tiến hành xử lý nguồn nước thô ban đầu có độ đục là 85 NTU

trình bày tiến hành xử lý nguồn nước thô ban đầu có độ đục là 85 NTU

Chương I

GIỚI THIỆU

Trong tất cả các trường hợp, nước sử dụng cho các hộ tiêu thụ được cấp bằng mạng ốngdẫn phải được xử lý, ngay cả khi con người chỉ dùng trực tiếp một lượng rất ít Điều đó rất nguyhiểm cho sức khỏe và quá đắt nếu ta dùng hệ thống mạng kép, nghĩa là một mạng dùng choviệc ăn uống, còn một mạng dùng cho các sử dụng khác

Dù cách sử dụng thế nào đi chăng nữa, nước đưa đến vòi nước của hộ tiêu dùng phải lànước uống được, nghĩa là đáp ứng những quy định hiện hành

Cần phải xử lý nước, khi mà một trong các thông số phân tích vượt quá tiêu chuẩn hiệnhành ở vùng quan sát LOMS (tổ chức y tế thế giới) xây dựng cho mỗi một tham số các yêu cầubảo đảm phù hợp cho mỗi nước, phụ thuộc vào tình trạng vệ sinh và điều kiện kinh tế của nướcđó để đưa tới các tiêu chuẩn quốc gia

Mặt khác, khi nền kinh tế phát triển, đời sống của người dân được nâng cao thì nhu cầudùng nước sạch càng mạnh mẽ Do đó, vấn đề nước sạch đang là nỗi bức xúc của người dân vàviệc đầu tư xây dựng một hệ thống xử lý nước sạch để cung cấp cho người dân là một việc làmcần thiết và cấp bách Nó không chỉ đáp ứng nhu cầu dùng nước hàng ngày nhằm nâng cao chấtlượng cuộc sống của người dân mà còn tạo điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tế của ViệtNam nói chung và của khu vực dân cư nói riêng

Nước trong thiên nhiên được dùng làm các nguồn nước cung cấp cho ăn uống sinh hoạtvà công nghiệp có chất lượng rất khác nhau Đối với các nguồn nước mặt, thường có độ đục, độmàu và hàm lượng vi trùng cao Đối với các nguồn nước ngầm, hàm lượng sắt và manganthường vượt quá giới hạn cho phép

Có thể nói, hầu hết các nguồn nước thiên nhiên đều không đáp ứng được yêu cầu, vềmặt chất lượng cho các đối tượng dùng nước

Chính vì vậy, trước khi đưa nước vào sử dụng, cần phải tiến hành xử lí chúng

Nhiệm vụ chính của đồ án là tiến hành xử lý nguồn nước thô ban đầu có độ đục là 85NTU sao cho nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn ăn uống và vệ sinh môi trường, công suất là2.000m³/ngày

Chương II

TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC

Để xác lập được các biện pháp xử lí nước, cần phải căn cứ vào các chỉ tiêu đánh giá chấtlượng nước nguồn và yêu cầu chất lượng của nước sử dụng

I Tổng quan về chất lượng nước:

Để cung cấp nước sạch, có thể khai thác từ các nguồn nước thiên nhiên (thường gọi lànước thô) là nước mặt, nước ngầm và nước biển

Nước mặt bao gồm các nguồn nước trong các hồ chứa, sông suối Do kết hợp từ cácdòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nướcmặt là:

- Chứa khí hòa tan, đặc biệt là Oxy

- Chứa nhiều chất rắn lơ lửng (riêng trường hợp nước trong hồ, chứa ít chất rắn lơ lửng vàchủ yếu ở dạng keo)

- Có hàm lượng chất hữu cơ cao

- Có sự hiện diện của nhiều loại tảo

Nước ngầm được khai thác từ các tầng chứa dưới đất Chất lượng nước ngầm phụ thuộcvào cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua Do vậy nước chảy qua các đại tầng chứa cát hoặcgranit thường có tính axit và chứa ít chất khoáng Khi chảy qua địa tầng chứa đá vôi, nướcthường có độ kiềm bicacbonat khá cao Ngoài ra, các đặc trưng chung của nước ngầm là:

- Độ đục thấp

- Nhiệt độ và thành phần hóa học tương đối ổn định

- Không có oxy, nhưng có thể chứa nhiều khí H2S, CO2

- Chứa nhiều chất khoáng hòa tan, đáng kể đến là sắt, mangan, flour

- Không có sự hiện diện của vi sinh vật

Nước biển thường có độ mặn rất cao Hàm lượng muối trong nước biển thay đổi tùy theo

vị trí địa lý như: khu cửa sông, gần hay xa bờ Ngoài ra nước biển thường có nhiều chất lơlửng, chủ yếu là các phiêu sinh động- thực vật

II Tính chất lý học của nước:

1 Nhiệt độ:

Nhiệt độ của nước là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi rường và khí hậu.Nhiệt độ của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình xử lí nước Sự thay đổi nhiệtđộ của nước phụ thuộc vào từng loại nguồn nước

Nhiệt độ của nguồn nước mặt dao động rất lớn (từ 4-40oC) phụ thuộc vào thờitiết và độ sâu nguồn nước Ví dụ: ở miền Bắc Biệt Nam, nhiệt độ nước thường daođộng 13- 34oC, trong khi đó nhiệt độ trong các nguồn nước mặt ở miền Nam tươngđối ổn định hơn (26- 29oC) Nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định (17- 27oC)

2 Độ màu:

Độ màu thường do các chất bẩn có trong nước tạo nên Các hợp chất sắt, mangankhông hòa tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất mùn humic gây ra màu vàng, cácloại thủy sinh tạo cho nước màu xanh lá cây Nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải sinhhoạt hay công nghiệp thường có màu xanh hoặc đen

Đơn vị đo độ màu thường dùng là Platin- Côban Nước thiên nhiên thường có độmàu thấp hơn 200 PtCo Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ lửngtrong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc Trong khi đó, để loại bỏmàu thực của nước (do các chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hóa lý kếthợp

Hàm lượng chất rắn lơ lửng cũng là một đại lượng tương quan đến độ đục củanước

4 Mùi vị:

Mùi vị trong nước thường do các hợp chất hóa học, chủ yếu là các hợp chất hữu

cơ hay các sản phẩm từ các quá trình phân hủy vật chất gây nên Nước thiên nhiêncó thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối Nước sau khi tiệt trùng với các hợp chất Clocó thể bị nhiễm mùi Clo hay Clophênol

Tùy theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hòa tan, nước có thể có vịmặn, ngọt, chát, đắng

5 Độ nhớt:

Độ nhớt là đại lượng biểu thị lực ma sát nội, sinh ra trong quá trình dịch chuyểngiữa các lớp chất lỏng với nhau Đây là yếu tố chính gây nên tổn thất áp lực và dovậy nó đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nước Độ nhớt tăng khi hàmlượng các muối hòa tan trong nước tăng và giảm khi nhiệt độ tăng

6 Độ dẫn điện:

Nước có độ dẫn điện kém Nước tinh khiết ở 20oC có độ dẫn điện là 4.2  S/m(tương ứng điện trở 23.8M/cm) Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng cácchất khoáng hòa tan trong nước và dao động theo nhiệt độ

