Đồ Án Thiết kế hệ thống cấp nước sạch cho Thị trấn Kiện Khê, xã Thanh Thủy và xã Thanh Tuyền sử dụng nước

Căn cứ vào các chỉ tiêu phân tích chất lượng của nguồn nước cấp, yêu cầu chất lượng nước sử dụng có thể xây dựng nên các sơ đồ công nghệ xử lý khác nhau... Hình 2.: Sơ đồ công nghệ sản

Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Thủy Lợi nói chung và các thầy cô giáo trong khoa Môi Trường nói riêng

đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian em học trên giảng đường Thủy Lợi

Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này, em xin đặc biệt gửi lời cảm ơn tới

cô giáo: TS Phạm Thị Ngọc Lan và thầy giáo hướng dẫn đồ án : Kỹ sư Nguyễn Đức Long – Bộ môn kỹ thuật – Khoa Môi trường – Trường Đại học Thủy Lợi đã tận tình hướng dẫn, cung cấp cho em những kiến thức quý báu, những kinh

nghiệm trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Sau cùng xin em gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Với vốn kiến thức còn nông cạn, kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên trong

đồ án này còn nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để rút ra những kinh nghiệm quý báu và chuẩn bị chu đáo nhất cho công việc trong

tương lai

1.1 Điều kiện tự nhiên

1.2.4.2 Hiện trạng thoát nước mưa

1.2.4.3 Vệ sinh môi trường

2.1 Tính toán nhu cầu sử dụng nước đến năm 2030

2.2 Lựa chọn nguồn nước cấp cho trạm xử lý

2.2.1 Nguồn nước ngầm mạch nông

2.2.2 Nước ngầm mạch sâu

2.2.3 Nước mặt

2.2.4 So sánh, lựa chọn nguồn nước thô cho trạm xử lý

2.3 Lựa chọn dây chuyền công nghệ

2.3.1 Giới thiệu một số dây chuyền công nghệ xử lý

2.3.1.1 Dây chuyền xử lý nước nhà máy nước Tích Lương – Thái Nguyên công suất 30.000 m3 /ngd

2.3.1.2 Dây chuyền công nghệ xử lý nước nhà máy nước sông Cầu – Bắc Ninh công suất giai đoạn 1: 4000 m /ngđ3

-CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC VÀ LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

công suất 40.000 m /ngđ

2.3.2 Các phương pháp thường sử dụng trong xử lý nước cấp:

2.3.2.1 Giai đoạn tiền xử lý

2.3.2.2 Giai đoạn xử lý chính

2.3.2.3 Giai đoạn sau xử lý

2.3.3 Đề xuất dây chuyền xử lý nước sông Đáy

3.1 Tính toán lượng hóa chất cần sử dụng cho trạm xử lý

3.1.1 Phèn nhôm

3.1.2 Vôi

3.1.3 Khử trùng bằng clo lỏng

3.2 Tính toán các công trình trong cụm xử lý

3.2.1 Tính toán trạm bơm nước thô

4.1.2 Chi phí xây dựng hồ sơ lắng

4.1.3 Chi phí xây dụng bể trộn vách ngăn

4.1.4 Chi phí xây dụng bể phản ứng có vách ngăn

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG TRẠM XỬ LÝ

CHƯƠNG 4 : KHÁI TOÁN KINH TẾ

4.1.7 Chi phí xây dựng bể chứa nước sạch

4.1.8 Chi phí xây dựng nhà hóa chất

4.4 Chi phí điện năng tiêu thụ

4.5 Chi phí lương và bảo hiểm xã hội cho công nhân

4.6 Chi phí xử lý 1m3 nước

5.1 Kết luận5.2 Kiến nghị

CHƯƠNG 5 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay, đất nước đang thời kì công nghiệp hóa – hiện đại hóa Đất nước càng phát triển thì nhu cầu chất lượng cuộc sống ngày càng đòi hỏi cao hơn Và nhu cầu sử dụng nước sạch đang là vấn đề cấp bách của hiện nay, đặc biệt là ở những khu nông thôn chưa được sử dụng nguồn nước sạch hợp vệ sinh Chính phủ đã có các chương trình mục tiêu quốc gia để nâng cao chất lượng cuộc sống ở nông thôn như “Chương trình mục tiêu Quốc gia về xây dựng nông thôn mới giai đoạn 2010-2020” Một trong những tiêu chí của chương trình nông thôn mới là “cấp nước sạch

và vệ sinh môi trường nông thôn”

Đó là lý do em chọn đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế hệ thống cấp nước sạch cho Thị trấn Kiện Khê, xã Thanh Thủy và xã Thanh Tuyền sử dụng nước sông Đáy”

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Tính toán thiết kế một nhà máy xử lý nước cấp

Hạch toán các chi phí vật tư, công xây dựng lắp đặt

3 Phạm vi nghiên cứu

Thiết kế nhà máy nước cấp cho thị trấn Kiện Khê, xã Thanh Thủy và xã Thanh Tuyền

4 Phương pháp nghiên cứu

Khảo sát thực địa thu thấp các thông tin về vị trí, cảnh quan, hiện trang của khu vực nghiên cứu

Thu thập các số liệu khí hậu, thủy văn, địa chất từ các cơ quan quản lý

Chương 4: Khái toán kinh tế

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ

KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Điều kiện tự nhiên

1.1.1 Vị trí địa lý

Hà Nam là một tỉnh nằm ở phía Tây Nam vùng đồng bằng Bắc Bộ, là cửa ngõ phía nam của thủ đô, cách thủ đô Hà Nội 58km Hà Nam có diện tích 859,5 km2 Phía bắc giáp với Hà Nội, phía Đông giáp với tỉnh Hưng Yên và Thái Bình, phía nam giáp với tỉnh Nam Định và Ninh Bình, phía tây giáp với tỉnh Hòa Bình Với vị trí chiến lược quan trọng cùng hệ thống giao thông đường thủy, bộ, sắt đã tạo cho

Hà Nam lợi thế rất lớn trong việc giao lưu kinh tế, văn hóa – xã hội, khoa học – kỹ thuật với các tỉnh trong vùng và cả nước, đặc biệt với thủ đô Hà Nội và vùng trọng điểm phát triển kinh tế Bắc Bộ

Hà Nam bao gồm 1 thành phố và 5 huyện:

Khu vực thực hiện đồ án: Thị trấn Kiện Khê, xã Thanh Tuyền và xã Thanh Thủy nằm ở phía Tây Bắc huyện Thanh Liêm

Phía Bắc: giáp với xã Châu Sơn và xã Thanh Châu

Phía Đông: giáp với xã Thanh Hà và xã Thanh Phong

Phía Nam: giáp với xã Thanh Tân

Phía Tây: giáp với tỉnh Hòa Bình

Xã Thanh Tuyền là vùng đồng bằng chủ yếu kiếm sống dựa vào nông nghiệp, nằm sát cạnh quốc lộ AH 1 có điều kiện thuận lợi giao lưu đường bộ

Xã Thanh Thủy cũng là khu vực có địa hình đồi núi ở phía Tây Phía bắc là đồng bằng và nằm 2 bên sông Đáy, dân cư cũng chủ yếu sinh sống dựa vào nông nghiệp và một phần khai thác đá

Địa chất tại vị trí trạm xử lý có một số đặc điểm:

Lớp 1: Sét, sét pha màu xám nâu, xám xanh, phần dưới là cát pha màu xám Chiều dày lớp này từ 0 – 16m.

