Một hồ chứa nước thải sinh hoạt bị nhiễm ammonium (NH4+), gây ra hiện tượng phú dưỡng. Nồng độ NH4+ là 30 mg/L. Hồ có thể tích 4000 m³. Để xử lý nước, người ta sử dụng nước vôi trong để chuyển hóa NH4+ thành khí NH3, sau đó sử dụng khí chlorine để oxi hóa NH3 thành N2. Biết có 90% lượng NH4+ được xử lý bằng nước vôi và 85% lượng NH3 được oxi hóa bằng Cl2.
a) Xác định khối lượng khí chlorine cần thiết để oxi hóa NH₃ thành N₂.
b) Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt với nồng độ NH4+ không được vượt quá 5 mg/L Xác định nồng độ NH4+ trong hồ sau khi xử lý và cho biết sau quá trình xử lý, nồng độ NH4+ đã đạt tiêu chuẩn môi trường chưa?
Câu trả lời tốt nhất
(a)
mNH4+ = 30.4000 = 120000 gam = 120 kg
NH4+ + OH- —> NH3 + H2O
3Cl2 + 2NH3 —> N2 + 6HCl
nNH3 = nNH4+ bị xử lý = 90%.120/18 = 6 kmol
nCl2 = 1,5nNH3 bị oxi hóa = 1,5.6.85% = 7,65 mol
—> mCl2 = 7,65.71 = 543,15 kg
(b)
Nồng độ NH4+ sau khi xử lí = 30 – 30.90% = 3 mg/L < 5 mg/L nên quá trình xử lí đã đạt tiêu chuẩn môi trường.