Tính chất này thường được sử dụng để đánh gía tổng hàm lượng chất khoáng hòatan trong nước

7 Tính phóng xạ:

Tính phóng xạ của nước là do sự phân hủy các chất phóng xạ trong nước tạo nên.Nước ngầm thường nhiễm các chất phóng xạ tự nhiên, các chất này có thời gian bánphân hủy rất ngăn nên nước thường vô hại

Tuy nhiên khi bị nhiễm bẩn phóng xạ  và  thường được dùng để xác địnhtính phóng xạ của nước Các hạt  bao gồm 2 proton và 2 neutron có năng lượngxuyên thấu nhỏ, nhưng có thể xuyên vào cơ thể sống qua đường hô hấp hoặc tiêuhóa, gây tác hại cho cơ thể do tính ion hóa mạnh Các hạt  có khả năng xuyên thấumạnh hơn, nhưng dễ bị ngăn lại bởi các lớp nước và cũng gây tác hại cho cơ thể

III Tính chất hóa học của nước:

1 Độ pH:

Độ pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường đượcdùng để biểu thị tính axít và tính kiềm của nước

Khi pH = 7 nước có tính trung tính

PH < 7 nước có tính axít

pH > 7 nước có tính kiềm

Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hòatan trong nước Ơû độ pH < 5, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồnnước có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hòa tan và một số loại khí như CO2, H2Stồn tại ở dạng tự do trong nước Độ pH được ứng dụng để khử các hợp chất Sunfuavà cacbonat có trong nước bằng biện pháp làm thoáng Ngoài ra khi tăng pH và cóthêm tác nhân oxy hóa, các kim loại hòa tan trong nước chuyển thành dạng kết tủavà dễ dàng tách ra khỏi nước bằng biện pháp lắng lọc

2 Độ kiềm :

Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng các ion bicacbonat, hydroxit và anion củacác muối của các axit yếu Do hàm lượng các muối này có trong nước rất nhỏ nên cóthể bỏ qua

Ơû nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụ thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO2 tự docó trong nước

Độ kiềm bicacbonat góp phần tạo nên tính đệm cho dung dịch nước Nguồn nướccó tính đệm cao, nếu trong quá trinh xử lý có dùng thêm các hóa chất như phèn, thìđộ pH của nước cũng ít thay đổi nên sẽ tiết kiệm được các hóa chất dùng đễ điềuchỉnh pH

- Độ cứng vĩnh cửu biểu thị tổng hàm lượng các muối còn lại của Canxi và Magiêcó trong nước.

Dùng nước có độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ gây lãng phí xà phòng do Canxi vàMagiê phản ứng với các axít béo tạo thành các hợp chất khó tan Trong sản xuất,nước cứng có thể tạo lớp cáu cặn trong các lò hơi hoặc gây kết tủa ảnh hưởng đếnchất lượng sản phẩm

Có nhiều đơn vị đo độ cứng khác nhau:

Độ Đức (odH) : 1odH = 10 mg CaO/l nước

Độ Pháp (of) : 1of= 10 mg CaCO3/l nước

Độ Anh (oe) : 1oe = 10 mg CaCO3/ 0.7 l nước

Đông Aâu (mgđl/l) : 1 mgđl/l= 2.8 odH

Tùy theo giá trị độ cứng, nước đượcb phân loại thành:

Độ cứng < 50 mg CaCO3/l : nước mềm

50- 150 mg CaCO3/l : nước trung bình

150-300 mgCaCO3/l : nước cứng

> 300 mgCaCO3/l : nước rất cứng

4 Độ oxy hóa:

Độ oxy hóa là một đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồnnước Đó là lượng oxy cần có để oxy hóa hết các hợp chất hữu cơ có trong nước.Chất oxy hóa thường dùng để xác định chỉ tiêu này là kali permanganat

Trong thực tế, nguồn nước có độ oxy hóa lớn hơn 10 mgO2/l đã có thể bị nhiễmbẩn Nếu trong quá trình xử lý có dùng Clo ở dạng Clo tự do hay hợp chất hypocloritsẽ tạo thành các hợp chất Clo hữu cơ trihalometan (THM) có khả năng gây ung thư.Tổ chức Y Tế thế giới quy đinh mức tối đa của THM trong nước uống là 0.1 mg/l.Ngoài ra, để đánh giá khả năng ô nhiễm nguồn nước, cần cân nhắc thêm các yếutố sau đây:

- Độ oxy hóa trong nước mặt, đặc biệt nước có màu có thể cao hơn nước ngầm

- Khi nguồn nước có hiện tượng nhuộm màu do rong tảo phát triển, hàm lượng oxyhòa tan trong nước sẽ cao nên độ oxy hóa có thể thấp hơn thực tế

- Sự thay đổi oxy hóa theo dòng chảy: Nếu thay đổi chậm, lượng chất hữu cơ cótrong nguồn nước chủ yếu là các axit humic Nếu độ oxy hóa giảm nhanh, chứng tỏnguồn ô nhiễm là do các dòng nước thải từ bên ngoài độ vào nguồn nước

- Cần kết hợp với các chỉ tiêu khác nhau như hàm lượng ion Clorua, Sunphat,Photphat, oxy hòa tan, các hợp chất Nitơ, hàm lượng vi sinh vật gây bệnh để có thểđánh giá tổng quát về mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước

5 Các hợp chất chứa Nitơ:

Quá trình phân hủy các chất hưũ cơ tạo ra amoniac, nitrit và nitrat Do đó, cáchợp chất này thường được xem là những chất chỉ thị dùng để nhận biết mức đôïnhiễm bẩn của nguồn nước Khi mới bị nhiễm bẩn, ngoài các chỉ tiêu có giá trị caonhư độ oxy hóa, amonniac, trong nước còn có một ít nitrit và nitrat Sau một thờigian, amoniac, nitrit bị oxy hóa thành nitrat Phân tích sự tương quan giá trị các đạilượng này có thể dự đoán thường nhiễm nitrat.

Nồng độ nitrat cao là môi trường dinh dưỡng tốt cho tảo, rong phát triển, gây ảnhhưởng đến chất lượng nước dùng trong sinh hoạt Trẻ em uống nucớ có nồng độnitrat cao có thể ảnh hưởng đến máu (chứng methaemoglo binaemia) Theo quy địnhcủa Tổ chứcY tế thế giới, nồng độ nitrat trong nước uống không được vượt quá 10mg/l (tính theo N)

6 Các hợp chất Photpho:

Trong nước tự nhiên, thường gặp nhất là photphat Đây là sản phẩm của quá trìnhphân hủy sinh học các chất hữu cơ Cũng như nitrat là chất dinh dưỡng cho sự pháttriển của rong tảo Nguồn photphát đưa vào môi trường nước là từ nước thải sinhhọat, nước thải một số ngành công nghiệp và lượng phân bón dùng trên đồng ruộng.Photphat không thuộc loại hóa chất độc hại đối với con người, nhưng sự tồn tạicủa chất này với hàm lượng cao trong nước sẽ gây cản trở cho quá trình xử lý, đặcbiệt là hoạt chất của các bể lắng Đối với những nguồn nước có hàm lượng chất hữu

cơ, nitrat và photphat cao, các bông cặn kết cặn ở bể tạo bông sẽ không lắng được ởbể mà có khuynh hướng tạo thành đám nổi lên mặt nước, đặc biệt vào những lúc trờinắng chiếu trong ngày

