Tổng quan quy trình xử lý nước nguồn có hàm lượng cặn 2500mgl

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP Tổng Quan Quy Trình xử Lý Nƣớc Nguồn Có Hàm Lƣợng Cặn > 2500mg/l GVHD: TH TRẦN VĂN TIẾN SVTH: BÙI THỊ TÝ Lớp : 08MT SVTH: Bùi Thị Tý ĐỒ ÁN TỔNG HỢP MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƢỚC CẤP 1.1.1 Tầm quan trọng nƣớc cấp 1.1.2 Ứng dụng nƣớc cấp 1.1.3 Các yêu cầu chung chất lƣợng nƣớc cấp 1.2 CHẤT LƢỢNG NƢỚC NGUỒN 1.2.1 Thành phần chất lƣợng nƣớc bề mặt 1.2.1.1 Nước sông 1.2.1.2 Nước ao, hồ 1.1.1.3 Nước suối 1.1.1.4 Nước biển 1.2.2 Phân loại nƣớc nguồn nhiễm bẩn 1.2.3 Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc nguồn 10 1.2.3.1 Chỉ tiêu lý học .11 1.2.3.2 Chỉ tiêu hóa học 13 1.2.3.3 Chỉ tiêu vi sinh 16 1.2.4 Tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc cấp 17 1.2.4.1 Chất lượng nước cấp cho ăn uống, sinh hoạt 17 1.2.4.2 Chất lượng nước cấp cho sản xuất 17 1.3 CÁC Q TRÌNH VÀ DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC NGUỒN .18 1.3.1 Mục đích q trình xử lý nƣớc .18 1.3.2 Phƣơng pháp xử lý .18 1.3.2.1 Phương pháp xử lý học .18 1.3.2.2 Phương pháp hoá học 19 1.3.2.3 Phương pháp lí học .20 1.3.3 Dây chuyền công nghệ xử lý 20 1.3.3.1 Theo hiệu biện pháp xử lý 20 1.3.3.2 Có q trình keo tụ hay khơng có q trình keo tụ 20 1.3.3.3 Theo chuyển động dòng nước 21 1.4 LỰA CHỌN QUY TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC NGUỒN CĨ HÀM LƢỢNG 21 CẶN > 2500mg/l , KẾT HỢP CÁC BIỆN PHÁP HOÁ HỌC BỔ SUNG 21 1.4.1 Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý 21 1.4.2 Công ngệ xử lý chung cho nƣớc nguồn 23 1.4.3 Lựa chọn quy trình xử lý cho nƣớc nguồn có hàm lƣợng cặn > 2500mg/l, kết hợp biện pháp hóa học 24 CHƢƠNG II: QUY TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC NGUỒN 25 CÓ HÀM LƢỢNG CẶN 2500mg/l .25 2.1 CÔNG ĐOẠN THU GOM NƢỚC NGUỒN 25 2.1.1 Cơng trình thu nƣớc mặt .25 2.1.1.1 Cơng trình thu trạm bơm kết hợp đặt lịng sơng, lịng hồ 25 2.1.1.2 Cơng trình thu đặt lịng sơng, trạm bơm đặt bờ 25 SVTH: Bùi Thị Tý ĐỒ ÁN TỔNG HỢP 2.1.1.3 Cơng trình thu đặt lịng sơng, ngăn lắng cát buồng thu đặt tren bờ, trạm bơm tách riêng 26 2.1.1.4 Cơng trình thu, trạm bơm hợp khối đặt sát bờ .26 2.1.2 Song chắn lƣới chắn rác 26 2.1.2.1 Chức vị trí 26 2.1.2.2 Cấu tạo 26 2.2 XỬ LÝ SƠ BỘ 27 2.2.1 Lắng sơ 27 2.2.1.1 Mục đích lắng sơ 27 2.2.1.2 Khử vi khuẩn, virut nhờ trình tự nhiên hồ lắng 27 2.2.1.3 Ngăn ngừa phát triển tảo 28 2.2.2 Q trình oxy hố sơ .28 2.3 CÔNG ĐOẠN HÕA TRỘN .29 2.3.1 Phƣơng pháp trộn học 29 2.3.2 Phƣơng pháp trộn thuỷ lực 30 2.3.2.1 Bể trộn đứng 30 2.3.2.2 Bể trộn có chắn khoan lỗ 31 2.3.2.3 Bể trộn vách ngăn ngang có cửa thu hẹp .32 2.3.2.4 Bể trộn khí 32 2.4 KEO TỤ TẠO BÔNG VÀ KIỀM HÓA NƢỚC 33 2.4.1 Bản chất trình keo tụ .33 2.4.1.1 Các phương pháp keo tụ 34 2.4.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình keo tụ 35 2.4.2 Hoá chất dùng keo tụ 36 2.4.2.1 Phèn nhôm 36 2.4.2.2 Phèn sắt 36 2.4.2.3 So sánh phèn nhôm phèn sắt .37 2.4.2.4 Một số loại hoá chất khác 37 2.4.3 Các thiết bị cơng trình q trình keo tụ 38 2.4.3.1 Thiết bị định liều lượng phèn 38 2.4.3.2 Thiết bị pha chế vôi .39 2.4.4 Phản ứng tạo kết tủa 40 2.4.4.1 Bể phản ứng xoáy 41 2.4.4.2 Bể phản ứng kiểu vách ngăn 42 2.4.4.3 Bể phản ứng có lớp cặn lơ lững .43 2.5 LẮNG NƢỚC 44 2.5.1 Khái niệm chung 44 2.5.2 Cơ sở lý thuyết trình lắng 45 2.5.2.1 Lắng hạt đơn lẻ .46 2.5.2.2 Lắng hạt khơng ổn định có khả kết dính 46 2.5.3 Các loại bể lắng 46 2.5.3.1 Bể lắng ngang .46 2.5.3.2 Bể lắng đứng 48 2.5.3.3 Bể lắng li tâm 49 2.6 QUÁ TRÌNH LỌC .51 2.6.1 Khái niệm chung trình lọc 51 2.6.1.1 Phân loại bể lọc 51 SVTH: Bùi Thị Tý ĐỒ ÁN TỔNG HỢP 2.6.1.2 Vật liệu lọc 52 2.6.3 Bể lọc nhanh 53 2.6.3.