công nghệ xử lý nước cứng từ nguồn nước ngầm

trình bày công nghệ xử lý nước cứng từ nguồn nước ngầm

ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3 /ngày. GIỚI THIỆU CHUNG A. Đặt vấn đề: Nước, một nhu cầu thiết yếu cho toàn bộ sự sống trên trái đất, không có nước, cuộc sống trên trái đất không thể tồn tại được. Hàng ngày cơ thể người cần từ 3 đến 10 lít nước cho các hoạt động bình thường. Lượng nước này thông qua con đường thức ăn, nước uống đi vào cơ thể để thực hiện các quá trình trao đổi chất, trao đổi năng lượng, sau đó theo con đường bài tiết mà thải ra ngoài. Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu đồng thời còn có vai trò điều tiết các chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí trong đất, đó là những nhân tố quan trọng cho sự phát triển của thực vật. Trong sinh hoạt, nước cấp dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, các hoạt động công cộng như cứu hoả, phun nước, tưới cây rửa đường,… trong các hoạt động công nghiệp, nước cấp được dùng cho các quá trình làm lạnh, sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước giải khát, rượu bia…hầu hết mọi ngành công nghiệp đều sử dụng nước cấp như là một nguồn nguyên liệu không gì thay thế được trong sản xuất. Cấp nước sạch và đầy đủ là những điều kiện tiên quyết để cải thiện sức khoẻ cộng đồng vàphát triển kinh tế xã hội. Ngày nay, với sự phát triển công nghiệp, đô thò và sự bùng nổ dân số đã làm cho nguồn nước tự nhiên bò hao kiệt và ô nhiễm dần. Vì thế, con người phải biết khám phá và xử lý các nguồn nước mới để có thể đáp ứng đủ nước sạch cho cộng đồng và nhu cầu cuộc sống ngày càng cao của người dân. B. Mục đích của đề tài: Bài viết này giới thiệu sơ lược về nước cứng, qua đó đề xuất công nghệ xử lý nước cứng từ nguồn nước ngầm. Trong xử lý nước cấp, tuỳ thuộc vào chất lượng nguồn nước và yêu cầu về chất lượng nước cấp mà người ta quyết đònh quá trình xử lý để có được chất lượng nước cấp đảm bảo các chỉ tiêu và ổn đònh chất lượng nước cấp cho nhu cầu sử dụng. Tuỳ thuộc vào mức độ phát triển công nghiệp và mức sinh hoạt cao cấp của mỗi cộng đồng mà nhu cầu về nước với chất lượng khác nhau cũng rất khác nhau. Ở các nước phát triển, nhu cầu dùng nước có thể gấp nhiều lần so với các nước đang phát triển. Mỗi quốc gia đều có những tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp, trong đó có thể có các chỉ tiêu cao thấp khác nhau, nhưng nhìn chung các chỉ tiêu này phải đạt tiêu chuẩn an toàn về sinh về số vi trùng có trong nước, không có chất độc hại làm nguy hại đến sức khoẻ của con người và nhất là phải đạt được các tiêu chuẩn của tổ chức sứ khoẻ thế giới hoặc của cộng đồng châu âu. Thông thường, nước cấp cho các nhu cầu sinh hoạt phải đảm bảo chỉ tiêu về độ pH, nồng độ oxy hoà tan, độ đục, màu sắc, hàm lượng sắt, mangan, độ cứng, mùi vò…ngoài ra, nước SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO 1 ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3 /ngày. cấp sinh hoạt cần phải ổn đònh về mặt lý học, hoá học cũng như các chỉ tiêu vệ sinh an toàn khác như số vi trùng trong nước. Nước cấp cho nhu cầu công nghiệp ngoài các chỉ tiêu chung về chất lượng, còn tuỳ thuộc vào từng mục đích sử dụng mà đặt ra những yêu cầu riêng. Ví dụ nước cấp nồi hơi ở các quá trình sử dụng hơi nước cần phải được làm mềm trước khi sử dụng, nước cấp cho các quá trình sản xuất thực phẩm phải đảm bảo tuyệt đối an toàn về mặt vệ sinh. Ở đây, em xin trình bày về hệ thống cấp nước sinh hoạt khử cứng với công suất 20000m 3 /ngày. SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO 2 ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3 /ngày. Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CỨNG 1.1. Khái niệm chung về nước cứng: Ion canxi và magiê là nguyên nhân chính gây nên độ cứng trong nước. Ngoài ra, sự hiện diện của các cation kim loại của sắt, natri, mangan và stronti có thể là nguyên nhân gây nên độ cứng. Các cation này hiện diện với các anion như là HCO 3 - , SO 4 2- , Cl - , NO 3 - và SiO 4 2- . 1.2. Phân loại: 1.2.1. Độ cứng tạm thời (độ cứng có cacbonat) Các cacbonat và bicacbonat của canxi, magiê và natri được gọi là độ cứng có cacbonat hoặc độ cứng tạm thời, nó có thể được loại bỏ bằng cách đun sôi nước. 1.2.2. Độ cứng vónh cửu (độ cứng không có cacbonat): Độ cứng không có cacbonat hay độ cứng vónh cửu được tạo bởi chloride và sulfate kết hợp với các cation hoá trò 2. Chính độ cứng này là nguyên nhân gây đóng cặn và ăn mòn đường ống và các nồi nấu, nồi chưng cất. 1.2.3. Độ cứng toàn phần: BẢNG PHÂN LOẠI NƯỚC CỨNG Phân loại độ cứng Mg/l CaCO 3 US Quốc tế Mềm Tương đối mềm Hơi cứng Tương đối cứng Cứng Rất cứng 0 – 60 61 – 120 121 – 180 > 180 0 – 50 51 – 100 101 – 150 151 – 200 201 – 300 >300 Độ cứng toàn phần của nước bằng tổng hàm lượng của ion canxi và magiê có trong nước. Người ta chia độ cứng toàn phần ra: độ cứng cacbonat (độ cứng tạm thời) tính bằng tổng hàm lượng ion Ca 2+ và Mg 2+ trong muối cacbonat và hydrocacbonat canxi, hrocacbonat magiê. Độ cứng không cacbonat (độ cứng vónh cửu) tính bằng tổng hàm lượng ion Ca 2+ và Mg 2+ trong các muối axit mạnh của Canxi và Magiê . Nếu như trong nước hàm lượng của ion HCO 3 - > Ca 2+ + Mg 2+ (mgdl/l) thì trò số của độ cứng cacbonat bằng tổng hàm lượng của ion canxi và magiê. Lượng dư HCO 3 - là cacbonat natri (Na 2 CO 3 ) và cacbonat kali (K 2 CO 3 ). Nếu như trong nước hàm lượng của ion HCO 3 - < Ca 2+ + Mg 2+ (mgdl/l) thì trò số của độ cứng cacbonat bằng tổng nồng độ ion HCO 3 - . Nếu biểu thò nồng độ ion Ca 2+ , Mg 2+ và HCO 3 - bằng mg/l thì độ cứng tổng và các độ cứng thành phần được tính theo các công thức sau ( tính bằng mili đương lượng gam trong một lít nước, mgđl/l) Độ cứng toàn phần:C o SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO 3 ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3 /ngày. Ca 2+ Mg 2+ C o = + 20,04 12,16 Độ cứng cacbonat: C k_ Ca 2+ Mg 2+ HCO 3 - Khi + > 20,04 12,16 61,02 HCO 3 - ⇒ C k = 61,02 Ca 2+ Mg 2+ HCO 3 - Khi + < 20,04 12,16 61,02 Ca 2+ Mg 2+ ⇒ C k = C o = + 20,04 12,16 Độ cứng phi cacbonat (độ cứng vónh cửu) C v = C o - C k Độ cứng canxi: Ca 2+ C Ca = 20,04 Độ cứng Magiê: Mg 2+ C Mg = 12,16 Giới hạn cho phép của độ cứng trong nước ăn uống, sinh hoạt theo quy phạm không vượt quá 7mgđl/l. 1.3. Các đơn vò đo độ cứng: Độ Đức: °dH = 10mg CaO hoặc 7,14 mg MgO hoà tan trong 1 lít nước. Độ Pháp: °f = 10mg CaO hoà tan trong 1 lít nước. Độ Anh: °e = 10mg CaO hoà tan trong 0,7lít nước. Việt Nam dùng đơn vò đo độ cứng là mili đương lượng trong 1 lít (mgđl/l) 1mgđl/l = 2,8°dH 1.4. Các vấn đề của nước cứng: Mặc dù nước cứng không ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Nhưng khi sử dụng, nước cứng thường gây nên nhiều tác hại cho người sử dụng: làm tốn nhiều xà phòng và chất tẩy, tạo ra cặn kết bám vững chắc bên trong đường ống, thiết bò công nghiệp làm giảm khả năng hoạt động và tuổi thọ của chúng. Khử cứng (làm SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO 4 ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3 /ngày. mềm nước) thực chất là quá trình xử