7 Các hợp chất Silic:

Trong nước thiên nhiên thường có các hợp chất Silic Ơû pH<8, Silic tồn tại ở dạng

H2SiO3- và SiO32- .Do vậy trong nước ngầm, hàm lượng Silic thường không vượt quá

60 mg/l, chỉ có ở những nguồn nước có pH > 9.0, hàm lượng Silic đôi khi cao đến 300mg/l

Trong nước cấp cho các nồi hơi áp lực cao, sự tồn tại của các hợp chất Silic rấtnguy hiểm do cặn Silic đóng lại trên thành nổi, thành ống làm giảm khả năng truyềnnhiệt và gây tắc ống

Trong quá trình xử lý nước, Silic có thể được loại bỏ một phần khi dùng các hóachất keo tụ để làm trong nước

8 Clorua:

Clorua làm cho nước có vị mặn Ion này thâm nhập vào nước qua sự hòa tan cácmuối khoáng hoặc bị ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầmhay ở đoạn sông gần biển Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thể gây rabệnh về thận Ngoài ra, nước chứa nhiều Clorua có tính xâm thực đối với bêtông

9 Sunphat:

Ion Sunphat thường có trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc huũ

cơ Với hàm lượng Sunphat cao hơn 400 mg/l, có thể gây mất nước trong cơ thể vàlàm tháo ruột

Ngoài ra, nước có nhiều ion Clorua và Sunphat sẽ làm xâm thực bêtông

10 Florua:

Nước ngầm từ các vùng đất chứa quặng apatit, đá alkalic, granit thường có hàmlượng florua cao đến 10 mg/l Trong nước thiên nhiên, các hợp chất của florua khábền vững và khó loại bỏ trong quá trình xử lý thông thường Ơû nồng độ thấp, từ 0.5mg/l đến 1 mg/l, florua giúp bảo vệ răng Tuy nhiên, nếu dùng nước chứa florua lớnhơn 4 mg/l trong một thời gian dài thì có thể gây đen răng và hủy hoại răng vĩnhviễn Các bệnh này hiện nay đang rất phổ biến tại một số khu vực ở Phú Yên,Khánh Hòa

11 Sắt:

Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng ion Fe2+, kết hợp với các gốcbicacbonat, sunfat, clorua; đôi khi tồn tại dưới dạng keo của axit humic hoặc keoSilic Khi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hóa, ion Fe2+ bị oxy hóa thành ion

Fe3+ và kết tủa thành các bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ

Nước mặt thường chứa sắt (Fe3+ ),tồn tại ở dạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù.Trong nước thiên nhiên, chủ yếu là nước ngầm, có thể chứa sắt với hàm lượng đến

40 mg/l hoặc cao hơn

Với hàm lượng sắt cao hơn 0.5 mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quầnáo khi giặt, làm hỏng sản phẩm của các ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp Các cặnsắt kết tủa có thể làm tắc hoặc giảm khả năng vận chuyển của các ống dẫn nước

12 Mangan:

Cũng như sắt, mangan thường có trong nước ngầm dưới dạng ion Mn2+, nhưng vớihàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5 mg/l Tuy nhiên, với hàm lượng mangantrong nước lớn hơn 0.1 mg/l sẽ gây nhiều nguy hại trong việc sử dụng, giống nhưtrường hợp nước chứa sắt với hàm lượng cao

13 Nhôm:

Vào mùa mưa, ở những vùng đất phèn, đất ở trong điều kiện khử không có oxynên các chất như Fe2O3 và jarosite tác động qua lại, lấy oxy của nhau và tạo thànhsắt, nhôm, sunfat hòa tan vào nước Do đó, nước mặt ở vùng này thường rất chua,pH= 2.5- 4.5, sắt tồn tại chủ yếu là Fe2+ (có khi cao đến 300 mg/l), nhôm hòa tan ởdạng ion Al3+ (5-7 mg/l)

Khi chứa nhiều nhôm hòa tan, nước thường có màu trong xanh và vị rất chua.Nhôm có thể có độc tính đối với sức khỏe con người Khi uống nước có hàm lượngnhôm cao có thể gây ra các bệnh về não như alzheimer

14 Khí hòa tan:

Các loại khí hòa tan thường thấy trong nước thiên nhiên là khí (CO2), khí oxy(O2) và sunfua hyđro (H2S)

Nước ngầm không có oxy Khi độ pH < 5.5, trong nước ngầm thừơng chứa nhiềukhí CO2 Đây là khí có tính ăn mòn kim loại và ngăn cản việc tăng pH của nước Cácbiện pháp làm thoáng có thể đuổi khí CO2, đồng thời thu nhận oxy hỗ trợ cho cácquá trình khử sắt và mangan Ngoài ra, trong nước ngầm có thể chứa khí H2S có hàmlượng đến vài chục mg/l Đây là sản phẩm của quá trình phân hủy kỵ khí các chấthữu cơ có trong nước Với nồng độ lớn hơn 0.5 mg/l, H2S tạo cho nước có mùi khóchịu.

Trong nước mặt, các hợp chất sunphua thường được oxy hóa thành dạng sunphat

Do vậy, sự có mặt của khí H2S trong các nguồn nước mặt, chứng tỏ nguồn nước đã bịnhiễm bẩn và có quá thừa chất hữu cơ chưa phân hủy, tích tụ ở đáy các vực nước.Khi độ pH tăng, H2S chuyển sang các dạng khác la HS- và S2-

15 Hóa chất bảo vệ thực vật:

Hiện nay, có hàng trăm hóa chất diệt sâu, rầy, nấm, cỏ được sử dụng trong nôngnghiệp Các nhóm hóa chất chính là:

- Photpho hữu cơ

- Clo hữu cơ

- Cacbonat

Hầu hết các chất này đều có độc tính cao đối với người Đặc biệt là Clo hữu cơ,có độ bền vững cao trong môi trường và khả năng tích lũy trong cơ thể con người.Việc sử dụng khối lượng lớn các hóa chất này trên đồng ruộng đang đe dọa làm ônhiễm các nguồn nước

16 Chất hoạt động bề mặt:

Một số chất hoạt động bề mặt như xà phòng, chất tẩy rửa, chất tạo bọt có trongnước thải sinh hoạt và nước thải một số ngành công nghiệp đang được xả vào cácnguồn nước Đây là những hợp chất khó phân hủy sinh học nên ngày càng tích tụnước đến mức có thể gây ahị cho cơ thể con người khi sử dụng Ngoài ra, các chấtnày còn tạo thành một lớp màng phủ bề mặt các vực nước, ngăn cản sự hòa tan oxyvào nước và làm chậm các quá trình tự làm sạch của nguồn nước

IV Các chỉ tiêu vi sinh:

Trong nước thiên nhiên có rất nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng, rong, tảo và các đơnbào, chúng xâm nhập vào nước từ môi trường xung quanh hoặc sống và phát triển trongnước, trong đó có một số sinh vật gây bệnh cần phải được loại bỏ khòi nước trước khi sửdụng

Trong thực tế không thể xác định tất cả các loại sinh vật gây bệnh qua đường nước vìphức tạp và tốn thời gian Mục đích của việc kiểm tra vệ sinh nước là xác định mức độ antoàn của nước đối với sức khỏe con người Do vậy có thể dùng vài vi sinh chỉ thị ô nhiễmphân để đánh giá sự ô nhiễm từ rác, phân người và động vật

Cả ba nhóm vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân:

- Nhóm coliform đặc trưng là Escherichia Coli (E.Coli)

- Nhóm Streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis.