Lớp 2: Cát hạt nhỏ màu xám, chiều dày của lớp này từ 16 – 20m

Lớp 3: Sét, sét pha màu vàng lục, phần dưới cát pha màu vàng, chiều dày của lớp này từ 20 – 27m

Lớp 4: Cuội lớn đa khoáng, đa màu lẫn xát nguồn gốc lũ tích, thành phần chủ yếu là thạch học, chiều dày của lớp này từ 27 – 37m

Lớp 5: Cát, cát kết bột kết cuội rắn chắc không nứt nẻ, chiều dày của lớp này

từ 37m trở xuống

1.1.3 Khí hậu

Khu vực dự án nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ, sông Đáy thuộc địa phận tỉnh Hà Nam chịu ảnh hưởng của lũ thượng nguồn hệ thống sông Hồng và thủy triều biển Đông

a) Mưa:

Theo tài liệu thủy văn, mùa mưa thường bắt đầu từ thánh 5 và kết thúc vào tháng 10, đồng thời cũng là mùa bão lũ thường tập trung vào các tháng 7, 8, 9 Ngay trong các tháng này, lượng mưa cũng phân bố không đều, thường tập trung vào một

số đợt mưa lớn vượt tần suất thiết kế gây ngập, theo kết quả quan trắc và tính toán, lượng mưa một ngày lớn nhất vượt tần suất thiết kế P = 10% xuất hiện vào tháng 9, cùng thời gian đó trên sông Đáy còn ảnh hưởng của thủy triều nên rất bất lợi cho việc tiêu thoát nước của thị trấn

Lượng mưa trung bình nhiều năm: 1727 mm ( từ năm 2000 – 2013)

Lượng mưa trong năm lớn nhất: 2905 mm ( năm 1994)

Lượng mưa trong năm nhỏ nhất: 967 mm ( năm 1988)

b) Bốc hơi:

Lượng nước bốc hơi bình quân năm: 91,8 mm

Lượng nước bốc hơi bình quân ngày: 1,8 mm

c) Độ ẩm không khí:

Độ ẩm không khí bình quân năm: 85%

Độ ẩm không khí lớn nhất: 91% ( tháng 3)

Độ ẩm không khí nhỏ nhất: 82% ( tháng 7 , tháng 10)

d) Nhiệt độ không khí:

Nhiệt độ không khí bình quân năm: 23,80C

Nhiệt độ cao tuyệt đối:

e) Gió bão: Gió thịnh hành theo mùa

Mùa mưa : gió theo hướng Đông Nam – Tây Nam

Mùa khô : Gió theo hướng Đông Bắc – Tây Bắc

Trong mùa mưa thường có áp thấp nhiệt đới và bão kèm theo mưa

+ Mực nước báo động cấp II: (+3,04)m

+ Mực nước báo động cấp III: (+3,84)m

Mực nước dao động giữa mùa kiệt và mùa lũ của sông Đáy không cao lắm nên tạo điều kiện cho xây dựng công trình thu nước hoạt động tốt

Sông đáy là trục tưới tiêu chính của khu vực xung quanh, đồng thời cũng là trục giao thông thủy thuận lợi từ Kiện Khê tới các vùng khác trong nội địa và từ đất liền ra biển

Sông Đáy chịu ảnh hưởng của thủy triều biển Đông theo chế độ nhật triều không ổn định ( từ những ngày có lũ lớn 30 – 40 ngày/năm) Mực nước sông thay đổi theo thủy triều hằng ngày, chiều rộng trung bình lòng sông Đáy trong phạm vi của dự

Lưu lượng nước trung bình nhiều năm 450 m3/s

Lưu lượng nước mùa kiệt Q = 130 – 150 m3/s

Lưu lượng nước lũ lớn nhất Q = 2500 m3/s (năm 1971)

1.2 Điều kiện kinh tế xã hội

Với quy mô dân số trên thì thị trấn Kiện Khê, xã Thanh Tuyền và xã Thanh Thủy đều được coi là có quy mô dân số khá cao Ủy ban Nhân dân và các cơ quan hành chính của thị trấn và các xã đều đóng tại trung tâm

Hình 1.: Dân số xã tính đến tháng 6/2013

Hình 1.: Cơ cấu hộ dân của các xã

Trong giai đoạn từ 2010 – 2020, tỉnh Hà Nam có tốc độ gia tăng dân số tự nhiên 1 %

Giai đoạn 2020 – 2030, tỉnh Hà Nam có tốc độ gia tăng dân số tự nhiên là 0,9% (theo chi cục dân số Hà Nam )

Dân số các năm sau đó được tính theo công thức:

Năm Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên (%) Số dân (người)

từ việc khai thác đá Còn lại tình hình kinh tế các hộ vẫn còn khó khăn, ít hộ có tài sản giá trị lớn Cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp tập trung không có

Trong địa bàn thị trấn Kiện Khê có 5 công ty, nhà máy xi măng Hà Nam và một số tổ hợp sản xuất đá đã tạo điều kiện công ăn việc làm cho người dân sống xung quanh tăng nguồn thu nhập

Cơ cấu kinh tế của huyện Thanh Liêm:

+ Nông, lâm nghiệp, thủy sản : 13,4%

+ Công nghiệp – xây dựng : 55,7%

+ Dịch vụ : 30,9%

Với mức thu nhập bình quân đầu người đến năm 2014 thì kinh tế khu vực dự

án có mức thu nhập khá Để tạo ra sự thay đổi thu nhập đó là nhờ sư dịch chuyển cơ cấu kinh tế Kinh doanh, dịch vụ phát triển mạnh, sản xuất nông nghiệp áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào trồng trọt, và sử dụng giống mới cho năng suất cao hơn, chất lượng tốt Sản xuất vụ đông đã trở thành vụ sản xuất chính Sử dụng trồng xen canh các cây ngắn ngày như đỗ tương, lạc, … Đưa cơ giới hóa vào trong sản xuất

Chăn nuôi được giữ vững, ổn định và phát triển dần theo hướng bán công nghiệp Chăn nuôi trong gia đình có sử dụng hầm biogas để xử lý chất thải chăn nuôi vừa đảm bảo vệ sinh môi trường vừa cung cấp nguồn khí đốt phục vụ sinh hoạt Thực hiện tốt công tác quản lý, vệ sinh, phòng dịch, tiêm phòng cho gia súc, gia cầm Kịp thời ngăn chặn dịch bệnh không cho bùng phát lây lan trên diện rộng Công tác quản lý nhà nước về các loại vật tư, thức ăn chăn nuôi gia súc được duy trì

để chống hàng giả, hàng nhái lưu hành trên địa bàn

Thu nhập:

Hộ nghèo: Mức thu nhập bình quân các hộ < 450.000 VNĐ/người/tháng

Hộ trung bình: Mức thu nhập bình quân các hộ từ 450.000 – 1.000.000 VNĐ/người/tháng

Hộ khá: Mức thu nhập bình quân các hộ > 1.000.000 VNĐ/người/tháng

Bảng 1.: Bảng phân loại giàu nghèo

Mỗi xã đều có 1 trạm y tế được trang bị cơ sở vật chất phục vụ khám chữa bệnh ban đầu cho người dân Thực hiện tốt công tác khám, chữa bệnh, chăm sóc sức khỏe cho dân Tổ chức tiêm chủng, phòng chống dịch bệnh tốt Đẩy mạnh tuyên truyền và làm dịch vụ kế hoạch hóa gia đình có hiệu quả.