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc bể lọc nhanh 54 2.6.2.2 Rửa bể lọc nhanh 54 2.6.2.3 Hệ thống phân phối nước rửa lọc 55 2.6.2.4 Hệ thống cung cấp nước rửa 56 2.7 KHỬ TRÙNG NƢỚC 56 2.7.1 Nguyên nhân mục đích khử trùng 57 2.7.2 Khử trùng chất ơxi hóa mạnh 57 2.7.2.1 Khử trùng Clo hợp chất Clo 57 2.7.2.2 Dùng ôzôn để khử trùng 59 2.7.2.3 Khử trùng tia tử ngoại 59 2.8 HỆ THỐNG CẤP NƢỚC 59 2.8.1 Cơng trình thu vận chuyển nƣớc 60 2.8.4 Cơng trình điều hịa phân phối nƣớc 60 2.8.4.1 Bể chứa nước 60 2.8.4.2 Đài nước 61 2.8.4.3 Mạng lưới phân phối nước 62 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .64 PHẦN PHỤ LỤC 64 SVTH: Bùi Thị Tý ĐỒ ÁN TỔNG HỢP MỞ ĐẦU Nếu trƣớc nƣớc nguồn tài ngun dồi dào, vơ tận có lẽ khơng thể Bởi tốc độ tăng trƣởng kinh tế, dân số nhanh, khu dân cƣ, thị, nhà máy, xí nghiệp khu công nghiệp với quy mô lớn mọc lên cách chóng mặt Đi đơi với phát triển yêu cầu tất yếu nƣớc để đáp ứng cho lĩnh vực Do nguồn nƣớc ngày bị khai thác cạn kiệt, khơng mà cịn bị ô nhiễm trầm trọng xả thải hoạt động Bảo vệ nguồn nƣớc đƣợc xếp hàng đầu vấn đề ƣu tiên Và nƣớc khơng phải nƣớc sử dụng đƣợc, mà phải nƣớc để phục vụ cho mục đích ăn uống, sinh hoạt ngƣời, sản xuất ngành công nghiệp Với mục đích sử dụng khác u cầu mức độ nguồn nƣớc khác Thƣờng trƣớc ngƣời ta sử dụng nƣớc ngầm chủ yếu tƣơng đối sạch, dể xử lý nhƣng trữ lƣợng lại không đủ để đáp ứng nhu cầu nhƣ Vì nƣớc mặt đƣợc nguồn nƣớc xử lý nƣớc cấp phục vụ cho nhu cầu phát triển xã hội Chính mà với tơi sinh viên ngành công nghệ kĩ thuật môi trƣờng chọn cho đề tài: “Tổng quan quy trình xử lý nƣớc nguồn có hàm lƣợng cặn >2500mg/l” Với đề tài tơi sử dụng kiến thức mà học sử lý nƣớc cấp tìm hiểu kĩ vấn đề SVTH: Bùi Thị Tý ĐỒ ÁN TỔNG HỢP CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƢỚC CẤP 1.1.1 Tầm quan trọng nƣớc cấp Nƣớc nhu cầu tất yếu cho sinh vật Khơng có nƣớc sống Trái Đất tồn đƣợc Hằng ngày thể ngƣời cần từ – 10 lit nƣớc cho hoạt động bình thƣờng Lƣợng nƣớc khơng thể qua đƣờng thức ăn, nƣớc uống vào thể để thực trình trao đổi chất, trao đổi lƣợng, sau vào tiết thải Ngày với phát triển công nghiệp, đô thị bùng nổ dân số làm cho nguồn nƣớc tự nhiên bị hao kiệt nhiễm Vì ngƣời phải biết xử lý nguồn nƣớc cấp để có đủ số lƣợng đảm bảo chất lƣợng cho nhu cầu sinh hoạt sản xuất cơng nghiệp cho giải hậu Việc khai thác sử dụng nƣớc theo vịng tuần hồn, ngƣời ta khai thác nƣớc từ nguồn tự nhiên, dùng biện pháp hóa sinh để xử lý nhằm đạt số lƣợng chất lƣợng nƣớc mong muốn Sau cấp đến hệ thống phân phối cho ngƣời tiêu dùng Nƣớc sau sử dụng đƣợc thu gom xử lý hệ thống xử lý nƣớc thải, trả lại nguồn nƣớc tự nhiên, thực vịng tuần hồn Vịng tuần hoàn nƣớc tự nhiên: Các nguồn nƣớc tự nhiên khai thác xử lý Phân phối sử dụng Thu gom xử lý SVTH: Bùi Thị Tý ĐỒ ÁN TỔNG HỢP 1.1.2 Ứng dụng nƣớc cấp Trong sinh hoạt nƣớc cấp dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, hoạt động giải trí, hoạt động công cộng nhƣ cứu hỏa, phun nƣớc, tƣới cây, rửa đƣờng… Trong hoạt động công nghiệp, nƣớc cấp đƣợc dùng cho trình làm lạnh, sản xuất thực phẩm nhƣ đồ hộp, nƣớc giải khát nhƣ bia, rƣợu… Hầu hết ngành công nghiệp sử dụng nƣớc cấp nhƣ nguồn ngun liệu khơng thay đƣợc sản xuất Tùy thuộc vào mức độ phát triển công nghiệp mức sinh hoạt cao hay thấp cộng đồng mà nhu cầu nƣớc cấp với chất lƣợng nƣớc khác Ở nƣớc phát triển, nhu cầu nƣớc gấp nhiều lần so với nƣớc phát triển 1.1.3 Các yêu cầu chung chất lƣợng nƣớc cấp Mỗi quốc gia có tiêu chuẩn riêng chất lƣợng nƣớc cấp, có tiêu cao thấp khác nhau, nhƣng chìn chung tiêu phải đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh số vi trùng có nƣớc, khơng có chất độc hại làm nguy hại đến sức khoẻ ngƣời