Hóa học nước thải kỹ thuật xử lý nước

I. KHÁI NIỆMNhờ có nước sự sống trên trái đất được tồn tại và phát triển là nhờ có nguồn tài nguyên thiên nhiên: Nước - Nước là chất lỏng duy nhất tăng thể tích khi đóng băng và trọng lượng giảm nên băng nổi trên mặt nước hiện tượng phân tầng nhiệt trong các hồ nước và đại dương - Nhiệt hóa hơi cao nên tích lũy nhiệt lượng lớn và phóng thích khi ngưng tụ  yếu tố chính ảnh hưởng tới khí hậu tòan cầu -...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hóa học nước thải kỹ thuật xử lý nước HÓA HỌC NƯỚC THẢIKỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC TS. TRƯƠNG THỊ TỐ OANH 2011 1CHƢƠNG 1KHÁI NIỆM VỀ HÓA HỌC NƢỚC VÀ NƢỚC THẢI I. KHÁI NIỆM Nhờ có nước sự sống trên trái đất được tồn tại và phát triển là nhờ có nguồn tài nguyên thiên nhiên:Nước - Nước là chất lỏng duy nhất tăng thể tích khi đóng băng và trọng lượng giảm nên băng nổi trên mặt nước hiện tượng phân tầng nhiệt trong các hồ nước và đại dương - Nhiệt hóa hơi cao nên tích lũy nhiệt lượng lớn và phóng thích khi ngưng tụ  yếu tố chính ảnh hưởng tới khí hậu tòan cầu - Về mặt hóa học, nước (H2O) có khả năng tham gia vào nhiều phản ứng hóa học (hòa tan tốt)hòa tan khí oxy nhiều hơn bất kỳ chât lỏng nào (31mL O2/1 L nước)  sự sống xuất hiện cả trong lòng ao , hồ, biển, đại dương. Tòan bộ nước cấp sinh họat, nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ sau khi sử dụng đều trở thành nướcthải. Nước thải đã bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau và lại được đứ vào môi trường. Ngoài ra do mấtrừng, suy giảm lớp thực vật che phủ mặt đất, lượng nước ngọt ngày càng dễ bị mất (cục bộ) do bốc hơi vàdo mực nước ngầm. Như vậy, khối lượng nước ngọt có thể sử dụng hiện nay chủ yếu từ sông hồ và mộtphần nước ngầm đã rất hạn chế mà còn bi cạn kiệt (ở từng vùng) về số lượng và bị suy giảm dần về chấtlượng Nguồn nước ngầm thường có xu hướng giảm do khai thác nhiều mà không được bổ sung kịp thời.Hiện nay, nước sử dụng trong công nghiệp, nông nghiệp và sinh họat chiếm 250 m3/năm/đầu người Điều đó đặt ra yêu cầu khẩn cấp để bảo vệ nguồn nước  Phải xử lý để sản xuất nước sạch cho sinhhọat và sản xuất, hạn chế thải chất ô nhiễm vào MT tự nhiên.-II. HÓA HỌC NƢỚCCác hợp chất vô cơ và hữu cơ trong nước tự nhiên có thể tồn tại ở dạng ion hòa tan, khí hòa tan, dạng rắnhoặc lỏng. Chính sự phân bố cúa các hợp chất này quyết định bản chất của nước tự nhiên: nước ngọt,nước lợ hoặc nước mặn; nước giàu dinh dưỡng hoặc nước nghèo dinh dưỡng; nước cứng hoặc nước mềm;nước bị ô nhiễm nặng hoặc nhẹ 2 1. Thành phần hóa học trung bình của nước hồ và nước biển tòan cầuTa nhận thấy tổng nồng độ các ion hòa tan trong nước biển cao hơn rất nhiều so với trong nước sông. Sựhòa tan các chất rắn (ion) trong nước chính là yếu tố quyết định độ mặn của nguồn nước. Nồng độ các ionhòa tan càng cao độ dẫn điện (EC) của nước càng cao. Độ mặn có thể được xác định qua độ dẫn điện(EC), đơn vị micro Siemen/cm (S/cm). Độ mặn (% hoặc ppt)=K*EC (S/cm)*1000; K=0,5---0,85 (tùy từng vùng).Trong thực tế, hàm lượng các nguyên tố hóa học trong nước sông phân bố phụ thuộc vào đặc điểm khíhậu, địa chất, địa mạo và vị trí thủy lực 2. Sự hòa tan các khíKhí hòa tan vào nước chỉ đến 1 giới hạn nhất định, giới hạn này gọi là độ bão hòa 0 Oxy: với oxy độ bão hòa chủ yếu phụ thuộc vào t của nước, p khí quyển trên bề mặt củanước và 1 phần vào độ mặn của nước. Trong điều kiện nguồn nước không bị ô nhiễm do các chất hữu cơkhông bền (từ nước thải sinh họat, công nghiệp thực phẩm, phân hủy sinh khối…), giá trị DO đo đượcthường gần bằng giá trị oxy hòa tan ở mức bão hòa. Do đó thông số DO thường được sử dụng để đành giámức độ ô nhiễm nguồn nước do chất hữu cơ. Khi nước bị ô nhiễm do các chất hữu cơ dễ bị phân hủy bởivi sinh vật thì lượng oxy hòa tan trong nước sẽ bị tiêu thụ bớt, do đó giá trị DO sẽ rất thấp so với DO bãohòa tại điều kiện đó. Vì vậy, DO thường được sử dụng như một thông số để đánh giá mức độ ô nhiễmchất hữu cơ của các nguồn nước. DO có ý nghĩa lớn đối với quá trình tự làm sạch của sông (assimilativecapacity - AC): phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện tự nhiên. CO2 : nồng độ CO2 hòa tan trong nước đóng một vai trò quan trọng. Khí CO2 được hấp thuvào môi trường nước, phản ứng với nước tạo ra các ion carbonat (CO32-) và bicarbonat (HCO3-). Nồng độCO2 trong nước phụ thuộc vào độ pH: ở pH thấp CO2 ở dạng khí, ở pH 8-9 dạng bicarbonat là chủ yếu, ởpH ≥ 10 dạng carbonat chiếm tỷ lệ cao (vẽ diagram HCO3- và CO32-). Nồng độ CO2 ảnh hưởng trực tiếpđến nhiều tính chất, quá trình hóa học, sinh học của nước như độ kiềm, độ axit, khả năng xâm thực, quátrình quang hợp,… 3. Các chất rắn bao gồm các thành phần vô cơ, hữu cơ và sinh vật được phân thành 2 lọai dựa theo kích thước: -6 Chất rắn có thể lọc được có đường kính  10 m (1 m): Chất rắn dạng keo và vi khuẩn thuộc loại - chất rắn dạng keo. -6 Chất rắn không thể lọc: các chất rắn có đường kính lớn hơn 10 m: Tảo, hạt, bùn, sạn, cát thuộc - loại chất rắn có thể lắng.. Các loại chất rắn ...