c, Văn hóa thông tin và truyền thanh

Tổ chức các hoạt động thông tin, tuyên truyền các nhiệm vụ chính trị của địa phương, chào mừng các ngày lễ, kỷ niệm lớn của đất nước Tất cả quy hoạch vị trí đất giành cho Trung tâm thể dục thể thao

Đài truyền thanh tăng được trang bị loa đến các tiểu khu, thôn để phản ánh, tuyên truyền kịp thời các nhiệm vụ phát triển kinh tế xã hội của địa phương

Mỗi xã đều có 1 – 2 điểm bưu điện văn hóa, khoảng 81% số hộ có điện thoại

di động và cố định Internet đã đáp ứng được yêu cầu sử dụng của các hộ dân

d, An sinh xã hội

Thực hiện đầy đủ, đúng chế độ chi trả trợ cấp, phụ cấp hàng tháng, một lần đối với người có công, đối tượng chính sách xã hội Làm tốt công tác đền ơn đáp nghĩa, tặng quà của Chủ tịch nước, quà của địa phương cho các đối tượng chính sách nhân dịp lễ, tết Tổ chức thăm tặng quà cho các cháu thiếu nhi dịp 1/6 tại xã, thị trấn Triển khai kế hoạch hỗ trợ người có công với cách mạng về nhà ở

e, Công trình công cộng

Các công trình hạ tầng xã hội được đầu tư đủ danh mục, hạng mục công trình

và 100% là nhà cấp III và nhà cấp II, quy mô và chất lượng đã đáp ứng được yêu cầu sử dụng của người dân

Bảng 1.: Các công trình công cộng

STT Tên công trình Diện tích đất (m2)

Diện tích xây dựng (m2)

Chất lượngTốt Xuống cấp Tạm

5 Trường trung học + tiểu học 58000

Nguồn: Trung tâm tư vấn XDNN & PTNN Hà Nam

f, Giao thông

Giao thông đối ngoại

Có đường quốc lộ 21 là trục đường liên tỉnh đi Hòa Bình và các tỉnh phía Nam Có quốc lộ AH 1 đi qua là trục đường chính quan trọng nối liền các tỉnh miền Bắc, có ý nghĩa quan trọng trong giao thông đường bộ

Giao thông đối nội

Hiện nay hầu như các đường trục xã, liên xã và hầu hết các thông đều đã được

bê tông hóa đường xá Giao thông đi lại thuận lợi giao lưu với các tỉnh lân cận xung quanh

g, Cấp điện

Xã có điện lưới quốc gia tuyến cao thế 35KV Đã xây dựng 5 trạm hạ thế với tổng công suất 880KVA trong đó:

+ 1 trạm 320KVA+ 2 trạm 180KVA+ 2 trạm 100KVA

Tỷ lệ hộ dùng điện 100% Lưới điện đã được đầu tư tương đối đầy đủ, đời sống nhân dân từng bước được nâng cao và cải thiện

1.2.4 Hiện trạng cấp nước, thoát nước và vệ sinh môi trường

1.2.4.1 Hiện trạng cấp nước

Hiện nay, người dân chủ yếu sử dụng 4 nguồn nước chủ yếu trong ăn uống và sinh hoạt: Nước giếng đào, nước mưa, nước mặt, nước giếng khoan

Nước mưa: Hơn 90% các hộ có bể chứa để phục vụ ăn uống Số hộ có bể chứa

dự trữ đủ cho mùa khô chiếm 58% ( bể > 5m3) Tuy nhiên nguồn nước mưa ở đây không được đảm bảo vì không khí bị ô nhiễm do nhà máy xi măng Bút Sơn, nhà máy xi măng Hà Nam và tổ hợp khai thác đá đã thải ra một lượng khí thải và bụi lớn vào không khí làm ô nhiễm không khí

• Nước giếng đào: Số hộ có giếng đào chiếm 25%, mực nước tĩnh mùa mưa 0,5 – 1m, mùa khô từ 2 - 4m, chất lượng nước không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh Nên chỉ sử dụng cho mục đích tưới tiêu và giặt

• Nước giếng khoan: Có khoảng 50-60% hộ dùng giếng khoan, độ sâu 30-45m Chất lượng và trữ lượng nước không đảm bảo Người dân cũng chỉ sử dụng nước giếng khoan cho mục đích tắm giặt vì nước bơm lên có mùi tanh, đục có nhiễm asen và đặc biệt là amoni Nguồn nước giếng khoan thường có độ sâu khoảng 20m Đa số các hộ sử dùng giếng khoang đều có bể lọc cát dày vài chục cm để lọc nước phục

vụ cho mục đích sinh hoạt

• Nước mặt: Hiện tại mọi người vẫn sử dụng nước sông Đáy vào mục đích tưới tiêu

và giặt giũ

Tóm lại, qua tình hình thực tế sử dụng nước của nhân dân khu vực dự án đều

sử dụng nước chưa đảm bảo vệ sinh cho ăn uống và sinh hoạt Do đó cần xây dựng cho khu vực dự án một hệ thống cấp nước sạch để đảm bảo vệ sinh ăn uống và sinh hoạt cho nhân dân

1.2.4.2 Hiện trạng thoát nước mưa

Khu vực dự án hiện chưa có hệ thống thoát nước thải sinh hoạt, chăn nuôi gia cầm Việc thoát nước chủ yếu là thoát ra sông, hồ Việc làm sạch chủ yếu là cơ chế làm sạch tự nhiên của ao hồ Vẫn chưa có cơ quan phụ trách việc thoát nước Việc thoát nước tự nhiên đã gây ra ô nhiễm nguồn nước ngầm

1.2.4.3 Vệ sinh môi trường

Hiện tại, đa số nhà nào cũng đều có nhà vệ sinh nhưng vẫn còn 1 số ít nhà tiêu chưa hợp vệ sinh và gây ô nhiễm

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC VÀ

LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

2.1 Tính toán nhu cầu sử dụng nước đến năm 2030

Dân số trong khu vực nghiên cứu dự án tính đến tháng 6/2013 là : 26304 người Tổng dân số của 3 xã tính đến năm 2030 là: 30875 người (Bảng 1.1: Dự báo tổng dân số đến 2030) Ở thị trấn hiện tại đã xây dựng 1 trạm xử lý nước cho 2 tiểu khu Châu Giang và La Mát có tổng dân số đến năm 2020 là 5163 người với công suất nhà máy 500 m3/ngày Nên dân số thực tế tính toán cho nhà máy xử lý nước mới là:

Bảng 2.: Dân số sau khi có trạm xử lý

Năm Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên (%) Số dân (người)

Vậy dân số cần tính toán là: 24999 người

Dựa theo tiêu chuẩn dùng nước cho ăn uống sinh hoạt và các nhu cầu khác tính theo đầu người của TCXDVN 33/2006 Có thể tính toán được các thông số lưu lượng nước cho trạm xử lý:

Lưu lượng nước cấp sinh hoạt trung bình ngày:

N: là số dân dự báo đến năm 2030

q: = 100 l/ng/ngày (tiêu chuẩn dùng nước theo TCXDVN 33/2006)

f: =100% (tỉ lệ dân số được sử dụng nước cấp)