- Nhóm Clostridia khử sunfit đặc trưng là Clostridium perfringents

Đây là các nhóm vi khuẩn thường xuyên có mặt trong phân người, trong đó E.Coli làloại trực khuẩn đường ruột, có thời gian bảo tồn trong nước gần giống những vi sinh vật gâybệnh khác Sự có mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn phân rác và có khảnăng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác Số lượng E.Coli nhiều hay ít tùy thuộc vàomức độ nhiễm bẩn phân rác của nguồn nước

Ngoài ra, trong một số trường hợp số lượng vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí cũng được xácđịnh để tham khảo thêm trong việc đánh giá mức độ nhiễm bẩn nguồn nước

V Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt:

Nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt phải không màu, không mùi vị, không chứa các chấtđộc hại, các vi trùng và tác nhân gây bệnh Hàm lượng các chất hòa tan không được vượtquá tiêu chuẩn cho phép Theo tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạtphải có các chỉ tiêu chất lượng như trong bảng 1.3 (trang 17) sách Tính toán thiết kế cáccông trình trong hệ thống cấp nước sạch- Trịnh Xuân Lai

VI Nhu cầu dùng nước:

Công suất của hệ thống cấp nước cho các khu dân cư phải đảm bảo đầy đủ nhu cầu dùngnước cho ăn uống, sinh hoạt của các khu dân cư, công trình công cộng:

- Tưới và rửa đường phố, cây xanh, cấp cho các vòi phun

- Tưới cây trong vườn ươm

- Cấp cho ăn uống, sinh hoạt trong các xí nghiệp

- Cấp nước sản xuất cho các xí nghiệp

- Cấp nước chữa chaý

- Cấp nước cho yêu cầu riêng của trạm xử lý nước

- Cấp nước cho các nhu cầu khác, trong đó có việc sục rửa mạng lưới đường ống cấp vàthoát nước

VII Đánh giá chất lượng nước thô:

 Thành phần, tính chất nguồn nước:

Tổng chất rắn lơ lửng : SS = 80mg/l;

Tổng chất rắn hòa tan : TDS = 920mg/l;

So với tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống (Ban hành kèm theo Quyết định của Bộ trưởngBộ Y tế số 1329/2002/BYT/QĐ ngày 18-4 –2002) thì giới hạn tối đa về độ đục là 2 NTUtheo phương pháp thử TCVN 6184- 1996 (ISO 7027- 1990)

Như vậy nước thô có độ đục vượt quá giới hạn

Muốn cung cấp nước sạch cho khu dân cư theo đúng tiêu chuẩn đã ban hành, chúng tacần đề ra phương án xử lý độ đục sao cho nước sau xử lý có độ đục  2 NTU

 Nguyên nhân phát sinh độ đục:

Độ đục của nước bắt nguồn từ sự hiện diện của một số các chất lơ lửng có kích thướcthay đổi từ dạng phân tán thô đến dạng keo, huyền phù gây trở ngại cho đường truyền củaánh sáng qua nước hoặc hạn chế tầm nhìn mắt

Trong hồ hoặc trong các vùng nước tĩnh, độ đục hầu như là do các chất keo và các hạtphân tán cực mịn gây ra

Trong vùng sông ngập lũ, độ đục thường do các hạt phân tán thô gây ra

- Khi sông bắt nguồn từ các vùng núi chảy về đồng bằng, tính đục của nó có sự đóng gópcủa việc trồng trọt và những tác động vào đất

- Khi dòng lũ đi qua, một lượng lớn đất mặt bị rửa trôi được cuốn theo vào dòng chảy.Phần lớn là các chất hữu cơ, bao gồm cả bùn và đất sét nhưng cũng bao gồm một lượngđáng kể các chất hữu cơ

- Nước lũ chảy qua các vùng thành thị, mang theo nước thải lẫn nước thải sinh hoạt đãhoặc chưa được xử lý Chất thải sinh hoạt chứa một số lượng lớn các vật chất hữu cơ vàmột ít chất vô cơ góp vào tính đục của nước Chất thải công nghiệp chứa lượng lớn cácchất hữu cơ và các chất vô cơ khác tạo nên độ đục Các rác rưởi khác cũng góp nhiềuchất vô cơ và ít chất hữu cơ vào tính chất đục

- Các chất dinh dưỡng vô cơ như các hợp chất nitơ và phốtpho có trong nước thải và nướcthải từ hoạt động nông nghiệp kích thích sự phát triển tảo, cũng góp phần vào độ đục

 Các vật chất gây nên độ đục gồm những chất vô cơ thuần túy cho đến các chất có bảnchất là chất hữu cơ

 Ứng dụng của độ đục trong cấp nước:

Kiến thức về sự khác nhau về độ đục trong cấp nước sinh hoạt có tầm quan trọng đầutiên đối với các kỹ sư môi trường Họ sử dụng kiến thức trong việc liên kết các thông tin đểquyết định việc cấp nước có đòi hỏi xử lý đặc biệt bằng cách đông đặc hóa học và lọc nướctrước khi đưa vào cấp nước công cộng hay không Nhiều thành phố lớn như New York,Boston, Seattle phải cung cấp nước cho vùng cao hoặc ở núi, nơi nước có độ đục khá thấpnên việc xử lý bằng Clo hóa là không cần thiết

Việc cấp nước thu từ sông thường thường đòi hỏi sự kết bông hóa học do độ đục khácao Các phương pháp đo độ đục được sử dụng để quyết định độ hữu hiệu xử lý với việc sửdụng hóa chất khác nhau và cần liều lượng khác nhau Như vậy, chúng giúp lựa chọn hóachất hữu hiệu và tiết kiệm nhất để sử dụng Thông tin đó cần thiết để tìm hiểu các điềukiện thuận lợi cho việc cung cấp và dự trữ hóa chất

Các phương pháp đo độ đục giúp xác định lượng hóa chất cần thiết hằng ngày cho hoạtđộng của công việc xử ly Điều này đặc biệt quan trọng với những sông không có đập ngănnước Việc đo độ đục trong nước kết tủa trước việc lọc thì hữu ích trong việc điều khiển liềulượng để ngăn ngừa sự quá tải của bộ lọc cát nhanh Cuối cùng, những phương pháp đo độđục của nước lọc thì cần để kiểm tra sai lầm thao tác lọc.

