Xử lý nước cấp cho 2500 dân

Năm 1896, hệ thống xử lý nước đầu tiên của Hà Nội được chính thức đưa vào vận hành. Hiện nay, hệ thống cấp nước của thành phố Hà Nội đã được cải tạo và xây dựng mới với trang thiết bị hiện đại, nâng công suất lên 390 000 m3/ngày. Đối với các thành phố khác ở miền Bắc, nhiều hệ thống cấp nước cũng đã được cải tạo và phát triển.

Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP I. CÁC NGUỒN CẤP NƯỚC Ở NƯỚC TA: Năm 1896, hệ thống xử lý nước đầu tiên của Hà Nội được chính thức đưa vào vận hành. Hiện nay, hệ thống cấp nước của thành phố Hà Nội đã được cải tạo và xây dựng mới với trang thiết bị hiện đại, nâng công suất lên 390 000 m3/ngày. Đối với các thành phố khác ở miền Bắc, nhiều hệ thống cấp nước cũng đã được cải tạo và phát triển. Ở miền Nam, các hệ thống cấp nước cho các đô thị lớn cũng được cải tạo và nâng cấp. Nhiều nhà máy nước xây dựng từ thời thuộc Pháp đã được cải tạo, thay đổi công nghệ xử lý. Hiện nay, ở thành phố Hồ Chí Minh, nhà máy nước Thủ Đức I có công suất 700 000 m3/ngày đang hoạt động, nhà máy nước Tân Hiệp, nhà máy nước ngầm Hóc Môn và nhà máy nước Thủ Đức II có công suất 300 000 m3/ngày đang khởi công xây dựng đảm bảo cung cấp nước sạch sinh hoạt và sản xuất của toàn thành phố. Trong thời điểm hiện nay, nhiều trạm cấp nước đã được xây dựng mới, áp dụng những công nghệ tiên tiến của các nước phát triển như Pháp, Phần Lan, Australia, Singapore, …Các loại công trình xử lý như bể lắng ngang có các tấm lamen, bể lắng kiểu accelator, kiểu pulsator, bể lọc sử dụng vật liệu nổi, bể lọc kiểu Aquazuz V đã được áp dụng ở nhiều nơi. Trong công nghệ xử lý nước ngầm, áp dụng ejector thu khí, tháp oxy hóa, nước chảy chuyển bậc để oxy hóa sắt thay cho giàn mưa cổ điển. Những trạm cấp nước cho các thành phố lớn đã áp dụng công nghệ tiên tiến và tự động hóa cao. Trong tương lai, các hệ thống cấp nước sẽ được nâng cấp để theo kịp các nước trong khu vực. 1. Nước dùng cho sinh hoạt: Là loại nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người như nước dùng để ăn uống, tấm rửa, giặt, chuẩn bị nấu ăn, cho các khu vệ sinh, tưới đường, tưới cây,…Loại nước này chiếm đa số trong các khu dân cư. Nước dùng cho sinh hoạt phải đảm bảo các tiêu chuẩn về hóa học, lý học và vi sinh theo các yêu cầu của quy phạm đề ra, không chứa các thành phần lý, hóa học và vi sinh ảnh hưởng đến sức khỏe của con người 2. Nước dùng cho sản xuất Có rất nhiều ngành công nghiệp dùng nước với yêu cầu về lưu lượng và chất lượng nước rất khác nhau. Có ngành yêu cầu chất lượng nước không cao nhưng số lượng lớn, ngược lại có những ngành yêu cầu số lượng nước không nhiều nhưng chất lượng nước rất cao, ví dụ nước cho các ngành công nghiệp dệt, phim ảnh, nước cấp cho các nồi hơi, nước cho vào sản phẩm là các đồ ăn uống,…Nước cấp cho các ngành công nghiệp luyện kim, hóa chất yêu cầu lượng nước lớn nhưng yêu cầu chất lượng thường không cao. Lượng nước cấp cho sản xuất của một nhà máy có thể tương đương với nhu cầu dùng nước của một đô thị hàng ngàn dân. 3. Nước dùng cho chữa cháy Dù là khu vực dân cư hay khu công nghiệp đều có khả năng xảy ra cháy. Vì vậy, hệ thống cấp nước cho sinh hoạt hay sản xuất đều phải tính đến trường hợp có cháy. Nước dùng cho việc chữa cháy luôn được dự trữ trong bể chứa nước sạch của thành phố SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 1 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân II. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC CẤP: 1. Nước ngầm cấp cho sinh hoạt: Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng và khá tốt về chất lượng. Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá, được tạo thành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn nước mặt nước mưa…nước ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chục mét, hay hàng trăm mét. Đối với các hệ thống cấp nước cộng đồng thì nguồn nước ngầm luôn là nguồn nước được ưa thích. Bởi vì, các nguồn nước nặt thường bị ô nhiễm và lưu lượng khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa. Nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hưởng bởi các tác động của con người. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước mặt nhiều. Trong nước ngầm hầu như: không có các hạt keo hay các hạt lơ lửng, và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp. Thông số Nước ngầm Nước bề mặt Nhiệt độ Tương đôi ổn định Chất rắn lơ lửng Rất thấp, hầu như không có(30-50 mg/l) Thường cao và thay đổi theo mùa(hàm lượng dao động lớn có khi lên tới 3000m/l) Chất khoáng hoà tan Ít thay đổi, cao hơn so với nước mặt Thay đổi tuỳ thuộc chất lượng đất, lượng mưa. Hàm lượng Fe2+, Mn2+ Thường xuyên có trong nước.hàm lượng tùy thuộc vào địa chất của mạch nước Rất thấp, chỉ có khi nước ở sát dưới đáy hồ Khí CO2 hoà tan Có nồng độ cao(hàm lượng tùy thuộc vào địa chất của mạch nước) Rất thấp hoặc bằng 0 Khí O2 hoà tan Thường không tồn tại Gần như bão hoà Khí NH3 Thường có(hàm lượng tùy thuộc vào địa chất của mạch nước) Có khi nguồn nước bị nhiễm bẩn Khí H2S Thường có Không có SiO2 Thường có ở nồng độ cao Có ở nồng độ trung bình NO3- Có ở nồng độ cao, do bị nhiễm bởi phân bón hoá học Thường rất thấp Vi sinh vật Chủ yếu là các vi trùng do sắt gây ra Nhiều loại vi trùng, virut gây bệnh và tảo. Bảng I.1: Một số đặc điểm khác nhau giữ nước ngầm và nước mặt SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 2 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân Các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước. Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các tạp chất hoà tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mưa, các quá trình phong hoá và sinh hoá trong khu vực. Ở những vùng có điều kiện phong hoá tốt, có nhiều chất bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa ngấm vào đất. Ngoài ra, nước ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do tác động của con ng ười. Các chất thải của con người và động vật, các chất thải sinh hoạt, chất thải hoá học, và việc sử dụng phân bón hoá học… tất cả những loại chất thải đó theo thời gian nó sẽ ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần và làm ô nhiễm nguồn nước ngầm. Đã có không ít nguồn nước ngầm do tác động của con người đã bị ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ khó phân huỷ, các vi khuẩn gây bệnh, nhất là các hoá chất độc hại như các kim loại nặng, dư lượng thuốc trừ sâu và không loại trừ cả các chất phóng xạ. pH nước ngầm khá thấp, thường dao động từ 3 - 6 2. Thành phần nước mặt: a. Nhiệt độ: là yếu tố liên quan đến sự tồn tài và phát triển của các sinh vật thủy sinh, đồng thời là nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy sinh học các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước, ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan. Qua đó ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của nguồn nước tự nhiên nên những thay đổi của nhiệt độ ảnh hưởng nhiều mặt đến chất lượng nước. Nhiệt độ là yếu tố quyết định loài sinh vật nào chiếm ưu thế trong môi trường nước.(ở việt nam nhiệt độ nước dao động từ 13-34 o C “theo trịnh xuân lai”) Theo độ sâu, nhiệt độ phân thành 3 tầng rõ rêt:Tầng mặt, tầng chuyển tiếp và tầng đáy. Trong tầng mặt: nước có nhiệt độ cao nên tỷ khối thấp. Do ảnh hưởng của gió nên nước trong tầng mặt xáo trộn mạnh làm cho nhiệt độ tương đối đồng đều, nồng độ ôxy hòa tan cao, tiếp nhận ánh sáng tốt nên quang hợp diễn ra mạnh mẽ. Tầng này rất thuận lợi cho quá trình phân hủy sinh học. Tầng chuyển tiếp: có nhiệt độ giảm rõ rệt theo độ sâu Tầng đáy, nước không bị khuấy đảo và tách biệt với tầng mặt bởi tầng chuyển tiếp nên nồng