặt lọc nhanh 322.5.2.4 Khử sắt bằng dây chuyền công nghệ có bể lọc áp lực với sơ đồ lọc 1 đợt và sơ đồ lọc 2 đợt. 332.5.2.5 Sơ đồ khử sắt bằng bể lọc 2 đợt với bể lọc chậm 342.6 Công nghệ khử sắt bằng hóa chất 35B. Mangan 362.7 Trạng thái tồn tại của Mangan trong nước tự nhiên 362.8 Các phương pháp khử Mangan 382.8.1 Phương pháp oxy hóa 382.8.2 Phương pháp hóa học 412.8.2.1 Oxy hóa bằng Đioxit Clo 412.8.2.2 Oxy hóa bằng Permanganat Kali 412.8.2.3 Oxy hóa bằng ozone 412.9 Phương pháp sinh học 422.9.1 Nguyên tắc 422.9.2 Ưu điểm loại bỏ mangan bằng sinh học] 432.10 Dây chuyền khử Mangan 43Chương 3 Quá trình lọc 3.1 Quá trình lọc 483.2 Phân loại các bể lọc 483.3 Qui trình của quá trình lọc nước qua lớp vật liệu lọc giữ cặn trong các lỗ rỗng 553.4 Quá trính lọc sắt và mangan 583.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng vận hành thiết bị lọc 633.5.1 Các thông số vật lý 633.5.2 Các thông số hóa học 64Chương 4Mô hình thí nghiệm4.1 Giới thiệu các loại vật liệu lọc 664.1.1 Vật liệu lọc đa năng ODM – 2F 664.2 Quá trình thí nghiệm 674.2.1 Các tính chất của vật liệu lọc cần được xác định trước khi làm thí nghiệm 674.2.2 Phạm vi đề tài chỉ nghiên cứu vật liệu lọc như ODM – 2F, cát thạch anh, Ferrolite 704.3 Mô hình thí nghiệm 754.3.1 Qui trình thí nghiệm 754.3.1.1 Xác định sắt 754.3.1.2. Xác định mangan 784.3.1.3 Xác định độ kiềm 804.3.1.4 Oxy hòa tan (dissolved oxygen: DO) 814.3.2 Mô hình thí nghiệm 834.3.2.1 Vật liệu lọc ODM – 2F và cát thạch anh 844.3.2.2 Vật liệu lọc Ferrolite 84Chương 5 Phân tích số liệu 5.1 Kết quả thí nghiệm 875.1.1 Kết quả chất lượng nước thô khai thác 875.1.2 Kết quả chất lượng nước nguồn (lấy nước thí nghiệm sau khi đã được nâng pH trước khi vào bồn lọc) 875.1.3 Sử dụng vật liệu lọc đa năng ODM - 2F và cát thạch anh 885.1.4 Sử dụng vật liệu lọc Ferrolite 895.1.5 Hiệu quả quá trình lọc sắt và mangan với vật liệu lọc ODM – 2F và cát thạch anh 905.1.6 Hiệu quả quá trình lọc sắt và mangan với vật liệu lọc Ferrolite 915.2 Nhận xét 92Kết luận 94

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