Thị trấn Kiện Khê thuộc đô thị loại 5 nên theo TCVN 33/2006 nước sử dụng cho dịch vụ và sản xuất bằng 10% nước phục vụ sinh hoạt

Lưu lượng nước phục vụ cho dịch vụ và sản xuất

Bảng 2.: Bảng dự báo nhu cầu sử dụng nước đến năm 2030

5 Lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt (a) m3/ngd 2500

6 Lưu lượng nước cấp cho dịch vụ và sản

7 Lưu lượng nước thất thoát và dự phòng (c=15%(a+b)) m3/ngd 412,5

8 Lưu lượng nước dùng cho trạm xử lý (d=10%(a+b+c)) m3/ngd 316,25

9 Công suất trung bình ngày của trạm xử lý

2.2 Lựa chọn nguồn nước cấp cho trạm xử lý

2.2.1 Nguồn nước ngầm mạch nông

Theo trung tâm tư vấn XDNN & PTNN Hà Nam, trên địa phận thị trấn Kiện Khê nước ngầm mạch nông chịu ảnh hưởng rất lớn bởi sông Đáy Các giếng khơi có

độ sâu trung bình từ 5 ÷ 10 m là có nước, trữ lượng nước ngầm không lớn Rất nhiều giếng trong thị trấn sau một thời gian sử dụng, mực nướng trong giếng đã hạ xuống thấp vài mét so với khi mới đưa vào sử dụng Bên cạnh đó, chất lượng nước ngầm mạch nông còn chịu ảnh hưởng rất lớn bởi sự nhiễm bẩn bề mặt, tưới tiêu, trồng trọt trong lĩnh vực nông nghiệp, bởi sự đô thị hóa, nhất là hiện tại việc sử dụng nước ngầm mạch nông để cấp nước lâu dài cho thị trấn là không đảm bảo được chất lượng và trữ lượng

2.2.2 Nước ngầm mạch sâu

Theo khảo sát của trung tâm tư vấn XDNN & PTNN Hà Nam, chất lượng nước ngầm ở khu vực dự án có hàm lượng sắt vượt quá QCVN 2,6 lần, magan vượt quy chuẩn 2 lần, hàm lượng asen vượt quá quy chuẩn 6 lần, amoni vượt quá tiêu chuẩn cho phép 310 lần, chì vượt quá tiêu chuẩn 28 lần Vì vậy nếu sử dụng nước ngầm làm nguồn nước thô sẽ gây khó khăn cho việc xử lý

Bảng 2.: Các thông số chất lượng nước ngầm tại huyện Thanh Liêm

Bảng 2.: Thông số chất lượng nước sông Đáy đoạn chảy qua Kiện Khê, ngày

22 tháng 9 năm 2014

STT Chỉ tiêu chất

QCVN 01:2009/BYT

Nguồn: Sở khoa học công nghệ môi trường Hà Nam

Từ bảng thông số chất lượng nước sông Đáy ở trên thì đa số thông số của nguồn nước sông Đáy có vượt QCVN về chất lượng nước mặt nhưng vẫn có thể xử

lý được dễ dàng hơn so với nước ngầm Nên có thể sử dụng nước sông Đáy làm nước thô cho trạm xử lý

2.2.4 So sánh, lựa chọn nguồn nước thô cho trạm xử lý

Ưu

điểm

Lưu lượng nước dồi dào

Chất lượng nước sông Đáy đáp

ứng các tiêu chuẩn làm nguồn

nước thô

Sông Đáy là sông cấp III, chịu ảnh

hưởng của thủy triều nên khai thác

nước sông thuận lợi

Trữ lượng nước dồi dào trong cả

mùa cạn

Dễ khai thác, quản lý và vận hành

Nhược

điểm

Nước chịu ảnh hưởng các mùa

trong năm về độ đục, độ màu

Chi phí vận hành, bảo dưỡng cao,

2.3 Lựa chọn dây chuyền công nghệ

Để lựa chọn được dây chuyền công nghệ xử lý phải phù hợp với chất lượng nguồn nước đã chọn Các phương án được nghiên cứu để đưa ra dây chuyền công nghệ phù hợp nhất, có chi phí quản lý, vận hành thấp và giải pháp xây dựng hợp lý.Quá trình xử lý nước cấp phải trải qua nhiều công đoạn để có được nước cấp đạt quy chuẩn Mỗi công đoạn thực hiện ở trong các công trình đơn vị khác nhau Các công trình đơn vị ghép lại với nhau thành dây chuyền công nghệ xử lý nước Căn cứ vào các chỉ tiêu phân tích chất lượng của nguồn nước cấp, yêu cầu chất lượng nước sử dụng có thể xây dựng nên các sơ đồ công nghệ xử lý khác nhau

2.3.1 Giới thiệu một số dây chuyền công nghệ xử lý

2.3.1.1 Dây chuyền xử lý nước nhà máy nước Tích Lương – Thái Nguyên công suất 30.000 m3/ngd

Xí nghiệp sản xuất nước sạch Tích Lương là nhà máy xử lý nước trực thuộc công ty cổ phần nước sạch Thái Nguyên địa chỉ tại phường Tích Lương – thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thải Nguyên Cung cấp nước dùng trong sinh hoạt cho hơn 70%

hộ dân sống trên địa bàn tỉnh, và các tỉnh Bắc Giang, Phú Yên, cung cấp nước dùng trong sản xuất cho nhiều nhà máy hoạt động trong tỉnh…

Nhà máy nước Tích Lương tiền thân là dự án nhà máy nước Tích Lương năm 2002, với hệ thống dây chuyền xử lý nước tiên tiến của Đức, nhà máy nước sạch Tích Lương hiện đang là nhà máy có sản lượng nước sản xuất lớn nhất của Công ty Cổ phần nước sạch Thái Nguyên Từ năm

2010 công suất được nâng lên 30.000m3/NĐ nhờ lắp thêm hệ thống tấm lắng lamen Nước đầu vào của nhà máy Tích Lương được lấy từ hồ Núi Cốc qua một hệ thống mương thuỷ lợi dài 14km (trực thuộc huyện Đại Từ-Thái Nguyên), nhờ có nguồn cung cấp nước chính là hồ Núi Cốc mà lượng nước cấp đầu vào có chất lượng khá ổn định nhờ đó mà chi phí xử lý nước ổn định không biến động nhiều Nhà máy cung cấp nước cho 23/28 phường xã của thành phố Thái Nguyên, đạt 78% số dân trong thành phố được cấp nước sạch cung cấp nước sạch cho khoảng 57.000 hộ dân giúp công ty cổ phần nước sạch Thái Nguyên đạt doanh thu trên 31 tỉ đồng, nộp ngân sách nhà nước trên 1,6 tỉ đồng Đảm bảo việc làm ổn định cho trên 4000 lao động, với mức thu nhập bình quân đạt 3,2 triệu đồng/người/tháng

Hình 2.: Sơ đồ công nghệ sản xuất nước của nhà máy nước Tích Lương .