tốt phải đạt tiêu chuẩn Bộ Y Tế giới Thông thƣờng, nƣớc cấp cho nhu cầu sinh hoạt phải đảm bảo tiêu chuẩn độ pH, nồng độ oxy hoà tan (DO), độ đục, màu sắc, hàm lƣợng sắt, mangan, độ cứng, mùi vị… Ngoài ra, nƣớc cấp sinh hoạt cần phải ổn định mặt hoá học, lý học tiêu chuẩn vệ sinh an toàn khác nhƣ số vi trùng nƣớc Nƣớc cấp cho nhu cầu công nghiệp ngồi tiêu chuẩn chung chất lƣợng, cịn tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà đặt yêu cầu riêng Ví dụ, nƣớc cấp cho nồi trình sử dụng cần phải đƣợc làm mềm nƣớc trƣớc sử dụng, nƣớc cấp cho trình sản xuất thực phẩm phải đảm bảo tuyệt đối an toàn mặt vệ sinh Trong xử lý nƣớc cấp, tùy thuộc chất lƣợng nƣớc nguồn yêu cầu chất lƣợng nƣớc mà ngƣời ta quy định q trình xử lý để có đƣợc chất lƣợng nƣớc đảm bảo tiêu ổn định chất lƣợng cho nhu cầu sử dụng 1.2 CHẤT LƢỢNG NƢỚC NGUỒN 1.2.1 Thành phần chất lƣợng nƣớc bề mặt Cũng nhƣ nguồn nƣớc tự nhiên khác, thành phần chất lƣợng nƣớc bề mặt chịu nhiều ảnh hƣởng yếu tố tự nhiên, nguồn gốc xuất xứ, điều kiện môt trƣờng xung SVTH: Bùi Thị Tý ĐỒ ÁN TỔNG HỢP quanh tác động khai thác ngƣời khai thác sử dụng nguồn nƣớc Thơng thƣờng nƣớc bề mặt có thành phần sau: Các hồ chất hịa tan dƣới dạng phân tử có nguồn gốc hữu vơ cơ; vi sinh vật, vi trùng, vi rút; chất lơ lững có hữu hay vơ 1.2.1.1 Nước sông Nguồn chủ yếu nƣớc bề mặt nƣớc sông, chất lƣợng nƣớc sông phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố xung quanh nhƣ mức độ phát triển công nghiệp, mức độ tăng dân số lƣu vực, hiệu công tác quản lý dịng thải vào lƣu vực Nơi có mật độ dân số cao, công nghiệp phát triển mà công tác quản lý dịng thải cơng nghiệp, dịng thải sinh hoạt khơng đƣợc trọng nƣớc sơng bị nhiễm chất độc hại, chất hữu cơ… Nơi có lƣợng mƣa nhiều, điều kiện xói mịn nƣớc sơng thƣờng bị nhiễm chất khống hịa tan, độ đục cao chất huyền phù chất rắn, chất mùn có nguồn nƣớc Ngày nay, có nƣớc sơng đạt tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc cấp mà không cần xử lý 1.2.1.2 Nước ao, hồ Một nguồn đáng kể nƣớc mặt nƣớc hồ Chất lƣợng nƣớc hồ phụ thuộc vào thời gian lƣu điều kiện thời tiết chất lƣợng nguồn nƣớc chảy hồ, có nguồn nƣớc sinh hoạt cơng nghiệp Ngồi chất lƣợng nƣớc hồ phụ thuộc vào thời tiết khu vực, vào điều kiện sinh thái môi trƣờng Nơi thiếu ánh sáng mặt trời, điều kiện lƣu thông chất thải hữu nhiều, nƣớc hồ có lƣợng oxi hồ tan thấp, điều kiện yếm khí tăng, nƣớc hồ có mùi khó chịu Nơi có nhiều ánh sáng mặt trời, điều kiện quang hợp dể dàng, chất dinh dƣỡng tích thụ nhiều thúc đẩy q trình phì dƣỡng gây hại đến chất lƣợng nƣớc hồ Thƣờng nƣớc hồ không đảm bảo tiêu chuẩn nƣớc cấp Tuy nhiên nƣớc bề mặt, nƣớc sông hay nƣớc hồ thƣờng xuyên xảy trình tự làm nhƣ trình lắng chất huyền phù thời gian lƣu, q trình khống hố chất hữu cơ, trình nitrat hợp chất chứa nitơ, trình bốc hơi… SVTH: Bùi Thị Tý ĐỒ ÁN TỔNG HỢP 1.1.1.3 Nước suối Mùa khô nƣớc nhƣng lƣu lƣợng nhỏ Mùa lũ nƣớc lớn nhƣng nƣớc đục, có nhiều cát sỏi, mức nƣớc lên xuống đột biến Trữ lƣợng, tính chất thành phần hợp chất có nƣớc khơng đƣợc ổn định Ứng dụng: Có thể sử dụng cấp nƣớc cho làng đơn vị quân đội khu vực Nếu muốn sử dụng cho hệ thống cấp nƣớc lớn phải có cơng trình dự trữ phịng chống phá hoại 1.1.1.4 Nước biển Một số đặc tính quan trọng nƣớc biển là: độ đục, huyền phù, số lƣợng hạt lớn, số lắng đọng Chúng thay đổi nhiều tùy theo vị trí nhƣ: cửa sơng, gần hay xa bờ, ngồi nƣớc biển cịn có nhiều chất lơ lững, gần nồng độ tăng Hàm lƣợng sinh vật biến đổi lớn tùy theo điều kiện địa chất (biển nơng, động) khí hậu Nguồn nƣớc tƣơng lai trữ lƣợng cực lớn nhƣng độ mặn cao, khó xử lý Phƣơng pháp xử lý: - Chƣng cất, bốc hơi: kinh tế - Cơ chế sinh học 1.2.2 Phân loại nƣớc nguồn nhiễm bẩn a Nƣớc nhiễm