Thực tập xử lý nước cấp - Trần Thị Kim Anh, Hoàng Thị Tuyết Nhung.pdf

NHAØ XUAÁT BAÛN
ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP. HOÀ CHÍ MINH
THỰC TẬP XỬ LÝ NƯỚC CẤP
60
TRẦN THỊ KIM ANH
HOÀNG THỊ TUYẾT NHUNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
*******************
TS. TRẦN THỊ KIM ANH
TS. HOÀNG THỊ TUYẾT NHUNG
NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2020

TRẦN THỊ KIM ANH, HOÀNG THỊ TUYẾT NHUNG
Chịu trách nhiệm xuất bản và nội dung
TS. ĐỖ VĂN BIÊN
Biên tập
LÊ THỊ THU THẢO
Sửa bản in
PHAN KHÔI
Trình bày bìa
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
Website: http://hcmute.edu.vn
Đối tác liên kết – Tổ chức bản thảo và chịu trách nhiệm tác quyền
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
Website: http://hcmute.edu.vn
NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Phòng 501, Nhà Điều hành ĐHQG-HCM, phường Linh Trung, quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh
ĐT: 028 6272 6361 - 028 6272 6390 E-mail: vnuhp@vnuhcm.edu.vn
Website: www.vnuhcmpress.edu.vn
VĂN PHÒNG NHÀ XUẤT BẢN
PHÒNG QUẢN LÝ DỰ ÁN VÀ PHÁT HÀNH
Tòa nhà K-Trường Đại học Khoa học Xã hội & Nhân văn, số 10-12 Đinh Tiên Hoàng, phường Bến Nghé,
Quận 1, TP Hồ Chí Minh
ĐT: 028 66817058 - 028 62726390 - 028 62726351
Website: www.vnuhcmpress.edu.vn
Nhà xuất bản ĐHQG-HCM và tác giả/ đối tác liên kết giữ bản quyền©
Copyright © by VNU-HCM Press and author/
co-partnership. All rights reserved.
ISBN: 978-604-73-7808-1
In 250 cuốn, khổ 16 x 24 cm, XNĐKXB số: 2564-2020/CXBIPH/1-56/ĐHQGTPHCM. QĐXB
số 126/QĐ-NXB ĐHQGTPHCM, cấp ngày 06/7/2020.
In tại: Công ty TNHH In & Bao bì Hưng Phú. Địa chỉ: 162A/1, KP1A, P. An Phú, TX. Thuận
An, Bình Dương. Nộp lưu chiểu: Quý III/2020.

TRẦN THỊ KIM ANH,
HOÀNG THỊ TUYẾT NHUNG
.
Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM,
NXB ĐHQG-HCM và TÁC GIẢ.
Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật Xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ
Việt Nam. Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi
chưa có sự đồng ý của Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM và Tác giả.
ĐỂ CÓ SÁCH HAY, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN!

3
LỜI NÓI ĐẦU
Giáo trình Thực tập xử lý nước cấp được dùng cho sinh viên
ngành môi trường có thể tìm hiểu các phương pháp xử lý ô nhiễm trong
nước mặt và nước ngầm như xử lý sắt, xử lý độ cứng trong nước ngầm,
xử lý chất rắn lơ lửng trong nước mặt, xử lý chất ô nhiễm hữu cơ trong
nước,.... Từ các đánh giá hiệu quả xử lý nước cấp thông qua nhiều
phương pháp khác nhau, sinh viên môi trường có cái nhìn tổng quan,
thực tế về các phương pháp xử lý nước cấp cũng như hiệu quả của các
phương pháp. Ngoài ra, sinh viên được trang bị những kỹ năng thực hành
phân tích đánh giá các chỉ tiêu phân tích đối với xử lý nước, phân tích
đánh giá số liệu và xây dựng các phương trình động học cho quá trình xử
lý. Từ đó, nắm được quy luật cho từng phương pháp xử lý.
Sinh viên thực tập học phần này sẽ được trang bị đầy đủ kiến thức
và kỹ năng cho quá trình thực tập về lĩnh vực xử lý nước cấp, để có thể
trở thành một kỹ sư môi trường trong tương lai.
Các tác giả

5
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................3
MỤC LỤC .................................................................................................5
CÁC KÝ HIỆU VÀ ĐƠN VỊ....................................................................9
MỞ ĐẦU .................................................................................................11
BÀI THỰC HÀNH SỐ 1
KEO TỤ - TẠO BÔNG BẰNG PHÈN NHÔM...................................12
1.1. TỔNG QUAN..............................................................................12
1.1.1. Trị số pH của nƣớc...............................................................13
1.1.2. Lƣợng dùng chất keo tụ........................................................13
1.1.3. Nhiệt độ nƣớc.......................................................................14
1.1.4. Tốc độ hỗn hợp của nƣớc với chất keo tụ ............................14
1.2. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ................................................................15
1.3. HÓA CHẤT.................................................................................15
1.4. THỰC NGHIỆM .........................................................................15
1.4.1. TN 1: Xác định giá trị pH tối ƣu. .........................................15
1.4.2. TN 2: Xác định liều lƣợng phèn tối ƣu ................................17
1.4.3. TN 3: S dụng m h nh keo tụ – tạo b ng – lắng ................18
1.5. XỬ LÝ SỐ LIỆU.........................................................................19
1.6. CÂU HỎI ÔN TẬP......................................................................19
1.7. BÁO CÁO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH...........................................19
LẮNG BÔNG TỤ ..................................................................................20
2.1. TỔNG QUAN..............................................................................20
2.1.1. Các khái niệm.......................................................................20

6
2.1.2. Cách xác định hiệu quả lắng b ng tụ ...................................21
2.2. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ................................................................22
2.3. HÓA CHẤT.................................................................................22
2.4. THỰC NGHIỆM .........................................................................23
2.4.1. Thiết lập thí nghiệm .............................................................23
2.4.2. Tiến hành thí nghiệm............................................................24
2.5. XỬ LÝ SỐ LIỆU.........................................................................24
2.6. CÂU HỎI ÔN TẬP......................................................................25
HẤP PHỤ BẰNG THAN HOẠT TÍNH ..............................................26
3.1. TỔNG QUAN..............................................................................26
3.1.1. Phƣơng tr nh Freundlich ......................................................26
3.1.2. Phƣơng tr nh Langmuir........................................................27
3.1.3. Quá tr nh hấp phụ theo dạng mẻ ..........................................28
3.1.4. Quá tr nh hấp phụ dạng cột ..................................................28
3.2. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ................................................................29
3.4. THỰC NGHIỆM .........................................................................29
3.4.1. TN 1: Xác định quan hệ nồng độ màu và độ hấp thu...........29
3.4.2. TN 2: Quá tr nh hấp phụ theo mẻ.........................................30
3.4.3. TN 3: Hấp phụ dạng cột .......................................................31
3.5. XỬ LÝ SỐ LIỆU.........................................................................32
3.6. CÂU HỎI ÔN TẬP......................................................................33
LOẠI BỎ SẮT TRONG NƯỚC NGẦM .............................................34

7
4.1. TỔNG QUAN..............................................................................34
4.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP KHỬ SẮT..............................................35
4.2.1. Kh sắt bằng phƣơng pháp làm thoáng................................35
4.2.2. Kh sắt bằng phƣơng pháp dùng hóa chất ...........................37
4.3. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ................................................................38
4.4. HÓA CHẤT.................................................................................38
4.5. PHÂN TÍCH SẮT........................................................................39
4.5.1. Lập đƣờng chuẩn..................................................................39
4.5.2. Sắt tổng cộng (TFe)..............................................................40
4.5.3. Sắt hai (Fe2+).......................................................................40
4.6. THỰC NGHIỆM .........................................................................41
4.6.1. TN 1: Loại bỏ sắt bằng phƣơng pháp thổi khí......................41
4.6.2. TN 2: Loại bỏ sắt bằng giàn mƣa.........................................44
4.6.3. TN 3: Loại bỏ sắt bằng phƣơng pháp hóa chất ....................44
4.7. XỬ LÝ SỐ LIỆU.........................................................................45
4.8. CÂU HỎI ÔN TẬP......................................................................46
KHỬ CỨNG BẰNG HÓA CHẤT........................................................47
5.1. TỔNG QUAN..............................................................................47
5.1.1. Kh cứng carbonate bằng v i ..............................................48
5.1.2. Kh cứng non-carbonate bằng v i và sođa..........................48
5.1.3. Phƣơng pháp khuấy trộn .....................................................48
5.1.4. Phƣơng pháp bể phản ứng tầng s i (Pellet Reactor) ............49
5.2. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ................................................................51
5.3. HÓA CHẤT.................................................................................51
5.4. THỰC NGHIỆM .........................................................................53

8
5.4.1. TN 1: Loại bỏ độ cứng bằng hóa chất theo mẻ ....................53
5.4.2. TN 2: Loại bỏ độ cứng bằng Pellet Reactor.........................54
5.5. XỬ LÝ SỐ LIỆU.........................................................................54
5.6. CÂU HỎI ÔN TẬP......................................................................54
KHỬ CỨNG BẰNG TRAO ĐỔI ION.................................................56
6.1. TỔNG QUAN..............................................................................56
6.2. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ................................................................58
6.3. HÓA CHẤT.................................................................................58
6.4. THỰC NGHIỆM .........................................................................59
6.4.1. TN 1: Nh a cationit để làm mềm nƣớc theo mẻ..................59
6.4.2. TN 2: Nh a cationit để làm mềm nƣớc theo thời gian.........59
6.4.3. TN 3: Nh a cationit để làm mềm nƣớc liên tục...................59
6.5. XỬ LÝ SỐ LIỆU.........................................................................60
6.6. CÂU HỎI ÔN TẬP......................................................................60
KHỬ TRÙNG ........................................................................................62
7.1. TỔNG QUAN..............................................................................62
7.1.1. Kh trùng là g ?....................................................................62
7.1.2. Kh trùng nƣớc bằng Clo và các hợp chất của nó ...............63
7.1.3. Kh trùng nƣớc bằng tia UV................................................65
7.2. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ................................................................66
7.3. HÓA CHẤT.................................................................................66

9
7.4.1. TN 1: Kh trùng bằng hóa chất NaOCl ...............................69
7.4.2. TN 2: Kh trùng bằng mô hình............................................70
7.4.3. TN 3: Kh trùng bằng UV ...................................................70
7.5. XỬ LÝ SỐ LIỆU.........................................................................71
7.6. CÂU HỎI ÔN TẬP......................................................................71
PHỤ LỤC 1 .............................................................................................72
PHỤ LỤC 2 .............................................................................................82
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................83

10
CÁC KÝ HIỆU VÀ ĐƠN VỊ
Ký hiệu Nội dung Tiếng Anh Đơn vị
DO Oxy hòa tan Dissolved oxygen mg/L
EBCT Thời gian tiếp xúc Empty bed contact time phút
MPN Số lượng Vi sinh vật Most potable number
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
Q Lưu lượng Flowrate L/h
SS Chất rắn lơ lửng Suspended solid mg/L
TFe Nồng độ sắt tổng mg/L
TN Thí nghiệm
UV Bức xạ tử ngoại Ultra violet
V Thể tích Volume L

11
MỞ ĐẦU
1. Mục đích thí nghiệm
- Giúp sinh viên làm quen với các kỹ năng cần thiết của người kỹ
sư tương lai.
- Công nghệ xử lý, thiết bị xử nước cấp.
- Vận hành các thiết bị xử lý nước cấp
- Điều hành một nhóm sinh viên cùng thực hiện 1 công việc.
- Luyện tập khả năng viết một báo cáo kỹ thuật.
2. Yêu cầu trước thí nghiệm
Sinh viên phải đọc bài hướng dẫn thí nghiệm, tham khảo tài liệu
liên quan để tìm hiểu các kiến thức cần thiết cho bài thí nghiệm. Xem
thiết bị để hiểu cách tiến hành thí nghiệm, vạch kế hoạch làm việc và
phân công trong nhóm.
3. Yêu cầu khi làm thí nghiệm
Sau mỗi bài thí nghiệm mỗi nhóm sinh viên phải làm một bản báo
cáo kết quả thu được. Tổng hợp tất cả các bản báo cáo thành một tập và
nộp lại cho giáo viên sau khi học xong 7 bài thí nghiệm.
4. Nội dung
- Trình bày yêu cầu, nội dung tóm tắt và kết quả của bài thí nghiệm
- Lý thuyết liên quan đến bài thí nghiệm
- Thực hiện: trình bày các bước thí nghiệm và số liệu thô.
- Kết quả tính toán, nhận xét kết quả thu được.
- Tài liệu tham khảo.

12
KEO TỤ - TẠO BÔNG BẰNG PHÈN NHÔM
Mục tiêu bài thực hành số 1: Sau khi học xong bài này, sinh viên có
khả năng:
 Trình bày được cơ chế của phương pháp keo tụ tạo bông.
 Giải thích được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo
bông.
 Xác định được giá trị pH tối ưu của quá trình keo tụ tạo bông.
 Xác định được liều lượng phèn tối ưu của quá trình keo tụ tạo
bông.
 Vận hành được bể keo tụ tạo bông kết hợp lắng Lamella.
1.1. TỔNG QUAN
Xử lý bằng phương pháp keo tụ tạo bông bằng phèn nhôm là cho
vào trong nước một lượng chất keo tụ (phèn nhôm) đủ làm cho các hạt
keo trong nước mặt (hạt keo đất sét, các hợp chất humic tạo độ màu với
kích thước bé) mất tính ổn định và kết bông thành những hạt lớn có khả
năng lắng xuống. Thông thường quá trình keo tụ tạo bông xảy ra qua hai
giai đoạn sau:
Giai đoạn 1 – Giai đoạn keo tụ làm mất tính ổn định của hạt keo
trong nước. Phèn nhôm thuỷ phân tạo thành các hạt keo mang điện
tích dương, hình thành quá trình hấp phụ và trung hòa điện tích làm
mất tính ổn định của hạt keo trong nước ở pH thấp hoặc sẽ tạo thành
kết tủa Al(OH)3 để có thể kết tụ quét kéo theo các hạt keo trong nước
cùng lắng.
Giai đoạn 2 – Giai đoạn tạo bông, kết bông các bông tụ nhỏ bị
mất tính ổn định thành những bông tụ lớn có khả năng lắng được bằng
trọng lực.
Kết quả của quá trình trên là hình thành các hạt lớn lắng xuống.