 Aûnh hưởng của độ đục:

- Mỹ học:

Người tiêu dùng nước mong đợi và đòi hỏi nước sạch (không đục) Người ta nhận thứcđược rằng nước thải sinh hoạt có độ đục cao Tình trạng đục trong nước uống làm liên tưởngđến sự ô nhiễm nước thải có thể có và cơ hội nảy sinh mầm bệnh do nước bẩn Sự lo lắngnày có cơ sở hợp lý về mặt lịch sử, khi có ai mắc phải bệnh dịch mà trước đó đã nhiễmtrong nước thải công nghiệp

- Tính lọc được:

Lọc nước bị cho là khó khăn và tốn kém hơn nhiều khi độ đục của nước tăng lên Việcsử dụng bể lọc cát chậm đã trở nên phi thực tế ở một số vùng vì độ đục cao làm rút ngắnthời gian hoạt động và tăng chi phí làm sạch Hoạt động tốt của bể lọc cát nhanh nói chungphụ thuộc vào sự loại bỏ hiệu quả độ đục bằng các làm đông hóa học trước hki nước đượcđưa vào bể lọc Những thiếu sót khi thực hiện làm thời gian họat động của bộ lọc ngắn vàlượng nước lọc chất lượng thấp, trừ khi có những bộ lọc với cấu tạo và cách hoạt động đặcbiệt được sử dụng

- Sự khử trùng:

Sự khử trùng nước cấp thường được hoàn thành bằng cách sử dụng Clo, Ozôn hoặc Clođiôxit Để hiệu quả, phải có sự tiếp xúc giữa vật trung gian và sinh vật mà thuốc tẩy uế sửdụng đã loại trừ Trong nước đục, hầu hết các sinh vật có hại bị loại trừ bởi hoạt động khửtrùng Tuy nhiên, trong trường hợp mà độ đục của nước là do nước thải thành thị gây ra,nhiều sinh vật gây hại có thể được bọc lại trong các tiểu phân và được bảo vệ khỏi sự khửtrùng

Vì các nguyên nhân này mà Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống đã đặt ra độ gây ô nhiễmtối đa của đôï đục là 2 NTU

 Chất lượng nước đầu ra:

Chất lượng nước sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn vệ sinh ăn uống của bộ y tế: Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống ( Ban hành kèm theo Quyết định của bộ trưởng Bộ y tế số

1329/2002/BYT/QĐ ngày 18- 4-2002).

Dưới đây là một số chỉ tiêu chính:

Chương III

CÁC BIỆN PHÁP VÀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÍ

NƯỚC

I Tổng quan về các biện pháp xử lí cơ bản :

Trong quá trình xử lí nước cấp cần phải áp dụng các biện pháp xử lí như sau:

- Biện pháp cơ học : dùng các công trình và thiết bị để làm sạch nước như : song chắn

rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc,

- Biện pháp hóa học : dùng các hóa chất cho vào nước để xử lí nước như : dùng phèn

làm chất keo tụ, dùng vôi để kềm hóa nước, cho clo vào nước để khử trùng

- Biện pháp lí học : dùng các tia vật lí để khử trùng nước như tia tử ngoại, sóng siêu

âm Điện phân nước biển để khử muối Khử khí CO2 hòa tan trong nước bằng phươngpháp làm thoáng

Trong 3 biện pháp xử lí nước nêu trên đây thì biện pháp cơ học là biện pháp xử línước cơ bản nhất Có thể dùng biện pháp cơ học để xử lí nước một cách độc lập hoặckết hợp với biện pháp hóa học và lí học để rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả xủ línước Trong thực tế, để đạt được mục đích xử lí một nguồn nước nào đấy một cách kinhtế và hiệu quả nhất phải thục hiện quá trình xử lí bằng sự kết hợp của nhiều phươngpháp

Thực ra cách phân chia các biện pháp xử lí như trên chỉ là tương đối, nhiều khi bảnthân biện pháp xử lí này lại mang cả tính chất của biện pháp khác

II Tổng quan về dây chuyền công nghệ xử lí nước :

Quá trình xử lí nước phải qua nhiều công đoạn, mỗi công đoạn được thực hiện trongcác công trình đơn vị khác nhau Tập hợp các công trình đơn vị theo trình tự từ đầu đếncuối gọi là dây chuyền công nghệ xử lí nước Căn cứ vào các chỉ tiêu phân tích của nướcnguồn, yêu cầu chất lượng nước sử dụng có thể xây dựng được các sơ đồ công nghệ xử líkhác nhau và được phân loại như sau :

I Theo mức độ xử lí

Chia ra : xử lí triệt để và không triệt để

- Xử lí triệt để : chất lượng nước sau xử lí đạt tiêu chuẩn ăn uống sinh hoạt hoặc

đạt yêu cầu nước cấp cho công nghiệp đòi hỏi tiêu chuẩn cao hơn nước sinh hoạt(ví dụ: nước cấp cho nồi hơi áp lực cao)

- Xử lí không triệt để : yêu cầu chất lượng nước sau xử lí thấp hơn nước ăn uống

sinh hoạt Sơ đồ công nghệ này chủ yếu dùng trong một số ngành công nghiệpnhư : làm nguội, rửa sản phẩm

II Theo biện pháp

Chia ra : sơ đồ công nghệ có keo tụ và không có keo tụ :

- Sơ đồ không dùng chất keo tụ : áp dụng cho trạm xử lí có công xuất nhỏ, quản

lí thủ công hoặc xử lí sơ bộ

- Sơ đồ có dùng chất keo tụ : dùng cho trạm xử lí có công xuất bất kì, hiệu quả xử

lí đạt được cao hơn kể cả đối với nguồn nước có độ đục và độ màu cao

III Theo số quá trình hoặc số bậc quá trình xử lí

Chia ra :

- Một hoặc nhiều quá trình : lắng hay lọc độc lập hoặc lắng lọc kết hợp (gồm 2

quá trình)

- Một hay nhiều bậc quá trình : lắng, lọc sơ bộ rồi lọc trong (gồm 2 bậc lọc)

IV Theo đặc điểm của dòng nước :

Chia ra : tự chảy hay có áp

- Sơ đồ tự chảy : nước từ công trình xử lí này tự chảy sang công trình xử lí tiếp

theo Sơ đồ này dùng phổ biến và áp dụng cho các trạm xử lí có công xuất bất kì

- Sơ đồ có áp : nước chuyển động trong các công trình kín (sơ đồ có bể lọc áp lực)

thường dùng trong trạm xử lí có công xuất nhỏ hoặc hệ thống tạm thời

Thành phần các công trình đơn vị trong dây chuyền xử lí nước cấp cho ăn uống sinh hoạtthay đổi theo mỗi loại nguồn nước và được đặc trưng bởi các quá trình xử lí nước Trong dâychuyền xử lí nước mặt, chủ yếu là các công trình làm trong nước và khử trùng nước Trongdây chuyền xử lí nước ngầm, chủ yếu là công trình khử sắt và khử trùng

Làm trong nước : tức là khử đục và khử màu của nước, được thực hiện trong các bể

lắng và bể lọc Trong thực tế, để tăng nhanh và nâng cao hiệu quả làm trong nước, người tathường cho thêm vào nước chất phản ứng (phèn nhôm, phèn sắt) Khi đó dây chuyền côngnghệ xử lí nước mặt có thêm các công trình như bể trộn và bể phản ứng

