CÁC PHƯƠNG PHÁP THAM KHẢO KHỬ ĐỘ CỨNG CACBONAT VÀ LÀM MỀM NƯỚC BẰNG VÔI-SÔĐA

Mục lục hiện

Làm mềm nước cứng

Nước cứng là loại nước chứa hàm lượng chất khoáng cao, chủ yếu là hai ion calci và magnesi. Nước cứng được hình thành khi nước ngầm thấm qua những lớp đá vôi, đá phấn, hoặc thạch cao mà những loại đá này vốn chứa lượng lớn ion calci và magie ở dạng hợp chất cacbonat, hydro cacbonat, sulfat. (theo Wikipedia)

KHỬ ĐỘ CỨNG CACBONAT VÀ LÀM MỀM NƯỚC BẰNG VÔI-SÔĐA

Khi khử độ cứng Cacbonat, độ cứng còn lại của nước có thể lớn hơn độ cứng Không Cacbonat là 0,4-0,8 mgdl/l; còn độ kiềm từ 0,8-1,2 mgdl/l. Khi làm mềm bằng Vôi-Sôđa, độ cứng còn lại dưới 0,5-1 mgdl/l và độ kiềm 0,8-1,2 mgdl/l. Lấy giới hạn dưới khi nhiệt độ nước từ 35-40 ^oC.

Khi khử độ cứng Cacbonat và làm mềm bằng Vôi-Sôđa phải dùng Vôi ở dạng vôi sữa. Khi lượng Vôi dùng hàng ngày ít hơn 0,25 tấn (tính theo CaO) thì được phép cho Vôi vào nước ở dạng dung dịch vôi bão hoà điều chế từ các thiết bị bão hoà.

Để khử độ cứng Cacbonat liều lượng Vôi Dv tính theo CaO cần xác định theo công thức:

a) Khi tỷ số giữa nồng độ Canxi và độ cứng Cacbonat trong nước , thì:

b) Khi tỉ số giữa nồng độ Canxi và độ cứng Cacbonat trong nước , thì:

Trong đó:

(CO₂) – là nồng độ axit Cacbonic tự do trong nước, mg/l.

(Ca²⁺) – nồng độ của Canxi trong nước, mg/l

C_c– Độ cứng Cacbonat của nước, mgdl/l

D_k – Liều lượng chất keo tụ FeCl₃ hoặc FeSO₄ (tính theo sản phẩm khô), mg/l

e_k– Đương lượng của hoạt chất trong các chất keo tụ. Đối với FeCl₃– 54; FeSO₄ -76.

Liều lượng Vôi và Sôđa khi làm mềm bằng Vôi-Sôđa cần xác định theo công thức:

Liều lượng vôi tính bằng mg/l (tính theo CaO)

» Xem thêm…

Hệ thống lọc nước công nghiệp

Lọc nước công nghiệp

Liều lượng Sôđa tính bằng mg/l (theo Na₂CO₃)

Trong đó:

(Mg²⁺) – Hàm lượng Magiê trong nước, mg/l

C_KC – Độ cứng Không Cacbonat của nước, mgdl/l

Các ký hiệu còn lại xem ở điều 6.265.

Khi làm mềm nước bằng Vôi hoặc Sôđa, chất keo tụ phải dùng là Sắt(III) Clorua hoặc Sắt(II) Sunfat.

Liều lượng chất keo tụ (mg/l) D_K tính theo sản phẩm khô FeCl₃ và FeSO₄ lấy từ 25-35 mg/l và được xác định chính xác trong quản lý.

Khi khử độ cứng Cacbonat hoặc làm mềm nước không chứa cặn lơ lửng bằng Vôi-Sôđa (nước ngầm hay nước mặt) đã lắng sơ bộ để tách cặn Canxi Cacbonat tạo thành cần dùng bể phản ứng xoay trong trường hợp:

Khi khử độ cứng Cacbonat, nếu

và khi làm mềm nước bằng Vôi-Sôđa nếu hàm lượng Magiê trong nước nguồn không quá 15mg/l và độ ôxy hoá không lớn hơn 10 mg/lO₂. Cuối cùng để cho nước thật trong phải cho nước qua bể lọc.