13
Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào nước các chất keo
tụ thích hợp như phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt FeSO4 hoặc FeCl3. Các
loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan.
Khi cho phèn nhôm vào nước, chúng phân ly thành các sản phẩm
thủy phân, sau đó, các ion này bị thuỷ phân thành Al(OH)3 với pH
thích hợp:
Al(H2O)6
3+
⇔ Al(OH)(H2O)5
2+
⇔ …. ⇔ Al13O4(OH)24
7+
⇔
Al(OH)3 (s) ⇔ Al(OH)4
-
Trong phản ứng thuỷ phân trên, ngoài các sản phẩm thủy phân
(nhân tố quyết định đến hiệu quả keo tụ) được tạo thành, các ion H+
còn
giải phóng ra. Các ion này sẽ được khử bằng độ kiềm tự nhiên của nước
(được đánh giá bằng HCO3
-
). Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước
thấp, không đủ để trung hòa ion H+
thì cần phải kiềm hóa nước. Chất
dùng để kiềm hóa thông dụng là vôi. Một số trường hợp khác có thể dùng
soda (Na2CO3) hay xút (NaOH).
Sau đây là các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo
bông khi sử dụng phèn nhôm:
1.1.1. Trị số pH của nước
Nước thiên nhiên sau khi đã cho Al2(SO4)3 vào, trị số pH của nó bị
giảm thấp vì đây là một loại muối gồm axit mạnh và bazơ yếu. Sự thuỷ
phân của nó có thể tăng thêm tính axit của nước. Đối với hiệu quả keo tụ,
ảnh hưởng chủ yếu là trị số pH của nước sau khi cho phèn vào. Cho nên
giá trị pH dưới đây đều là pH của nước sau khi cho phèn vào.
1.1.2. Lượng dùng chất keo tụ
Quá trình keo tụ không phải là một phản ứng hóa học đơn thuần,
nên lượng phèn cho vào không thể căn cứ vào tính toán để xác định. Tuỳ
điều kiện cụ thể khác nhau, phải làm thực nghiệm Jartest để tìm ra lượng
phèn cho vào tối ưu.
Nói chung nếu huyền phù trong nước nhiều thì lượng chất keo tụ
cần thiết lớn. Cũng có trường hợp chất hữu cơ trong nước tương đối ít mà
lượng chất keo tụ vẫn cần nhiều.

14
Bảng 1.1: Liều lượng phèn để xử lý nước cấp
Hàm lượng cặn, mg/L Liều lượng phèn không chứa nước (mg/L)
< 100
101 – 200
201 – 400
401 – 600
601 – 800
801 – 1000
1001 – 1500
25 – 35
30 – 40
35 – 45
45 – 50
50 – 60
60 – 70
70 – 80
1.1.3. Nhiệt độ nước
Khi dùng muối nhôm làm chất keo tụ, nhiệt độ nước ảnh hưởng lớn
đến hiệu quả keo tụ. Khi nhiệt độ nước rất thấp (thấp hơn 50
C), bông
phèn sinh ra to và xốp, chủ yếu là nước, lắng xuống rất chậm nên hiệu
quả kém.
Khi dùng nhôm sunfat để tiến hành keo tụ nước thiên nhiên, nhiệt
độ nước tốt nhất là 25 – 300
C.
1.1.4. Tốc độ hỗn hợp của nước với chất keo tụ
Tốc độ hỗn hợp của nước và chất keo tụ ảnh hưởng đến tính phân
bổ đồng đều của chất keo tụ và cơ hội va chạm giữa các hạt keo. Đây là
một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông. Tốc độ
khuấy tốt nhất là từ nhanh chuyển sang chậm. Khi mới cho chất keo tụ
vào nước, phải khuấy nhanh, vì sự thuỷ phân của chất keo tụ trong nước
và tốc độ hình thành keo rất nhanh. Cho nên phải khuấy nhanh để chất
keo tụ khuếch tán đến các nơi trong nước để kịp thời tác dụng với các tạp
chất trong nước. Sau khi hỗn hợp hình thành bông tụ nhỏ và lớn lên,
không nên khuấy quá nhanh, vì không những bông phèn khó lớn lên mà
còn phá vỡ những bông phèn đã hình thành.
Rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả keo tụ. Để tìm ra điều
kiện tối ưu để xử lý bằng keo tụ khi thiết kế thiết bị hoặc điều chỉnh vận

15
hành thì nên tiến hành thí nghiệm ở phòng thí nghiệm bằng thiết bị
Jartest.
Hình 1.1: Mô hình thí nghiệm Jartest
1.2. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ
Bảng 1.2: Danh sách dụng cụ và thiết bị cần dùng
STT Dụng cụ Số lượng
1 Erlen 125 mL 10
2 Pipet: 5 mL, 10 mL 03
3 Bóp cao su 02
4 Cốc 500 mL 06
5 Máy Jartest 01
6 pH kế 01
7 Thiết bị đo độ đục 01
1.3. HÓA CHẤT
- Phèn nhôm Al2(SO4)3
- NaOH 0,1N, H2SO4 0,1N
1.4. THỰC NGHIỆM
1.4.1. TN 1: Xác định giá trị pH tối ưu.
Bước 1: Định lượng hóa chất điều chỉnh pH
- Lấy 400 mL mẫu nước có độ đục cho vào mỗi cốc Jartest (sử
dụng 2 cốc: 1 cốc điều chỉnh pH tăng, 1 cốc điều chỉnh pH giảm). Đo pH
ban đầu.

16
- Cho vào cốc 0,3 mL phèn để nồng độ phèn trong dung dịch đạt
30 mg/L.
- Dùng dung dịch NaOH 0,1N hoặc H2SO4 0,1N điều chỉnh pH đến
các giá trị 4, 5, 6, 7, 8, 9. Ghi nhận giá trị NaOH và H2SO4 đã dùng.
Bước 2: Keo tụ - tạo bông
- Chuẩn bị 6 cốc Jartest, cho vào mỗi cốc 400 mL mẫu nước.
- Thêm vào mỗi cốc 0,3 mL phèn và các thể tích NaOH và H2SO4
(đã xác định ở bước 1) vào cùng lúc để 6 cốc đạt giá trị pH tương ứng là
4, 5, 6, 7, 8, 9.
- Đưa 6 cốc vào giàn Jartest, bật máy khuấy ở tốc độ 100 vòng/phút
trong 1 phút.
- Điều chỉnh vòng khuấy chậm lại trong 15 phút ở tốc độ 15 – 20
vòng/ phút.
- Sau khi máy tắt, để lắng tĩnh 30 phút.

17
2
1 3 4 5 6
Bước 3: Phân tích mẫu
- Lấy mẫu nước lắng (lớp nước ở phía trên, lấy dưới lớp váng bề
mặt) của tất cả các cốc đem phân tích chỉ tiêu pH, độ đục.
Lưu ý: pH tối ưu là pH ứng với mẫu có độ đục thấp nhất.
1.4.2. TN 2: Xác định liều lượng phèn tối ưu
Bước 1: Định lượng hóa chất điều chỉnh pH ứng với các lượng
phèn khác nhau
- Lấy 6 cốc Jartest cho vào 400 mL mẫu nước và cho vào lượng
phèn lần lượt là: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 và 0,6 mL.
- Dùng dung dịch NaOH 0,1N hoặc H2SO4 0,1N điều chỉnh pH đến
các giá trị pH tối ưu (pH tối ưu đã xác định từ thí nghiệm 1), ghi nhận
các thể tích hóa chất điều chỉnh để tiến hành bước 2.
Bước 2: Thí nghiệm lượng phèn thay đổi
- Lấy 6 cốc Jartest cho vào 400 mL mẫu nước.
- Cho vào các lượng phèn xác định ở bước 1 và hóa chất (axit hoặc
kiềm để đạt pH tối ưu ứng với các liều lượng phèn khác nhau) cùng lúc.
- Đặt các cốc vào thiết bị Jartest, điều chỉnh tốc độ khuấy 100
vòng/phút trong 1 phút.
- Điều chỉnh vòng khuấy chậm lại trong 15 phút ở tốc độ 15 – 20
vòng/ phút.
- Sau khi máy tắt, để lắng tĩnh 30 phút.
0,1 mL 0,2 mL 0,3 mL 0,4 mL 0,5 mL 0,6 mL
Chỉnh pH Chỉnh pH Chỉnh pH Chỉnh pH Chỉnh pH Chỉnh pH

18
Nếu hiệu quả xử lý trong thí nghiệm 1 không tốt thì lượng phèn
tăng lên từ 0,3 đến 0,8 mL. Thực hiện lại thí nghiệm với liều lượng phèn
khác nếu không tìm được lượng phèn tối ưu.
Bước 3: Phân tích mẫu
- Lấy mẫu nước lắng (lớp
nước ở phía trên, lấy dưới lớp
váng bề mặt) phân tích chỉ tiêu
pH, độ đục.
- Liều lượng phèn tối ưu là
liều lượng phèn ứng với mẫu có
độ đục thấp nhất. Hình 1.2: Mẫu keo tụ - tạo bông
1.4.3. TN 3: Sử dụng mô hình keo tụ – tạo bông – lắng
Bước 1: Tính toán lưu lượng vận hành mô hình
- Dựa trên liều lượng hóa chất để điều chỉnh pH và liều lượng phèn
tối ưu tính toán lưu lượng cho vào phù hợp với lưu lượng nước.
Bước 2: Vận hành mô hình
- Thêm đầy mẫu nước, chỉnh pH, cho phèn, khuấy đều vào mô hình
trước khi vận hành (khoảng 30 L).
- Điều chỉnh bơm đầu vào sao cho lưu lượng nước là 60 L/h bằng
bộ phận điều chỉnh lưu lượng.
- Điều chỉnh bộ phận châm hóa chất và phèn tương ứng.
- Kiểm tra pH trong bể keo tụ và tạo bông mỗi 5 phút để điều chỉnh
hóa chất cho phù hợp.
- Lượng phèn khi vận hành mô hình thường cao hơn so với thí
nghiệm Jartest.
- Quan sát quá trình tạo bông cặn và quá trình lắng tại bể vách
nghiêng.
- Lấy mẫu đầu ra phân tích pH, độ đục, sau 30 phút, 1 giờ, 2 giờ
vận hành.

19
Hình 1.3: Mô hình bể lắng keo tụ – tạo bông – lắng vách nghiêng
1.5. XỬ LÝ SỐ LIỆU
- Vẽ đồ thị tương quan giữa pH và độ đục
- Vẽ đồ thị tương quan giữa nồng độ phèn trong cốc và độ đục
- Vẽ đồ thị đánh giá hiệu quả xử lý độ đục của mô hình.
- So sánh hiệu quả xử lý độ đục theo mẻ và mô hình liên tục.
1.6. CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1: Thế nào là keo tụ - tạo bông? Các yếu tố ảnh hưởng đến
keo tụ - tạo bông?
Câu 2: Những hóa chất thường dùng để keo tụ là gì?
Câu 3: Ứng dụng của keo tụ - tạo bông là gì?
1.7. BÁO CÁO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH
Sinh viên báo cáo kết quả sau buổi thí nghiệm theo mẫu BÁO CÁO
1 (phần phụ lục).
Sinh viên báo cáo tổng kết theo mẫu BÁO CÁO TỔNG KẾT (phần
phụ lục) sau khi kết thúc môn học.