bẩn vi trùng, virut chất hữu gây bệnh Nguồn nhiễm bẩn có chất thải ngƣời động vật trực tiếp gián tiếp vào nguồn nƣớc Hậu bệnh truyền nhiễm nhƣ tả, thƣơng hàn, lỵ… lây lan thông qua môi trƣờng nƣớc, ảnh hƣởng đến sức khoẻ cộng đồng… b Nhiễm bẩn chất hữu phân huỷ xác động thực vật chất thải nông nghiệp Các chất thải không trực tiếp gây bệnh nhƣng môi trƣờng tốt cho vi trùng, virut sinh sống phát triển từ chỗ mà lây lan qua đƣờng nƣớc SVTH: Bùi Thị Tý ĐỒ ÁN TỔNG HỢP c Nguồn nhiễm bẩn chất thải công nghiệp, chất rắn có chứa chất độc hại sở công nghiệp nhƣ: phenol, xyanua, crôm, cadimi, chì Các chất tích tụ dần nguồn nƣớc gây tác hại lâu dài d Nguồn ô nhiễm chất tẩy rửa tổng hợp sinh hoạt công nghiệp tạo ngày nhiều chất hữu không khả phân hủy sinh học gây ảnh hƣởng đến nguồn nƣớc mặt e Các chất phóng xạ từ sở sản xuất sử dụng phóng xạ nhƣ nhà máy sản xuất phóng xạ, bệnh viện, sơ nghiên cứu cơng nghiệp, vơ tình hay cố ý sở công nghiệp nơi gây nhiễm phóng xạ cho nguồn nƣớc lân cận f Các chất bảo vệ thực vật với ƣu điểm dùng để phòng chống sâu bọ, trùng, nấm… giúp ích cho nơng nghiệp mặc khác gây ô nhiễm cho nguồn nƣớc chúng khơng đƣợc sử dụng mức g Các hố chất hữu tổng hợp đƣợc sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp chất dẻo, dƣợc phẩm, sợi… nguồn gây ô nhiễm đáng kể cho môi trƣờng nƣớc đặc biệt chất tổng hợp bền khó tách khỏi mơi trƣờng nƣớc h Các hố chất vơ chất dùng phân bón cho nơng nghiệp nhƣ hợp chất photphát, nitrat nguồn dinh dƣỡng cho trình phì dƣỡng, làm nhiễm mơi trƣờng nƣớc 1.2.3 Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc nguồn Các thành phần tạp chất nƣớc với hàm lƣợng giới hạn coi gây nhiễm cho nƣớc, gây hại đến trình thiết bị sử dụng có hại cho sức khoẻ ngƣời động vật Do đó, để đánh giá chất lƣợng nƣớc ngƣời ta nghiên cứu đƣa tiêu điển hình có ảnh hƣởng đến khả sử dụng nƣớc Các tiêu đƣợc phân loại thành nhóm tiêu vật lý, tiêu hóa học tiêu vi sinh SVTH: Bùi Thị Tý 10 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP 2.6.3.1 Sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc bể lọc nhanh Khi lọc: nƣớc đƣợc dẫn từ bể lắng sang, qua máng phân phối vào bể lọc, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nƣớc đƣợc đƣa vào bể chứa nƣớc Khi rửa: nƣớc rửa bơm đài nƣớc cung cấp, qua hệ thống phân phối nƣớc rửa lọc, qua lớp sỏi đỡ, lớp vật liệu lọc kéo theo cặn bẩn tràn vào máng thu nƣớc rửa, thu máng tập trung, đƣợc xả theo mƣơng nƣớc Q trình rửa đƣợc tiến hành đến nƣớc rửa hết đục ngừng rửa Sau rửa, nƣớc đƣợc đƣa vào bể đến mực nƣớc cần thiết kế, cho bể làm việc Do cát rửa chƣa đƣợc xắp xếp lại, độ rỗng lớn, nên chất lƣợng nƣớc lọc sau rửa chƣa đảm bảo, phải xả nƣớc lọc đầu, không đƣa vào bể chứa Thời gian xả nƣớc lọc đầu quy định 10 phút Hiệu làm việc bể lọc phụ thuộc vào chu kì cơng tác bể lọc, tức phụ thuộc vào khoảng thời gian hai lần rửa bể Chu kì cơng tác bể lọc dài hay ngắn phụ thuộc vào chất lƣợng nƣớc lọc trị số áp lực bể lọc Ở đầu chi kì lọc, tổn thất áp lực qua vật liệu nhỏ, nên tốc độ lọc lớn, ngƣợc lại cuối chu kì lọc, tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lớn hơn, nên tốc độ lọc nhỏ Trên thực tế để thuận tiện cho việc quản lí chọn chế độ bơm nƣớc vào bể lọc, bể lọc thƣờng đƣợc thiết kế với tốc độ lọc cố định suốt thời gian lọc 2.6.2.2 Rửa bể lọc nhanh Hiệu làm việc bể lọc phụ thuộc vào kết q trình rửa lọc Nếu rửa khơng sạch, bể lọc làm việc không đạt kết nhƣ mong muốn, chu kì làm việc bể bị rút ngắn Để rửa bể lọc nhanh dùng phƣơng phƣơng pháp: rửa nƣớc túy rửa gió nƣớc kết hợp Khi rửa lọc nƣớc túy, nƣớc rửa vào đáy bể lọc sàn phân phối vào lớp cát lọc, làm cho lớp cát giản nở, hạt cọ xát vào nhau, lơ lững nƣớc lúc cặn bám quanh hạt, nƣớc