Khi tính toán bể phản ứng xoáy phải lấy tốc độ nước vào bể phản ứng là 0,8-1 m/s. Góc nghiêng của chóp đáy là 15-20°;

Tốc độ nước đi lên tính tại mặt cắt ngang có bộ phận thu là 4-6 mm/s. Vật liệu tiếp xúc của bể phản ứng xoay phải dùng cát thạch anh hay bột đá có kích thước hạt 0,2-0,3 mm. Khối lượng 10 kg trên 1 m³ dung tích bể. Vôi phải cho vào ở phần dưới của bể dưới dạng dung dịch hoặc dạng sữa.

Khi xử lý nước trong bể phản ứng xoay không được dùng chất keo tụ.

Ghi chú: Khi

Khử độ cứng Cacbonat phải được tiến hành trong bể lắng. Sau bể lắng là bể lọc

Trong trường hợp không thể dùng bể phản ứng xoáy do có nhiều Magiê và nước bị nhiễm bẩn cặn lơ lửng, phải dùng bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng để tách cặn tạo ra khi làm mềm nước.

Tính toán và kết cấu bể lắng trong cần theo chỉ dẫn ở các điều 6.86 đến 6.96 và theo các quy định sau:

Hệ số phân phối Kpp trong công thức 6-16 và 6-17 là 0,7-0,8.

Tốc độ nước đi lên vùng lắng trong V_lt là 1,3-1,6 mm/s khi độ cứng Magiê nhỏ hơn 25% và 0,8 mm/s khi độ cứng Magiê lớn hơn 25% độ cứng toàn phần. Nước sau khi qua bể lắng có hàm lượng cặn lơ lửng không lớn hơn 15 mg/l.

Chiều cao vùng lắng trong là 2-2,5m.

Việc phân phối nước trên diện tích bể lắng trong phải dùng các ống dẫn cho nước đi từ trên xuống đảm bảo cọ rửa dễ dàng cặn Cacbonat Canxi đọng lại trong ống. Diện tích do mỗi ống phục vụ không được vượt quá 10 m².

Tốc độ nước chảy trong ống xuống không được quá 0,7m/s. Tốc độ nước chảy qua khe tạo nên giữa mép dưới của ống xuống và tường nghiêng của bể lắng trong phải lấy bằng 0,6-0,7 m/s.

Nếu cấu tạo của hệ ống ở trên bể lắng trong không đảm bảo khử được bọt khí thì phần trên của ống xuống phải có ngăn thoát khí

Nồng độ tối đa của cặn lơ lửng trong nước đi vào bể lắng (Cmg/l) cần xác định theo công thức 6-52, 6-53 có tính thêm lượng cặn M do các chất keo tụ tạo nên.

Khi làm mềm bằng Vôi-Sôđa, M = 1,6D_k . Khi khử độ cứng Cacbonat M=,07 D_k .

Thời gian nén cặn T, khi nước có độ cứng Magiê nhỏ hơn 25% độ cứng toàn phần lấy bằng 3-4 giờ. Khi nước có độ cứng Magiê lớn hơn thì lấy bằng T=5-7 giờ.

Nồng độ trung bình của các chất lơ lửng trong lớp cặn của ngăn nén cặn (Stb)

Tổn thất áp lực trong lớp cặn lơ lửng lấy trong phạm vi 5-10 cm cho mỗi mét cặn tùy theo lượng cặn chứa trong nước và cặn tạo thành khi làm mềm (lấy giới hạn trên khi lượng cặn lớn và cặn Canxi Cacbonat là chủ yếu).

Bể lọc để làm trong nước sau khi qua bể phản ứng xoay hoặc bể lắng trong phải là bể lọc một chiều. Vật liệu lọc là cát có cỡ hạt 0,5-1,2 mm hoặc bể lọc 2 lớp. Bể lọc phải lắp đặt thiết bị rửa trên bề mặt.

» Xem thêm…

Bộ lọc nước đầu nguồn

Hạt làm mềm nước

PHƯƠNG PHÁP LÀM MỀM BẰNG NATRI CATIONIT

Để làm mềm nước ngầm và nước mặt có hàm lượng chất lơ lửng không vượt quá 5-8 mg/l và độ màu không quá 15 TCU cần dùng phương pháp Natri Cationit. Khi dùng phương pháp Natri Cationit, độ kiềm của nước không thay đổi.

Khi dùng phương pháp Natri Cationit một bậc, độ cứng của nước có thể giảm đến 0,03-0,05mgdl/l, còn khi dùng hai bậc thì độ cứng giảm đến 0,01 mgdl/l.