20
LẮNG BÔNG TỤ
khả năng:
 Trình bày được các loại lắng rời rạc và lắng bông tụ.
 Xác định được hiệu quả lắng bông tụ tại thời gian lắng.
 Xác định được tải trọng của bể lắng bông tụ.
 Trình bày được thông số thiết kế của bể lắng trong thực tế.
2.1. TỔNG QUAN
2.1.1. Các khái niệm
Quá trình lắng là quá trình để loại bỏ các chất lắng lơ lửng có khả
năng lắng được bằng trọng lực.
Lắng được chia làm bốn loại:
+ Lắng rời rạc: xảy ra khi nồng độ chất rắn lơ lửng nhỏ < 200 mg/L
và các hạt trong quá trình lắng không va chạm và kết dính với nhau. Các
hạt chất rắn có đường kính và vận tốc không đổi trong quá trình lắng.
Vận tốc lắng của hạt xác định theo định luật Stoke.
+ Lắng bông tụ: xảy ra khi nồng độ chất rắn lơ lửng (< 1000 mg/L),
tuy nhiên các hạt trong quá trình lắng có khả năng kết dính thành những
hạt có kích thước lớn hơn, do đó đường kính và vận tốc lắng của hạt thay
đổi. Vận tốc lắng chỉ có khả năng xác định bằng thực nghiệm.
+ Lắng cản trở: xảy ra khi nồng độ chất rắn lơ lửng lớn (> 1000
mg/L), lúc này các hạt có xu hướng nằm kề nhau và tạo thành 1 mảng
lớn, làm cản trở quá trình lắng của các hạt riêng lẻ và do đó vận tốc lắng
giảm xuống.
+ Lắng nén: khi nồng độ chất rắn lơ lửng rất cao, quá trình lắng nén
xảy ra. Lúc này quá trình lắng hầu như không xảy ra mà xảy ra quá trình

21
nén, các hạt chất rắn đi xuống ép nước đi lên. Lắng nén thường xảy ra
phía dưới của bể lắng.
Các bể lắng thường gặp: bể lắng hình chữ nhật, gọi là bể lắng
ngang, bể lắng hình tròn thường là bể lắng đứng và bể lắng ly tâm, bể
lắng vách nghiêng và bể lắng tiếp xúc.
2.1.2. Cách xác định hiệu quả lắng bông tụ
Lắng bông tụ được thực hiện nhằm xác định hiệu quả lắng sau quá
trình keo tụ tạo bông với các bước sau:
- Xác định nồng độ SS (mg/L) ban đầu.
- Xác định nồng độ SS (mg/L) còn lại sau mỗi thời gian lắng tại
mỗi thời điểm lấy mẫu.
- Tính hiệu suất lắng tại mỗi thời điểm lấy mẫu ứng với chiều
cao lắng.
- Vẽ đường cong nội suy.
Hình 2.1: Đường cong hiệu suất của quá trình lắng bông tụ
- Xác định hiệu suất lắng theo phương trình:

22
Trong đó: RT: hiệu suất tổng của quá trình lắng tại thời điểm t (phút)
Ra, Rb, Rc: hiệu suất lắng nội suy từ đồ thị phía trên
1 Erlen 125 mL 10
2 Pipet: 2 mL, 5 mL, 10 mL 03
3 Bóp cao su 02
4 Tủ sấy ở 105o
C 03
5 Giấy lọc
6 Cột lắng, d = 20 cm, H = 2 m 01
2.3. HÓA CHẤT
- Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O
- NaOH 1 N, H2SO4 1N
Cách xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng - Tổng chất rắn lơ lửng
a. Chuẩn bị giấy lọc sợi thuỷ tinh:
- Làm khô giấy ở nhiệt độ 103 – 105o
C trong 1 giờ.
- Làm nguội giấy trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng
(trong 1 giờ).
- Cân P1 (mg).
b. Phân tích mẫu:
- Lọc mẫu có dung tích xác định (đã được xáo trộn đều) qua giấy
lọc đã cân.
- Làm bay hơi nước trong tủ sấy ở nhiệt độ 103 – 105o
C.
- Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng (trong 1 giờ).
- Cân P2 (mg).

23
Tổng chất rắn lơ lửng (mg/L) =
( − P ) × 1000
V ẫ
2.4.1. Thiết lập thí nghiệm
Hình 2.2: Mô hình cột lắng bông tụ
Thử nghiệm được thực hiện trong một ống trong suốt, cao 2,2 m
với đường kính 20 cm (Hình 2.2).
Phèn nhôm được sử dụng làm chất keo tụ. Nước sau khi trộn
với phèn nhôm với tốc độ khuấy nhanh 100 vòng/phút trong vòng
một phút được bơm vào cột lắng. Trong cột lắng, nước được tiếp tục
khuấy trộn với tốc độ 30 vòng/phút để tạo bông, và đảm bảo hỗn hợp
đồng nhất. Sau khi khuấy 15 phút, thời gian lắng bắt đầu khi dừng quá
trình khuấy.

24
2.4.2. Tiến hành thí nghiệm
- Sau khi dừng quá trình khuấy, bắt đầu tính thời gian t = 0 và đo
hàm lượng SS ban đầu.
- Sau mỗi thời gian t (phút), đo hàm lượng SS tại mỗi chiều cao và
ghi nhận vào số liệu trong bảng 2.2.
Bảng 2.2: Kết quả thí nghiệm với cột lắng
Chiều cao cột, m 0,5 1,0 1,5 2,0 Thời gian (phút)
Nồng độ SS,
mg/L
5
10
15
30
60
90
120
- Xác định hiệu suất lắng tương ứng với mỗi vị trí và mỗi thời gian.
- Vẽ đường cong nội suy của thời gian lấy mẫu ứng với chiều cao
cột lắng.
- Vẽ đường cong nội suy hiệu suất lắng và thời gian lắng.
- Vẽ đường cong thể hiện mối quan hệ giữa hiệu suất lắng và thời
gian lưu nước.
- Vẽ đường cong thể hiện mối quan hệ giữa hiệu suất lắng và tải
trọng bề mặt của bể lắng.
- Tính sơ bộ các thông số của bể lắng ngang (chiều cao bể lắng,
kích thước bể lắng) với thông số nước đầu vào như thí nghiệm khi chạy
với lưu lượng 30.000 m3
/ngđ.

25
Câu 1: Nêu các loại lắng. Thường gặp trong các hệ thống xử lý nào?
Câu 2: Phân biệt các bể lắng thường gặp.
Câu 3: Từ thí nghiệm đã làm có thể xác định được thông số gì cho
thiết kế bể lắng?

26
HẤP PHỤ BẰNG THAN HOẠT TÍNH
khả năng:
 Trình bày được định nghĩa của phương pháp hấp phụ.
 Trình bày được bản chất của Phương trình Freundlich và
Phương trình Langmuir.
 Tính toán được khả năng hấp phụ của than hoạt tính bằng
Phương trình Freundlich và Phương trình Langmuir.
 Đánh giá được hiệu quả hấp phụ chất hữu cơ (phẩm màu) trên
than hoạt tính theo mẻ và cột.
 Xây dựng được đường cân bằng hấp phụ chất hữu cơ (phẩm
màu) trên than hoạt tính.
3.1. TỔNG QUAN
Phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính được áp dụng rộng rãi
để loại bỏ các hợp chất gây màu, gây mùi trong quá trình xử lý nước
tinh khiết hoặc dùng để loại bỏ chất ô nhiễm nồng độ thấp như thuốc
trừ sâu, atrazin từ nước ngầm và nước mặt. Ưu điểm của phương pháp
là hiệu quả cao (80-95%), vận hành đơn giản và có thể hoàn nguyên
vật liệu.
Quá trình hấp phụ có thể tiến hành một bậc hay nhiều bậc. Hấp phụ
một bậc được ứng dụng khi giá rẻ hoặc là chất thải của sản xuất. Quá
trình hấp phụ nhiều bậc sẽ thu hiệu quả cao hơn.
3.1.1. Phương trình Freundlich
Lượng chất bị hấp phụ vào than hoạt tính phụ thuộc vào bản chất
của chất bị hấp phụ và nồng độ đầu vào, cấu trúc bề mặt của than hoạt
tính và nhiệt độ và độ pH của nước. Đối với một hệ thống xử lý bằng
than hoạt tính, mối quan hệ giữa lượng vật chất hấp phụ trên một đơn vị

27
khối lượng than hoạt tính và nồng độ cân bằng, khi nhiệt độ và pH không
đổi được gọi là quá trình đẳng nhiệt.
Quá trình hấp phụ đẳng nhiệt có thể được mô tả theo biểu thức thực
nghiệm Freundlich:
q: độ hấp phụ cân bằng, q = V(Cd – Ccb)/ M
V: thể tích dung dịch, L
Cd: nồng độ dung dịch ban đầu, g/L,
Ccb: nồng độ cân bằng, g/L,
M: lượng chất hấp phụ sử dụng, g
Ta có thể dễ dàng xác định các hằng số trong phương trình trên
bằng cách chuyển về dạng tuyến tính như sau:
3.1.2. Phương trình Langmuir
Dung dịch và chất hấp phụ được khuấy trộn trong thời gian thích
hợp. Sau đó, hỗn hợp được lọc để tách chất hấp phụ rắn và dung dịch ra
khỏi dung dịch. Loại chất hấp phụ được sử dụng phụ thuộc vào dung dịch
cần xử lý, thường có kích thước rất mịn. Thời gian để chất hấp phụ và
dung dịch đạt cân bằng chủ yếu phụ thuộc vào nồng độ dung dịch, kích
thước hạt rắn, độ nhớt của chất lỏng và cường độ khuấy trộn.
Dựa trên đồ thị đường cân bằng đẳng nhiệt hấp phụ, có thể xác
định được tỷ số hấp phụ cho vào dung dịch ứng với sự biến đổi nồng độ
cho trước.
Biểu thức trên được viết lại thành dạng tuyến tính:
lgCcb = lgK + nlgq
Ccb= K.qn

28
1 1 1 1
e m m L e
q q q k C
  

Hay
1 1
e
e
e L m m
C
C
q k q q
  

Trong đó:
qe: dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/g)
qm: là dung lượng hấp phụ cực đại ứng với trường hợp tất cả các
tâm trên bề mặt chất hấp phụ đã bị chiếm (mg/g)
kL: hằng số hấp phụ Langmuir (L/mg)
Ce: nồng độ chất bị hấp phụ trong pha lỏng tại thời điểm cân bằng
(mg/L)
3.1.3. Quá trình hấp phụ theo dạng mẻ
Quá trình hấp phụ dạng mẻ thực hiện trong thiết bị khuấy trộn hoàn
toàn vận hành gián đoạn. Các đại lượng đặc trưng cho quá trình hấp phụ
được xác định theo công thức như sau:
q: độ hấp phụ cân bằng, q = V(Cd – Ccb)/ M
V: thể tích dung dịch, L
Cd: nồng độ dung dịch ban đầu, g/L
Ccb: nồng độ cân bằng, g/L
M: lượng chất hấp phụ sử dụng, g
3.1.4. Quá trình hấp phụ dạng cột
Nước cần xử lý được bơm liên tục qua cột để loại bỏ chất ô nhiễm.
Trong đó:
EBCT: Thời gian tiếp xúc là thời gian mà nước chảy qua cột rỗng
(Khoảng 10 – 15 phút)
Q: lưu lượng nước, m3
/h
V: thể tích carbon, m3
Lbed: chiều dày lớp carbon, m
A: diện tích bề mặt cột, m2
EBCT = V / Q = Lbed / ( Q / A )

29
STT Dụng cụ - thiết bị Số lượng
1 Erlen 125 mL 10
2 Pipet: 5 mL, 10 mL 03
3 Bóp cao su 02
4 Cốc 500 mL 05
5 Cân 4 số 01
6 Máy so màu 01
7 Máy khuấy 05
8 Bơm định lượng 2 L/h 01
9
Cột thủy tinh (cột hấp phụ với d = 3
cm, H = 50 cm)
01
3.3. HÓA CHẤT
- Than hoạt tính dạng bột
- Than hoạt tính dạng hạt
- Phẩm màu (màu xanh)
3.4.1. TN 1: Xác định quan hệ nồng độ màu và độ hấp thu
Khảo sát bước sóng có độ hấp thu cao nhất của phẩm màu.
Dựng đường thẳng mối quan hệ giữa hai nồng độ phẩm màu (C) và
độ hấp thu (A). Xác định hàm tuyến tính của (C) theo (A). Đo độ hấp thu
của các dung dịch có nồng độ phẩm nhuộm khác nhau ở bước sóng đã
khảo sát.

30
3.4.2. TN 2: Quá trình hấp phụ theo mẻ
Cho 0,1 g thuốc nhuộm vào trong 8 L nước, lắc đều (dùng cho thí
nghiệm 2 và 3). Đo độ hấp thu của mẫu nước (mẫu ban đầu).
ĐƠN BẬC
Bước 1: Cho mẫu nước vào 5 cốc trong mô hình (mỗi cốc 500 mL
nước đã pha)
Bước 2: Đổ than bột với khối lượng 0, 0,2; 0,4; 0,6; 1 g vào 5 cốc,
đem khuấy bằng mô hình hấp phụ khuấy mạnh cho than đều trong cốc,
sau đó, tốc độ 50 vòng/phút, tính thời gian hấp phụ lúc bắt đầu khuấy.
Bước 3: Sau mỗi thời gian xác định (theo bảng), dùng pipet lấy
khoảng 15 mL dung dịch đem quay ly tâm, sau đó lọc rồi đo độ hấp thu của
mẫu nước ở bước sóng (đã xác định ở thí nghiệm 1), trên máy quang phổ.
Cốc 1 2 3 4 5
Thời gian
(phút)
Khối lượng
than (g)
0 0,2 0,4 0,6 1
Độ hấp thu, A
5
10
15
30
60
90
120
Kết quả Thời gian đạt cân bằng ứng với từng lượng than
m = , t =
Nguyên tắc: xác định sự biến thiên nồng độ phẩm nhuộm còn lại trong
dung dịch theo thời gian ở các tỷ lệ than và phẩm nhuộm khác nhau.

31
ĐA BẬC
Bước 1: Cho 0,5 L mẫu nước vào cốc 1 trong mô hình
Bước 2: Đổ than bột với khối lượng đã tối ưu ở phần thí nghiệm
ĐƠN BẬC chia đều vào 3 cốc, đem khuấy bằng mô hình hấp phụ, tốc
độ 50 vòng/phút, nước được chảy từ cốc 1 sang cốc 2 và sang cốc 3 (than
được giữ lại ở mỗi cốc) với thời gian hấp phụ lúc bắt đầu khuấy là thời
gian tối ưu ở thí nghiệm ĐƠN BẬC.
Bước 3: Dùng pipet lấy khoảng 15 mL dung dịch sau hấp phụ ở
cốc thứ 3 đem lọc rồi đo độ hấp thu của mẫu nước ở bước sóng (đã xác
định ở thí nghiệm 1), trên máy quang phổ.
Hình 3.1: Mô hình thí nghiệm hấp phụ đa bậc
3.4.3. TN 3: Hấp phụ dạng cột
Nguyên tắc: Thực hiện thí nghiệm trên mô hình hấp phụ dạng cột mô
phỏng quá trình hấp phụ liên tục.