đƣa cặn lên vào máng thu nƣớc rửa xả Dƣới tác dụng dòng nƣớc phân phối từ dƣới lên, lớp vật liệu lọc bị giản nở Độ giản nỡ phụ thuộc vào số yếu tố, song yếu tố quan trọng cƣờng độ rửa lọc Các hạt vật liệu lọc giản nở, bề mặt lớp cát dâng lên SVTH: Bùi Thị Tý 54 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP Khi rửa lọc gió nƣớc kết hợp, giảm đƣợc lƣợng nƣớc rửa lọc Ngoài hiệu rửa lọc phụ thuộc vào cƣờng độ rửa lọc mà cần có thời gian rửa lọc cần thiết 2.6.2.3 Hệ thống phân phối nước rửa lọc Hệ thống phân phối nƣớc rửa lọc có nhiệm vụ nƣớc rửa lọc theo tồn diện tích bể lọc Hệ thống phân phối nƣớc rửa lọc chia làm hai loại: hệ thống phân phối trở lực nhỏ hệ thống phân phối trở lực lớn a Hệ thống phân phối trở lực nhỏ Hệ thống phân phối trở lực nhỏ thƣờng bao gồm sàn ống phân phối giàn ống phân phối Giàn ống phân phối gồm ống nhánh Khoảng cách ống nhánh từ ÷ 2m bố trí góc vng với ống Trên ống nhánh có đục lỗ Sàn phân phối lại pamen có lỗ bê tông cốt thép ghép lại với Hệ thống phân phối trở lực nhỏ đƣợc sử dụng phân phối nƣớc khơng tốc độ dòng nƣớc bên hệ thống phân phối nhỏ b Hệ thống phân phối trở lực lớn Hiện hệ thống đƣợc sử dụng rộng rãi đảm bảo phân phối nƣớc rửa toàn diện tích bể lọc Hệ thống phân phối trở lực lớn có nhiều kiểu - Hệ thống phân phối trở lực lớn có lớp sỏi đở Cấu tạo gồm: giàn ống phân phối có ống ống nhánh đấu với theo dạng hình xƣơng cá Giàn ống phân phối đƣợc đặt lớp sỏi đáy bể Trƣờng hợp rửa gió nƣớc kết hợp, giàn ống phân phối gió có cấu tạo tƣơng tự giàn ống phân phối nƣớc đƣợc đặt lớp sỏi đở phía giàn ống phân phối nƣớc Ống dẫn gió phải đặt cao mực nƣớc cao bể lọc phải có thiết bị chống khả nƣớc lọt vào rửa bể lọc Tuy nhiên trƣờng hợp rửa gió nƣớc kết hợp hệ thống trở lực lớn dùng lớp sỏi đỡ có nhiều nhƣợc điểm Trong trình rửa lọc xẩy trình xáo trộn lớp sỏi đỡ lớp cát lọc, tạo thành ụ hố sỏi nhỏ làm giảm khả lọc bể SVTH: Bùi Thị Tý 55 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP - Hệ thống phân phối trở lực lớn chụp lọc Thƣờng áp dụng dùng biện pháp rửa lọc gió nƣớc kết hợp, khắc phục đƣợc nhƣợc điểm hệ thống Chụp lọc đƣợc lắp sàn thép bê tông cốt thép Số lƣợng chụp lọc lấy không nhỏ 50 cho 1m2 diện tích cơng tác bể lọc Cát lọc đƣợc đổ sàn gắn chụp lọc Khi rửa lọc gió nƣớc kết hợp, chụp lọc xẻ khe loại thƣờng không phân phối gió nƣớc vào lớp cát cần rửa Vì hiệu rửa lọc không cao Hiện Việt Nam, thị trƣờng thƣờng sử dụng hai kiểu chụp lọc: chụp lọc hình nấm (ngắn đi) chụp lọc có lỗ xẻ khe (dài đi) 2.6.2.4 Hệ thống cung cấp nước rửa Nƣớc rửa lọc thƣờng đƣợc lấy từ bể chứa nƣớc sạch, nên lƣu lƣợng nƣớc rửa lọc lớn dùng máy bơm rửa lọc đài nƣớc để cung cấp nƣớc rửa lọc Khi dùng đài để rửa lọc: dung tích đài chứa nƣớc rửa lọc phải tính cho lần rửa rửa bể tính cho lần rửa rửa bể đồng thời Máy bơm đƣa nƣớc lên đài phải đảm bơm đầy dài thời gian không lớn khoảng thời gian hai lần rửa chế độ làm việc tăng cƣờng Đƣờng ống từ đài xuống ỗng dẫn nƣớc lọc phải đƣợc bảo vệ chống hút khơng khí vào Áp lực nƣớc đƣa vào bể rửa lọc phải đủ để khắc phục độ chênh lệch mực nƣớc mép máng thu nƣớc rửa mực nƣớc bể chứa cộng với tổng tổn thất bể lọc đƣờng ống dẫn nƣớc 2.7 KHỬ TRÙNG NƢỚC Khử trùng nƣớc khâu bắt buộc cuối trình xử lý nƣớc ăn uống sinh hoạt Trong nƣớc thiên nhiên chứa nhiều vi sinh vật vi trùng Sau trình xử lý học, nƣớc sau qua bể lọc, phần lớn vi trùng bị giữ lại Song để triệt tiêu hoàn toàn vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nƣớc Hiện có nhiều biện pháp khử trùng nƣớc hiệu nhƣ: - Khử trùng chất ơxi hóa mạnh - Khử trùng tia vật lý - Khử trùng siêu âm SVTH: Bùi Thị Tý 56 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP - Khử trùng phƣơng pháp nhiệt - Khử trùng ion