đề tài ứng dụng của phương pháp trao đổi ion trong nước

Tiểu luận kỹ thuật xử lý nước cấp GVHD:Cao Thị Thúy Nga

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

VIỆN KHCN & QLMT

----------------

MÔN :

KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC CẤP

ĐỀ TÀI :

Thành phố Hồ Chí Minh,tháng7, năm 2010

1

Tiểu luận kỹ thuật xử lý nước cấp GVHD:Cao Thị Thúy Nga

MỤC LỤC

I. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION…...2

I.1 Giới thiệu………………………………………………………. 2

I.2 Cơ sở của phương pháp trao đổi ion

I.3 Vật liệu trao đổi ion………………………………………...2

I.3.1 Vật liệu trao đổi ion vô cơ………………………………….3

I.3.2 Vật liệu trao đổi ion trên than………………………...........4

I.4 Nhựa trao đổi ion……………………………………………… 6

I.4.1 Nguyên tắc chế tạo…………………………………………8

I.4.2 Cationit……………………………………………………..9

I.4.3 Anionit…………………………………………………….10

I.4.4 Điều kiện sử dụng của nhựa trao đổi ion………………….11

I.5 Thứ tự ưu tiên khi trao đổi……………………………………..11

I.6 Cơ chế trao đổi ion…………………………………………….12

I.7 Cân bằng trao đổi ion………………………………………….13

I.8 Thiết kế cột trao đổi ion……………………………………….16

I.9 Tái sinh các ionit………………………………………………17

I.10 Sơ đồ hệ thống thiết bị trao đổi ion…………………………...17

II. XỬ LÝ CÁC CHẤT ĐỘC HẠI TRONG ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI

ION.

II.1 Xử lý amoni ( NH4

+

) trong nước ngầm…………………………19

II.2 Khử sắt trong nước ngầm……………………………………….20

II.2.1 Một số thiết bị khử sắt thường được sử dụng……………...20

II.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng quá trình khử sắt…………………...23

2

Tiểu luận kỹ thuật xử lý nước cấp GVHD:Cao Thị Thúy Nga

II.2.3 Áp dụng quá trình khử sắt vào việc xử lý nước ngầm để cấp nước cho cộng

đồng dân cư nông thôn……………………………………………25

II.2.4 Khử sắt bằng phương pháp trao đổi ion……………………28

II.3 Xử lý arsen………………………………………………………28

II.3.1 Vai trò arsen và nguồn gốc arsen do hoạt động phát triển...28

II.3.2 Phương pháp xử lý…………………………………………29

II.4 Làm mềm nước…………………………………………………..30

II.5 Xừ lý nitrat……………………………………………………….31

III. QUÁ TRÌNH KHỬ NITRAT TRONG NƯỚC GIẾNG KHOAN BẰNG PHƯƠNG

PHÁP TRAO ĐỔI ION……………………………………………….32

III.1 Một số giai đoạn về công nghệ khử nitrat trong nước cấp……….32

III.2 Phương pháp khử nitrat…………………………………………..33

III.3 Nguyên lý trao đổi ion cột tháp…………………………………..35

III.4 Qúa trình hoàn nguyên…………………………………………...37

III.5 Qui trình công nghệ xử lý………………………………………..38.

IV. KẾT LUẬN…………………………………………………………..38

3

Tiểu luận kỹ thuật xử lý nước cấp GVHD:Cao Thị Thúy Nga

І. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION

I.1. Giới thiệu.

Phương pháp trao đổi ion được sử dụng rộng rãi trong các quá trình

xử lý nước thải cũng như nước cấp.

Trong xử lý nước cấp, phương pháp trao đổi ion thường được sử dụng

để khử các muối, khử cứng, khử khoáng, khử nitrat, khử màu, khử kim loại

và các ion kim loại nặng và các ion kim loại khác có trong nước.

Trong xử lý nước thải, phương pháp trao đổi ion được sử dụng để loại

ra khỏi nước các kim loại (kẽm, đồng, crom, nikel, chì, thuỷ ngân, cadimi,

vanadi, mangan,…),các hợp chất của asen, photpho, xianua và các chất

phóng xạ. Phương pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị với độ làm

sạch nước cao

Nhược điểm chính của phương pháp này là chi phí đầu tư và vận hành

khá cao nên ít được sử dụng cho các công trình lớn và thường sử dụng cho

các trường hợp đòi hỏi chất lượng xử lý cao.

Ưu điểm của phương pháp là rất triệt để và xử lý có chọn lựa đối¬

tượng.

I. 2- Cơ sở của phương pháp:

Là quá trình trao đổi ion dựa trên sự tương tác hoá học giữa ion trong

pha lỏng và ion trong pha rắn .Trao đổi ion là một quá trình gồm các phản

ứng hoá học đổi chỗ (phản ứng thế ) giữa các ion trong pha lỏng và các ion

trong pha rắn (là nhựa trao đổi). Sự ưu tiên hấp thu của nhựa trao đổi dành

cho các ion trong pha lỏng nhờ đó các ion trong pha lỏng dễ dàng thế chổ

các ion có trên khung mang của nhựa trao đổi. Quá trình này phụ thuộc vào

từng loại nhựa trao đổi và các loại ion khác nhau .

4