32
Hình 3.2: Mô hình cột hấp phụ liên tục
Bước 1: Cân khối lượng than hạt (g), sau đó dồn than hạt vào
cột hấp phụ với chiều cao khoảng H = 15 cm. Xác định lượng than
trong cột (g)
Bước 2: Cho mẫu nước điền đầy vào cột than (không có bọt khí trong
cột). Nước tiếp tục được bơm chảy qua cột với lưu lượng Q = 0,5 và Q = 1
L/h. Lấy mẫu ở những mốc thời gian 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5, 3 giờ và đến khi
nồng độ đầu ra bằng đầu vào.
- Vẽ đồ thị tương quan giữa nồng độ thuốc nhuộm và độ hấp thu.
Phương trình tương quan.
- Vẽ đồ thị hiệu quả hấp phụ của than hoạt tính dạng bột theo thời
gian với lượng than khác nhau.

33
- Vẽ đồ thị quan hệ giữa lgC và lgq. Vẽ phương trình Freundlich và
Langmuir. So sánh 2 phương trình và nhận xét.
- Vẽ đồ thị biến thiên nồng độ màu đầu ra theo thời gian. Xác
định thời gian hay bed volume khi đạt độ màu đầu ra bằng 50% độ
màu ban đầu?
Câu 1: Thế nào là than hoạt tính?
Câu 2: Trình bày những ảnh hưởng đối với quá trình hấp phụ bằng
than hoạt tính.
Câu 3: Trình bày ý nghĩa của Phương trình Langmuir và Freundlich.
Câu 4: Trình bày ý nghĩa của quá trình thí nghiệm dạng mẻ và
dạng cột.
Câu 5: Trình bày cách hoàn nguyên than hoạt tính.

34
LOẠI BỎ SẮT TRONG NƯỚC NGẦM
khả năng:
 Trình bày được các dạng tồn tại của sắt trong nước.
 Trình bày được các phương pháp khử sắt trong nước cấp.
 Giải thích được bản chất của quá trình khử sắt bằng phương
pháp làm thoáng bằng giàn mưa, phương pháp sục khí.
 Giải thích được bản chất của quá trình khử sắt bằng phương
pháp dùng hóa chất (chất oxy hóa mạnh).
 Đánh giá được khả năng khử sắt trong nước cấp khi sử dụng
phương pháp sục khí và sử dụng chất oxy hóa mạnh.
4.1. TỔNG QUAN
Sắt xuất hiện tự nhiên trong đất, trầm tích, nước mặt và nước ngầm.
Sắt có thể có trong nước ở hai dạng: hòa tan và không hòa tan. Nước có
chứa sắt Fe2+
không màu, khi tiếp xúc với không khí, nước chuyển sang
màu nâu do kết tủa sắt Fe3+
xuất hiện....
Trong nước mặt, sắt tồn tại ở dạng hợp chất Fe3+
, thường là
Fe(OH)3 không tan, ở dạng keo hay huyền phù, hoặc ở dạng hợp chất
hữu cơ phức tạp ít tan.
Trong nước ngầm, do có pH thấp và hàm lượng oxi hòa tan thấp
hoặc hầu như không có, sắt tồn tại ở dạng ion. Sắt Fe2+
là thành phần của
các muối tan như Fe(HCO3)2, FeSO4. Hàm lượng sắt có trong các nguồn
nước ngầm thường cao và phân bố không đều trong các lớp trầm tích
dưới sâu.

35
Sắt ảnh hưởng đến sức khỏe con người như thế nào? Sắt là một
chất dinh dưỡng vi lượng thiết yếu cho sức khỏe, là thành phần chính của
huyết sắc tố, sử dụng để vận chuyển oxy và carbon dioxide trong máu.
Thiếu sắt có thể tăng cường hấp thụ chì và độc tính; Tuy nhiên, nếu ăn
phải một lượng lớn sắt có thể làm hỏng mạch máu, gây ra nôn mửa/ phân
có máu, làm hỏng gan và thận, thậm chí gây tử vong.
Theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sạch sử
dụng cho mục đích sinh hoạt QCVN 01-1:2018/BYT, sắt có nồng độ thấp
hơn hoặc bằng 0,3 mg/L.
4.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ SẮT
Hiện nay, có nhiều phương pháp khử sắt của nước ngầm, có thể
chia làm ba nhóm chính như sau:
Hình 4.1: Sơ đồ các phương pháp khử sắt
4.2.1. Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng
Phương pháp khử sắt bằng làm thoáng là làm giàu oxy cho nước,
tạo điều kiện để oxy hóa Fe2+
thành Fe3+
thực hiện quá trình thuỷ phân để
tạo thành hợp chất ít tan Fe(OH)3 rồi dùng bể lắng/lọc để giữ lại.

36
Tốc độ phản ứng được biểu diễn theo phương trình sau:
[ ]
2
2
2
2
d Fe
K Fe O OH
dt
+
+ −
 
     
=    
Trong đó:
dt
Fe
d ]
[ 2
: sự biến thiên [Fe2+
] theo thời gian t.
[Fe2+
]; [OH-
]; [O2]: nồng độ của các ion Fe2+
, OH-
và oxi.
K: hằng số tốc độ phản ứng, phụ thuộc vào nhiệt độ và chất
xúc tác
Như vậy, quá trình chuyển hóa Fe2+
thành Fe3+
phụ thuộc vào rất
nhiều yếu tố như pH, O2, hàm lượng sắt của nước ngầm, CO2, độ kiềm,
nhiệt độ, thời gian phản ứng.
Khi tất cả ion Fe2+
hòa tan trong nước đã chuyển hóa thành bông
cặn Fe(OH)3, việc loại bỏ các bông cặn ra khỏi nước được thực hiện ở bể
lắng/lọc theo cơ chế giữ cặn cơ học.
CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH KHỬ SẮT
Trong nước ngầm, sắt (II) bicacbonat là muối không bền vững,
thường phân ly như sau:
Fe(HCO3)2 = 2HCO3
2-
+ Fe2+
(1)
Nếu trong nước có oxy hòa tan, quá trình oxy hóa và thuỷ phân
diễn ra như sau:
4Fe2+
+ O2 + 10 H2O = 4Fe(OH)3 + 8H+
(2)
Đồng thời xảy ra phản ứng phụ
H+
+ HCO3
-
= H2O + CO2 (3)

37
4.2.2. Khử sắt bằng phương pháp dùng hóa chất
4.2.2.1. Khử sắt bằng các chất oxi hóa mạnh
Các chất oxi hóa mạnh thường sử dụng để khử sắt là Cl2, KMnO4,
O3,… Khi cho các chất oxi hóa mạnh vào nước, phản ứng diễn ra như sau:
2 Fe2+
+ Cl2 + 6 H2O = 2 Fe(OH)3  + 2 Cl-
+ 6 H+
(4)
3 Fe2+
+ KMnO4 + 7 H2O = 3 Fe(OH)3  + MnO2 + K+
+ 5 H+
(5)
So sánh với phương pháp khử sắt bằng làm thoáng ta thấy, dùng
chất oxi hóa phản ứng xảy ra nhanh hơn, pH môi trường thấp hơn (pH<
6). Nếu trong nước có tồn tại các hợp chất như: H2S, NH3 thì chúng sẽ
gây ảnh hưởng đến quá trình khử sắt.
4.2.2.2. Khử sắt bằng vôi
Phương pháp khử sắt bằng vôi thường kết hợp với quá trình làm ổn
định nước hoặc làm mềm nước. Khi cho vôi vào nước, quá trình khử sắt
xảy ra theo 2 trường hợp:
+ Trường hợp nước có oxi hòa tan (vôi được coi như chất xúc tác):
4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O+4Ca(OH)2 Fe(OH)3 + 4Ca(HCO3)2 (6)
+ Trường hợp nước không có oxi hòa tan:
Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2  FeCO3  + CaCO3 + H2O (7)
Ghi chú:
Trong phản ứng, để oxi hóa 1 mg Fe2+
, cần 0,64 mg Cl2 hoặc 0,94
mg KMnO4 và đồng thời độ kiềm của nước giảm đi 0,018 mgđl/l.
Ghi chú:
Fe(OH)3 hoặc FeCO3 được tạo thành, dễ dàng lắng lại trong bể lắng
và giữ lại hoàn toàn trong bể lọc.

38
1 Erlen 125 mL 10
2 Ống đong 1000 mL 04
3 Ống đong 50 mL 01
4 Bình định mức 50 mL 08
5 Pipet: 2 mL, 5 mL, 10 mL 01
6 Bóp cao su 02
7 Bình tia 01
8 Bếp điện 01
9 Máy sục khí 04
10 Giấy lọc
4.4. HÓA CHẤT
Sử dụng những hóa chất có hàm lượng sắt thấp và nước cất không có
sắt để chuẩn bị các dụng dịch và tác nhân. Các hóa chất sử dụng bao gồm:
(1) Hydrochloric acid (HCl) đậm đặc
(2) Dung dịch hydroxylamine: Hòa tan 10 g NH2OH.HCl trong
100 mL nước cất.
(3) Dung dịch đạm ammonium acetate (NH3C2H3O2): hòa tan 250
g NH3C2H3O2 trong 150 mL nước cất, thêm 700 mL acid acetic
(CH3COOH) đậm đặc. Lắc đều.
(4) Dung dịch phenanthroline (Không sử dụng khi dung dịch có màu):
Cách 1: Hòa tan 100 mg 1, 10 phenanthroline (C12H8N2.H2O) trong
100 mL nước cất, khuấy và đun tới 80o
C. Không được đun sôi.

39
Cách 2: Cho 10 mL nước cất vào trong cốc chứa 100 mg
(C12H8N2.H2O), thêm 2 giọt HCl đậm đặc, khuấy đều đến khi tan hoàn
toàn, pha loãng thành 100 mL.
(5) Dung dịch lưu trữ sắt: Thêm 10 mL H2SO4 đậm đặc vào 50
mL nước cất và thêm vào 1,404 g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O. Sau khi dung
dịch đồng nhất, thêm từng giọt KMnO4 cho đến khi xuất hiện màu hồng
nhạt không đổi. Pha thành 1000 mL với nước cất (1,00 mL = 200 μg Fe)
(6) Dung dịch chuẩn Fe2+
(Chuẩn bị mỗi khi sử dụng):
Lấy 50 mL dung dịch lưu trữ sắt (mục 5) cho vào bình định mức
1000 mL, thêm nước cất tới vạch định mức (1,00 mL = 10,00 μg Fe)
Lấy 5 mL dung dịch lưu trữ sắt (mục 5) cho vào bình định mức
1000 mL, thêm nước cất tới vạch định mức (1,00 mL = 1,00 μg Fe)
(6) Dung dịch KMnO4: Hòa tan 5,64 g KMnO4 (đã được sấy và
hút ẩm) vào 1000 mL nước cất.
4.5. PHÂN TÍCH SẮT
4.5.1. Lập đường chuẩn
Sử dụng dung dịch chuẩn có nồng độ 1 mL = 10 gFe (10 mg/L).
Pha loạt dung dịch chuẩn sắt như sau:
Số tt 0 1 2 3 4 5 TFe Fe(II)
ẩ (mL)
(Fe2+
10 mg/L)
0 1 2 3 4 5 VTFe VFe(II)
V nước cất (mL) 15 14 13 12 11 10
đậ đặ (mL) 0,5 0,5
. (mL) 0,25 0,25
Đun sôi cho tới khi thể tích dung dịch còn khoảng 7-8 mL
(mL) 2,5 2,5 2,5
Vphenanthroline (mL) 1 1 1

40
Định mức thành 25 mL bằng nước cất. Lắc đều và đo độ hấp thụ
Cg 0 10 20 30 40 50
C mg/L 0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0
Chú thích:
Nếu mẫu bị đục và có màu, thay vì sử dụng nước cất làm mẫu
chuẩn trắng, sử dụng chính mẫu làm mẫu chuẩn trắng và xử lý mẫu qua
tất cả các bước như trong quá trình thực hiện nhưng không cho
phenanthroline.
4.5.2. Sắt tổng cộng (TFe)
Lắc đều trước khi phân tích, lấy 25 mL mẫu cho vào erlen. Nếu thể
tích mẫu có hàm lượng sắt cao hơn 200 g, sử dụng một lượng mẫu ít
hơn. Thêm 0,5 mL HCl đậm đặc và 0,25 mL NH2OH. HCl.
Thêm vài viên bi thuỷ tinh vào erlen, đun sôi khi thể tích còn
khoảng 7  8 mL (nếu mẫu bị cạn, cho vào 1 mL HCl đậm đặc và 5 mL
nước cất).
Lưu ý: Không đun bằng bình định mức
Làm nguội mẫu ở nhiệt độ phòng, chuyển dung dịch vào bình định
mức 25 mL, thêm 2,5 mL dung dịch đệm NH4C2H3O2 và 1 mL dung
dịch 1,10 Phenanthroline. Cho nước cất tới vạch định mức và lắc đều, sau
đó để khoảng 10 15 phút cho cường độ màu đạt cực đại và ổn định. Đo
độ hấp thu trên máy spectrophotometer ở bước sóng 510 nm.
Lưu ý: Kết quả phân tích mẫu tỉ lệ 15/25 so với nồng độ Fe của
đường chuẩn
4.5.3. Sắt hai (Fe2+
)
Việc xác định Fe 2+
phải thực hiện tại vị trí lấy mẫu bởi vì có sự thay đổi
tỷ lệ giữa Fe 2+
và Fe3+
theo thời gian trong môi trường acid. Để xác định
Fe2+
, acid hóa mẫu theo tỉ lệ 2 mL HCl đậm đặc/ 100 mL mẫu tại thời điểm
lấy mẫu.