Đối với dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp cho công nghiệp, tùy theo yêu cầu củatừng ngành sản xuất mà có thể giảm bớt một số công trình đơn vị trong dây chuyền côngnghệ xử lí nước ăn uống (nước làm nguội, nước rửa sản phẩm ) hay có thể bổ sung thêmmột số công trình để khử thêm một số chất không có lợi cho ngành sản xuất đó (nước cấpcho nồi hơi có áp lực cao)

Sau đây là một số sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lí nước ăn uống sinh hoạt được sửdụng phổ biến ở Việt Nam hiện nay Để xử lí nước mặt có thể dùng các sơ đồ sau:

Khi nước nguồn có hàm lượng cặn  2500 mg/l:

Chất khử trùngBể chứa nước sạchChất kiềm hóa

Từ trạm bơm

cấp I tới

Bể trộn

Chất keo tụ

Bể lắng trong có lớpcặn lơ lửng

Bể lọcnhanhChất khử trùng

Bể chứa nước sạchChất kiềm hóa

Từ trạm bơm

cấp I tới

Bể trộn

Chất keo tụ

Bể lọc tiếp xúc nước sạchBể chứa

Chất kiềm hóa

Khi nước nguồn có hàm lượng cặn > 2500mg/l, có thể sử dụng sơ đồ sau:

III Sơ đồ công nghệ được lựa chọn :

Chất kiềm hóa

Bể lắng

sơ bộ

Bể lọcnhanh

Bể chứanước sạchChất khử trùng

Từ nguồn

Chất keo tụ

Bể phảnứng

Bểlắng

Chất kiềm hóa

Hồ sơlắng

Bể lọcnhanh

Bể chứanước sạchChất khử trùng

Trạmbơm

IV Giới thiệu các công trình đơn vị trong sơ đồ công nghệ:

1 Công trình thu nước:

 Công trình thu nước mặt:

Chọn vị trí đặt công trình thu nước và trạm bơm nước thô cần phải đảm bảo các yêu cầusau đây:

- Ở đầu nguồn nước so với khu dân cư và khu vực sản xuất

- Bờ sông và lòng sông ổn định, không lở (hoặc sụt lở rất ít) và đặc biệt là không bịbồi

- Thu được lượng nước có chất lượng tốt và đủ lưu lượng cho hiện tại và cho quy hoạchphát triển tương lai, thuận tiện cho việc tổ chức bảo vệ vệ sinh nguồn nước

- Gần nơi cung cấp điện

Ta có các loại trạm bơm và công trình thu như sau:

- Công trình thu và trạm bơm kết hợp đặt trong lòng sông, lòng hồ

- Công trình thu đặt ở lòng sông, trạm bơm đặt trên bờ

- Công trình thu đặt ở lòng sông, ngăn lắng cát và buồng thu đặt trên bờ, trạm bơmtách riêng

- Công trình thu, trạm bơm hợp khối đặt sát bờ

2 Bể keo tụ- tạo bông:

Trong nước sông suối, ao hồ thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành phần và kíchthước rất khác nhau Đối với các loại cặn này dùng biện pháp xử lý cơ học trong công nghệxử lý nước như lắng lọc có thể loại bỏ được các cặn có kích thước lớn hơn 10-4 mm Còn cáchạt có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm không thể tự lắng được, mà luôn tồøn tại ở trạng thái lơlửng Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biệnpháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lý các chất phản ứng, để tạo ra các hạt keo có khảnăng dính kết các hạt cặn lơ lửng có trong nước, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọnglượng đáng kể Do đó các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở bể lắng và bị giữlại trong bể lọc

Để thực hiện quá trình keo tụ, ngừơi ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp như:phèn nhôm Al2(SO4)3; phèn sắt loại FeSO4 hoặc loại FeCl3 các loại phèn này được đưa vàonước dưới dạng dung dịch hòa tan

So với lượng nước xử lý, lượng hóa chất sử dụng thường chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ từmột đến vài chục phần triệu Mặt khác, phản ứng của chúng lại xảy ra rất nhanh ngay saukhi tiếp xúc với nước Vì vậy cần phải khuấy trộn để phân phối nhanh và đều hóa chất ngaysau khi cho chúng vào nước nhằm đạt được hiệu quả xử lý cao nhất

Mục tiêu của quá trình trộn là đưa các phần tử hóa chất vào trạng thái phân tán đềutrong môi trường nước khi phản ứng xảy ra, đồng thời tạo điều kiện tiếp xúc tốt nhất giữachúng với các phần tử tham gia phản ứng Việc này được thực hiện bằng cách khuấy trộn để

tạo ra các dòng rối trong nước Hiệu quả cảu quá trình trộn phụ thuộc vào cường độ và thờigian khuấy trộn.

Trong quá trình xử lý nước bằng các chất keo tụ, sau khi phèn đã được trộn đều với nướcvà kết thúc giai đoạn thủy phân sẽ bắt đầu giai đoạn hình thành bông cặn: cần xây dựng cácbể phản ứng với mục đích đáp ứng các yêu cầu dính kết để tạo ra bông cặn

Hiệu quả keo tụ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố Với mỗi nguồn nước cụ thể, sau khi đãxác định được liêù lượng và loại phèn sử dụng, hiệu quả keo tụ chỉ còn phụ thuộc vào cácyếu tố vật lý là cường độ khuấy trộn nước biểu thị bằng gradient vận tôc G và thời gianhoàn thành phản ứng tạo bông cặn T

3 Bể lắng:

Lắng nước là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quátrình làm trong nước Trong công nghệ xử lý nước, quá trình lắng xảy ra rất phức tạp Chủyếu lắng ở trạng thái động (trong quá trình lắng, nước luôn chuyển động), các hạt cặnkhông tan trong nước là những tập hợp hạt không đồng nhất (kích thước, hình dạng, trọnglượng riêng khác nhau) và không ổn định (luôn thay đổi hình dạng, kích thước trong quátrình lắng do dùng chất keo tụ)

Theo phương chuyển động của dòng nước qua bể, người ta chia ra thành các loại bể lắngsau:

- Bể lắng ngang: nước chuyển động theo chiều ngang từ đầu bể đến cuối bể

- Bể lắng đứng: nước chuyển động theo chiều đứng từ dưới lên trên

- Bể lắng ly tâm: nước chuyển động từ trung tâm bể ra phái ngoài

- Bể lắng lớp mỏng: gồm 3 kiểu tùy theo hướng chuyển động của lớp nước và cặn:dòng chảy ngang, dòng chảy nghiêng cùng chiều và dòng chảy nghiêng ngược chiều

- Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: lắng qua môi trường hạt, nước chuyển động từ dứơilên

4 Bể lọc:

Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ đểgiữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng cótrong nước Trong dây chuyền xử lý nước ăn uống sinh hoạt, lọc là giai đoạn ccuối cùng đểlàm trong nước triệt để Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêuchuẩn cho phép (nhỏ hơn hoặc bằng 3 mg/l) Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bịkhít lại, làm tốc độ lọc giảm dần Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc, phải thổirửa bể lọc bằng nước hoặc gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc Bểlọc luôn luôn phải hoàn nguyên Chính vì vậy quá trình lọc nước được đặc trưng bởi haithông số cơ bản là : tốc độ lọc và chu kỳ lọc

