Chương 6: Khử sắt và Mangan

Sắt có chứa trong cả nước mặt và nước ngầm. Trong nước mặt: Fe thường tồn tại ở dạng Fe3+ thường là Fe(OH)3 dưới dạng keo, huyền phù = loại ỏ cùng với độ đục. Trong nước ngầm: Fe thường tồn tại dưới dạng Fe2+ trong các muối hòa tan
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 6: Khử sắt và Mangan CHƯƠNG 6KH S T VÀ MANGANKH S T S t có ch a trong c nư c m t và nư c ng m Trong nư c m t: Fe thư ng t n t i d ng Fe3+ thư ng là Fe(OH)3 dư i d ng keo, huy n phù => lo i cùng v i ñ ñ c Trong nư c ng m: Fe thư ng t n t i dư i d ng Fe2+ trong các mu i hòa tan ( Fe(HCO3)2; FeSO4) Nư c có hàm lư ng s t cao thư ng có mùi tanh, nhi u c n b n màu vàng => nh hư ng x u ñ n ch t lư ng nư c ăn u ng, sinh ho t, s n xu tKH S T Các phương pháp kh s t:- Phương pháp làm thoáng- Phương pháp dùng hóa ch t- Phương pháp khácKH S T B NG PHƯƠNGPHÁP LÀM THOÁNG B n ch t: làm giàu oxi trong nư c ñ tăng cư ng chuy n hóa Fe2+ thành Fe3+ => k t t a => l c Làm thoáng có th x y ra trong:+ Môi trư ng t do+ Môi trư ng h t+ Môi trư ng xúc tácKH S T B NG PHƯƠNGPHÁP LÀM THOÁNG Chuy n hóa Fe2+ thành Fe3+ trong môi trư ng t do (thư ng dùng giàn mưa hay qu t gió)- PTPU: Fe(HCO3)2 = 2HCO3- + Fe2+Sau ñó: 4Fe2+ + O2 + 10 H2O = Fe(OH)3 + 8H+ð ng th i: H+ + HCO32- = H2O + CO2T c ñ ph n ng:K: h ng s ph n ng, ph thu c vào nhi t ñ và ch t xúc tác d[Fe2+ ] [Fe2+ ].[O ] 2 v= = + 2 .k dt [H ]KH S T B NG PHƯƠNGPHÁP LÀM THOÁNGCác y u t nh hư ng:- pH- Hàm lư ng O2- Hàm lư ng s t- ð ki m- Nhi t ñ- Th i gian ph n ng- Hàm lư ng H2S, NH3 và các ch t b n h u cơQuy ph m: H2S < 0,2 mg/l, NH4+ < 0,1 mg/l, ñ oxi hóa < 0,15 [Fe2+] KH S T B NG PHƯƠNG PHÁP LÀM THOÁNG Ph n ng oxi hóa Fe2+ và th y phân Fe3+ trong môi trư ng d th c a l p v t li u l c.- Làm thoáng ñ cung c p oxi cho nư c.- Khi làm thoáng, Fe2+ oxi hoá thành Fe3+ v i t l nh .- Quá trình oxi hoá Fe2+ thành Fe3+ và thu phân Fe3+ thành Fe(OH)3 ch y u x y ra trong l p v t li u l c. KH S T B NG PHƯƠNG PHÁP LÀM THOÁNG- L p màng g m các ch t: Fe2+, Fe3+, Fe(OH)2, Fe(OH)3- Th i gian t o thành l p màng ph thu c vào: C h t, chi u dày l p v t li u l c, t c ñ l c, hàm lư ng c n- Th i gian luy n: 140 – 330h- Quy ph m: pH > 6,8; [Fe2+] < 15 mg/l, ð oxi hóa < [0,15(Fe2+).5] mg/l O2, NH4+ < 1mg/l,ñ màu < 15o KH S T B NG PHƯƠNG PHÁP LÀM THOÁNG Oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ khi có m t l p màng xúc tác Mangan oxit- L p màng mangan oxit là ch t xúc tác làm tăng quá trình chuy n hóa Fe2+ => Fe3+ ngay c khi pH th p.