41
Lấy 15 mL mẫu đã được acid hoá, thêm 1 mL phenanthroline
và 2,5 mL dung dịch đệm NH4C2H3O2, lắc đều. Định mức thành 25
mL với nước cất, đợi khoảng 10 15 phút, sau đó đo độ hấp thụ A ở
bước sóng 510 nm.
Lưu ý: Kết quả phân tích mẫu tỉ lệ 15/25 so với nồng độ Fe của
đường chuẩn
4.6.1. TN 1: Loại bỏ sắt bằng phương pháp thổi khí
4.6.1.1. Xác định giá trị pH tối ưu
Bước 1: Pha loãng dung dịch sắt (II) có nồng độ 300 mg/L với
nước giếng để được mẫu nước chứa sắt (II) có nồng độ khoảng
20 mg/L.
Bước 2: Cho nước đã pha loãng trên (có nồng độ khoảng 20 mg/L
vào 1 bể (V = 1 L). Lấy 50 mL mẫu nước lọc qua giấy lọc để xác định
hàm lượng sắt tổng (TFe) và Fe2+
ban đầu.
Bước 3: Cho nước đã pha loãng trên (có nồng độ khoảng 20
mg/L) vào 4 bể (V = 1 L), sau đó chỉnh pH đến các giá trị khác nhau
như: 5 – 6 – 7 – 8 (Lưu ý: dùng dung dịch NaOH 1N chỉnh pH trước,
ghi nhận lại thể tích NaOH cần). Lấy 50 mL mẫu nước lọc qua giấy
lọc để xác định sắt tổng (TFe) và Fe2+
ban đầu. Lưu ý: Cần làm mẫu
đối chứng.
Lưu ý:
Lấy lượng mẫu thích hợp hoặc pha loãng mẫu để khi so màu không
vượt đường chuẩn.
Bước 4: Bật máy thổi khí để khí phân tán đều trong bể chứa với
thời gian 10 phút để quá trình chuyển hóa Fe2+
thành Fe3+
xảy ra.
Bước 5: Sau 10 phút, lọc 50 mL nước qua giấy lọc. Lấy mẫu nước
xác định hàm lượng sắt tổng và Fe2+
có trong nước sau xử lý.

42
Bể 1A Bể 1B Bể 1C Bể 1D
pH = 5 pH = 6 pH = 7 pH = 8
V = 1 lít V = 1 lít V = 1 lít V = 1 lít
VNaOH = VNaOH = VNaOH = VNaOH =
Fe2+
ban đầu = Fe2+
ban đầu = Fe2+
ban đầu = Fe2+
ban đầu =
TFe ban đầu = TFe ban đầu = TFe ban đầu = TFe ban đầu =
Fe2+
sau chỉnh
pH =
Fe2+
sau chỉnh
pH =
Fe2+
sau chỉnh
pH =
Fe2+
sau chỉnh
pH =
TFe sau chỉnh
pH =
TFe sau chỉnh
pH =
TFe sau chỉnh
pH =
TFe sau chỉnh
pH =
Lấy mẫu kiểm tra sau 10 phút
Fe2+
sau xử lý = Fe2+
sau xử lý = Fe2+
sau xử lý = Fe2+
sau xử lý =
TFe sau xử lý = TFe sau xử lý = TFe sau xử lý = TFe sau xử lý =
pH tối ưu =
4.6.1.2. Xác định thời gian tối ưu
Bước 1: Lấy 1 lít mẫu nước có nồng độ Fe (II) khoảng 20 mg/L
vào bể chứa, chỉnh pH đến pH tối ưu (từ mục 4.6.1.1). Lấy 50 mL mẫu
nước lọc qua giấy lọc để xác định hàm lượng TFe và Fe2+
ban đầu.
Bước 2: Bật máy thổi khí để khí phân tán đều trong bể chứa, cứ sau thời
gian thổi khí, lấy một lượng mẫu khoảng 50 ml lọc mẫu qua giấy lọc rồi
đem phân tích Fe2+
và TFe. Thay đổi thời gian thổi khí 5 – 10 – 20 – 30
phút để kiểm tra quá trình chuyển hóa Fe2+
thành Fe3+
. Lưu ý: Cần làm
mẫu đối chứng.
Máy
thổi
khí
Máy
thổi
khí
Máy
thổi
khí
Máy
thổi
khí

43
4.6.1.3. Xác định khả năng khử sắt với hàm lượng sắt cao
Bước 1: Pha loãng dung dịch Fe2+
có nồng độ 300 mg/L với nước
giếng để có nồng độ Fe2+
khoảng 60 mg/L.
Bước 2: Lấy 1 lít nước có nồng độ 60 mg/L, chỉnh pH về pH tối
ưu (mục 4.6.1.1). Lấy 50 mL mẫu nước lọc qua giấy lọc để xác định
hàm lượng TFe và Fe2+
ban đầu. Tiến hành thổi khí trong thời gian tối
ưu (mục 4.6.1.2) để chuyển hóa Fe2+
thành Fe3+
. Lưu ý: Cần làm mẫu
đối chứng.
Bước 3: Sau khi lấy mẫu, tiến hành lọc mẫu qua giấy lọc rồi xác
định hàm lượng Fe2+
và TFe tổng có trong nước đã xử lý.
Bể 2 Ban
đầu
Sau
khi
thêm
NaOH
5
phút
10
phút
20
phút
30
phút
pH
VNaOH
Fe2+
TFe
Thời gian tối ưu =
Bể 3 pH tối
ưu
Ban đầu Sau khi
thêm
NaOH
30 phút
V=1 L, pH tối ưu; thời gian tối ưu
pH
Fe2+
TFe
Máy
thổi
khí
Máy
thổi
khí

44
4.6.2. TN 2: Loại bỏ sắt bằng giàn mưa
Nước giếng sẽ được pha hàm lượng sắt khoảng 20 mg/L và chỉnh
pH về giá trị tối ưu được xác định ở thí nghiệm trên được bơm lên giàn
mưa với lưu lượng 30 L/h. Nước khi đi qua các sàn tung sẽ phản ứng với
oxy và chuyển hóa từ Fe2+
sang Fe3+
. Kết tủa Fe(OH)3 sẽ được lắng trong
bể lắng rồi được giữ trong bể lọc. Lấy 50 mL mẫu nước sau bể lọc để xác
định hàm lượng sắt tổng (TFe) và Fe2+
sau xử lý.
Hình 4.1: Mô hình giàn mưa
4.6.3. TN 3: Loại bỏ sắt bằng phương pháp hóa chất
Bước 1: Pha loãng dung dịch Fe2+
có nồng độ 300 mg/L với
nước giếng để có nồng độ Fe2+
khoảng 60 mg/L. Chỉnh pH đến pH tối
ưu (dùng dung dịch NaOH 1N hoặc 0,1N) từ thí nghiệm 1. Lấy 50 mL
mẫu nước lọc qua giấy lọc để xác định hàm lượng sắt tổng (TFe) và
Fe2+
ban đầu.

45
Bước 2: Cho nước đã pha loãng vào 4 bể (V = 1 L). Sau đó, cho 10
– 15 – 20 – 25 mL dung dịch KMnO4 (5,64 g/L) vào chuyển hóa hoàn
toàn Fe2+
thành Fe3+
trong thời gian tối ưu (t) thu được từ thí nghiệm 2
(khuấy mạnh 1 phút, khuấy nhẹ (t -1) phút). Lấy 50 mL nước lọc giấy
lọc, xác định hàm lượng TFe và Fe2+
có trong nước cấp đã xử lý. Lưu ý:
Cần làm mẫu đối chứng.
Bể 4A Bể 4B Bể 4C Bể 4D
pH tối ưu pH tối ưu pH tối ưu pH tối ưu
NaOH = NaOH = NaOH = NaOH =
KMnO4 =10mL KMnO4= 15mL KMnO4= 20mL KMnO4= 25mL
Khuấy mạnh 1 phút, khuấy nhẹ (t -1) phút. Lấy mẫu kiểm tra.
KMnO4 tối ưu =
- Tính Fe3+
hiệu suất xử lý Fe2+
, TFe của tất cả các thí nghiệm
Fe3+
 TFe – Fe2+
H% =
C đầ − C ử ý
C ử ý
× 100

46
- Vẽ đồ thị mối quan hệ giữa pH và hiệu quả xử lý Fe2+
, TFe của
thí nghiệm 1. Nhận xét kết quả.
- Vẽ đồ thị mối quan hệ giữa thời gian xử lý và hiệu quả xử lý Fe2+
,
TFe của thí nghiệm 2. Nhận xét kết quả.
- So sánh hiệu quả xử lý Fe2+
, TFe của thí nghiệm thổi khí với nồng
độ Fe cao so với thí nghiệm với nồng độ Fe thấp.
- Vẽ đồ thị mối quan hệ giữa lượng KMnO4 và hiệu quả xử lý Fe2+
,
TFe của thí nghiệm 3. Nhận xét kết quả.
- So sánh hiệu quả khử sắt của quá trình sục khí và giàn mưa khi nồng
độ sắt thấp, sục khí và hóa chất khi nồng độ sắt cao. Nhận xét kết quả.
Câu 1: Nêu các dạng tồn tại của sắt trong nước ngầm và nước mặt.
Câu 2: Nêu nguyên tắc của các phương pháp xử lý sắt.
Câu 3: Trình bày phương pháp xác định sắt.

47
KHỬ CỨNG BẰNG HÓA CHẤT
khả năng:
 Trình bày được các loại độ cứng.
 Giải thích được cơ chế khử cứng carbonate bằng vôi, khử
cứng non-carbonate bằng vôi và soda, khử cứng bằng Pellet
Reactor.
 Đánh giá được khả năng khử cứng bằng hóa chất cần thiết.
 So sánh được hiệu quả xử lý canxi của dạng mẻ và liên tục.
5.1. TỔNG QUAN
Nước cứng được định nghĩa là nước có nồng độ ion hóa trị 2 cao,
đặc trưng là 2 loại ion: Canxi và Magie. Nước được coi là cứng khi có độ
cứng trên 120 mg/L CaCO3.
Độ cứng được chia làm hai loại: độ cứng tạm thời (độ cứng
carbonate) và độ cứng vĩnh cửu:
+ Độ cứng tạm thời: tổng hàm lượng muối canxi và magie ở dạng
bicarbonate.
+ Độ cứng vĩnh cửu: tổng hàm lượng muối canxi, magie dưới
dạng sulfate, chloride, nitrate.
Nước cứng tuy không ảnh hưởng đến sức khỏe, tuy nhiên lại làm
giảm hiệu quả của xà phòng; tạo cặn kết bám vững chắc bên trong đường
ống, thiết bị công nghiệp, gây giảm khả năng hoạt động và tuổi thọ; làm
mất thẩm mỹ đối với nguồn nước và làm tốn nhiệt đun nước.
Quá trình làm mềm nước là quá trình loại bỏ độ cứng ra khỏi nước.
Có nhiều phương pháp xử lý độ cứng (hóa chất, nhựa trao đổi ion, màng
lọc nanofiltration,…). Tuy nhiên, phương pháp hóa học và trao đổi ion là
hai quá trình được ứng dụng phổ biến nhất.

48
5.1.1. Khử cứng carbonate bằng vôi
Khi cho vôi vào nước, các phản ứng xảy ra như sau:
CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (kết tủa khi pH = 8,3)
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2  2CaCO3 + 2H2O (kết tủa khi pH = 9,4)
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2  MgCO3 (soluble) + CaCO3 + 2H2O
Thêm vôi vào để loại bỏ MgCO3
MgCO3 + Ca(OH)2  CaCO3 + Mg(OH)2 (kết tủa khi pH = 10,6)
5.1.2. Khử cứng non-carbonate bằng vôi và sođa
CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3  + Na2SO4
CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3  + NaCl
MgSO4 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2  + CaSO4
MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2  + CaCl2
CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3  + Na2SO4
CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3  + NaCl
Do nước sau khi làm mềm có pH cao (10,6) và có hàm lượng
CaCO3 cao → phải ổn định để CaCO3 không kết tủa trong bể lọc hoặc
mạng lưới ống dẫn.
5.1.3. Phương pháp khuấy trộn
Phương pháp khuấy trộn thường sử dụng với qui trình xử lý như
sau: Nước cứng được hòa trộn nhanh với hóa chất (tùy thuộc vào loại độ
cứng có trong nước mà hóa chất vôi, soda hay kết hợp vôi – soda được sử
dụng), sau đó nước sau khi hòa trộn sẽ được đưa qua bể phản ứng để tạo
kết tủa. Kết tủa sau phản ứng sẽ được loại bỏ trong bể lắng rồi tới bể lọc.
Trước khi qua bể lọc, nước sẽ được tái carbonic nhằm hạ pH để đảm bảo
bể lọc hoạt động hiệu quả, tránh quá trình bám dính của kết tủa trên bề
mặt bể lọc và giảm độ nhớt của nước khi pH cao.
Có thể thay cụm bể gồm bể trộn – bể phản ứng – bể lắng thành bể
lắng tiếp xúc.