Khối lượng Cationit W_CT (m³) cho vào bể lọc một bậc cần xác định theo công thức:

Trong đó:

q – Lưu lượng nước được làm mềm, m³/h

Ctp – Độ cứng toàn phần của nước nguồn, (gdl/l)

– Dung lượng trao đổi của Cationit khi làm mềm bằng Natri Cationit, (gdl/m³)

n – Số lần hoàn nguyên của mỗi bể lọc trong 1 ngày, lấy từ 1-3.

Dung lượng trao đổi của Cationit khi làm mềm bằng Natri Cationit

tính bằng gdl/m³ cần xác định theo công thức:

Trong đó:

a_e: Hệ số hiệu suất hoàn nguyên có kể đến sự hoàn nguyên không hoàn toàn lấy theo bảng 6.23.

b_Na: Hệ số kể đến độ giảm khả năng trao đổi Cationit đối với Ca²⁺ và Mg²⁺ do Na⁺ bị giữ lại một phần.

C_Na: Nồng độ Na trong nước nguồn, gdl/m³. C_Na = Na⁺/23

E_ht: Dung lượng trao đổi toàn phần của nhựa trao đổi Cation (gdl/m³) xác định theo số liệu xuất xưởng.

Qy: Lưu lượng đơn vị nước để rửa Cationit tính bằng m³ cho 1m³ Cationit lấy bằng 4-6.

C_tp độ cứng toàn phần của nước nguồn tính bằng gdl/m³.

Bảng 6.23

Lượng muối ăn dùng để hoàn nguyên Cationit tính bằng g cho 1gdl dung lượng trao đổi

100

150

200

250

300

Hệ số hiệu suất hoàn nguyên Cationit a_e

0.62

0.74

0.81

0.86

0.9

Bảng 6.24

0.01

0.05

0.1

0.5

b_Na

0.93

0.88

0.83

0.7

0.65

0.54

0.5

Diện tích bể lọc Cationit bậc một F_ct(m²) cần xác định theo công thức:

F_ct = W_CT/H

Trong đó:

W_CT– Xác định theo công thức 6-54

H- Chiều cao lớp Cationit trong bể lọc, lấy 2-2,5 m (trị số lớn dùng cho nước có độ cứng lớn hơn 10 mgdl/l)

Tốc độ lọc qua Cationit đối với bể lọc áp lực bậc một ở điều kiện làm việc bình thường không được vượt quá giới hạn sau:

– Khi độ cứng toàn phần của nước đến 5 mgdl/l: 25 m/h

– Khi độ cứng toàn phần của nước từ 5 đến 10 mgdl/l: 15 m/h

– Khi độ cứng toàn phần của nước từ 10 đến 15 mgdl/l: 10 m/h

Ghi chú: Cho phép tăng tốc độ lọc thêm10m/h so với tiêu chuẩn nói trên khi ngừng bể lọc để hoàn nguyên hoặc sửa chữa trong thời gian ngắn.

Số bể lọc Cationit làm việc phải lấy không nhỏ hơn 2. Số bể dự trữ: 1.

Tổn thất áp lực trong bể lọc Cationit phải xác định bằng tổng tổn thất trong đường ống của bể lọc, trong hệ phân phối và trong Cationit.

Bảng 6.25

Tốc độ lọc m/h	Tổng tổn thất áp lực trong bể lọc Cationit, m
Tốc độ lọc m/h	Chiều cao lớp Cationit: 2 m; cỡ hạt 0,8-1,2 mm	Chiều cao lớp Cationit: 2,5 m; cỡ hạt 0,8-1,2 mm
5	4,0	4,5
10	5,0	5,5
15	5,5	6,0
20	6,0	6,5
25	7,0	7,5

Trong bể lọc Cationit hở, lớp nước phía trên mặt Cationit phải lấy 2,5-3 m, tốc độ lọc không được lớn hơn 15 m/h.

ường độ nước để xới Cationit cần lấy bằng 4 l/s.m² khi cỡ hạt Cationit là 0,5-1,1 mm và 5 l/s.m² khi cỡ hạt Cationit là 0,8-1,2 mm. Thời gian xới lấy 20-30 phút.

Cường độ nước để xới Cationit cần lấy bằng 4 l/s.m² khi cỡ hạt Cationit là 0,5-1,1 mm và 5 l/s.m² khi cỡ hạt Cationit là 0,8-1,2 mm. Thời gian xới lấy 20-30 phút.