kim loại nặng… Hiện Việt Nam sử dụng phổ biến phƣơng pháp khử trùng chất oxi hoá mạnh 2.7.1 Nguyên nhân mục đích khử trùng Có hai ngun nhân cần phải khử trùng nƣớc: - Theo yêu cầu Việt Nam tiêu an toàn nƣớc cấp phải đến tiêu vi sinh Đối với nƣớc cấp E.Coli không đƣợc tồn tại, Colifom < 20 MPN/100ml - Do trình xử lý nƣớc cấp phải qua nhiều giai đoạn khác nhau, khả gây nhiêm vi sinh cao nên cần phải khử trùng để tránh lây mầm bệnh Mục đích: Phá hủy triệt bỏ loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm chƣa đƣợc, khơng thể khử bỏ q trình xử lý nƣớc Khử màu, khử mùi hoàn toàn 2.7.2 Khử trùng chất ơxi hóa mạnh 2.7.2.1 Khử trùng Clo hợp chất Clo Clo chất ơxi hóa mạnh dạng Khi Clo tác dụng với nƣớc tạo thành axit hypôclorit (HOCl) có tác dụng tiệt trùng mạnh Khi Clo cho vào nƣớc, chất diệt trùng khuyếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật gây phản ứng với men bên tế bào, làm phá hoại trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt Khi cho Clo vào nƣớc , phản ứng diễn nhƣ sau: Cl2 + H2O = HOCl + HCl Khả tiệt trùng Clo phụ thuộc vào hàm lƣợng HOCl có nƣớc Nồng độ HOCl phụ thuộc vào hàm lƣợng ion H+ nƣớc hay phụ thuộc vào pH nƣớc Khi: pH = HOCl chiếm 99,5% cịn OCl‾ chiếm 0,5% pH = HOCl chiếm 79% cịn OCl‾ chiếm 21% pH = HOCl chiếm 25% cịn OCl‾ chiếm 75% Tức pH cao hiệu khử trùng Clo giảm Khi nƣớc tồn amoniac, muối amoni hay hợp chất hữu có chứa nhóm muối amoni, HOCl vừa tạo thành lại tác dụng với chất theo phản ứng sau: HOCl + NH3 → NH2Cl + H2O SVTH: Bùi Thị Tý 57 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HOCl + NH2Cl → NHCl2 + H2O HOCl + NHCl2 → NCl3 + H2O Do khả tiệt trùng Bởi khả tiệt trùng mônôcloramin thấp dicloramin khoảng ÷ lần, cịn khả diệt trùng dicloramin thấp HOCl khoảng 20 ÷ 25 lần Độ pH cao lƣợng dicloramin tạo thành ít, khả tiệt trùng Clo giảm Để đảm bảo cho phản ứng khử trùng xảy triệt để cịn đƣợc tiếp tục q trình vận chuyển đƣờng ống đến điểm dùng nƣớc cuối mạng lƣới, cần đƣa thêm vào nƣớc lƣợng Clo dƣ cần thiết, ngồi lƣợng Clo tính tốn Theo TCXD – 33: 1985, liều lƣợng Clo dƣ đầu mạng lƣới tối thiểu 0,5mg/l, cuối mạng lƣới tối thiểu 0,05mg/l khơng đƣợc lớn tới mức có mùi khó chịu Đối với nƣớc bị nhiễm bẩn nặng, nƣớc có chứa nhiều hợp chất hữu cần khử màu mùi vị, liều lƣợng Clo đƣa vào để khử chất cao Sau khử trùng, lƣợng Clo dƣ lại nƣớc lớn, cần phải khƣ bớt lƣợng Clo dƣ nƣớc xuống giới hạn cho phép Có thể áp dụng số biện pháp sau: - Clo hóa nƣớc kết hợp với amoniac hóa: trƣờng hợp nƣớc có chứa phenol, tiến hành amoniac hóa trƣớc Liều lƣợng amoniac hay muối amoni lấy từ 0,5 ÷ 1,0g tính theo ion NH 4+ cho 1g Cl Sau cho Clo vào nƣớc, tạo thành Clophenol có mùi khó chịu Nên tiến hành amoniac hóa độ pH > để phản ứng xảy thuận lợi - Dùng than hoạt tính để hấp thụ Clo dƣ: lọc nƣớc có liều lƣợng Clo dƣ cao qua lớp than hoạt tính dày từ ÷ 2,5m, kích thƣớc hạt từ 1,5 ÷ 2,5mm, tốc độ lọc 20 ÷ 30m/h Hồn ngun lại độ hấp thụ than hoạt tính dung dịch canxihypơclorit dung dịch kiềm nóng - Ngồi ra, thành phố lớn có mạng lƣới cấp nƣớc kéo dài, để lƣợng Clo dƣ nƣớc không vƣợt giới hạn cho phép, dùng biện pháp khử trùng Clo hóa nhiều đợt kết hợp Clo hóa amoniac hóa Ưu điểm: - Dể sử dụng - Là chất oxi hóa mạnh dạng - Có nhiều thị trƣờng, giá rẻ chấp nhận Nhược điểm: SVTH: Bùi Thị Tý 58 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP - Gây mùi khó chịu - Clo kết hợp với hydrocácbon tạo thành hợp chất có hại cho mơi trƣờng sống - Khơng có khả tiêu diệt vi rút, vi khuẩn gây bệnh truyền nhiễm nhƣ Giardia Cryptosporidium 2.7.2.2 Dùng ôzôn để khử trùng Ơzơn chất khí có màu ánh tím hòa tan nƣớc độc hại ngƣời Ở nƣớc, ôzôn phân hủy nhanh thành ơxi phân tử ngun tử Ơzơn có tính hoạt hóa