độ oxy hòa tan thấp, ánh sáng mặt trời không xuyên tới. Trong tầng này, quá trình phân hủy hữu cơ diễn ra trong điều kiện yếm khí, sản phẩm phân hủy có mùi và độc hại H 2 S, NH 3 b. Màu sắc Màu của nước là do các chất tạo ra trong quá trình phân hủy các mảnh vụn hữu cơ như lá cây, gỗ hoặc các hợp chất vô cơ chứa Fe(III) khi có trong mẫu nước. Những thành phần gây màu tự nhiên trong nước dưới dạng những hạt keo mang điện tích âm , nên có thể loại bỏ bằng quá trình đông tụ bởi muối của các ion kim loại hóa trị III như của Fe, Al. Màu của nước do các chất lơ lửng tạo nên loại bỏ bằng phương pháp lọc . Màu của nước do các chất hòa tan tạo nên loại bỏ bằng phương pháp hóa lý kết hợp SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 3 ỏn x lý nc cp Thit k h thng x lý nc cho 2500 dõn Nc b nhim bn do nc thi sinh hot v cụng nghip thng cú mu xanh m hoc mu en. mu o bng n v PtCo( Platin- coban) . Nc t nhiờn cú mu nh hn 200 PtCo Da vo mu nc quyt nh mc x lý v la chon phng phỏp x lý, húa cht dựng trong x lý(theo Trnh Xuõn Lai thỡ nc thiờn nhiờn thng cú mu thp hn 200 (ptCo)) c. c c ca nc l do trong nc cú nhiu loi cht l lng dng keo hoc dng phõn tỏn thụ b cun trụi t b mt lu vc xung thy vc. c xỏc nh thụng qua kh nng lan truyn ca ỏnh sỏng qua nc. Nú phn ỏnh mc ngn tr ỏnh sỏng xuyờn qua nc ca cỏc cht l lng vụ c v hu c. Thụng qua c cú th ỏnh giỏ tỡnh trng nhim bn ca nc. . n v o c l NTU, Nc mt cú c 20-100 NTU. Mựa l ti 500 NTU. Nc cp cho n ung nh hn 5 NTU d. Mựi v Nc ụ nhim cú mựi do cỏc hp cht húa hc ch yu cỏc hp cht hu c hay cỏc sn phm t phõn hy vt cht. Nc b ụ nhim nng do cỏc cht hu c cú mựi hụi thi rt khú chu do cỏc khớ c hi nh SO 2 , H 2 S sn phm t phõn hy ym khớ. e. dn in dn in tng theo hm lng cỏc cht khoỏng hũa tan trong nc v dao ng theo nhit . Dựng ỏnh giỏ tng lng cỏc cht khoỏng hũa tan trong nc. nc tinh khit 20 o c l 4,2 às/m f. Tớnh phúng x Tớnh phúng x do s phõn hy cỏc thnh phn cú cht phúng x trong nc to nờn. Xỏc nh thụng qua tng hot phúng x ampha v beta. g. Tng s cht rn Tng s cht rn l ton b cỏc cht cú mt trong nc, xỏc nh bng cỏch sy mu nc nhit 103 105 , sau khi nc bay hi ht, phn cũn li l cht rn. Cỏc cht rn cú mt trong nc gm cht rn hũa tan v l lng, trong ú quan trng nht l cht rn l lng h. Cht rn l lng SVTH: Nguyn Hong S GVHD: Bin Vn Tranh 4 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân Lượng chất rắn lơ lửng là thông số đánh giá cường độ nước thải, hiệu quả của thiết bị xử lý. Xác đinh dùng phương pháp lọc mẫu nước bằng chén Gút, sau đó đo khối lượng chất rắn có trong màng lọc của chén (mg/l) CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP I. CÁC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC: Công trình thu nước có nhiệm vụ thu nước từ nguồn nước. Công trình thu nước mặt có các dạng kết hợp hoặc phân ly, thu nước sát bờ bằng cửa thu hoặc thu nước giữa dòng bằng ống tự chảy, xiphông. Công trình thu nước ngầm thường là giếng khoan, thu nước SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 5 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân từ nguồn nước ngầm mạch sâu có áp. Chọn vị trí công trình thu nước dựa trên cơ sở đảm bảo lưu lượng, chất lượng, độ ổn định, tuổi thọ công trình và thuận tiện cho việc bảo vệ vệ sinh nguồn nước. II. CÔNG TRÌNH VẬN CHUYỂN NƯỚC: Trạm bơm cấp I có nhiệm vụ đưa nước thô từ công trình thu lên trạm xử lý nước. Trạm bơm cấp I thường đặt riêng biệt bên ngoài trạm xử lý nước, có trường hợp lấy nước từ xa, khoảng cách đến trạm xử lý có thể tới vài kilomet thậm chí hàng chục kilomet. Trường hợp sử dụng nguồn nước mặt, trạm bơm cấp I có thể kết hợp với công trình thu hoặc xây dựng riêng biệt. Công trình thu nước sông hoặc hồ có thể dùng cửa thu và ống tự chảy, ống xiphông hoặc cá biệt có trường hợp chỉ dùng cửa thu và ống tự chảy đến trạm xử lý khi mức nước ở nguồn