CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT – THƯƠNG MẠI VÀ DỊCH VỤ SAO VIỆT
Văn phòng giao dịch: Số 2 Ngõ 97 Nguyễn Ngọc Nại - Thanh Xuân - Hà Nội
Email: saovietxulynuoc@gmail.com
Điện thoại: 0989.41.7777 - 0985.22.33.88

Phương pháp làm mềm nước bằng vôi và soda

Phương pháp làm mềm nước bằng vôi và soda là phương pháp có hiệu quả đối với thành phần ion bất kỳ của nước. Khi cho vôi vào nước khử được độ cứng canxi và magie ở mức tương đương với hàm lượng của ion hydrocacbonat trong nước. Nếu cho thêm vôi vào nước sau khi đã chuyển tất cả CO2 và ion hydrocacbonat thành ion cacbonat và để lắng xuống dưới dạng hợp chất CaCO3 thì tuy trong nước có tạo ra cặn không tan Mg(OH)2 làm giảm độ cứng magie nhưng tổng độ cứng lúc đó không giảm vì Ca2+ của vôi mới cho vào thay ion Mg2+ kết hợp với anion của các axit mạnh tạo thành muối canxi của các axit mạnh tan trong nước.

Để làm mềm nước trong trường hợp HCO3/61<Ca2+/20 + Mg2+/12 , các ion Ca2+ và Mg2+ còn dư nằm trong dạng kết hợp với anion của axit mạnh, ngoài vôi phải cho thêm vào nước hóa chất có chứa ion CO32- để chuyển lượng ion dư Ca2+ của vôi thành hợp chất không tan CaCO3. Trong thực tế xử lý nước thường dùng soda Na2CO3.

Khi cho Na2CO3 vào nước ion Ca2+ còn dư sẽ chuyển thành cặn theo phản ứng:

CaSO4 + Na2CO3  ⇒    CaCO3 ↓+ Na2SO4

CaCl2 + + Na2CO3  ⇒    CaCO3 ↓+ 2 NaCl

Còn magie chuyển thành cặn do cho thêm vôi vào theo phản ứng

MgSO4 + Ca(OH)2  ⇒     Mg(OH)2 + CaSO4

MgCl2 + Ca(OH)2  ⇒      Mg(OH)2 + CaCl2

Làm mềm nước là gì – Các phương pháp làm mềm nước

Quy trình công nghệ làm mềm nước bằng vôi và soda

Quá trình tạo ra cặn khi làm mềm nước bằng hóa chất xảy ra theo 2 pha

Pha thứ nhất là các phản ứng hóa học của các ion tác dụng với nhau để tạo ra hợp chất khó tan CaCO3 và Mg(OH)2, pha này thực tế diễn ra rất nhanh hầu như là tức thời.

Pha thứ 2 là quá trình kết tinh các hợp chất khó tan vừa tạo ra và keo tụ chúng thành các bông cặn.

Tốc độ của quá trình làm mềm nước được xác định bằng cường độ diễn biến của pha thứ 2.

Vì vậy để đẩy nhanh quá trình làm mềm nước cần phải tăng cường quá trình tạo ra bông cặn để lắng chúng trong các bể lắng ngang hay lắng trong và lọc.

Biện pháp cơ bản để làm mềm nước triệt để và đẩy nhanh quá trình làm mềm nước là đun nóng nước, cho dư lượng hóa chất để lắng nước, tạo ra sự tiếp xúc giữa nước làm mềm và cặn lắng tạo ra từ nước.

Khi đun nóng nước độ hòa tan của CaCO3 và Mg(OH)2 giảm, đồng thời có tác dụng thúc đẩy và hoàn thiện các phản ứng làm mềm. Hiệu quả làm mềm nước tăng lên rõ rệt khi đun nước đến nhiệt độ từ 35 -400C, tiếp tục đun nóng nước hiệu quả làm mềm tăng rất chậm. Nếu đòi hỏi làm mềm triệt để hơn cần phải đun nóng nước đến nhiệt độ lớn hơn 1000C.

Hiệu quả cuối cùng khi xử lý nước bằng vôi thuần túy (khử độ cứng cacbonat) phụ thuộc vào tỷ số của độ cứng tổng và độ kiềm của nước.