mạnh Clo, nên khả diệt trùng mạnh Clo nhiều lần Ƣu điểm việc khử trùng ôzôn: lƣợng ôzôn cần thiết cho vào nƣớc khơng lớn (1,0 ÷ 1,3mg/l nƣớc mặt); thời gian tiếp xúc ngắn (5 phút); khơng gây mùi khó chịu cho nƣớc kể nƣớc có phenol Ơzơn đƣợc sản xuất nhà máy nƣớc thiết bị gọi ôzônatơ Cho lƣợng khơng khí khơ qua trƣờng phóng điện tối có điện cao 10.000 vôn thu đƣợc ôzôn Lƣợng ôzôn dƣ nƣớc sau ngăn trộn cần 0,1 ÷ 0,3 mg/l Nhƣợc điểm việc dùng ôzôn hiệu suất ôzônatơ thấp Tuy nhiên giới, việc khử trùng ơzơn có xu hƣớng phát triển mạnh 2.7.2.3 Khử trùng tia tử ngoại Tia tử ngoại hay cịn gọi tia cực tím, tia có bƣớc sóng ngắn có tác dụng tiệt trùng mạnh Nguyên lí tiệt trùng diễn nhƣ sau: dùng đèn có xạ tử ngoại, đặt dịng chảy nƣớc Các tia cực tím phát tác dụng lên phần tử prôtit tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc khả trao đổi chất, chúng bị tiêu diệt Hiệu khử trùng đạt đƣợc triệt để nƣớc khơng có chất hữu cặn lơ lững Sát trùng tia cực tím không làm thay đổi mùi vị nƣớc 2.8 HỆ THỐNG CẤP NƢỚC Hệ thống cấp nƣớc tập hợp cơng trình thu nƣớc, vận chuyển nƣớc, xử lý nƣớc, điều hòa phân phối nƣớc SVTH: Bùi Thị Tý 59 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP 2.8.1 Cơng trình thu vận chuyển nƣớc Cơng trình thu nƣớc có nhiệm vụ thu nƣớc từ nguồn nƣớc Cơng trình thu nƣớc mặt có dạng kết hợp phân ly, thu nƣớc sát bờ cửa thu thu nƣớc dịng ống tự chảy, xiphơng Chọn vị trí cơng trình thu nƣớc dựa sở đảm bảo lƣu lƣợng, chất lƣợng, độ ổn định, tuổi thọ cơng trình thuận tiện cho việc vệ sinh nguồn nƣớc Trạm bơm cấp I có nhiệm vụ đƣa nƣớc thơ từ cơng trình thu lên trạm xử lý nƣớc Trạm bơm cấp I thƣờng đặt riêng biệt bên trạm xử lý nƣớc, có trƣờng hợp lấy nƣớc từ xa, khoảng cách đến trạm xử lý đến vài kilomet chí hàng chục kilomet Trƣờng hợp sử dụng nguồn nƣớc mặt, trạm bơm cấp I kết hợp với cơng trình thu xây dựng riêng biệt Cơng trình thu nƣớc sơng hồ dùng cửa thu ống tự chảy, ống xiphông cá biệt có trƣờng hợp dùng cửa thu ống tự chảy mức nƣớc nguồn nƣớc cao độ trạm xử lý Trạm xử lý có nhiệm vụ làm nguồn nƣớc (nƣớc mặt nƣớc ngầm) đạt chất lƣợng nƣớc sinh hoạt chất lƣợng nƣớc sản xuất theo u cầu riêng cơng nghệ thích hợp, sau đƣa vào bể chứa nƣớc để bơm đến ngƣời tiêu dùng 2.8.4 Cơng trình điều hịa phân phối nƣớc 2.8.4.1 Bể chứa nước Yêu cầu bể chứa nƣớc mặt kết cấu phải vững chắc, chịu đƣợc tác dụng tải trọng đất nƣớc, tuyệt đối không đƣợc rị rỉ gây thất làm nguồn nƣớc bị nhiễm bẩn từ bên ngoài, cần thực việc chống thấm cho bể từ bên vào lớp vải công nghiệp, quét nhựa đƣờng giấy dầu, bên ngồi chèn đất sét Cần phải có biện pháp tuân thủ yêu cầu cấu tạo thi công đƣờng ống qua thành bể đảm bảo khơng rị rỉ Bể chứa nƣớc thƣờng đƣợc chia thành nhiều ngăn tạo thành dòng chảy lƣu thông bể, tránh vùng nƣớc “chết” bể , đồng thời phải đảm bảo thời gian tiếp xúc nƣớc với chất khử trùng Bể chứa có nhiệm vụ tích trữ nƣớc để phục vụ cho nhu cầu sau đây: - Nƣớc rửa bể lắng, bể lọc, pha hóa chất, chứa nƣớc sinh hoạt cấp cho nhà máy, rửa thiết bị phịng thí nghiệm, rửa đƣờng, tƣới khuôn viên nhà máy - Chất lƣợng nƣớc dự trữ cứu hỏa (nếu có) - Chứa lƣợng nƣớc điều hòa trạm bơm nƣớc nguồn trạm bơm cấp nƣớc SVTH: Bùi Thị Tý 60 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP - Khi nhà máy nƣớc gần nơi tiêu thụ, ngồi u cầu cịn phải kiểm tra thời gian lƣu nƣớc bể chứa phải đủ, đáp ứng với thời gian tiếp xúc cần thiết để khử trùng (khi khử trùng Clo) Nhƣ vậy, dung tích bể chứa cần phải đƣợc tính tốn sở chế độ vận hành trạm bơm cấp I, cấp II, chế độ rửa lọc…và quy phạm chữa cháy Tuy nhiên xác định sơ nhƣ sau: Khi trạm bơm nƣớc bơm lƣợng nƣớc ngày, không cần dung tích điều hồ, chọn dung tích bể chứa – 10% tổng lƣợng nƣớc sản xuất