49
Hình 5.1: Mô hình khuấy trộn loại bỏ độ cứng
5.1.4. Phương pháp bể phản ứng tầng sôi (Pellet Reactor)
Pellet Reactor (PR) là bể phản ứng tầng sôi hoặc bể phản ứng dòng
trên. Cấu tạo chính của PR bao gồm một cột phản ứng tầng sôi, nơi mà
nước được bơm vào cùng với hóa chất và cát để xử lý. Các hóa chất
thường được thêm vào để khử cứng là vôi, soda.
PR tận dụng các ưu điểm của phương pháp dùng hóa chất vôi/soda
(đơn giản, hiệu suất cao, hóa chất rẻ) và khắc phục được nhược điểm của
phương pháp dùng khuấy trộn và bể lắng (tốn diện tích xây bể lắng và
sinh ra bùn thải). Dung dịch được đưa vào PR từ dưới lên trên, ngay tại
vùng trộn lẫn của “cát-Ca2+
-CO3
2-
” và dòng chảy đẩy nước lên phía trên,
đi qua khỏi tầng sôi của cát. Sự hình thành tinh thể CaCO3 xảy ra ngay
trên bề mặt hạt cát. Các hạt CaCO3 kết tinh trên cát ngày càng dày, có thể
đạt kích thước gấp 5 lần kích thước của hạt cát ban đầu. Nước sau phản
ứng được lấy ra từ ống trên của PR. Khi cát và CaCO3 đạt kích thước và
khối lượng nhất định, chúng lắng xuống đáy của PR. Lúc này, để giữ cho
tầng sôi hoạt động ổn định, cần phải thay cát mới. Khác với bùn thải, cát
sau xử lý là một sản phẩm có thể tái sử dụng.
Các phản ứng xảy ra trong PR như sau:
Na2CO3 → 2Na+
+ CO3
2−
NaOH → Na+
+ OH-

50
HCO3
-
+ OH-
→ CO3
2−
+ H2O
Ca2+
+ CO3
2-
→ CaCO3 ↓
CaCO3 + cát → Cát sau xử lý
Hình 5.2: Mô hình Pellet Reactor
Bể phản ứng tầng sôi có những ưu điểm nổi trội so với quá trình
khuấy trộn.
- Loại bỏ canxi với hiệu quả cao.
- Kích thước hệ thống bể phản ứng tầng sôi nhỏ gọn, dễ lắp đặt, có
thể xử lý liên tục trong nhiều ngày.
- Không tốn nhiều chi phí đầu tư hệ thống, cát dễ tìm, giá thành rẻ,
dễ xử lý.
- Hạt cát sau xử lý dễ dàng tách ra khỏi PR sau khi đã đạt kích
thước nhất định. Hạt cát sau xử lý có thể tái sử dụng như vôi trong nông
nghiệp, trung hòa nước thải có tính acid; làm nguyên liệu trong công
nghiệp chế biến xi măng, công nghiệp xây dựng, lấp đầy rãnh đường.

51
- Sử dụng bể phản ứng tầng sôi trước hệ thống trao đổi ion có thể
giảm chi phí để độ cứng cao, đồng thời tăng tuổi thọ cho nhựa.
Tuy nhiên, nếu dùng cho mục đích loại bỏ độ cứng Magie, bể phản
ứng tầng sôi hoạt động không hiệu quả.
1 Erlen 125mL 10
2 Pipet: 2 mL, 5 mL, 10 mL 03
3 Bóp cao su 02
4 Buret 02
5 Cốc 500 mL 03
6 Giấy lọc
7 Cột Pellet Reactor 01
5.3. HÓA CHẤT
- Ca(OH)2 khan; NaCO3 khan, CaCl2.2H2O
- Dung dịch NaOH 1N
- Chỉ thị màu Murexide: Cân 200 mg murexide +100 g NaCl
nghiền nhỏ, trộn đều
- Dung dịch chuẩn EDTA 0,01M: Cân 3,723 g EDTA. Hòa tan
trong nước cất và pha thành 1000 mL, chuẩn độ lại bằng dung dịch
canxi.
- Dung dịch sulfuric acid (H2SO4) 0,02N: pha dung dịch H2SO4 1N
(hòa tan 28 mL H2SO4 đậm đặc trong nước cất thành 1 lít), lấy 20 mL
dung dịch H2SO4 1N thêm nước cất cho đủ 1 lít. Định phân lại acid này
bằng Na2CO3 0,02N (hòa tan 1,06 g Na2CO3 đã sấy ở 1050
C, thêm nước
cất thành 1 lít).
- Chỉ thị màu phenolphthalein 0,5%.

52
- Chỉ thị màu methyl cam 0,5%.
- Chỉ thị màu hỗn hợp bronocresol lục và methyl đỏ: cân 20 mg
methyl đỏ và 200 mg bromocresol lục pha loãng thành 100 mL với
ethanol 95%.
Xác định độ cứng Calci
- Lấy 50 mL hay một thể tích mẫu pha loãng đến 50 mL cho thể
tích EDTA dùng định phân không vượt quá 15 mL. Nếu mẫu nước có
hàm lượng canxi vượt quá 300 mg/L nên pha loãng hoặc trung hòa với
acid rồi đun sôi một phút, làm nguội trước khi định phân.
- Thêm 2 mL dung dịch NaOH 1N hoặc một thể tích lớn hơn để
nâng pH lên 12-13, lắc đều.
- Thêm 0,1 ± 0,02 mg chỉ thị màu murexide, dung dịch có màu
hồng nhạt.
- Định phân bằng dung dịch EDTA 0,01M điểm kết thúc dung
dịch có màu đỏ tía. Để kiểm soát điểm kết thúc chuẩn độ, cần ghi nhận
thể tích EDTA đã dùng, sau đó thêm một hoặc hai giọt EDTA để đảm
bảo màu của dung dịch không đổi.
Canxi(mg/L) =
V x 400,8
mL mẫu
Độ cứng Canxi(mgCaCO /L) =
V x 1000
mL mẫu
Xác định độ kiềm
- Nếu mẫu có pH< 8,3: lấy 100 mL mẫu vào bình tam giác, thêm 3
giọt chỉ thị màu metyl cam (hay 3 giọt chỉ thị màu hỗn hợp). Làm hai ống
đối chứng, cho vào hai ống nghiệm mỗi ống 25 mL mẫu, ống thứ nhất
thêm 1 mL H2SO4 1N + 1 giọt methyl cam, ống thứ hai thêm 1 mL
NaOH 1N + 1 giọt methyl cam. Định phân mẫu bằng dung dịch H2SO4
cho đến khi dung dịch có màu da cam (màu giữa hai ống đối chứng). Nếu
dùng chỉ thị hỗn hợp, tại điểm kết thúc dung dịch có màu đỏ xám. Ghi
thể tích V1 mL H2SO4 0,02N đã dùng để tính ĐỘ KIỀM METHYL
CAM hay ĐỘ KIỀM TỔNG CỘNG.

53
- Nếu mẫu có pH> 8,3: lấy 100 mL mẫu vào erlen, thêm 3 giọt chỉ
thị màu phenolphthalein. Định phân bằng dung dịch H2SO4 cho đến khi
dung dịch vừa mất màu. Ghi thể tích V1 mL H2SO4 0,02N đã dùng để
tính ĐỘ KIỀM PHENOL (P).
- Tiếp tục cho 3 giọt chỉ thị methyl da cam, định phân bằng dung
dịch chuyển từ da cam sang đỏ cam. Ghi thể tích V2 mL H2SO4 0,02N đã
dùng để tính ĐỘ KIỀM TỔNG CỘNG.
Độ kiềm (mgCaCO /L) =
V × 1000
mL mẫu
Độ kiềm tổng cộng (mgCaCO /L) =
(V + V ) × 1000
mL mẫu
5.4.1. TN 1: Loại bỏ độ cứng bằng hóa chất theo mẻ
5.4.1.1. Xác định giá trị hóa chất để loại bỏ độ cứng tạm thời
- Tính lượng hóa chất Ca(OH)2 1M cần cho vào 400 mL mẫu có ở
Ca2+
dạng Ca(HCO3)2 với nồng độ 300 mg CaCO3/L.
- Cho lượng hóa chất bằng 1; 1,2 và 1,5 lần lượng tính được vào
400 mL mẫu.
- Khuấy mạnh 1 phút, sau đó khuấy nhẹ trong vòng 20 phút.
- Lọc mẫu qua giấy lọc.
- Lấy mẫu phân tích nồng độ canxi, pH và độ kiềm trước và sau
phản ứng.
5.4.1.2. Xác định giá trị hóa chất để làm loại bỏ độ cứng vĩnh cửu
- Tính lượng hóa chất Na2CO3 (mg) cần cho vào 400 mL mẫu có
Ca2+
ở dạng CaCl2 với nồng độ 300 mg CaCO3/L.
- Cho lượng hóa chất bằng 1; 1,2 và 1,5 lần lượng tính được vào
400 mL mẫu.
- Khuấy mạnh 1 phút, sau đó khuấy nhẹ trong vòng 20 phút.
- Lọc mẫu qua giấy lọc.
- Lấy mẫu phân tích nồng độ canxi, pH và độ kiềm còn lại.

54
5.4.2. TN 2: Loại bỏ độ cứng bằng Pellet Reactor
Hình 5.3: Mô hình Pellet Reactor
Chuẩn bị mẫu nước có độ cứng CaCO3 = 300 mg/L CaCO3.
Đầu tiên, bật bơm nước số 1, chỉnh lưu lượng Q = 8 L/h để đạt vận
tốc trong PR đủ để làm cát nổi lên, cho 50 g cát vào PR từ cửa trên. Sau
đó, khi tầng sôi của cát đã đạt trạng thái ổn định, mở bơm số 2 để bơm
dung dịch Na2CO3 0,02M với lưu lượng 1 L/h (lượng hóa chất được tính
toán từ thí nghiệm 1). Lấy mẫu nước sau mỗi 30 phút (lấy cho đến 6
tiếng) và đo pH, độ đục, nồng độ Ca2+
.
Tương tự làm thí nghiệm với lưu lượng Q = 16 L/h
- Vẽ đồ thị và nhận xét tương quan giữa lượng hóa chất và hiệu quả
loại bỏ canxi.
- So sánh hiệu quả loại bỏ độ cứng của dạng mẻ (khuấy trộn) và
liên tục (bể phản ứng tầng sôi).
Câu 1: Nêu các loại độ cứng.
Câu 2: Độ cứng ảnh hưởng đến con người như thế nào?
Câu 3: Nêu các phương pháp xử lý độ cứng.

55

56
KHỬ CỨNG BẰNG TRAO ĐỔI ION
khả năng:
 Trình bày được cơ chế của quá trình trao đổi cation và anion.
 Trình bày được quy trình vận hành quá trình trao đổi ion.
 Đánh giá được khả năng khử cứng bằng trao đổi ion.
 Xác định được thời gian tiếp xúc của cột trao đổi ion.
6.1. TỔNG QUAN
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. Trao đổi ion là một quá trình gồm
các phản ứng hóa học đổi chỗ (phản ứng thế) thuận nghịch giữa các ion
trong pha lỏng và các ion trong pha rắn (nhựa trao đổi).
Nhựa trao đổi ion còn gọi là ionit, các ionit có khả năng hấp thu các
ion dương gọi là cationit, ion âm gọi là anionit.
Quá trình trao đổi với cationit:
2 R-H + Ca2+
+ 2 Cl-
⇔ (R)2Ca + 2 H+
+ 2 Cl-
2 R-Na + Mg2+
+ 2 Cl-
⇔ (R)2Mg + 2 Na+
+ 2 Cl-
Quá trình hoàn nguyên:
(R)2Ca + 2 H+
+ 2 Cl-
⇔ 2 R-H + Ca2+
+ 2 Cl-
(R)2Mg + 2 Na+
+ 2 Cl-
⇔ 2 R-Na + Mg2+
+ 2 Cl-
Quá trình trao đổi với anionit:
R-OH + Na + Cl-
⇔ R-Cl + Na+
+ OH-
2 R-Cl + 2 Na + SO4
2-
⇔ (R)2SO4 + Na+
+ 2 Cl-

57
Quá trình hoàn nguyên:
R-Cl + Na+
+ OH-
⇔ R-OH + Na+
+ Cl-
(R)2SO4 + 2 Na+
+ 2 Cl-
⇔ 2 R-Cl + Na+
+ SO4
2-
Phân loại: có 4 loại nhựa trao đổi ion:
- Nhựa trao đổi cation acid mạnh:
+ Là nhựa có khả năng trao đổi muối trung tính thành acid tương
ứng (nếu hoạt động theo chu trình H+
) hoặc muối tương ứng (nếu hoạt
động theo chu trình Na+
).
+ Nhóm chức trên nhựa là HSO3
-
, H2PO3
-
+ Dung dịch hoàn nguyên: HCl, H2SO4 nếu hoạt động theo chu
trình H+
, NaCl nếu hoạt động theo chu trình Na+
- Nhựa trao đổi cation acid yếu:
+ Là nhựa có khả năng trao đổi muối kiềm thành acid yếu tương
ứng nhưng không thể trao đổi với muối trung tính.
+ Nhóm chức trên nhựa là COO-
+ Dung dịch hoàn nguyên: HCl, H2SO4
- Nhựa trao đổi anion bazo mạnh:
+ Là nhựa có khả năng trao đổi muối trung tính thành bazo tương
ứng (nếu hoạt động theo chu trình OH-
) hoặc muối tương ứng nếu theo
chu trình Cl-
).
+ Nhóm chức trên nhựa là NH3
+
+ Dung dịch hoàn nguyên: NaOH nếu hoạt động theo chu trình
OH-
, NaCl nếu hoạt động theo chu trình Cl-
- Nhựa trao đổi anion bazo yếu: có khả năng trao đổi acid tự do
(HCl, H2SO4) mà không trao đổi với acid yếu (H2CO3, H2SiO3).
Nhóm chức trên nhựa là NH- (Secondary amine); N- (Tertiary
amine)
+ Dung dịch hoàn nguyên: NaOH

58
Ứng dụng trong xử lý làm mềm nước
Khi sử dụng nhựa trao đổi cation axit mạnh hoạt động theo chu
trình natri để khử cứng, nhóm chức sulfonic axit trong nhựa sẽ liên kết
với ion Ca2+
và Mg2+
có trong nước và giữ chúng lại trong nhựa, đồng
thời giải phóng ion Na+
vào nước. Cách này giúp loại bỏ độ cứng và
nước đầu ra sẽ mềm hơn.
Quá trình vận hành:
- Trao đổi
- Rửa ngược
- Hoàn nguyên
- Rửa chậm và nhanh
1 Erlen 125 mL 08
2 Pipet: 2 mL, 5 mL, 10 mL 03
3 Bóp cao su 02
4 Buret 02
5 Cốc 1000 mL 01
6 Giấy lọc
7 Cột trao đổi ion 01
6.3. HÓA CHẤT
- Dung dịch NaOH 1N
- Chỉ thị màu Murexide: Cân 200 mg murexide + 100 g NaCl nghiền
nhỏ, trộn đều
- Dung dịch chuẩn EDTA 0,01M: Cân 3,723 g EDTA. Hòa tan trong
nước cất và pha thành 1000 mL, chuẩn độ lại bằng dung dịch canxi.