Bài viết tham khảo: Phương pháp khử độ cứng cacbonat độ cứng tạm thời của nước bằng vôi

Nếu độ cứng tổng lớn hơn độ kiềm thì độ cứng còn lại trong nước sau khi làm mềm sẽ lớn hơn hiệu số giữa độ cứng tổng và độ kiềm một trị số bằng 1 – 1,5 mđlg/l. Khi độ kiềm của nước lớn hơn độ cứng tổng, độ cứng còn lại trong nước sau khi làm mềm sẽ lớn hơn độ hòa tan của CaCO3 và Mg(OH)2 một trị số phụ thuộc vào nhiệt độ và lượng vôi dư đã cho vào nước.

Giá trị cực tiểu của độ cứng dư ứng với liều lượng tối ưu của vôi. Nếu liều lượng vôi cho vào nước lớn hơn giá trị tối ưu, độ cứng còn lại trong nước sẽ tăng lên vì lượng vôi dư không tham gia vào phản ứng hoặc chỉ phản ứng với độ cứng magie không cacbonat để chuyển thành độ cứng canxi

MgSO4 + Ca(OH)2   ⇒   Mg(OH)2 + CaSO4

Lượng vôi dư trong những trường hợp này không nên lấy lớn hơn 0,5 mđlg/l.

Khi làm mềm nước bằng vôi và soda lượng vôi dư cũng không nên lấy lớn, tuy rằng ion Ca2+ của vôi sẽ kết hợp với ion CO32- của soda thành CaCO3 và sẽ không làm tăng độ cứng của nước đã làm mềm, lượng vôi dư nhiều sẽ tốn Na2CO3 và làm tăng độ kiềm hydrat của nước.

Trong quản lý, để kiểm tra thường xuyên quá trình làm mềm nước bằng vôi và soda (kiểm tra liều lượng vôi và soda cho vào nước) tốt nhất là dùng trị số PH. Phải giữ cố định trị số PH của nước bằng trị số PH ứng với độ cứng thấp nhất của nước đã được làm mềm.

Sự tiếp xúc của nước với cặn đã tạo ra từ trước có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ, độ triệt để của quá trình làm mềm và độ ổn định của nước. Các hạt cặn có khả năng đẩy nhanh quá trình kết tinh và keo tụ CaCO3 và Mg(OH)2 tạo ra khi làm mềm nước thành các bông cặn lớn vì thế khi cho nước đi qua lớp cặn lơ lửng trong bể lắng thường thu được hiệu quả cao nhất. Nhờ tiếp xúc với cặn, độ cứng còn lại trong nước thấp hơn khi không cho nước tiếp xúc với cặn từ 0,3 -0,5 mđlg/l.

Chỉ tiêu quản lý thuận lợi để đánh giá liều lượng hóa chất đã cho vào nước  đã đúng chưa và độ hoàn thiện của quá trình làm mềm trong các bể lắng là độ ổn định của nước khi ra khỏi bể lắng. Độ ổn định của nước có thể đánh giá bằng sự thay đổi độ kiềm của nó khi ra khỏi bể lắng và ra khỏi bể lọc.

Khi làm mềm nước có chứa các cặn bẩn hữu cơ quá trình kết tinh CaCO3 và keo tụ bông cặn bị chậm đi rất nhiều.Nhiều keo hữu cơ tạo thành màng bảo vệ các mầm tinh thể CaCO3 và Mg(OH)2.

Ví dụ khi độ oxy hóa của nước 75 -100 mg O2/l việc tách cặn CaCO3 và Mg(OH)2 không thực hiện được, còn độ cứng của nước khi làm mềm bằng vôi và soda chỉ giảm được 15 -20%.

Trong các trường hợp như vậy trước khi làm mềm nước bằng vôi và soda phải khử hết cặn hữu cơ của nước bằng clo hoặc phèn.