Tốc độ lọc là lượng nước được lọc qua một đơn vị diện tích bề mặt của bể lọc trong mộtđơn vị thời gian (m/h)

Chu kỳ lọc là khoản 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 làmviệc, cấu tạo lớp vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau, cơ bản có thể chia ra các loạibể lọc sau:

_ Theo tốc độ lọc chia ra:

+ 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 chế độ dòng chảy chia ra:

+ Bể lọc trọng lực : là bể lọc hở, không áp

+ Bể lọc áp lực: là bể lọc kín, quá trình lọc xảy ra nhờ áp lực nước phía trên lớp vật liệulọc

- Theo chiều của dòng nước chia ra:

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

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

+ Bể lọc hai chiều: nước chảy qua lớ vật liệu lọc theo cả hai chiuề từ trên xuống, từ dướilên và thu nước ở giữa như bể lọc AKX

- Theo số lượng lớp vật liệu lọc chia ra:

+ Bể lọc một lớp vật liệu lọc

+ Bể lọc hai hay nhiều lớp vật liệu lọc

- Theo cỡ hạt vật liệu lọc chia ra: (tính theo lớp trên cùng).

+ Bể lọc có cỡ hạt nhỏ: d< 0.4 mm

+ Bể lọc có cỡ hạt vừa: d= 0.4 –0.8 mm

+ Bể lọc có cỡ hạt thô: d> 0.8 mm

- Theo cấu tạo lớp vật liệu lọc chia ra:

+ Bể lọc có vật liệu lọc ở dạng hạt

+ Bể lọc lưới: Nước lọc đi qua lứi lọc kim loại hoặc vật liệu xốp

+ Bể lọc có màng lọc: nước lọc đi qua màng lọc được tạo thành trên bề mặt lưới đỡ hoặclớp vật liệu rỗng

Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của các 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 nhất là cát thạchanh tự nhiên Ngoài ra, có thể sử dụng một số loại vật liệu lọc khác nhau như: cát thạchanh nghiền, đá hoa nghiền, than antraxit (than gầy), pôlime

5 Bể khử trùng:

Khử trùng nước là khâu bắt buộc cuối cùng trong qúa trình xử lý nứơc ăn uống sinh hoạt.Trong nước thiên nhiên chứa rất nhiều vi sinh vật và vi trùng Sau các quá trình xử lý cơ họcnhất là nước sau khi qua bể lọc, phần lớn các vi trùng đã bị giữ lại Song để tiêu diệt hoàntoàn các vi trùng gây bệnh cần phải tiến hành khử trùng nước.

Hiện nay có nhiều biện pháp khử trùng nước có hiệu quả như:

- Khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh như Clo và các hợp chất của Clo, ôzôn, kalipermanganat

- Khử trùng bằng các tia vật lý

- Khử trùng bằng siêu âm

- Khử trùng bằng phương pháp nhiệt

- Khử trùng bằng các ion kim loại nặng

Hiện nay ở Việt Nam đang sử dụng phổ biến nhất phương pháp khử trùng bằng các chấtoxy hóa mạnh

6 Bể chứa nước sạch:

Bể chứa có nhiệm vụ tích trữ nước để phục vụ cho các nhu cầu sau đây:

- Nước rửa bể lắng, bể lọc, pha hóa chất, chứa nuóc sinh hoạt cấp cho công nhân trongnhà máy, rửa các thiết bị của phòng thí nghiệm, rửa đường, tưới cây trong khuônviên nhà máy

- Chứa lượng nước dự trữ cứu hỏa nếu cần

- Chứa lượng nươc điều hòa giữa trạm bơm nứơc nguồn và trạm bơm nước sạch

- Khi nhà máy nước ở gần nơi tiêu thụ, ngoài các yêu cầu trên còn phải kiểm tra thờigian lưu nước trong bể chứa phải đủ, đáp ứng với thời gian tiếp xúc cần thiết để khửtrùng (khi khử trùng bằng Clo) Như vậy, dung tích bể chứa cần phải được tính toántrên cơ sở chế độ vận hành của trạm bơm cấp I, cấp II, chế độ rửa lọc và các quyphạm về chữa cháy

Ngoài các công trình đơn vị chính như đã giới thiệu ở trên, trong hệ thống cấp nước còncó các công trình phụ khác như: các trạm bơm cấp I, trạm bơm cấp II, tháp chống va, đàinước, hệ thống ống dẫn nước thô, ống dẫn nước đã xử lý, mạng lưới phân phối nước Nhưng do mức độ đồ án môn học, chúng ta chỉ đi vào tìm hiểu các công trình chính là bểphản ứng và bể lắng

Chương IV

TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

I CÔNG TRÌNH THU:

Công trình thu đặt ở lòng sông, buồng thu đặt sát bờ, trạm bơm tách riêng

Trong trường hợp bờ sông có độ dốc thoải, lòng sông ở xa bờ, ta bố trí họng thu và trạmbơm xa nhau, công trình thu đặt ở lòng sông, trạm bơm đặt trên bờ

Đầu họng thu đặt lưới chắn, mắt lưới 5 x 5mm, bằng sợi dây đồng, đường kính 2mm,khung thép hàn có thể tháo lắp dễ dàng để làm sạch và thay thế khi cần

Vận tốc chảy qua lưới v 0,6m/s để tránh hiện tượng kéo rác vào ống

Diện tích lưới chắn xác định theo công thức:

V

Q K

Trong đó:

Q : Lưu lượng cần thu Q=0,0231 m 3 /s

v : vận tốc qua lưới <0,6m/s, chọn v=0,5m/s

K 1 : hệ số thu hẹp diện tích do các dây làm lưới choán chỗ và rác bám,

1,6, chọn K=1,5

2

5 , 0

0231 , 0 5 ,

Vậy kích thước lưới chắn là 0,26m x 0,26m

Lấy kích thước buồng thu là 3,0m x 3,0 m

*Trạm bơm:

- Công suất của trạm bơm

KW KW

x

x x

H Q

8 , 0 102

20 0231 , 0 1000 102

.

H : áp lực của bơm, chọn H= 20 m;

 : Khối lượng thể tích của nước, =1000 kg/m 3 ;

 : hiệu suất của bơm, lấy =80%.

Trong ngăn thu bố trí hai bơm cùng công suất 6 kW, một bơm hoạt động còn một bơm kia để dựphòng, hai bơm này được mắc song song với nhau

II CÁC CÔNG TRÌNH CHUẨN BỊ DUNG DỊCH PHÈN.