nước cao hơn cao độ ở trạm xử lý. Khi sử dụng nước ngầm, trạm bơm cấp I thường là các máy bơm chìm có áp lực cao, bơm nước từ giếng khoan đến trạm xử lý III. XỬ LÝ NƯỚC CẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 1. Hồ chứa và lắng sơ bộ Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) là: tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tác động của các điều kiện môi trường, thực hiện các phản ứng oxy hóa do tác dụng của oxy hòa tan trong nước, và làm nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn nước vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước thô bơm cấp cho nhà máy xử lý nước. 2. Song chắn rác và lưới chắn rác: Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụ loại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu quả làm sạch của các công trình xử lý. Vật nổi và vật lơ lửng trong nước có thể có kích thước nhỏ như que tăm nổi, hoặc nhành cây non khi đi qua máy bơm vào các công trình xử lý có thể bị tán nhỏ hoặc thối rữa làm tăng hàm lượng cặn và độ màu của nước. Song chắn rác có cấu tạo gồm các thanh thép tiết diện tròn cỡ 8 hoặc 10, hoặc tiết diện hình chữ nhật kích thước 6 x 50 mm đặt song song với nhau và hàn vào khung thép. Khoảng cách giữa các thanh thép từ 40 ÷ 50 mm. Vận tốc nước chảy qua song chắn khoảng 0,4 ÷ 0,8 m/s. Song chắn rác được nâng thả nhờ ròng rọc hoặc tời quay tay bố trí trong ngăn quản lý. Hình dạng song chắc rác có thể là hình chữ nhật, hình vuông hoặc hình tròn. Lưới chắn rác phẳng có cấu tạo gồm một tấm lưới căng trên khung thép. Tấm lưới đan bằng các dây thép đường kính 1 ÷ 1,5 mm, mắt lưới 2 x 2 ÷ 5 x 5 mm. Trong một số trường hợp, mặt ngoài của tấm lưới đặt thêm một tấm lưới nữa có kích thước mặt lưới 25 x 25 mm đan bằng dây thép đường kính 2 – 3 mm để tăng cường khả năng chịu lực của lưới. Vận tốc nước chảy qua băng lưới lấy từ 0,15 ÷ 0,8 m/s. Lưới chắn quay được sử dụng cho các công trình thu cỡ lớn, nguồn nước có nhiều. Cấu tạo gồm một băng lưới chuyển động liên tục qua hai trụ tròn do một động cơ kéo. Tấm lưới gồm nhiều tấm nhỏ nối với SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 6 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân nhau bằng bản lề. Lưới được đan bằng dây đồng hoặc dây thép không gỉ đường kính từ 0,2 ÷ 0,4. Mắt lưới kích thước từ 0,3 x 0,3 mm đến 0,2 x 0,2 mm. Chiều rộng băng lưới từ 2 ÷ 2,5 m. Vận tốc nước chảy qua băng lưới từ 3,5 ÷ 10 cm/s, công suất động cơ kéo từ 2 ÷ 5 kW. 3. Bể lắng cát: ở các nguồn nước mặt có độ đục lớn hơn hoặc bằng 250 mg/l sau lưới chắn, các hạt cặn lơ lửng vô cơ, có kích thước nhỏ, tỷ trọng lớn hơn nước, cứng, có khả năng lắng nhanh được giữ lại ở bể lắng cát. Nhiệm vụ của bể lắng cát là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,5; để loại trừ hiện tượng bào mòn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể tạo bông và bể lắng. 4. lắng: Bể lắng có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước. Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng lớp mỏng và bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng. Trong bể lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 16,3 mm/s. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước lớn hơn 3.000 m3/ngày. Đối với bể lắng đứng, nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,3-0,5 mm/s. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 đến 20%. Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang thông thường, nhưng khác với bể lắng ngang là trong vùng lắng của bể lắng lớp mỏng được đặt thêm các bản vách ngăn bằng thép không gỉ hoặc bằng nhựa. Các bản vách ngăn này nghiêng một góc 450 ÷ 600 so với mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau. Do có cấu tạo thêm các bản vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu suất cao hơn so với bể lắng ngang. Diện tích bể lắng lớp mỏng giảm 5,26 lần so với bể lắng ngang thuần túy. Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng có ưu điểm là không cần xây dựng bể phản ứng, bởi vì quá trình phản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong điều kiện keo tụ tiếp xúc, ngay trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng. Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn ít diện tích xây dựng hơn. Tuy nhiên, bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, kỹ thuật vận hành cao. Vận tốc nước đi từ dưới lên ở vùng lắng nhỏ hơn hoặc bằng 0,85 mm/s và thời gian lưu nước khoảng 1,5 – 2 giờ. 5. Lọc: Bể lọc được dùng để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước tùy thuộc vào yêu cầu đối với chất lượng nước của các đối tượng dùng nước. Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước. Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại, làm tăng tổn thất áp lực, tốc độ lọc giảm dần. Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc, phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc. Tốc độ lọc là lượng nước được SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 7 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân lọc qua một đơn vị diện tích bề mặt của bể lọc trong một đơn vị thời gian (m/h). Chu kỳ lọc là khoảng thời gian giữa hai lần rửa bể lọc T (h). Để thực hiện quá trình lọc nước có thể sử dụng một số loại bể lọc có nguyên tắc làm việc, cấu tạo lớp vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau. Thiết bị lọc có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo đặc tính như lọc gián đoạn và lọc liên tục; theo dạng của quá trình như làm đặc và lọc trong; theo áp suất trong quá trình lọc như lọc chân không (áp suất 0,085 MPa), lọc áp lực (từ 0,3 đến 1,5 MPa) hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng; …Trong các hệ thống xử lý nước công suất lớn không cần sử dụng các thiết bị lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt. Vật liệu lọc có thể sử dụng là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi nghiền, thậm chí cả than nâu hoặc than gỗ. Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa phương. Quá trình lọc xảy ra theo những cơ chế sau: - Sàng lọc để tách các hạt rắn hoàn toàn bằng nguyên lý cơ học; - Lắng trọng lực; - Giữ hạt rắn theo quán tính; - Hấp phụ hóa học; Hấp phụ vật lý; - Quá trình dính bám; - Quá trình lắng tạo bông Thiết bị lọc với lớp hạt có thể được phân loại thành thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc nhanh, thiết bị lọc hở và thiết bị lọc kín. Chiều cao lớp vật liệu lọc trong thiết bị lọc hở dao động trong khoảng 1-2 m và trong thiết bị lọc kín từ 0,5 – 1 m. IV. XỬ LÝ NƯỚC CẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 1. Làm thoáng Bản chất của quá trình làm thoáng là hòa tan oxy từ không khí vào nước để oxy hóa sắt hóa trị II, mangan hóa trị II thành sắt hóa trị III, mangan hóa trị IV tạo thành các hợp chất hydroxyl sắt hóa trị III và hydroxyl mangan hóa trị IV Mn(OH)4 kết tủa dễ lắng đọng để khử ra khỏi nước bằng lắng, lọc. Làm thoáng để khử CO2, H2S có trong nước, làm tăng pH của nước, tạo điều kiện thuận lợi và đẩy nhanh quá trình oxy hóa và thủy phân sắt và mangan, nâng cao công suất của các công trình lắng và lọc trong quy trình khử sắt và mangan. Quá trình làm thoáng làm tăng hàm lượng oxy hòa tan trong nước, nâng cao thế oxy hóa khử của nước để thực hiện dễ dàng các quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong quá trình khử mùi và mùi của nước. Có hai phương pháp làm thoáng: Đưa nước vào trong không khí: cho nước phun thành tia hay thành màng mỏng chảy trong không khí ở các dàn làm thoáng tự nhiên, hay cho nước phun thành tia và màng mỏng trong các thùng kín rồi thổi không khí vào thùng như ở các dàn làm thoáng cưỡng