Thiết bị đơn giản nhất để làm mềm nước bằng vôi hay soda là bể phản ứng xoáy. Nước đi vào phần thu hẹp của bể phản ứng qua đầu mút được hàn theo phương tiếp tuyến với thành bể. Nước ra khỏi ống có chuyển động xoáy đi lên phía trên. Trong bể phản ứng xoáy có các hạt tiếp xúc bằng cát cỡ hạt 0,2 -0,3 mm với khối lượng 10kg cho 1m3 thể tích của bể. Các hạt tiếp xúc lơ lửng trong dòng nước chuyển động đi lên, các hạt va chạm và cọ sát vào nhau và nhờ vậy quá trình kết tinh CaCO3 sẽ được tăng cường trên bề mặt của chúng, dần dần quanh hạt lớp CaCO3 kết tinh bám vào tăng dần lên, các hạt tiếp xúc biến thành các hạt hình cầu.

Khi đường kính của hạt tiếp xúc hình cầu đạt đến trị số 1,5 -2mm thì xả các hạt tiếp xúc lớn và nặng qua ống đặt ở phần dưới của bể phản ứng đồng thời cho các hạt tiếp xúc mới vào qua ống đặt ở phần trên.

Bể phản ứng xoáy thực tế không giữ được cặn magie hydroxit, vì thế sơ đồ gồm bể phản ứng và bể lọc ở phía sau chỉ có thể áp dụng trong trường hợp nếu hàm lượng magie trong nước xử lý không vượt quả 10 -15mg/l. Nếu magie trong nước nguồn có hàm lượng lớn cũng có thể dùng bể phản ứng xoáy để khử cặn CaCO3, sau nó đạt bể lắng trong để khử cặn magie hydroxit sau bể lắng trong đặt bể lọc. Tốc độ chuyển động của nước qua tiết diện thu hẹp ở phần dưới lấy từ 0,8 – 1m/s, góc côn của bể 15-200. Tốc độ đi lên của dòng nước tại mặt cắt ngang với miệng phễu thu nước lấy từ 4 – 6mm/s. Bể phản ứng xoáy có thể làm việc theo nguyên tắc áp lực hay hở.

Sơ đồ công nghệ làm mềm nước bằng vôi và soda khi dùng bể phản ứng xoáy bao gồm:

  • Kho hóa chất, thiết bị để chuẩn dung dịch vôi bão hòa hay sữa vôi
  • Thiết bị hòa tan soda (nếu cần)
  • Thiết bị đun nóng nước (nếu áp dụng phương pháp làm mềm nước bằng hóa chất có đun nóng nước)
  • Thiết bị định lượng dung dịch
  • Bể phản ứng xoáy
  • Bể lọc có lớp vật liệu lọc là cát thạch anh, than antraxit …

Nếu làm mềm nước có đun nóng nước ở trị số PH cao, cát thạch anh có thể bị hòa tan làm tăng lượng silic trong nước vì thế trong trường hợp này không dùng cát thạch anh mà dùng than antraxit làm lớp vật liệu lọc.

Sơ đồ công nghệ làm mềm nước khi dùng bể lắng trong chỉ khác sơ đồ làm sạch nước thông thường ở chỗ: Trước bể lắng trong, bể trộn đứng được thay bằng bể phản ứng xoáy. Bể lắng trong của trạm làm mềm nước chỉ làm việc tốt khi nhiệt độ nước không đổi. Sự thay đổi nhiệt độ nước đột ngột thậm chí chỉ từ 1 -20 gây ra dòng đối lưu trong bể lắng làm vẩn đục lớp cặn lơ lửng, kéo cặn sang bể lọc. Vì thế trong thiết bị đun nước phải đặt thiết bị đóng mở tự động làm việc theo  nhiệt độ nước  để giữ nhiệt độ nước không đổi hoặc chỉ thay đổi đều nhiệt độ trong vòng 1 giờ không quá 10C.

Khi làm mềm nước bằng vôi và soda, nước ra khỏi bể lắng hay bể phản ứng không ổn định thường gây ra việc lắng cặn CaCO3 lên bề mặt của lớp vật liệu lọc tạo thành lớp rắn chắc cho nên phải đặc biệt chú ý khi tính toán rửa lọc. Trong trường hợp này tốt nhất là đặt thiết bị rửa bề mặt để tăng cường cho quá trình rửa lọc.

Các phương pháp làm mềm nước khác:

 

 

scroll top