Hồ chứa nước thô

Hồ bùnPhòng hóa nghiệmTrạm bơm nước sạchHóa chất Phèn - Vôi

Bể chứa nước sạch 5000m3

Bể lọc

Bể lắngTrạm bơm nước thô

Bể hòa trộn, phản ứngClo sơ bộ

- Khử trùngRửa lọcMạng tiêu thụ nước

Thuyết minh quy trình sản xuất nước sạch:

Nước thô được lấy về từ hồ Núi Cốc qua hệ thống kênh thủy lợi kênh chính Núi Cốc, qua cửa phai, nước thô được dẫn vào hồ chứa nước thô ( hồ điều hòa ) qua ống bê tông dẫn nước ø 1000mm, dài 935m để xử lý nước Nước thô có thể dự trữ cho 10 ngày để Nhà máy hoạt động bình thường khi đóng kênh Núi Cốc để nạo vét hoặc xử lý các sự cố Tại 2 hồ điều hòa nước sẽ được lắng sơ bộ các chất rắn trước khi đưa vào bể trộn phản ứng

Qua kiểm nghiệm mẫu nước thô cho thấy, nước thô lấy ở hồ Núi Cốc về đảm bảo yêu cầu cho xử lý nước phục vụ cấp cho sinh hoạt và sản xuất Nước không chứa các chất độc hại và các nguyên tố kim loại nặng như: Pb, As, DDT v.v…và có Hồ chứa nước thô có dung tích chứa nước là 300.000 m3, cốt đáy hồ 23.00 - 23.50, mức nước hữu ích 24.00, mức nước cao nhất 28.30 Xung quanh hồ lát tấm bloc bê tông, đáy hồ là nền đất tự nhiên Có 4 cửa phai tại hồ chứa nước thô bao gồm: cửa phai thu nước thô, cửa phai cống điều tiết chống vùng nước chết, và 2 cửa phai thu nước trạm bơm 1 Các cửa phai tại hồ chứa nước thô phải được đóng

mở, bôi trơn theo đúng hướng dẫn bảo dưỡng Trước khi tiến hành đóng kênh Núi Cốc, hồ chứa nước thô phải được chứa đầy nước với mức nước >28.00 và được nghiệm thu với XN khai thác thủy lợi Núi Cốc theo Biên bản nghiệm thu mực nước hồ.

Trạm bơm nước thô làm nhiệm vụ bơm nước từ hồ chứa nước thô qua thiết bị trộn tĩnh lên bể phản ứng kết hợp với bể lắng ngang Nước thô được bơm vào bể phản ứng kết hợp bể lắng ngang thông qua thiết bị trộn tĩnh Thiết bị trộn tĩnh hòa trộn dung dịch hóa chất vôi, phèn kép, clo sơ bộ cùng với nước thô đưa vào bể phản ứng Bể phản ứng chia thành các ngăn ziczac giúp cho việc hòa trộn và phản ứng hóa chất đảm bảo đủ thời gian và đạt hiệu quả cao nhất Tại bể lắng các phản ứng keo tụ tiếp tục diễn ra Chất cặn bẩn sẽ được lắng xuống và được thu chảy ra hồ bùn qua 3 phễu thu bùn bể lắng và 2 phễu thu bùn bể phản ứng Hệ thống tấm lắng la men giúp cho hoàn chỉnh quá trình lắng, kéo dài thời gian lắng của các chất cặn bẩn

và được giữ lại trong bể lắng triệt để Nước tiếp tục được đưa qua bể lọc, bể lọc làm nhiệm vụ lọc nước sau khi qua bể lắng khoảng 20% chất lơ lửng không được giữ lại

ở bể lắng sẽ được giữ lại ở bể lọc các vi trùng cũng được giữ lại khoảng 80% Bể lọc hoạt động trên nguyên tắc áp suất - tự chảy bằng chính khối lượng nước có trong bể Có lớp trợ lọc để giúp bể lọc nhanh hơn nhưng vẫn đạt hiệu quả Nước qua bể lọc được bơm đến bể chứa nước sạch có dung tích 5000 m3

Trong bể chứa được thiết kế các tấm chắn ngang làm cho nước chảy theo đường ziczac Nước được châm clo khử trùng trước khi đưa vào bể chứa, nước được lưu lại trong bể chứa từ 4-5 giờ để khử trùng đạt hiệu quả và giảm bớt nồng độ clo trước đi bơm đi tiêu thụ Ngoài ra, nước sau lọc còn được châm bổ sung vôi để điều chỉnh độ pH trước khi đưa vào bể chứa Nước sạch tại bể chứa đảm bảo vệ sinh cấp cho tiêu dùng, có nồng độ clo từ 0,3-0,5 g/m3

Nhận xét: Nhà máy nước Tích Lương được đầu tư đầy đủ, có phòng thí nghiệm

có thể tự kiểm tra chất lượng nước đầu vào nên có thể điều chỉnh lượng hóa chất cho vào trong quá trình xử lý nước phù hợp dẫn đến tiết kiệm được hóa chất tránh lãng phí

2.3.1.2 Dây chuyền công nghệ xử lý nước nhà máy nước sông Cầu – Bắc Ninh công suất giai đoạn 1: 4000 m3/ngđ

Nhà máy nước sông Cầu được khởi công xây dựng vào tháng 1/2014 và đến tháng 8/2014 đã hoàn thành giai đoạn 1 và đưa nhà máy vào sản xuất với công suất

4000 m3/ngđ , sẽ hoàn thành giai đoạn 2 vào năm 2016 với công suất 9500 m3/ngđ Nhà máy nước đảm bảo chất lượng nước sạch sau xử lý đạt chất lượng nước uống theo QCVN 01/2009-BYT

Hình 2.: Quy trình sản xuất của nhà máy nước sông Cầu

Trạm bơm cấp 1

Bể lọc

Bể trộn hóa chất

Bể chứaTrạm bơm cấp 2

Hóa chấtCloMạng tiêu thụ

Rửa lọc

Bể lắng

Quy trình xử lý nước:

Nước thô từ sông Cầu được trạm bơm cấp 1 bơm về nhà máy và được đưa vào

bể trộn hóa chất Ở đây hóa chất cho vào bể trộn cùng với nước thô sau đó nước đã trộn hóa chất được đưa qua bể lắng Sau khi qua bể lắng cặn nước tiếp tục được đưa qua bể lọc để lọc tiếp cặn Sau đó nước được đưa vào bể chứa, trong quá trình nước đưa vào bể chứa sẽ được châm clo trên đường ống nước để khử trùng đảm bảo chất lượng nước cấp Sau đó, nước sẽ được trạm bơm cấp 2 bơm vào mạng lưới cấp nước, ở đây trạm bơm cấp 2 sử dụng bơm biến tần

Nhận xét: Nhà máy nước sông Cầu sử dụng dây chuyền xử lý nước thông dụng và phổ biến và phù hợp với công suất nhỏ

2.3.1.3 Dây chuyền công nghệ xử lý nước nhà máy nước Giã Viên – Huế công suất 40.000 m3/ngđ

Nhà máy nước Dã Viên xây dựng vào năm 1953 với công suất thiết kế ban đầu 9.600m3/ngày đêm Nhà máy được cải tạo nâng cấp vật kiến trúc và thay thế thiết

bị, phụ kiện nhập ngoại do Cộng hòa Pháp tài trợ bằng nguồn vốn không hoàn lại từ năm 1993-1996 Công suất khai thác hiện nay đạt 40.000m3/ ngày đêm Nhà máy nước Dã Viên bao gồ trạm bơm nước thô, khu xử lý nước và trạm bơm cấp 2 bơm nước vào mạng phân phối Với dây chuyền công nghệ xử lý nước bán tự động, thiết

bị đồng bộ Trạm bơm cấp 2 sử dụng công nghệ biến tần giúp tiết kiện năng lượng

và đạt hiệu quả cao trong sản xuất

Hình 2 Quy trình sản xuất nước nhà máy Dã Viên

Trạm bơm cấp 1Mạng cấp nướcClo giai đoạn 2

Hệ thống bơm súc lọcClo giai đoạn đầu

PACTrạm bơm cấp 2

Bể chứa nước sạchKhử khuẩn tia cực tímThan hoạt tính

Bể lọc cát

Bể phản ứng, lắng ACELATER

Bể trộn hóa chất bằng thủy lực

Quy trình xử lý nước:

Nước được bơm từ trạm bơm cấp 1 vào cửa thu, sau đó đưa vào 2 bể phản ứng

và bể lắng đứng có đường kính 12m cùng với hóa chất keo tụ PAC, tại đây xảy ra quá trình kẹo tụ tạo bông cặn và lắng, đồng thời nước cũng được châm clo đợt đầu

lớp mặt vào các bể lọc, cặn lắng được xả tự động ra ngoài qua hệ thống van pic, điều khiển đóng mở bằng khí Có 8 bể lọc cát loại AQUAZUR, cát lọc thạch anh có đường kính từ 0,9 – 1,2m , chiều dày của lớp lọc từ 0,8 – 1,2m Các bể lọc được súc rửa ngược tự động bằng khí và nước tự động Nước sau đó được đưa qua bể chứa than hoạt tính sẽ được diệt khuẩn bằng tia cực tím Trước khi nước đưa vào 2 bể chứa nước sạch có dung tích 1500 m3/bể, nước được châm tiếp clo đợt 2 để khử trùng Bơm biến tần sẽ bơm nước trực tiếp từ bể chứa vào mạng lưới phân phối nước.

Nhận xét: Nhà máy sử dụng dây chuyền công nghệ xử lý hiện đại, sử dụng khử trùng bằng tia cực tím, lọc bằng than hoạt tính đảm bảo nước cấp có chất lượng tốt đạt QCVN 01:2009/BYT nhưng giá thành sản xuất nước bị tăng cao

2.3.2 Các phương pháp thường sử dụng trong xử lý nước cấp:

Phương pháp cơ học: sử dụng các công trình, thiết bị làm sạch như: song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc…

Phương pháp hóa học: dùng các hóa chất cho vào nước để xử lý như: sử dụng phèn làm chất keo tụ, kết tủa để làm lắng các cặn lơ lửng trong nước, sử dụng Clo

để khử trùng nước

Phương pháp lí học: sử dùng các tia vật lý để khử trùng nước như tia tử ngoại Điện phân nước biển để khử muối…

Trong cả 3 phương pháp xử lý trên thì phương pháp cơ học là phương pháp xử

lý nước cơ bản Có thể sử dụng phương pháp cơ học để xử lý nước độc lập, nhưng kết hợp các phương pháp hóa học và lý học với nhau sẽ rút ngắn được thời gian và nâng cao hiệu quả xử lý nước

Dây chuyền xử lý nước có thể chia làm 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn tiền xử lý

+ Giai đoạn xử lý chính

+ Giai đoạn sau xử lý

2.3.2.1 Giai đoạn tiền xử lý

Là giai đoạn xử lý sơ bộ nguồn nước cấp cho trạm xử lý bao gồm chủ yếu các công trình và thiết bị cơ học nhằm loại bỏ rác và các cặn bẩn có kích thước lớn

a, Song chắn rác

Song chắn rác thường nằm trước ống bơm có tác dụng ngăn chặn rác thô có kích thước lớn đi vào bơm nhằm đảm bảo cho bơm và các công trình thiết bị xử lý đằng sau hoạt động ổn định.

Song chắn rác cơ giới: là loại song chắn rác sử dụng máy móc để làm sạch bề mặt thanh chắn Khi rác mắc lên thanh chắn sẽ được các thiết bị làm sạch cơ giới cào ra khỏi thanh chắn và đem đi xử lý Ưu điểm: có thể làm việc liên tục nhưng nhược điểm chi phí đầu tư cao, tốn năng lượng

b, Hồ điều hòa

Hồ điều hòa được sử dụng để điều hòa lưu lượng và chất lượng nước đầu vào, đảm bảo cho các công trình xử lý phía sau làm việc hiệu quả Giảm được chi phí và kích thước của các thiết bị phía sau

2.3.2.2 Giai đoạn xử lý chính

a, Thiết bị pha hóa chất

Là thiết bị trộn hóa chất đảm bảo đúng tỉ lệ hóa chất cho vào nước để xử lý nước đạt hiệu quả, đảm bảo phân phối đều và nhanh hóa chất vào nước không gây lãng phí hóa chất

b, Đông keo tụ

Quá trình lắng chỉ có thẻ tách được một số hạt rắn dạng huyền phù, không tách được dạng keo vì nó là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ không thể tự lắng được Muốn hạt rắn nhỏ lắng được thì cần phải làm tăng kích thước các hạt keo đó lên nhờ tác động tương hỗ của các hạt phân tán, liên kết lại thành các hạt lớn hơn làm tăng tốc độ lắng của hạt rắn

Công việc khử hạt keo rắn bằng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hoa điện tích của chúng sau đó liên kết chúng lại với nhau Quá trình trung hòa điện tích

Do các hạt cặn có độ phân tán lớn, diện tích bề mặt riêng lớn nên các hạt keo

có xu hướng hút nhau nhờ các lực bề mặt Nhưng các hạt keo có điện tích cùng dấu đặc trưng bằng thế zeta nên các hạt keo luôn đẩy nhau bởi lực tĩnh điện Vì vậy các hạt keo luôn đẩy nhau không thể tạo thành các hạt lớn hơn và lắng được Như vậy, thế zeta càng lớn thì hệ keo càng bền, thế zeta càng nhỏ hạt keo càng dễ keo tụ, zeta

= 0 thì hạt không tích điện và dễ dàng hút nhau bởi lực bề mặt tạo thành hạt lớn hơn

có thể lắng được

Để tạo ra hệ keo tụ có thể sử dụng 1 số phương pháp sau:

Phá tính bền vững của hệ keo do lực đẩy tĩnh điện bằng cách thu hẹp điện tích tới thế zeta =0, cách này được thực hiện khi cho hạt keo hấp phụ đủ điện trái dấu để trung hòa điện tích hạt keo Điện tích trái dấu này thường là các ion kim loại đa hóa trị trong các muối vô cơ

Tạo điều kiện để hạt keo va chạm với các bông kết tủa của chính chất keo tụ nhờ hiện tượng hấp phụ - bám dính

Dùng các chất cao phân tử, chất trợ keo tụ, để các hạt keo nhỏ dính với nhau tạo thành các hạt có kích thước lớn dễ lắng

Những chất keo tụ thường được sử dụng là phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O), phèn sắt II (FeSO4.7H2O), phèn sắt III (FeCl3.6H2O), PAC ( poly aluminium chloride, [Al2(OH)nCl6-n]m )

Khi các chất keo tụ được cho vào nước, chúng sẽ phân ly tạo thành các hydroxit ít tan và là các trung tâm keo tụ hút các hạt cặn, các chất lơ lửng lại với nhau tạo thành bông cặn lớn hơn và dễ dàng bị loại bỏ Cơ chế hút dựa vào các lực tương tác, lực điện tạo thành những bông keo tụ lớn hơn