59
- Dung dịch sulfuric acid (H2SO4) 0,02N: pha dung dịch H2SO4 1N
(hòa tan 28 mL H2SO4 đậm đặc trong nước cất thành 1 lít), lấy 20 mL
dung dịch H2SO4 1N thêm nước cất cho đủ 1 lít. Định phân lại acid này
bằng Na2CO3 0,02N (hòa tan 1,06 g Na2CO3 đã sấy ở 105o
C, thêm nước
cất thành 1 L).
- Chỉ thị màu phenolphthalein 0,5%.
6.4.1. TN 1: Nhựa cationit để làm mềm nước theo mẻ
- Pha 200 mL mẫu với nồng độ Ca2+
là 0, 20, 40, 60, 80, 100 mg
Ca2+
/L
- Phân tích chính xác nồng độ Ca2+
đầu vào của các mẫu đã pha.
- Cho 100 mL mẫu với nồng độ Ca2+
là 0, 20, 40, 60, 80, 100 mg
Ca2+
/L vào 6 erlen.
- Cho 5 g nhựa vào mỗi mẫu và để trên máy lắc, tốc độ 150
vòng/phút trong vòng 15, 30, 60 phút để đạt cân bằng.
- Đo lượng Ca2+
còn lại trong mẫu sau khi cân bằng, đo pH.
6.4.2. TN 2: Nhựa cationit để làm mềm nước theo thời gian
- Lấy 500 mL mẫu có nồng độ Ca2+
40 mg Ca2+
/L.
- Cân 15 g nhựa cho vào cốc, để trên máy lắc và lấy mẫu theo thời
gian: 0, 5, 10, 20, 30, 45, 60 phút.
- Đo nồng độ canxi theo thời gian, pH và vẽ đồ thị quan hệ của
nồng độ canxi (mg Ca2+
/L) theo thời gian.
6.4.3. TN 3: Nhựa cationit để làm mềm nước liên tục
- Chuẩn bị 5 L mẫu có nồng độ canxi 40 mg Ca2+
/L.
- Cột được làm đầy ionit với độ cao H= 15 cm. Cho nhựa vào cùng
với nước cất để tránh bọt khí.
- Cho nước chảy với lưu lượng 1 L/h.
- Xác định pH và lượng canxi còn lại của mẫu sau 1; 1,5; 2; 2,5; 3;
3,5; 4 giờ hay đến khi nhựa bão hòa.

60
- Vẽ đồ thị thay đổi nồng độ canxi và pH theo thời gian.
Hình 6.1: Mô hình làm mềm nước theo cột
- Vẽ đồ thị của lượng canxi trong nhựa trao đổi (g canxi bị hấp phụ
/g nhựa trao đổi) và nồng độ canxi trong dung dịch.
- Vẽ đồ thị quan hệ của hiệu suất xử lý canxi theo thời gian.
- Tính toán khả năng trao đổi của nhựa trong quá trình vận hành.
Câu 1: Trình bày định nghĩa và nguyên tắc trao đổi ion.
Câu 2: Trình bày một số loại nhựa đang được sử dụng trên thị
trường hiện nay. Ưu nhược điểm của từng loại.
Câu 3: Khả năng trao đổi của nhựa là gì? Trình bày đơn vị tính?
Câu 4: Hóa chất hoàn nguyên của nhựa trao đổi.

61

62
KHỬ TRÙNG
khả năng:
 Trình bày được các phương pháp khử trùng trong xử lý nước
cấp
 Đánh giá được khả năng khử trùng bằng hóa chất so và UV
 Xác định được lượng hóa chất cần thiết để khử trùng nước
 Xác định được thời gian tiếp xúc của UV để đạt được mục đích
khử trùng
7.1. TỔNG QUAN
7.1.1. Khử trùng là gì?
Khử trùng nước có nghĩa là loại bỏ, vô hiệu hóa hoặc tiêu diệt các
vi sinh vật gây bệnh. Các vi sinh vật bị phá hủy, dẫn đến không thể tăng
trưởng và sinh sản. Khi vi sinh vật không được loại bỏ khỏi nước uống,
việc sử dụng nước uống sẽ khiến con người bị bệnh.
Quá trình diệt vi sinh vật xảy ra qua 2 giai đoạn: chất khử trùng
khuếch tán qua thành vỏ tế bào vi sinh, sau đó phản ứng với men bên
trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến sự diệt vong của
tế bào.
Tốc độ của quá trình khử trùng được xác định bằng động học của
quá trình khuếch tán chất diệt trùng qua vỏ tế bào và động học của quá
trình phân hủy men tế bào.
Định luật Chick: r = - kc. N
r : tốc độ phản ứng, lượng vi sinh vật giảm theo thời gian,
MPN/L.phút,
kc: hằng số tốc độ phản ứng Chick, 1/phút
N: nồng độ vi sinh vật ban đầu, MPN/L

63
Tốc độ của quá trình khử trùng tăng khi nồng độ của chất khử trùng
và nhiệt độ nước tăng, đồng thời phụ thuộc vào dạng không phân ly của
chất khử trùng, vì quá trình khuếch tán qua vỏ tế bào xảy ra nhanh hơn
quá trình phân ly.
7.1.2. Khử trùng nước bằng Clo và các hợp chất của nó
Clo là một chất oxy hóa mạnh, khi tác dụng với nước đều tạo ra
phân tử axit hypoclorit HOCl có tác dụng khử trùng rất mạnh.
Tốc độ khử trùng bị chậm đi rất nhiều khi trong nước có các chất
hữu cơ, cặn lơ lửng và các chất khử khác.
Khử trùng bằng khí Clo (Free Chlorine)
Phản ứng đặc trưng là sự thủy phân của clo tạo ra axit hypoclorit và
axit clohydric
Cl2 + H2O ⇔ HOCl + HCl
Hoặc ở dạng phương trình phân ly:
Cl2 + H2O ⇔ 2 H+
+ OCl-
+ Cl-
HOCl ⇔ H+
+ OCl-
=
[ ][ ]
[ ]
Đối với HOCl, pKa = 7,6 ở 20o
C. Với pH < pKa: HOCl sẽ chiếm
ưu thế, ngược lại, OCl- chiếm ưu thế hơn khi pH > PKa. Do HOCl có
động học khử trùng nhanh hơn OCl- nên khi khử trùng nước nên chỉnh
≤ 7.
Khử trùng bằng hợp chất Clo
NaOCl + H2O ⇔ NaOH + HOCl
Ca(OCl)2 + 2 H2O ⇔ Ca(OH)2 + 2 HOCl
HOCl ⇔ H+
+ OCl-
Ưu điểm:
- Cl2 và hợp chất clo diệt hiệu quả vi khuẩn

64
- Hiệu quả khử trùng lâu dài
- Chi phí vận hành thấp
Nhược điểm:
- Không hiệu quả trong việc loại bỏ protozoa
- Có khả năng tạo sản phẩm trung gian của quá trình khử trùng
- Phụ thuộc vào chất lượng nước
- Dễ cháy nổ
Khử trùng bằng Chlorine dioxide
ClO2 là một chất khử trùng mạnh để diệt vi khuẩn và virus. Sản
phẩm phụ, chlorite (ClO2
-
), là một chất diệt khuẩn yếu. Trong nước,
ClO2 hoạt động như một chất diệt khuẩn trong ít nhất 48 giờ, hoạt
động của nó vượt trội so với clo. ClO2 có thể ngăn chặn sự phát triển
của vi khuẩn và sự hình thành của màng vi sinh trong mạng lưới phân
phối nước.
Ưu điểm:
- ClO2 diệt hiệu quả Protozoa, Cryptosporidium, Giardia, và virus
- ClO2 oxi hóa tất cả các kim loại và chất hữu cơ chuyển chất hữu
cơ thành CO2 và nước
- ClO2 có thể loại bỏ hợp chất sulfide, mùi
- Sử dụng ClO2 không tạo thành trihalomethanes và quá trình
chlorine không chịu ảnh hưởng bởi ammonia.
Nhược điểm:
- Giá thành cao.
- Đòi hỏi vận hành thành thạo.
- ClO2 dễ cháy hơn so với khí Chlo.
Khử trùng bằng Chloramine
(1) Ammonia + Hypochlorous Acid → Monochloramine + nước
NH3 + HOCl → NH2Cl + H2O

65
(2) Monochloramine+ Hypochlorous → Acid Dichloramine + nước
NH2Cl + HOCl → NHCl2 + H2O
(3) Dichloramine + Hypochlorous → Acid Trichloramine + nước
NHCl2 + HOCl → NCl3 + H2O
Chloramines yếu hơn chlorine, nhưng bền hơn nên thường dùng trong
hệ thống đường ống. Chloramines có thể bị phân hủy bởi vi khuẩn, nhiệt, và
ánh sáng. Chloramines hiệu quả đối với những vi khuẩn và một vài loài
protozoans, nhưng nó không diệt được những loài virus nguy hiểm.
Ưu điểm:
- Hiệu quả khử trùng lâu
- Không hình thành quá trình khử trùng trung gian
- Ngăn chặn sự hình thành màng vi sinh trong đường ống
- Chi phí vận hành thấp
Nhược điểm:
- Không hiệu quả loại bỏ vi khuẩn, Protozoa
- Phụ thuộc vào chất lượng nước
7.1.3. Khử trùng nước bằng tia UV
Tia cực tím (UV) là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 4 –
400 nm (nanometer). Độ dài sóng của tia cực tím nằm ngoài vùng phát
hiện, nhận biết của mắt thường. Dùng tia cực tím để khử trùng không làm
thay đổi tính chất hóa học và lý học của nước.
Tia cực tím tác dụng làm thay đổi DNA của tế bào vi khuẩn, tia cực
tím có độ dài bước sóng 254 nm có khả năng diệt khuẩn cao nhất.
Ưu điểm:
- Không hình thành quá trình khử trùng trung gian
- Hiệu quả loại bỏ vi khuẩn, vi rút, Protozoa cao
- Chi phí vận hành trung bình
- Thân thiện môi trường

66
Nhược điểm:
- Không hiệu quả khử trùng lâu
1 Erlen 125 mL 08
2 Pipet: 2 mL, 5 mL, 10 mL 03
3 Bóp cao su 02
4 Buret 02
5 Cốc 1000 mL 01
6 Giấy lọc
7 Beaker 06
8 Thùng chứa 20 L 01
9 Mô hình khử trùng 01
7.3. HÓA CHẤT
- Dung dịch NaOCl
- Đất sét
- Môi trường Lactose Broth hoặc Lauryl tryptose
- Môi trường Brillian Green Bile Lactose Broth
- Dụng cụ thủy tinh khử trùng
Xác định E.coli và Coliforms bằng phương pháp màng lọc _
theo TCVN 8775:2011 VÀ TCVN 6187 - 1:2009 - ISO 9308 - 1:2000
* Thiết bị và dụng cụ thủy tinh
- Thiết bị tiệt trùng bằng hơi nước
- Tủ ủ có điều chỉnh nhiệt độ ở (36 ± 2)C
- Thiết bị lọc màng, phù hợp với ISO 8199

