Đề tài Nước nhiễm phèn, sắt và Mangan

Trường Đại học Bách Khoa TPHCM

Môn Hoá Kĩ thuật Môi Trường

Đề tài 5

NƯỚC NHIỄM PHÈN, SẮT

VÀ MANGAN

GV hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh

Nhóm 10

DANH SÁCH NHÓM:

1. Trịnh Minh Như Ý

91304993

91300986

91301390

91301092

91300230

2. Đỗ Nguyễn Hồng Hà

3. Phạm Khánh Hoà

4. Phạm Huy Hạnh

5. Lê Quốc Bảo

Nội dung

I. NƯỚC NHIỄM PHÈN VÀ ẢNH HƯỞNG

CỦA CHÚNG

II. NƯỚC NHIỄM SẮT, NHIỄM MANGAN

VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG

III. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

IV. MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

CHUNG

I. NƯỚC NHIỄM PHÈN

1. Phèn là gì?

-Những muối kép có cấu tạo tinh thể đồng hình

-Công thức chung là AB(SO₄).12H₂O hay A₂SO₄.B₂(SO₄)₃.24H₂O

+

với A là ion kim loại hoá trị 1 như Na⁺, K⁺, Ce⁺, Rb⁺, hoặc NH₄

B là ion kim loại hoá trị 3 như Al³⁺, Fe³⁺, Co³⁺, Rb³⁺, Cr³⁺.

-Ngoài ra người ta còn gọi muối ngậm nước với công thức

M_x(SO₄)_y.nH₂O là phèn đơn

Ví dụ: phèn amoni (NH₄)₂SO₄,

phèn crom Na₂SO₄.Cr₂(SO₄)₃.24H₂O;

phèn kali KAl(SO₄)₂.12H₂O

I. NƯỚC NHIỄM PHÈN

Một số loại phèn thường gặp

Phèn sắt

Phèn nhôm

-Muối kép

-2 loại:

-Trong công thức chung

+Phèn nhôm đơn Al₂(SO₄)₃.18H₂O

AB(SO₄).12H₂O thì B là Fe(III)

+Phèn kép: Trong công thức chung

AB(SO₄).12H₂O thì B là Al

-Tinh thể không màu, nhưng -Tinh thể lớn hình bát diện, trong

thường có màu tím vì có vết suốt, không màu.

mangan

-Thường được dùng làm thuốc -Dùng làm trong nước

thử trong các phòng thí nghiệm.

-Làm chất cầm màu

I. NƯỚC NHIỄM PHÈN

2. Sự hình thành và tính chất của nước nhiễm phèn

- Do nước mưa rửa trôi lớp đất có chứa các ion Fe²⁺, Fe³⁺, Al³⁺,

2-

SO₄cũng như các axit hữu cơ

- Mạch nước ngầm chảy qua các tầng đất có các ion Fe²⁺, Fe³⁺,

Al³⁺ở dạng hòa tan, hòa tan vào trong nước.

- Được chia ra làm 3 loại: loại I, loại II, loại III.

Thông số

Loại I

Vàng đục

2.5 - 3.0

30 - 120

Loại II

Loại III

Độ màu

Vàng đục Trong xanh

pH

2.5 - 3.5

25 - 70

2.5 - 2.8

2 - 10

Hàm lượng sắt (mg/l)

Hàm lượng sunfat (mg/l)

Hàm lượng nhôm (mg/l)

800 - 5000 100 - 380

100 - 400

40 - 20

-

I. NƯỚC NHIỄM PHÈN

3. Ảnh hưởng của nước nhiễm phèn

⬧Loại nước có màu vàng đục có chứa nhiều phèn sắt gây cảm giác

mỹ quan không tốt

⬧Tắm rửa bị rộp da, tế bào da bị khô, phồng và tróc

⬧Hàm lượng nhôm cao:

Gây hư hại cho men răng.

Các chứng bệnh đường ruột , tiêu hóa như :tiêu chảy, đau

bụng, viêm đường ruột, viêm dạ dày, viêm gan A.

Da liễu: nổi mẩn ngứa, mụn nhọt, nấm ngứa

Ảnh hưởng tới chứa năng lọc máu của thận

Thậm chí cả ung thư

⬧Dụng cụ chứa nước bị ăn mòn và lắng cặn

⬧Lượng sunfat cao gây vị khó chịu cho nước dùng.

I. NƯỚC NHIỄM PHÈN

ví dụ: người dân Xóm Đào (thuộc xã Hải Thọ, huyện Hải Lăng,

Quảng Trị) phải chấp nhận ăn uống, tắm rửa bằng nguồn nước

nhiễm phèn trầm trọng và tự rước vào mình cả chục thứ

bệnh...Chính vì sử dụng nguồn nước không đảm bảo nên tại đây

đã có hàng chục trường hợp mắc các bệnh như da liễu, sỏi thận,

thậm chí đã có 6 người qua đời vì mắc chứng ung thư. (Theo Báo

Thanh Niên, năm 2012)

Tại thôn Phước Sơn, xã Hòa Khương, huyện Hòa Vang - Đà

Nẵng, hầu như trẻ em nào cũng bị hư răng, da dẻ lốm đốm mụn

nước...Trẻ em ở đây da đều bị mẩn đỏ, răng xuất hiện nhiều đốm

vàng. Còn các gia đình nghèo...do dùng nước nhiễm phèn nên

không chỉ đổ bệnh mà nhiều vật dụng như xoong nồi, ly tách,

phích nước... đều ố vàng rồi hư hỏng. (Theo Báo Người lao động,

năm 2012)

II. NƯỚC NHIỄM SẮT, MANGAN

1/ Sự tồn tại của sắt và mangan trong nước

- Hàm lượng sắt và mangan chứa trong nước ngầm phụ thuộc

vào nguồn nước và địa chất tại khu vực.