bức. Đưa không khí vào nước: dẫn và phân phối không khí nén thành các bọt nhỏ theo dàn phân phối đặt ở đáy bể chứa nước, các bọt khí nổi lên, nước được làm thoáng. Hỗn hợp hai phương pháp trên: làm thoáng bằng máng tràn nhiều bậc và phun trên mặt nước. SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 8 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân Hình 2.2 quá trình làm thoáng 2. Clo hóa sơ bộ Clo hóa sơ bộ là quá trình cho clo vào nước trước bể lắng và bể lọc. Clo hóa sơ bộ có tác dụng tăng thời gian khử trùng khi nguồn nước nhiễm bẩn nặng, oxy hóa sắt hòa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo thành các kết tủa tương ứng, oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu, ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu, phá hủy tế bào của các vi sinh sản ra chất nhầy nhớt trên mặt bể lọc. 3. Keo Tụ - Tạo Bông Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1 đến 10 m. Các hạt này không SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 9 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách loại. Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng. Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự dính kết giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra do chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn. Tuy nhiên, trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tích điện, có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa. Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện. Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết với những hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông. Quá trình thủy phân các chất keo tụ và tạo thành bông cặn xảy ra theo các giai đoạn sau: Me 3+ + HOH Me(OH) 2+ + H + Me(OH) 2+ + HOH Me(OH) + + H + + Me(OH) + + HOH Me(OH ) 3 + H + Me3+ + HOH Me(OH)3 + 3H+ Những chất keo tụ thường dùng nhất là các muối sắt và muối nhôm như Al 2 (SO 4 ) 3 , Al 2 (SO 4 ) 2 .18H 2 O, NaAlO 2 , Al 2 (OH) 5 Cl, Kal(SO 4 ) 2 .12H 2 O, NH 4 Al(SO 4 ) 2 .12H 2 O, FeCl 3 , Fe 2 (SO 4 ) 2 .2H 2 O, Fe 2 (SO 4 ) 2 .3H 2 O, Fe 2 (SO 4 ) 2. 7H 2 O a. Muối Nhôm Trong các loại phèn nhôm, Al 2 (SO 4 ) 3 được dùng rộng rãi nhât do có tính hòa tan tốt trong nước, chi phi thấp và hoạt động có hiệu quả trong khoảng pH = 5,0 – 7,5. Quá trình điện ly và thủy phân Al 2 (SO 4 ) 3 xảy ra như sau: Al 3+ + H 2 O = AlOH 2+ + H + AlOH + + H 2 O = Al(OH) 2+ + H + Al(OH) 2+ + H 2 O = Al(OH) 3 (s) + H + Al(OH) 3 + H2O = Al(OH) 4- + H + Ngoài ra, Al 2 (SO 4 ) 3 có thể tác dụng với Ca(HCO 3 ) 2 trong nước theo phương trình phản ứng sau Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Ca(HCO 3 ) 2 Al(OH) 3 + 3CaSO 4 + 6CO 2 Trong phần lớn các trường hợp, người ta sử dụng hỗn hợp NaAlO 2 vàAl 2 (SO 4 ) 3 theotỷ lệ (10:1) – (20:1). Phản ứng xảy ra như sau: 6NaAlO 2 + Al 2 (SO 4 ) 3 + 12H 2 O 8Al(OH) 3 + 2Na 2 SO 4 Việc sử dụng hỗn hợp muối trên cho phép mở rộng khoảng pH tối ưu của môi trường cũng như tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông. SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 10 [...]... N i+1** 2010 2500 2500 2500 2500 2011 2500 2550 2525 2550.5 2012 2500 2600 2550 2602 2013 2500 2650 2575 2654.5 2014 2500 2700 2600 2708 2015 2500 2750 2625 2762.5 SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh tốc độ tăng trưởng 2% 2% 2% 2% 2% 2% thời gian so với 2010 0 1 2 3 4 5 18 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân 2016 2017 2018 2019 2020 2500 2500 2500 2500 2500 2800 2850... thống xử lý nước cho 2500 dân = 0,8 x 120 + 1,8 x 16 = 124,8 g/l III ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ: Sơ đồ công nghệ: Nguồn Trạm bơm cấp 1 Tháp oxi hóa SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh Hòa tan CaO 20 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân Hồ chứa bùn Lắng đứng Bể trung gian Nước Rửa ngược Lọc áp lực Nước Rửa ngược Châm clo khử trùng Bể chứa nước sạch Chú thích: Đường nước: ... thiết bị pha chế cồng kềnh, quản lý phức tạp, cho n ên thường kết hợp khử sắt với quá trình xử lý khác như xử lý ổn định nước bằng kiềm, làm mềm nước bằng vôi kết hợp với sôđa  Biện pháp khử sắt bằng Clo Quá trình khử sắt bằng clo được thực hiện nhờ phản ứng sau: SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 14 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân 2Fe(HCO3)2 + Cl2 + Ca(HCO3)2... với yêu cầu cấp nước ngày càng cao thì bể lọc áp lực được lựa chọn nhiều nhất(đối với lưu lượng nhỏ) hơn bể lọc chậm trong các nhà máy xử lý nước. các công trình đơn vị nhỏ gọn như vậy sẽ tiết kiệm được diện tích trạm xử lý và khi sau này có cải tạo nâng cấp cũng có thể dễ thực hiện hơn SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 24 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân SVTH: Nguyễn... nguồn nước ngầm thường cao và phân bố không đồng đều trong các lớp trầm tích dưới đất sâu Nước có hàm lượng sắt cao, làm cho nước co mùi tanh và có màu vàng, gây ảnh SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 12 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân hưởng không tốt đến chất lượng nước ăn uống sinh hoạt và sản xuất Do đó, khi mà nước có hàm lượng sắt cao hơn giới hạn cho phép... 3.3: số dân ở các năm trong tương lai Vậy số dân tính cho năm 2020 là 3050 người Nên: lượng nước cấp cho sinh hoạt là: Qsh= = 150 x3050 x 0,99 = 452,925m3/ng 1000 Trong đó: q: tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt lấy theo TCXD 33:2006 N: số dân tính toán ứng với tiêu chuẩn cấp nước f: tỷ lệ dân được cấp nước lấy theo TCXD 33:2006 lượng nước phục vụ công cộng: Qcc= 10% Qsh=10% x452,925 =45,29 m3/ng lượng nước. .. 750mm Ngoài ra : ta thu nước bằng chụp lọc, khoảng cách giửa các chụp lọc lấy bằng 150mm(theo [2] khoảng cách của chụp lọc là 140-180mm)chọn số chụp lọc để thu nước là 69 cái.(theo [2]) SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 23 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân hình3.3 :quy tắc vận hành bồn lọc áp lực CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN Kết luận: Với hệ thống sử lý nước ngầm như đã thiết... tra độ kiềm của nước sau khi làm thoáng Ki = Ki0 – 0,036 × CFe02+ (theo [3]) Trong đó: Ki0 là độ kiềm ban đầu của nước nguồn, Ki0 = 5 CFe02+ là hàm lượng Fe của nước nguồn, CFe02+ = 14,8 ⇒ Ki = 5 – 0,036 × 16 = 4,424 - Kiểm tra hàm lượng CO2 còn lại trong nước sau khi làm thoáng: SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 16 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân C(CO2) = C(CO2)0... công trình trong hệ thống xử lý  Trước hết, đối với quá trình làm thoáng có thể sử dụng giàn mưa hoặc tháp oxy hóa • Nếu sử dụng giàn mưa thì tốn diện tích cũng như chi phí xây dựng ban đầu nhưng khi hoạt động thì việc quản lý tương đối dễ dàng và thuận tiện Việc duy tu, SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 17 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân bảo dưỡng và vệ sinh... đó nước được bơm lên đài chứa nước rồi cấp vào mạng lưới IV Tính toán bể lọc áp lực: SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 21 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân Hình3.2 : bồn lọc áp lực và bể lắng đứng(nguồn :đi thực tế ở khu NAM LONG q7 tphcm) Chiều cao của bể lọc là: H = HVL + HOT + HTN + HBV + HSD = (400 + 700) + 650 + 150 + 300 + 300 = 2500mm = 2,5m HVL : chiều cao . án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP I. CÁC NGUỒN CẤP NƯỚC Ở NƯỚC TA: Năm 1896, hệ thống xử lý nước. giữ nước ngầm và nước mặt SVTH: Nguyễn Hoàng Sĩ GVHD: Biện Văn Tranh 2 Đồ án xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cho 2500 dân Các nguồn nước