- PTPƯ: MnOMn2O7 +4Fe(HCO3)2 +2H2O => 3MnO2 +4Fe(OH)3 + 8CO2 3MnO2 + O2 => MnOMn2O7 KH S T B NG PHƯƠNG PHÁP DÙNG HÓA CH T Kh s t b ng ch t oxi hóa m nh- Các ch t oxi hoá m nh thư ng s d ng ñ kh s t là: Cl2, KMnO4, O3…- PTPƯ:2Fe2+ + Cl2 + 6H2O = 2Fe(OH)3 + Cl- + 6H+3Fe2+ + KMnO4 + 7H2O = 3Fe(OH)3 + MnO2 + K+ + 5H+- Trong ph n ng, ñ oxi hoá 1mg Fe2+ c n 0,64 mg Cl2 ho c 0,94mg KMnO4, ki m c a nư c gi m ñi 0,018mgñl/l.- Dùng ch t oxi hoá m nh ph n ng x y ra nhanh hơn, pH môi trư ng th p hơn (pH KH S T B NG PHƯƠNG PHÁP DÙNG HÓA CH T Kh s t b ng vôi:- Kh s t b ng vôi thư ng k t h p v i quá trình làm n ñ nh nư c ho c làm m m nư c- Quá trình kh s t b ng vôi x y ra theo 2 trư ng h p:+ Trư ng h p nư c có oxi hòa tan:4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O + 4Ca(OH)2 => 4Fe(OH)3+ 4Ca(HCO3)2+ Trư ng h p nư c không có oxi hòa tan:Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2 => FeCO3 + CaCO3 + H2OCÁC PHƯƠNG PHÁP KH S T KHÁC Kh s t b ng trao ñ i cation- Cho nư c ñi qua l p v t li u l c có kh băng trao ñ i iôn. Các ion H+ và Na+ có trong v t li u l c s trao ñ i v i ion Fe2+ có trong nư c: 2[K]Na + Fe(HCO3)2 => [K]2Fe + 2NaHCO3 2[K]H + Fe(HCO3)2 => [K]2Fe + H2CO3- Cation ñư c tái sinh b ng HCl, NaCl HCl + [K]2Fe => [K]H + FeCl2 NaCl + [K]2Fe => [K]Na + FeCl2CÁC PHƯƠNG PHÁP KH S T KHÁC Kh s t b ng ñi n phân: Kh s t b ng vi sinh v t Kh s t ngay trong lòng ñ t S BI N ð I THÀNH PH N, TÍNH CH T C A NƯ C KHI KH S T S bi n ñ i pH:- Quá trình chuy n Fe2+ => Fe3+ làm gi m pH c a nư c- pH th p quá trình trên x y ra ch m- ði u ki n: pH = 7-7,5. n u pH < 7 thì s không kh h t s t trong nư c- Nâng pH lên b ng cách ki m hóa nư c và tăng hi u qu ñu i CO2 ra kh i nư c. S BI N ð I THÀNH PH N, TÍNH CH T C A NƯ C KHI KH S T ð ki m c a nư c:- ð ki m c a nư c có nh hư ng tr c ti p ñ n quá trình kh s t và có liên h tr c ti p v i ñ PH c a nư c- ð ki m càng l n, lư ng CO2 t do trong nư c càng nh thì ñ pH c a nư c càng cao.- ð ki m trong nư c cao là do trong nư c có nhi u mu i bicacbônat, các mu i này không b n v ng, d dàng tách ra CO2 t do.- ð oxi hóa và th y phân 1mg Fe2+ thì tiêu th 0,143 mg O2 ñ ng th i làm tăng 1,60 mg CO2 và ñ ki m gi m 0,036 mgñ/l.- ð ki m c a nư c sau khi kh s t: Ki = Ki0 – 0,036 CFe02+ mgñl/lTrong ñó: ...