67
- Màng lọc, làm bằng este xenlulo, đường kính khoảng 47 mm
hoặc 50 mm, có đặc tính lọc tương đương với màng lọc có cỡ lỗ
0,45 µm và có thể có lưới. Màng lọc không ức chế hoặc kích
thích sự phát triển của vi khuẩn. Nếu màng lọc chưa được tiệt
trùng thì cần tiệt trùng theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Mỗi lô
màng lọc cần được thử theo ISO 7704 về tính thích hợp cho sự
thử, do việc sử dụng các màng lọc có nhãn hiệu khác nhau có
thể dẫn đến sự hiện màu khác nhau.
- Kẹp mũi tròn dùng để kẹp màng lọc
- Đèn cực tím, bước sóng 254 nm (đèn thủy ngân áp suất thấp)
- Giá lọc đường kính ít nhất 47 mm
* Môi trường xác định chủng vi khuẩn hiện diện
Môi trường được sử dụng để xác định lượng vi khuẩn là
Chromocult Colifrom Agar, dùng để xác định tổng Coliforms và E.coli
trong nước uống.
 Chuẩn bị môi trường thạch
Cho 26.5 gram môi trường Chromocult Colifrom Agar vào 1 lít
nước cất, đun sôi hỗn hợp (hỗn hợp không được phép tiệt trùng hay gia
nhiệt quá cao), khuấy đều hỗn hợp để môi trường tan hoàn toàn trong
nước. Đổ môi trường thạch lỏng vào đĩa petri, mỗi đĩa chứa 15 mL – 20
mL môi trường thạch lỏng, đậy nắp đĩa lại, để môi trường lỏng nguội tự
nhiên đến khi môi trường lỏng đông cứng thì có thể sử dụng, việc đổ đĩa
được thực hiện trong tủ cấy vô khuẩn. Những đĩa thạch chưa sử dụng đến
sẽ được bỏ vào túi nilong và bảo quản trong tủ mát với nhiệt độ 4o
C.
Bảng 7.1: Thành phần các chất của môi trường
Chromocult Colifrom Agar
Thành phần Hàm lượng
(g/L)
Peptonse 3
Natri Clorua (NaCl) 5

68
Natri dihydrophosphat (NaH2PO4) 2,2
Dinatri hydrophosphat (Na2HPO4) 2,7
Pyruvate (C3H3NaO3) 1
Tryptophan (C11H12O2N2) 1
Agar - Agar 10
Sorbitol 1
Tergitol 0,15
6-chloro-3-indoxyl-beta-D-galactopyranoside 0,2
Isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside 0,1
* Tiến trình phân tích mẫu
(1) Dùng kẹp mũi tròn kẹp màng lọc để lên trên giá lọc
(2) Đỗ 100 mL mẫu hay mẫu đã pha loãng vào màng lọc. Dùng
máy hút chân không để lọc toàn bộ mẫu nước qua màng. Xả
chân không để lấy màng lọc ra.
(3) Dùng kẹp mũi tròn để gắp màng lọc cho vào đĩa thạch
(4) Úp ngược đĩa thạch chứa màng lọc, ủ đĩa ở 37o
C, trong 24 giờ
(5) Sau 24 giờ đếm khuẩn lạc phát triển trên màng lọc và phân biệt
chủng vi khuẩn hiện diện thông qua màu sắc của khuẩn lạc
Hình 7.1: Quy trình thực hiện phương pháp màng lọc
(1) (2) (3) (4)
(5)

69
Bảng 7.2: Phân biệt chủng vi khuẩn hiện diện thông qua màu sắc của
khuẩn lạc
Chủng vi khuẩn Màu sắc của khuẩn lạc
E. coli
Từ màu xanh dương đậm chuyển sang màu
tím
Citrobacter freundii Từ màu hồng đậm chuyển sang màu đỏ
Enterobacter aerogenes Từ màu hồng đậm chuyển sang màu đỏ
Klebsiella pneumoniae Từ màu hồng đậm chuyển sang màu đỏ
Salmonella enteritidis Không màu
Vậy, tổng Coliforms là các khuẩn lạc có màu từ hồng chuyển sang
đỏ và màu xanh dương chuyển sang màu tím, đếm khuẩn lạc bằng kính
lúp dưới ánh sáng huỳnh quang trắng – lạnh
Tính toán mật độ Coliforms: Báo cáo mật độ Coliforms tính theo số
Coliforms (tổng số)/100 mL. Tính số vi khuẩn Coliforms trên màng lọc
có 20 khuẩn lạc Coliforms đến 80 khuẩn lạc Coliforms và không quá 200
khuẩn lạc của tất cả các vi khuẩn theo công thức sau:
(Tổng số) Coliforms/100 mL =
ố ẩ ạ đế đượ ×
ẫ đã ọ
7.4.1. TN 1: Khử trùng bằng hóa chất NaOCl
- Pha 1 L dung dịch NaOCl nồng độ 0,2 g/L.
- Chuẩn bị 6 beaker chứa 0,5 L nước mẫu như bảng sau:
Bảng 7.3: Liều lượng hóa chất chuẩn bị mẫu
Beaker 1 2 3
Đất sét (white kaolin clay), mg/L 32 286 580
Độ đục NTU 10 100 300
- Để có độ đục 10, 100, 300 NTU lần lượt cho 32 mg, 286 mg, 580
mg đất sét (white kaolin clay) vào 1 L nước cất.

70
- Cho 1 ml dung dịch NaOCl (0,2 g/L) vào 6 cốc 0,5 L, khuấy trộn
đều. Lấy mẫu theo thời gian 30 phút, 1h, 2h, 3h.
- Đo pH, lượng Coliforms và độ đục còn lại theo thời gian.
7.4.2. TN 2: Khử trùng bằng mô hình
- Chuẩn bị bồn chứa 20 L với độ đục 10 NTU, cho nước chảy vào
mô hình với lưu lượng 10 L/h, (V mô hình = 5 L).
- Lấy mẫu sau thời gian 30 phút, 1h, đo lại pH, độ đục và nồng độ
Coliforms.
Hình 7.1: Mô hình khử trùng bằng hóa chất
7.4.3. TN 3: Khử trùng bằng UV
- Chuẩn bị bồn chứa 20 L với độ đục 10 NTU và nồng độ
Coliforms 108
CFU /100 mL, cho nước vào thiết bị UV với lưu lượng 5 –
10 – 15 – 20 L/h.
- Lấy mẫu sau thời gian 1, 2, 5, 10, 15 và 30 phút, đo lại pH, độ đục
và nồng độ Coliforms.
Hình 7.2: Đèn UV dùng trong khử trùng
Nước vào
Nước vào
Nước ra
Nước ra

71
- Xác định hiệu quả khử trùng của các phương pháp hóa học và vật lý.
- So sánh hiệu quả các phương pháp khử trùng
- Vẽ đồ thị thề hiện ảnh hưởng của độ đục đến quá trình khử trùng.
Câu 1: Cơ chế khử trùng bằng hóa chất và vật lý (UV).
Câu 2: Thuận lợi và khó khăn của các phương pháp khử trùng.
Câu 3: Độ đục ảnh hưởng như thế nào đến quá trình khử trùng.

72
PHỤ LỤC 1
BÁO CÁO 1
NHÓM:_________________________
LỚP :________________________
NGÀY:_________________________
KEO TỤ TẠO BÔNG
Thí nghiệm 1: Xác định giá trị pH tối ưu
pH 4 5 6 7 8 9
H2SO4, mL
NaOH, mL
Độ hấp thu
Thí nghiệm 2: Xác định liều lượng phèn tối ưu
Lượng phèn, mL 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Độ hấp thu
Tính toán kết quả:
Tính toán lượng hóa chất khi lưu lượng nước là 60 L/h
Lưu lượng acid/bazo =................................ mL/phút
Lưu lượng phèn =................................ mL/phút
Thí nghiệm 3: Vận hành mô hình
Thời gian, phút 30 40 50 60
Độ hấp thu

73
BÁO CÁO 2
NHÓM:________________________
LỚP :________________________
NGÀY :________________________
LẮNG BÔNG TỤ
Thí nghiệm 1: Xác định hiệu suất lắng bông tụ
Nồng độ SS,
mg/L
5
10
15
30
60
90
120
Hiệu suất lắng, %
5
10
15
30
60
90
120

74
BÁO CÁO 3
NHÓM:_________________________
LỚP :________________________
NGÀY:_________________________
HẤP PHỤ BẰNG THAN HOẠT TÍNH
Thí nghiệm 1: Xác định quan hệ nồng độ màu và độ hấp thu
Nồng độ chất ô nhiễm C (mg/L) 0 2 4 6 8 10
Độ hấp thu A
Thí nghiệm 2: Quá trình hấp phụ theo mẻ
Cốc 1 2 3 4 Thời gian
(phút)
Khối lượng than (g) 0,2 0,4 0,6 1
Độ hấp thu, A
(do độ hấp thu A bằng
cách lấy 10 mL mẫu lọc,
đo ở bước sóng  =
…..nm)
5
10
15
30
60
90
120
Kết quả chọn lượng than và thời gian tối ưu: m = , t =
Độ hấp thu của thí nghiệm đa bậc =
Thí nghiệm 3: Hấp phụ dạng cột
Thời gian, h 0 0,5 1 1,5 2
Q = 0.5 L/h
Q=1 L/h

75
BÁO CÁO 4
NHÓM:_________________________
LỚP :________________________
NGÀY:_________________________
KHỬ SẮT BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÀM THOÁNG
VÀ HÓA CHẤT
Phương trình đường chuẩn
Nồng độ Fe, mg/L 0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0
Độ hấp thu A
Thí nghiệm 1: Xác định giá trị pH tối ưu – Phương pháp sục khí
pH = 5 pH = 6 pH = 7 pH = 8
NaOH 0,1N = NaOH 0,1N = NaOH 0,1N = NaOH 0,1N =
Fe2+
ban đầu = Fe2+
ban đầu = Fe2+
ban đầu = Fe2+
ban đầu =
Fe2+
sau NaOH = Fe2+
sau NaOH = Fe2+
sau NaOH = Fe2+
sau NaOH =
TFe sau NaOH = TFe sau NaOH = TFe sau NaOH = TFe sau NaOH =
Lấy mẫu kiểm tra sau 10 phút
Fe2+
sau xử lý = Fe2+
sau xử lý = Fe2+
sau xử lý = Fe2+
sau xử lý =
pH tối ưu =

76
Xác định thời gian tối ưu - Phương pháp sục khí
pH tối ưu 0 phút Sau
châm
NaOH
10 phút 20 phút 30 phút 40 phút
pH
NaOH, mL
Fe2+
TFe
Xác định khả năng khử sắt bằng phương pháp sục khí với hàm
lượng sắt cao
pH tối ưu Ban đầu Fe2+
= 60 mg/L
V = 1 L; pH tối ưu; thời gian tối ưu
NaOH , mL
Fe2+
TFe
Thí nghiệm 2: Xác định khả năng khử sắt bằng phương pháp làm
thoáng bằng mô hình giàn mưa
pH tối ưu Ban đầu Fe2+
= 20 mg/L
Q = L/h; pH tối ưu =
NaOH, mL
Fe2+
, mg/L
TFe, mg/l

77
Thí nghiệm 3: Xác định lượng hóa chất để khử sắt với hàm lượng
sắt cao
pH tối ưu pH tối ưu pH tối ưu pH tối ưu
NaOH = NaOH = NaOH = NaOH =
KMnO4 = 10mL KMnO4 = 15
mL
KMnO4 = 20
mL
KMnO4 = 25
mL
Khuấy mạnh 1 phút, khuấy nhẹ (t -1) phút. Lấy mẫu kiểm tra.
VKMnO4 tối ưu =

78
BÁO CÁO 5
NHÓM:________________________
LỚP :________________________
NGÀY :________________________
KHỬ CỨNG BẰNG HÓA CHẤT
Thí nghiệm 1: Loại bỏ độ cứng bằng hóa chất
Tỉ lệ hóa chất 1 1,2 1,5
Độ
cứng
tạm
thời
Lượng Ca(OH)2 1M
Nồng độ Ca2+
, mg/L
Độ kiềm, mg/L
pH (trước/sau)
Độ
cứng
vĩnh
cữu
Na2CO3 (mg)
Nồng độ Ca2+
, mg/L
Độ kiềm, mg/L
pH (trước/sau)
Thí nghiệm 2: Mô hình Pellet Reactor
Lưu lượng nước = ……………………L/h
Lưu lượng phèn = …………………… L/h
Lưu
lượng
nước
Thời gian,
phút
0 30 60 90 120 150 180
8 L/h
pH
Độ đục, NTU
Ca2+
, mg/L
16 L/h
pH
Độ đục, NTU
Ca2+
, mg/l

79
BÁO CÁO 6
NHÓM:________________________
LỚP :________________________
NGÀY :________________________
KHỬ CỨNG BẰNG TRAO ĐỔI ION
Thí nghiệm 1: Sử dụng nhựa cationit để làm mềm nước
[Ca2+
] , mg/L 0 20 40 60 80 100
[Ca2+
] ban đầu, mg/L
[Ca2+
] sau xử lý, mg/L
pH
Thí nghiệm 2b: Theo mẻ
Thời gian, phút 0 5 10 20 30 45
[Ca2+
] sau xử lý, mg/L
pH
Thí nghiệm 2c: Theo cột
Thời gian, phút 0 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
[Ca2+
] sau xử
lý, mg/L
pH

Thực tập xử lý nước cấp - Trần Thị Kim Anh, Hoàng Thị Tuyết Nhung.pdf

Thực tập xử lý nước cấp - Trần Thị Kim Anh, Hoàng Thị Tuyết Nhung.pdf

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (20)

Semelhante a Thực tập xử lý nước cấp - Trần Thị Kim Anh, Hoàng Thị Tuyết Nhung.pdf

Semelhante a Thực tập xử lý nước cấp - Trần Thị Kim Anh, Hoàng Thị Tuyết Nhung.pdf (20)

Mais de Man_Ebook

Mais de Man_Ebook (20)

Último

Último (20)

Thực tập xử lý nước cấp - Trần Thị Kim Anh, Hoàng Thị Tuyết Nhung.pdf