Phương trình tạo thành các trung tâm keo tụ:

Bảng 2.: Bảng so sánh PAC với phèn nhôm

PAC (poly aluminium chloride)

Không cần phải điều chỉnh pH

Làm thay đổi pH nước sau xử

lý không đáng kể nên không cần

phải nâng lại pH

Tạo ra ít bùn hơn phèn nhôm

Nhượ

c điểm

Giá thành trên thị trường đắt

hơn phèn nhôm khoảng 1,5 lần

Hay sử dụng cho xử lý nước

thải hơn

Làm giảm đáng kể pH, phải nâng

pH làm tăng chi phí xử lýKhi cho quá liều sẽ gây hiện tượng keo tụ bị phá hủy làm nước đục trở lại

Phải có phụ gia trợ keo và trợ lắngLàm lượng Al dư lớn hơn khi dùng keo tụ khác

Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và không tan cùng kim loại nặng

bị hạn chế

nước thải sau xử lý có độc với vi sinh vật

Hiệu quả của quá trình tạo bông cặn phụ thuộc cường độ khuấy và thời gian khuấy trộn để các nhân kẹo tụ và cặn bẩn va chạm, kết dính với nhau Để tăng hiệu quả tạo bông cặn, người ta có thể cho thêm polyme là chất trợ lắng vào bể phản ứng tạo bông cặn Polyme sẽ tạo liên kết lưới anion nếu trong nước thiếu các ion đối như SO42-, nếu trong nước có thành phần ion và độ kiềm thỏa mãn điều kiện keo tụ thì polyme sẽ tạo liên kết trung tính

 Lựa chọn hóa chất sử dụng là phèn nhôm

c, Bể phản ứng

+ Bể phản ứng xoáy

Bể phản ứng hình trụ: loại bể này thường được áp

dụng cho trạm xử lý có công suất nhỏ ( < 3000

m3/ngđ ), ít khi được sử dụng kết hợp với các kiểu

bể lắng khác do có cấu tạo phức tạp của vòi phun

+ Bể phản ứng xoáy hình phễu: có ưu điểm hiệu quả cao, tổn thất áp lực trong

bể nhỏ, do thời gian nước lưu lại trong bể ngắn nên dung tích bể nhỏ Tuy nhiên, nhược điểm là khó tính toán cấu tạo bộ phân thu nước trên bề mặt theo 2 yêu cầu là thu nước đều và không phá vỡ bông cặn Ngoài ra đối với những bể có dung tích lớn sẽ khó xây dựng, nên chỉ thích hợp đối với những trạm có công suất nhỏ

+ Bể phản ứng có vách ngăn

Là bể thường được xây dựng kết hợp với bể lắng ngang Nguyên lý cấu tạo cơ bản của bể là dùng các vách ngăn để tạo ra sự thay đổi chiều liên tục của dòng nước Bể có ưu điểm là đơn giản trong xây dựng và quản lý vận hành Tuy nhiên, bể này có nhược điểm là khối lượng xây dựng lớn do có nhiều vách ngăn và bể phải có

đủ chiều cao để thỏa mãn tổn thất áp lực trong toàn bể

+ Bể phản ứng có tầng cặn lơ lửng.

Loại bể này thường được đặt ngay trong phần đầu của bể lắng ngang Bể thường được chia thành nhiều ngăn dọc, đáy có tiết diện hình phễu với các vách ngăn ngang, nhằm mục đích tạo ra dòng nước đi lên đều và giữ cho lớp cặn luôn lơ lửng ổn định Ưu điểm của bể là cấu tạo đơn giản, không cần máy móc cơ khí, không tốn chiều cao xây dựng.

+ Bể phản ứng cơ khí

Nguyên lí làm việc của bể là quá trình tạo bông kết tủa diễn ra nhờ sự xáo trộn của dòng nước trong bể bằng biện pháp cơ khí Bể có ưu điểm là có khả năng điều chỉnh cường độ khuấy trộn theo ý muốn Tuy nhiên, nó có nhược điểm là cần máy móc, thiết bị cơ khí chính xác và điều kiện quản lí vận hành phức tạp, tốn nhiều điện năng nên chỉ thích hợp đối với những trạm có công suất lớn

 Qua phân tích cơ sở trên, thì sử dụng bể phản ứng có vách ngăn

d, Bể lắng

Là quá trình loại bỏ cặn lơ lửng trong nước nguồn bằng các biện pháp:

Lắng trọng lực trong các bể lắng khi đó các hạt cặn có tỉ trọng lớn hơn sẽ lắng xuống đáy bể

Lắng li tâm: lực li tâm sẽ tác dụng vào các hạt cặn trong bể lắng li tâm và cyclon thủy lực làm các hạt cặn lắng xuống

Lực đẩy nổi do các hạt khí dính bám vào các hạt cặn ở các bể tuyển nổi

Cùng với việc lắng cặn, quá trình lắng còn làm giảm được 90 ÷ 95% vi trùng

có trong nước (vi trùng luôn bị hấp thụ và dính bám vào các hạt bông cặn trong quá trình lắng)

+ Bể lắng ngang

Dùng bể lắng ngang thu nước bề mặt bằng các máng đục lỗ, bể được xây dựng

kế tiếp ngay sau bể phản ứng Được sử dụng trong các trạm xử lí có công suất lớn hơn 3000 m3/ngày đêm đối với trường hợp xử lí nước có dùng phèn

Căn cứ vào biện pháp thu nước đã lắng, người ta chia bể lắng ngang làm hai loại:

Bể lắng ngang thu nước ở cuối thường được kết hợp với bể phản ứng có vách ngăn hoặc bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng

Bể lắng ngang thu nước đều trên bề mặt thường kết hợp với bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng

+ Bể lắng đứng

Trong bể lắng đứng nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên, còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên

tự nhiên do các hạt cặn có tốc độ rơi nhỏ hơn tốc độ dòng nước bị đẩy lên trên, chúng đã kết dính lại với nhau và tăng dần kích thước, cho đến khi có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ chuyển động của dòng nước sẽ rơi xuống

Tuy nhiên hiệu quả lắng trong bể lắng đứng không chỉ phụ thuộc vào chất keo

tụ, mà còn phụ thuộc vào sự phân bố đều của dòng nước đi lên và chiều cao vùng lắng phải đủ lớn thì các hạt cặn mới kết dính với nhau được

+ Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Bể lắng trong có ưu điểm là không cần xây dựng bể phản ứng, bởi vì trong 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 Nhưng nó có nhược điểm là kết cấu phức tạp, chế độ quản lý chặt chẽ, đòi hỏi công trình làm việc liên tục suốt ngày đêm và rất nhạy cảm với sự dao động lưu lượng và nhiệt độ của nước Chỉ áp dụng bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng khi nước đưa vào công trình có lưu lượng điều hoà hoặc thay đổi dần dần trong phạm vi không quá ± 15% trong 1 giờ và nhiệt độ nước đưa vào thay đổi không quá ± 10C trong 1 giờ Vì vậy với trình độ quản lý vận hành chưa cao thì không nên dùng bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Ngoài các loại bể lắng trên còn có bể lắng li tâm và cyclon thuỷ lực Nhưng các loại bể này rất ít được sử dụng trong thực tế