ngày Khi nhà máy nƣớc nằm gần mạng lƣới phân phối trạm bơm nƣớc không bơm ngày, tổng hợp yêu cầu chọn dung tích chứa, kể dung tích kéo dài (nếu có) 30 – 35% lƣợng nƣớc cao sản xuất ngày Khi nhà máy xử lý nằm cách xa mạng lƣới phân phối 10 – 20km phải tính tốn so sánh kinh tế, kĩ thuật Bể chứa hộ tiêu thụ - Ở khu công nghiệp nhà máy lớn cần dùng nƣớc với lƣu lƣợng áp lực ổn định theo quy trình sản xuất phải xây bể chứa trạm tăng áp - Ở hộ dùng nƣớc, mạng lƣới thành phố tạm ngừng cung cấp nƣớc, có nguy làm nhiễm bẩn hệ thống mạng, nhƣ bệnh viện, nhà máy hóa chất, thực phẩm tƣơi sống… cần xây bể chứa trạm tăng áp - Ở họ dân cƣ tập thể, áp lực lƣu lƣợng nƣớc mạng khơng có không liên tục, phải xây bể chứa dự trữ nƣớc Điều gây tốn kinh phí khơng an tồn vệ sinh (muỗi, bụi…) Do hệ thống cấp nƣớc chung phải nâng cao độ an toàn để hộ tiêu thụ đạt bể chứa Bể chứa thƣờng đƣợc xây dựng bê tông cốt thép đơi gạch Bể chứa cần có ống đƣa nƣớc vào, lấy nƣớc ra, xả tràn, thông dể dàng xả kiệt để làm vệ sinh 2.8.4.2 Đài nước Đài nƣớc làm nhiệm vụ điều hòa áp lực cấp phần lƣu lƣợng điều hòa cho hộ tiêu thụ Đài nƣớc thƣờng đƣợc nối trực tiếp với mạng lƣới cấp I - Cấu tạo: đầi nƣớc làm hồn tồn bê tông cốt thép, thép chân đài bêtông cốt thép, bầu đài thép, chân đài thép, bầu đài composite SVTH: Bùi Thị Tý 61 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP - Vị trí: Đài nƣớc thƣờng đƣợc đặt nơi có địa hình thiên nhiên cao đất tốt để giảm giá thành xây dựng đặt gần nơi cần phải điều hoà lƣu lƣợng trực tiếp áp lực 2.8.4.3 Mạng lưới phân phối nước Trạm bơm cấp II có nhiệm vụ đƣa nƣớc xử lý từ bể chứa nƣớc vào mạng lƣới tiêu dùng Bể chứa nƣớc trạm bơm cấp II thƣờng đặt trạm xử lý Mạng lƣới phân nƣớc làm nhiệm vụ phân phối dẫn đến hộ tiêu thụ Mạng lƣới đƣờng ống phân phối nƣớc gồm mạng cấp I mang truyền dẫn, mạng cấp II mạng phân phối mạng cấp III mạng đấu nối với đƣờng ống vào nhà SVTH: Bùi Thị Tý 62 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP KẾT LUẬN Nhƣ quy trình xử lý nƣớc nguồn phải qua nhiều giai đoạn, đặt biệt loại nƣớc nguồn có tính chất nhiễm bẩn cao nhƣ hàm lƣợng cặn lớn, độ màu, độ đục cao, số lƣợng vi trùng nhiều quy trình xử lý phức tạp lâu Trong công đoạn xử lý cần ý đến việc lựa chọn công nghệ xử lý cho phù hợp, vừa đạt đƣợc hiệu suất xử lý vừa tiết kiệm đƣợc kinh phí Để xử lý tốt nguồn nƣớc đó, phục vụ cho mục đích ăn uống, sinh hoạt, sản xuất cần phải quan tâm đến chất lƣợng nƣớc nguồn tiêu chuẩn sau xử lý theo tiêu chuẩn, việc chọn thiết bị phù hợp với lƣu lƣợng nƣớc xử lý, tiết kiệm mặt kinh tế địa hình SVTH: Bùi Thị Tý 63 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Nguyễn Ngọc Dung, Xử lý nƣớc cấp, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội PGS.TS Hồng Huệ, Cơng nghệ kĩ thuật mơi trƣờng, Nhà xuất xây dựng – Hà Nội, 2004 Trung tâm đào tạo ngành nƣớc môi trƣờng, Sổ tây xử lý nƣớc tập 1,2, Nhà xuất xây dựng – Hà Nội, 1999 Nguyễn Thị Thu Thuỷ, Xử lý nƣớc cấp sinh hoạt công nghiệp, Nhà xuất khoa học kĩ thuật - Hà Nội, 2000 Nguyễn Lan Phƣơng, Bài giảng xử lý nƣớc cấp, Trƣờng Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Tiêu chuẩn QCVN 14: 2008/BTNMT Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia chất lƣợng nƣớc ngầm nƣớc mặt – Hà Nội, 2008 SVTH: Bùi Thị Tý 64 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP PHẦN PHỤ LỤC Bảng 1.1 Chất lƣợng nƣớc cấp cho ăn uống, sinh hoạt Chỉ tiêu chất lƣợng nƣớc cấp Đối với đô thị Đối với trạm lẻ nông thôn Độ trong, sneller (cm) > 30 > 25 Độ màu, thang màu cobalt (độ) < 10 < 10 Không Không ≤3 ≤ 20 < 1000 < 1000 6,5 ÷ 8,5 6,5 – 9,5 Độ cứng toàn phần (odH) < 12 < 15 Muối mặn (mg/l): vùng ven biển < 400 < 500 70 ÷ 100 70 – 100 Nitrat (mg/l)