Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
CHƯƠNG 7
CÁC PHƯƠNG
PHÁP XỬ LÝ
NƯỚC ĐẶC BIỆT
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
I. LÀM MỀM NƯỚC VÀXỬLÝ
NỨƠC CHO CÁC HỆ THỐNG
NỒI HƠI LÀM LẠNH
o Nướccó độ cứngcaothườnggâytáchạichongườisử
dụnglàmlãngphíxàphòngvàcácchấttẩy, tạora
cặnkếtbámvữngchắcbêntrong đường ống, thiếtbị
côngnghiệplàmkhả nănghoạt độngvàtuổithọ của
chúng. Làmmềmnướcthựcchấtlàquátrìnhlàm
giảmhàmlượngcaxivàmagiênhằmgiảm độ cứng
củanướcxuống đếnmứcchophép. Cácphươngtiện
làmmềmnứơccơbảnlà: phươngpháphoáhọc,
phươngphápnhiệt, phươngpháptrao đổiion và
phươngpháptổnghợp.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
I.1. Phươngpháphoáhọc
Cơsởcủaphươngpháplàdựavàonước
cáchoáchấtcókhả năngkếthợpcácion
Ca2+ vàMg2+ tạoracáchợpchất
khôngtan vàloạitrừ bằngbiệnpháp
lắnglọc
a. Làmmềmnướcbằngvôi: Hay còn
gọilàphươngphápkhửđộ cứng
Cacbonatbằngvôi, đượcápdụngkhi

2
à Mg(OH)
2
↓+ CaCO
3
↓+ 2H
2
O
(*)
2NaHCO
3
+ Ca(OH)
2
à CaCO
3
↓+ Na
2
CO
3
+ 2H
2
O
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Nếutổnghàmlượngcácion HCO3-vàCO32-có
trongnướcnhỏ hơntổnghàmlượngcácion Ca2+
vàMg
2+
, thìmộtphầnmagiêsẽtồntạiởdạng
muốicủaaxitmạnhMgSO

saocho
tíchsốcủanồng độ Ca
2+
, CO
3
2-
đãthamgiathế
chỗ Mg
2+
lớnhơntíchsốhoátan củaCaCO
3
.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Giớihạnlýthuyếtcủaqtrìnhlàmmềmnướcbằngvơiphụ
thuộcvào độ hồtan củaCaCO
3
vàMg(OH)
2
bảngdưới đây.
Trongnướcthiênnhiên độ hồtan củacáchợpchấttrênphụ
thuộcvàothànhphầnion củacủanướcvàhàmlượngCO
3
2-
và
OH
-
tự do
0.230.200.0380
0.550.400.150

-
(hìnhdưới đây) thìlượngvôi
đượcxác địnhtheobảngtrênvàtínhtheocông
thức:
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
n Trong đó:
o a
v
: lượngvôisửdụng(vôithô); (mg/l).
o CO
2
: hàmlượngCO
2
tự do trongnước(mg/l).
o HCO
3
: hàmlượngion bicabonattrongnước; (mg/l).
o Ap:lượngphèn( FeCl
3
hoặcFeSO
4
tínhtheosảnphẩm
khôngngậmnước; (mg/l).
o e: đươnglượngcủaphènhoạttính(e=54 vớiFeCl
3
và
e=76 vớiFeSO
4
).

Biểu đồ thànhphầngiátrị củaion trongcácnguồnnướckhácnhau
Cl
-
SO
4
2-
HCO
3
-
Na
+
Mg
2+
Ca
2+
HCO
3
-
Ca
2+
↔
Cl
-
SO
4
2-
HCO
3
-
Na

n Cáckíhiệukhácnhư trong(**); lượngdự
phònglấy 1mgđ/l vìphảichuyểnMg(HCO
3
)
2
thànhMg(OH)
2
khônghòatan.
n Để tăngcườngchoquátrìnhlắngcặnCaCO3 và
Mg(OH)
2
khilàmmềmbằngvôi, phathêmphèn
vàonứơc. Do phản ứnglàmmềmdiễnra ở pH
lớnhơn9 nênkhôngdùng đượcphènnhôm,
trongmôitrườngkiềmphènnhômtạora
aluminathoàtan.
*)*(*
100
1
2061
2
22
28
2
3
2
v
p
v
Ce

22
50
3
2
0
v
v
C
a
HCOCO
MM
−
+××++=
a
p
= 3 M
1/3
(mg/l) (4*)
*)6(
100
100
50
12
29
61
502
22
50
2
32

0
củanước, tốc
độ phản ứnglắngcặndiễnrarấtchậm. Để tăng
tốc độ lêncầnphảicómộtlượngdư ion OH
-
biểuthị bằnggiátrị ∆pH. Như vậygiátrị pH
0
sẽ
có đượcbiểuthị bằngcôngthức:
o pH = pH
0
+ ∆pH
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trong đópH
0
: độ pH bãohoàcủanước ở cuốiquátrìnhlàmmềm. Giátrị
củapH
0
cóthể xác địnhbằngcácphươngpháp đãnêutrong Mực ổn định
nước, ∆pH= 0.5 trongtrườnghợpkhửđộ cứngCacbonat.
Đốivớiđộ cứngMagiê, trạngtháicânbằngbãohoàcủanướcbắtđầukhi
tíchsốnồng độ Mg
2+
vàOH-bằngtíchsốhoàtan củaMg(OH)
2
. Giátrị
pHS
Mg
xác địnhnhư sau:

2
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Giátrị củaPSMg(OH)2 = -lgSMg(OH)2
11.3611.2211.0810.9610.8410.7510.7110.6710.6410.61P.S
Mg(OH)
2
8070605040302520100Nhieätñoänöôùc,
0
C
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Nếubiểuthị nồng độ ion Mg2+ bằngmg/l vàrút
gọnvềdạngkíhiệutacó
[
]
)()()(19.2)lg(
2
1
2
1
3
2
213
2
2)(1)(
22
pfMgftffMgfPSpKfpH
OHMgwOHMg
++=+

cứngmagiê, nhưng độ cứngtoànphầnkhônggiảm.
Dể khắcphục điềunày, chothêmsôđavànướccác
phản ứngsẽlà:
MgSO4 + Ca(OH)2 à Mg(OH)2 ↓ + CaSO4
MgCl2 + Ca(OH)2 →Mg(OH)2 ↓ + CaCl2
và
CaSO4 + Na2CO3 à CaCO3 ↓ + Na2 SO4
CaCl2 + Na2CO3 à CaCO3 ↓ + NaCl
n Như vậyion CO3-củasô đa đãthaythế ion củacác
axitmạnhtạoraCaCO3 ↓. Theo cácphãn ứngtrên
cóthể xác định đượclượngvôivàsô đacầnthiết.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Trong đó:
+ As: lượngsô đatínhtheosảnphẩmthô
(mg/l)
+ CS: hàmlượngNa
2
CO
3
tinh khiết trong
sản phẩm thô (%). Các kíhiệu còn lại
giống như (**) và(***).
v
p
v
Ce
a
MgHCOCO
a

126120
53
2
3
2
×






+±+−=
+
−
+
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
c. Làmmềmnướcbằngphốtphát
Khicầnlàmmềmtriệt để, sử dụngvôivàsô đavẫn
chưahạđộ cứngcủanướcxuốngmứctốithiểu. Để
đạt được điềunày, chovàonướcNa3PO4 sẽ khử
đượchếtcácion Ca2+ vàMg2+ rakhỏinước ở dạng
cácmuốikhôngtan theophản ứng:
3CaCl2 + 2Na3PO4 à Ca3(PO4)2 ↓ + 6NaCl;
3MgSO4 + 2Na3PO4 à Mg3(PO4)2 ↓+ 3Na2SO4;
3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 à Ca3(PO4)2 ↓ + 6NaHCO3;
3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 à Ca3(PO4)2 ↓ + 6NaHCO3;
3Mg (HCO3)2 + 2Na3PO4 à Mg3(PO4)2 ↓ + 6NaHCO3;
Quátrìnhlàmmềmnướcbằngphốtphátchỉ diễnra

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
I.3. Làmmềmnướcbằngtrao đổiion
a. Hạttrao đổiion (Ionit) vàphươngphápsử
dụng:
n Ngànhcôngnghiệphoáhọcđãchế tạoraloại
hạtnhựahữucơtổnghợpkhôngtan trongnước
nhưngcóbềmặthoạttínhhoáhọc, cóthể cấy
lênbềmặtcáchạtnày(ionit) mộtloạication
hay anion chọntrứơcnhư Na+, H+, NH4+, OH-,
Cl Khingâmcáchạtionitvàonước, cácion đã
đượccấytrênbềmặtsẽthamgiavàophản ứng
trao đổivớicácion củamuốihoàtan trong
nước. VídụnếucấylênbềmặthạtcationNa+ (
bằngcáchngâmcáchạtnhựaionitvàodung
dịchmuốiNaCl) hạtionitsẽbiếnthànhNa-
cationit. KíhiệuR –Na. R chỉ lõikhôngtan, qui
ướcgọinólàaxitgốc1 khôngtan trongnước.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
a. Hạttrao đổiion (Ionit) vàphương
phápsửdụng
n Nếulọcnướcqua lớphạtNa-cationitsẽxảyracác
phản ứngsau:
2R-Na + Ca(HCO3)2 ⇔ R2-Ca + 2NaHCO3.
2R-Na + Mg(HCO3)2 ⇔ R2-Mg + 2NaHCO3.
2R-Na + CaCl2 ⇔ R2-Ca + 2NaCl.
2R-Na + CaSO4 ⇔ R2-Ca + Na2SO4.
2R-Na + MgSO4 ⇔ R2-Mg + Na2SO4.
o Theo mức độ lọc nước qua lớp hạt Na-cationit ngày

mềm nướccácnguồn nướcmặtcó độ kiềmcao hơn
3m
gđ
/l.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn
Hiệnnaycơngnghiệphốhọcđãsảnxuấtra hànglọatloạivật
liệutrao đổi ion. Đặctínhcủacationit đượcdùngphổ biến ở
NgavàMỹgiớithiệu ở bảngsau:
1.700
2.800
800
2.000
2.800
0.3-1.2
0.3-1
0.3-1
0.3-1
0.3-1
0.65
0.40
0.50
0.68
0.42
0.73
0.50
0.60
0.75
0.50
Ky-2