 Lựa chọn bể lắng ngang có máng thu nước ở cuối

e, Bể lọc

Lọc nước là quá trình xử lí tiếp theo quá trình lắng, nó có nhiệm vụ giữ lại các hạt cặn nhỏ hơn trong nước không lắng được ở bể lắng, do đó bể lọc làm trong nước một cách triệt để hơn, với mức độ cao hơn và làm giảm đáng kể lượng vi trùng trong nước

Quá trình lọc là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một độ dày nhất định đủ

để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc hạt cặn và vi trùng

có trong nước Sau một thời gian dài làm việc, lớp vật liệu lọc bị các hạt cặn bám lại làm giảm tốc độ lọc Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió hoặc gió kết hợp nước để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc

Trong dây chuyền xử lý nước cấp cho sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối cùng để làm trong nước triệt để Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép (nhỏ hơn hoặc bằng 3 mg/l)

Bể lọc luôn luôn phải hoàn nguyên Chính vì vậy quá trình lọc nước được đặc trưng bởi hai thông số cơ bản là tốc độ lọc và chu kỳ lọc Tốc độ lọc là lượng nước lọc qua một đơn vị diện tích bề mặt của bể lọc trong một đơn vị thời gian Chu kỳ lọc là khoảng thời gian giữa hai lần rửa bể lọc

Để thực hiện quá trình lọc nước có thể sử dụng một số loại bể có nguyên tắc làm việc, cấu tạo lớp vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau; cơ bản có thể chia ra các loại bể lọc sau:

Theo tốc độ lọc:

Bể lọc chậm: có tốc độ lọc 0,1 ÷ 0,5 m/h

Bể lọc nhanh: có tốc độ lọc 5 ÷ 15 m/h

Bể lọc cao tốc: có tốc độ lọc 36 ÷ 100 m/h

Theo chiều dòng chảy:

+ Bể lọc xuôi: là bể lọc cho nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống dưới như bể lọc chậm, bể lọc nhanh phổ thông…

+ Bể lọc ngược: là bể lọc có chiều nước chảy qua lớp vật liệu lọc là từ dưới lên trên như bể lọc tiếp xúc

+ Bể lọc hai chiều: nước chảy qua lớp vật liệu lọc theo cả hai chiều từ trên xuống và từ dưới lên, nước được thu ở tầng giữa

Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của bể lọc, nó đem lại hiệu quả làm việc và tính kinh tế của quá trình lọc Vật liệu lọc hiện nay được dùng phổ biến là cát thạch anh

tự nhiên Ngoài ra còn có thể sử dụng một số vật liệu khác như cát thạch anh nghiền, đá hoa nghiền, than antraxit, polyme… Các vật liệu lọc cần phải thỏa mãn các yêu cầu về thành phần cấp phối tích hợp, đảm bảo đồng nhất, có độ bền cơ học cao, ổn định về hóa học

Ngoài ra trong quá trình lọc người ta còn dùng thêm than hoạt tính như là một hoặc nhiều lớp vật liệu lọc để hấp thụ chất gây mùi và màu của nước Các bột than hoạt tính có bề mặt hoạt tính rất lớn, chúng có khả năng hấp thụ các phân tử khí và

và độ màu đến 500

+ Bể lọc nhanh trọng lực có hệ thống rửa ngược

Bể lọc nhanh được sử dụng là bể lọc nhanh hở phổ thông, là loại bể lọc nhanh một chiều, dòng nước lọc đi từ trên xuống dưới, có một lớp vật liệu lọc là cát thạch anh và là lọc trọng lực, được sử dụng trong dây chuyền xử lí nước mặt có dùng chất keo tụ

Ưu điểm của bể lọc nhanh là có tốc độ lọc lớn gấp vài chục lần so với bể lọc chậm Do tốc độ lọc nhanh (từ 6 – 15 m/h) nên diện tích xây dựng bể nhỏ và do cơ giới hoá công tác rửa bể nên làm giảm nhẹ công tác quản lý và nó đã trở thành loại

bể lọc cơ bản, được sử dụng phổ biến trong các trạm cấp nước trên thế giới hiện nay

Tuy nhiên nó có nhược điểm là tốn ống và thiết bị, tăng chi phí quản lý (nhất

là chi phí điện năng cho việc rửa bể)

 Lựa chọn bể lọc nhanh trọng lực có hệ thống rửa ngược

2.3.2.3 Giai đoạn sau xử lý

Bản chất của giai đoạn này là áp dụng các biện pháp hóa lý để xử lý ổn định nước trước khi đưa ra mạng tiêu thụ

a, Khử trùng

Là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống Sau các quá trình xử lý, nhất là sau khi nước qua lọc thì phần lớn các vi trùng đã bị giữ

lại, song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh thì cần phải tiến hành khử trùng nước

Có rất nhiều biện pháp khử trùng nước hiệu quả như dùng các chất oxy hóa mạnh, các tia vật lý, siêu âm, dùng nhiệt hoặc các ion kim loại nặng… Hiện nay ở Việt Nam đang sử dụng phổ biến nhất là phương pháp khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh (sử dụng phổ biến là clo và các hợp chất của clo vì giá thành thấp, dễ sử dụng, vận hành và quản lý đơn giản)

b, Bể chứa

Bể chứa để chứa nước sau lọc và để thời gian clo tiếp xúc với nước phát huy tác dụng khử trùng và điều hòa lưu lượng nước Bể chứa có dạng hình hộp chữ nhật, đặt nửa chìm nửa nổi Bên trên bể có nắp đậy, ống thông hơi và có lớp đất trồng cỏ

để giữ ổn định nước

2.3.3 Đề xuất dây chuyền xử lý nước sông Đáy

Ở trên đây là một số dây chuyền xử lý nước ở một số nhà máy đã đưa vào hoạt động Và dưới đây là dây chuyền xử lý nước được đề xuất dựa theo các dây chuyền

ở dưới đây

Hình 2.: Dây chuyền xử lý nước sông Đáy

Bể trộn hóa chất

Bể lọc nhanh

Bể phản ứng

Bể chứa nướcTrạm bơm cấp 2Hóa chất

Phèn - vôi

Clo khử trùngMạng tiêu thụRửa lọc

Bể lắng ngangTrạm bơm cấp 1Nước mặtMáy ép bùnSân phơi bùn

Hồ sơ lắng

Thuyết minh dây chuyền xử lý:

Công trình thu nước sử dụng loại thu nước bờ sông kết hợp, công trình thu được đặt cách đê sông Đáy 5m sử dụng ống dẫn nước tự chảy từ sông vào ngăn thu nước Đầu ống thu nước được đặt ở vị trí thu được cả nước sông vào mùa cạn Nước thô từ sông Đáy sau khi chảy vào ngăn thu nước sẽ chảy qua ngăn hút sẽ được bơm vào hồ sơ lắng để cặn sẽ tự lắng 1 phần trước khi đưa vào các công trình xử lý phía sau, hồ sơ lắng được thiết kế để dự trữ nước trong 3 ngày Nước vào mùa lũ sẽ được bơm vào hồ sơ lắng, còn vào mùa cạn thì sẽ được bơm trực tiếp vào các công trình xử

lý Nước thô được bơm từ hồ sơ lắng vào bể trộn vách ngăn, tại bể trộn các hóa chất phèn, vôi được châm vào với liều lượng phù hợp theo chất lượng của nguồn nước Sau khi nước được trộn hóa chất tại bể trộn vách ngăn thì nước sẽ được đưa sang bể