+Đối với sắt:

Trong đất sắt tồn tại dưới các dạng oxit sắt không tan

(Fe₂O₃, Fe₃O₄), pyrit sắt FeS₂và FeCO₃(ít tan).

Trong môi trường kị khí: FeCO₃bị hoà tan theo phương trình:

-

FeCO₃+ CO₂+ H₂O → Fe²⁺+ 2HCO₃

Nguồn nước bị nhiễm sắt

II. NƯỚC NHIỄM SẮT, MANGAN

+Đối với Mangan:

-Mangan tồn tại trong đất dưới dạng MnO₂

khử

-Trong môi trường kị khí: MnO₂

Mn²⁺

-Trong nước mangan tồn tại dưới dạng ion hoà tan Mn²⁺

-Hàm lượng chứa trong nước tự nhiên trung bình: 0,58 mg/l

=> Trong điều kiện nguồn nước ngầm không chứa O₂và có

hàm lượng CO₂cao, sắt và mangan tồn tại trong nước dưới

dạng ion Fe²⁺và Mn^2+.

II. NƯỚC NHIỄM SẮT, MANGAN

Biểu hiện nước nhiễm sắt, mangan

Khi nước được bơm lên khỏi mặt đất, các ion Fe²⁺và Mn²⁺tiếp xúc

với oxi không khí, tạo Fe³⁺và Mn⁴⁺tồn tại dưới dạng kết tủa nên:

- Nước có mùi tanh, đục

- Nước có màu vàng

- Nước có mangan thường tạo lớp cặn màu đen (MnO₂) đóng bám

vào thành và đáy bồn chứa.

II. NƯỚC NHIỄM SẮT, MANGAN

2/ Ảnh hưởng của sắt và mangan trong nước đến đời

sống sinh hoạt, sản xuất

◆Với hàm lượng thấp (< 0,1 mg/l) sắt và mangan không gây hại

cho cơ thể.

thậm chí còn có lợi

▪Sắt giúp cho sự vận chuyển oxi trong máu. Trong khi đó nguyên

tố mangan kích thích sự hoạt động của một số enzim và tham gia

và nhiều hoạt động sinh hoá trong cơ thể

▪Điển hình là hầu hết nước máy ở Mỹ đều bổ sung khoảng 5% sắt

Hiện nay Bộ Y Tế đang cho phép mức tồn dư trong nước sinh hoạt

của sắt là 0,3mg/l còn mangan là 0,5mg/l. Khi vượt quá tiêu

chuẩn này sẽ ảnh hưởng đến chất lượng nước và không tốt cho

sức khỏe con người nếu sử dụng thường xuyên.

II. NƯỚC NHIỄM SẮT, MANGAN

◆Với hàm lượng cao hơn

Trong sinh hoạt:

 Nước chứa sắt, mangan đục và có mùi tanh

→ cảm giác không tốt, ảnh hưởng xấu đến chất lượng ăn uống,

sinh hoạt khi sử dụng.

 Sắt và mangan trong nước sẽ làm hoen ố, ố vàng quần áo

khi giặt.

 Hệ thống cấp nước nhanh xuống cấp.

Trong sản xuất: cặn sắt làm hỏng

sản phẩm của các ngành như dệt,

giấy, đồ hộp...v..v..

Tấm lọc nước bị dính cặn và nhớt

Các ống dẫn nước

bị đóng cặn

và ăn mòn

III. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

1. Tiêu chí lựa chọn phương pháp xử lý

Tiêu

chí

Đặc điểm,

thành

phần, hàm

lượng các

chất

Mục đích

sử dụng

(sinh hoạt,

sản xuất,

giặt rửa...)

Quy mô

(hộ gia

đình,

nhà

má y...)

Khả năng

tài chí nh

III. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

2. Các phương pháp

phương pháp xử lý

nước nhiễm phèn

(theo loại)

nước nhiễm sắt, mangan

III. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

Xử lý nước phèn loại I

(pH thấp, hàm lượng sunfat rất cao)

-Khử sunfat bằng kiềm hóa và bari để

Xử lý nước phèn loại II

(pH thấp, hàm lượng sắt cao)

-Kiềm hóa nước, khử sắt,

sau đó lắng và lọc qua bể

lắng cát.

2-

keo tụ thành BaSO₄để lượng SO₄

giảm xuống còn 500 – 700 mg/l.

-Nhược điểm: không ổn định, liều

lượng bari lớn, đắt tiền, xử lý bari dư

-Nâng pH.

-Khử nhôm và sắt.

Xử lý nước phèn loại III

(pH thấp, có chứa nhôm

hàm lượng sunfat cao)

-Nhờ hoá chất tổng hợp, Al³⁺được chuyển

thành dạng kết tủa keo. Hóa chất tổng hợp

này còn tạo trong nước nhân keo tụ mang

điện tích dương, gây phản ứng đồng keo tụ

với các ion sắt và nhôm trong nước.

2-

-Lượng ion SO₄trong nước giảm đi một

phần do hấp phụ trên bề mặt keo và lắng.