Hoàn nguyên bể lọc Cationit bằng muối ăn. Lượng muối ăn P (kg) dùng cho 1 lần hoàn nguyên bể lọc Natri Cationit bậc 1 cần xác định theo công thức:

Trong đó:

f- Diện tích của 1 bể lọc (m²)

H – Chiều cao lớp Cationit trong bể lọc (m)

– Dung lượng trao đổi Cation của nhựa Cationit gdl/m³

a- Lượng muối dùng cho 1 gdl của dung lượng trao đổi làm việc lấy bằng 120-150 g/gdl đối với bể lọc bậc I trong sơ đồ làm việc 2 bậc và 150-200 g/gdl trong sơ đồ làm việc 1 bậc

Nồng độ của dung dịch hoàn nguyên khi độ cứng của nước đã làm mềm đến 0,2 mgdl/l lấy 2-5%.

Khi độ cứng của nước đã làm mềm nhỏ hơn 0,05 mgdl/l phải hoàn nguyên từng đợt. Ban đầu dung dịch 2% khoảng 1,2 m³ dung dịch cho 1 m³ Cationit. Sau đó lượng muối còn lại pha chế thành dung dịch 5%-8%.

Tốc độ lọc của dung dịch muối qua cationit lấy 3-4 m/h.

Lượng muối tiêu thụ tính bằng gam cho 1 gđl các cation Ca⁺⁺; Mg⁺⁺ đã được hấp thụ

Sau khi hoàn nguyên, cần phải rửa Cationit bằng nước chưa làm mềm cho đến khi lượng Clorua trong nước lọc gần bằng Clorua trong nước rửa. Tốc độ nước đi qua bể lọc khi rửa lấy bằng 6-8 m/h.

Lưu lượng đơn vị nước rửa lấy 5-6 m³ cho 1m³ Cationit.

Tốc độ lọc không quá 40m/h. Lượng muối đơn vị dùng để hoàn nguyên Cationit lấy 300-400g/cho 1 gdl của độ cứng phải khử. Tổn thất áp lực trong bể 13-15m. Rửa bể lọc bậc 2 bằng nước đã lọc của bể lọc bậc 1. Nồng độ dung dịch hoàn nguyên lấy bằng 8-12%.

Khi tính toán bể lọc bậc 2, độ cứng của nước đi vào bể lấy bằng 0,1 mgdl/l. Dung lượng trao đổi ion của chất Cationit lấy theo tài liệu của Nhà sản xuất.

PHƯƠNG PHÁP LÀM MỀM NƯỚC BẰNG HYDRO NATRI CATIONIT

Phương pháp Hydrô Natri Cationit dùng để khử các Cation (Mg và Ca) có trong nước, đồng thời làm giảm độ kiềm của nước. Dùng phương pháp này để xử lý nước ngầm và nước mặt có hàm lượng các chất lơ lửng không quá 5-8 mg/l và độ màu không lơn hơn 15 TCU.

Quá trình làm mềm nước phải được thực hiện theo các sơ đồ sau:

Bố trí các bể lọc Hydrô-Natri Cationit làm việc song song cho phép thu được nước làm mềm với độ cứng £ 0,1 mgdl/l và độ kiềm còn lại không quá 0,4 mgdl/l. Trong trường hợp này tổng hàm lượng Sunfat và Clorua trong nước nguồn không được lớn hơn 4 mgdl/l và Natri không được lớn hơn 2 mgdl/l.

Bố trí các bể lọc Hydrô-Natri Cationit làm việc nối tiếp khi hoàn nguyên không triệt để cho phép thu được nước làm mềm triệt để và có độ kiềm dư £ 0,7 mgdl/l. Tuỳ thuộc vào mức độ làm mềm nước mà đặt bể lọc Hydrô-Natri Cationit một hoặc hai bậc.

Ghi chú: Cho phép không đặt bể lọc Natri Cationit bậc 2 nếu như không cần làm mềm triệt để hoặc duy trì pH của nước trong một giới hạn nhất định.

Làm mềm nước cứng ứng dụng dùng nhiều trong các hệ thống lọc nước tinh khiết hiện nay bằng phương pháp dùng hạt nhựa

Bài viết Làm mềm nước cứng chỉ sưu tầm để tham khảo, và các phương pháp trên mang tính chất tham khảo, còn nhiều cách khử sắt hay hơn mong quý bạn đọc có cách hay hơn sẽ chia sẻ để mọi người tham khảo thêm. Mọi góp ý xin để lại bằng bình luận bên dưới hoặc qua email: maynuocuongnonglanh@gmail.com. Chân thành cảm ơn