1 Bể trộn phèn

Có thể cho phèn vào nước dưới dạng bột, hạt khô hoạc dưới dạng dung dịch Để địnhlượng được phèn vào nước dưới dạng bột hoạc hạt khô thì phải có phèn sản xuất ra dưới dạngbộ, nhưng ở nước ta không sản xuất loại phèn này, thêm vào đó việc định lượng phèn dưới dạngbột khô thường không chính xác và thường không đảm bảo vệ sinh vì nhiều bụi, nên có thểloại trừ việc dùng phèn bột Thường định lượng phèn vào nước dưới dạng dung dịch có nồng độtừ 1 ÷ 5%

Việc tăng nồng độ của dung dịch phèn sẽ làm giảm độ chính xác khi định lượng, vì vậyđầu tiên dùng các thùng hoà trộn để hoà trộn phèn có nồng độ cao, đồng thời để lắng bớt cáccặn, tạp chất không tan trong nước ở bể hoà tan, sau đó mới chuyển qua bể tiêu thụ để phaloảng nồng độ 1 ÷ 5% rồi định lượng vào nước

Tốc độ hoà tan phèn cục ở trong nước tăng nhanh khi kích thước các cục phèn càngnhỏ, tăng cường độ tuần hoàn của nước trong bể hoà tan và tăng nhiệt độ của nước Vì vậy đểđảm bảo thời gian hoà trộn phèn phù hợp với yêu cầu của các nhà quản lý đề ra cho nhàmáycủa mình, thì cần phải đập nhỏ phèn trước khi cho vào bể hoà trộn

Nhiệm vụ của bể hòa trộn là hòa tan phèn cục và lắng cặn bẩn Nồng độ dung dịch phèntrong bể hòa trộn thường cao nhưng không vượt quá nồng độ bảo hòa Theo TCXD – 33:1985có thể lấy nồng độ dung dịch phèn trong bể hoà trộn trong khoảng 10 ÷ 17% Để hòa tan phèntrong bể có thể dùng không khí nén, máy khuấy hoạc bơm tuần hoàn

Nhưng đối với trương hợp này thì ta hòa trộn phèn bằng máy khuấy, bể xây bằng bêtông cốt thép, bộ phận khuấy trộn gồm: động cơ điện, bộ phận truyền động và cánh khuấy kiểuphẳng

Bể hoà trộn phèn dùng cánh khuấy kiểu phẳng, số cánh quạt là 2, số vòng quay là 60vòng/phút

Tính toán:

Liều lượng phèn để xử lý nước đục theo bảng sau:

Bảng 1: Liều lượng phèn để xử lý độ đụcHàm lượng cặn của nước

nguồn (mg/l)

Liều lượng phèn nhôm Al2(SO4)3không chứa nước (mg/l)Đến 100

101-200201-400401-600601-800

801 -1000

1001 -1400

25-3530-4035-4545-5050-6060-7070-80

(Bảng 6.3 Liều lượng phèn để xử lý nước, TCXDVN 33 : 2006)

Ứng với hàm lượng cặn nước nguồn 920mg/l, chọn lượng phèn P=80 mg/l;

Nước nguồn không có độ màu;

- Dung tích bể hoà trộn phèn tính theo công thức:

)( 10000

1000

100

1000

3

m b

P n Q b

P n Q W

h

p h

Q :Lưu lượng nước xử lý (m 3 /h) Q= 83,3 m 3 /h;

n : Thời gian giữa hai lần hoà tan phèn, lấy n = 12 giờ (công suất từ 1.200 – 10.000m³/ngđ – Điều 6.19 – TCXDVN 33 : 2006);

TCXDVN-: Khối lượng riêng của dung dịch   1tấn/m 3

Trong bài toán này loại phèn sử dụng để làm chất keo tụ là phèn nhôm Al2(SO4)3 không chứanước

- Vậy dung tích bể hoà trộn phèn là:

³ 8 , 0 799

, 0 1 10 000 10

80 12 3 ,

m m

x x

x x

- Chọn kích thước bể 1 x 1 x 0,8 m = 0,8 m3

Chọn chiều cao an toàn cho bể hoà trộn phèn là : 0,4 m (Theo tiêu chuẩn chọn chiều cao antoàn nằm trong khoảng 0,3 ÷ 0,5 m)

Tính toán thiết bị khấy trộn phèn

- Khuấy bằng máy trộn cánh quạt;

- Dung tích bể khấy trộn được tính ở trên là Wh = 0,8 m3;

- Bể được thiết kế hình vuông kích thước: a x b x h = 1,0m x 1,0m x 0,8 m;

- Chọn số vòng quay cánh quạt là 60 vòng/phút (Quy phạm ≥ 40 vòng/phút);

- Chiều dài cánh quạt lấy bằng 0,45 bề ngang bể (Quy phạm = 0,4 ÷ 0,45b)

lcq = 0,45xb = 0,45x1,0m = 0,45 m

Vậy chiều dài toàn phần của cánh quạt là : 0,45mx2 = 0,9 m

- Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế là 0,15 m2 cánh quạt/1 m3 phèn trong bể

fcq = 0,15xWh = 0,15 x 0,8 = 0,12 m2

- Chiều rộng mỗi cánh quạt là:

m 13 , 0 45 , 0 2

12 , 0

f b

cq

cq cq

- Năng lượng khuấy trộn cần thiết:

5

3 n D kh k

Trong đó:

k: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc kiểu cánh khuấy, k = 1,08 với cánh khuấy kiểu phẳng hai cánh;

ρ: Khối lượng riêng của dung dịch, ρ = 1000 kg/m 3 ;

n: số vòng quay trong 1 giây, n = 60 vòng /p = 1vòng/s;

D kh : Đường kính cánh khuấy, D kh = 0,9 m.

7 , 637 9

, 0

* 1

* 1000

* 08 , 1

100060/609,0

3

2 2

R

Đạt chế độ chảy rối

- Công suất động cơ: Chọn hiệu suất 80%

797 8

, 0

7 , 637

2 Bể tiêu thụ phèn.

- Dung tích bể tiêu thụ phèn được tính theo công thức :

0,18

10.80,0

b W

Trong đó :

t

b : Nồng độ dung dịch phèn trong thùng tiêu thụ (%) (Theo điều 6.20 - TCXDVN –

33 – 2006 nồng độ phèn trong bể tiêu thụ lấy bằng 4 ÷ 10% tính theo sản phẩm không ngậm nước) Chọn b t = 8%;

h

b : Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hoà trộn (%)Chọn b h = 10%;

Chọn hai bể tiêu thụ đặt trong trạm, một bể làm việc còn một bể chuẩn bị dung dịch dự trữ;Kích thứơc mỗi bể : a x b x h = 1,0m x 1,0m x 1,0m = 1m³;

Lấy chiều cao an toàn cho bể tiêu thụ phèn là 0,3 m (Theo tiêu chuẩn chọn chiều cao an toànnằm trong khoảng 0,3 ÷ 0,5 m)

Dung dịch phèn 7% ở bể tiêu thụ được định lượng đều với lưu lượng không đổi bằng bơm địnhlượng để đưa vào bể trộn cơ khí phía sau

Tính toán thiết bị khuấy trong bể tiêu thụ phèn

Chọn số vòng quay cánh quạt là 60 vòng/phút (Quy phạm ≥ 30 vòng/phút) Chiều dài cánh quạtlấy bằng 0,45 bề ngang bể (Quy phạm = 0,4 ÷ 0,45b)

lcq = 0,45.b = 0,45.1 = 0,45 m

- Vậy chiều dài toàn phần của cánh quạt là : 0,45.2 = 0,9 m

- Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế là 0,15 m2 cánh quạt/1 m3 phèn trong bể

fcq = 0,15.Wt = 0,15.1,0 = 0,15 m2