lý giảm hàm lượng canxi và magiê nhằm hạ độ cứng của nước xuống đến mức cho phép. 1.5.Các phương pháp khử cứng (làm mềm nước): có 4 phương pháp khử cứng: + Phương pháp hóa học : Làm mềm nước bằng hóa chất bằng cách pha các hóa chất khác nhau vào nước để kết hợp với ion Ca 2+ và Mg 2+ tạo thành các hợp chất không tan trong nước. + Phương pháp nhiệt: đun nóng hoặc chưng cất nước. + Phương pháp trao đổi ion: lọc nước cần làm mềm qua lớp cationit có khả năng trao đổi ion Na + hoặc H + có trong thành phần của hạt cationit với ion Ca 2+ và Mg 2+ hòa tan trong nước và giữ chúng lại trên bề mặt của các hạt lớp vật liệu lọc. + Phương pháp tổng hợp: là phương pháp phối hợp hai trong ba phương pháp kể trên (phương pháp thứ nhất và thứ hai, hoặc thứ nhất và thứ ba…). + Lọc qua màng bán thấm, thẩm thấu ngược (RO). 1.6. Tiêu chuẩn nước đầu ra: Tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt. (Tiêu chuẩn tạm thời ban hành kèm theo QĐ số 505 BYT/QĐ ngày 13.4.1992) Các chỉ tiêu về chất lượng nước Đối với các đô thò Độ trong, sneller (cm) Độ màu, thang màu cobalt (độ) Mùi, vò (đậy kín sau khi đun 40° - 50°) Hàm lượng cặn không tan (mg/l) Hàm lượng cặn sấy khô (mg/l) Độ pH Độ cứng toàn phần (mđlg) Nitrat (mg/l) Nitrit (mg/l) Muối mặn(mg/l) Vùng ven biển Vùng nội đòa Sắt (mg/l) Mangan(mg/l) Canxi (mg/l) Clo dư (mg/l) : Đầu nguồn Cuối nguồn >30 <10 Không ≤ 3 <1000 6,5 – 8,5 5 <6 0 <400 70 – 100 <0,3 <0,2 75 -100 0,5 – 1 >0,05 SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO 5 ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3 /ngày. Chương 2: THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20.000m 3 /ngày đêm. 2.1. Lựa chọn nguồn nước: Nước ngầm : được khai thác từ các tầng chứa nước dưới đất, chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào thành phần khoáng hóa và cấu trúc đòa tầng mà nước thấm qua. Do vậy, nước chảy qua các đòa tầng chứa cát và granit thường có tính axít và chứa ít chất khoáng. Khi nước ngầm chảy qua đòa tầng chứa đá vôi thì nước thường có độ cứng và độ kiềm hrocacbonat khá cao. Ngoài ra đặc trưng chung của nước ngầm là: • Độ đục thấp; • Nhiệt độ và thành phần hóa học tương đối ổn đònh; • Không có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí như: CO 2 , H 2 S…. • Chứa nhiều khoáng chất hòa tan chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magiê, flo. • Không có hiện diện của vi sinh vật. 2.2. Các thông số thiết kế : Thông số Đơn vò Giá trò t° °C 25 pH 5.5 Ca 2+ mg/l 250 Mg 2+ mg/l 50 Fe 2+ mg/l 5 HCO 3 - mg/l 150 SO 4 2- mg/l 336 Cl - mg/l 125,67 Na + mg/l 28.06 CO 2 mg/l 22 2.3. Lựa chọn công nghe ä: Ở đây, khử cứng để cấp nước sinh hoạt ta sử dụng phương pháp hóa chất. Làm mềm nước bằng vôi và sa là phương pháp có hiệu quả đối với thành phần ion bất SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO 6 ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3 /ngày. ký của nước. Khi cho vôi vào nước khử được độ cứng canxi và magiê ở mức tương đương với hàm lượng của ion hrocacbonat trong nước. Nếu cho thêm vôi vào nước sau khi đã chuyển tất cả CO 2 và ion hrocacbonat thành ion cacbonat và để lắng xuống dưới dạng hợp chất CaCO 3 thì tuy trong nước có tạo ra cặn không tan Mg(OH) 2 làm giảm độ cứng magiê, nhưng tổng độ cứng lúc đó không giảm vì Ca 2+ của vôi mới cho vào thay ion Mg 2+ kết hợp với anion của các axít mạnh tạo thành muối canxi của các axit mạnh tan trong nước. Độ cứng toàn phần: Ca 2+ Mg 2+ 250 50 C o = + = + =16,6(meq/l) 20,04 12,16 20,04 12,16 Điều kiện: Ca 2+ Mg 2+ + = 16,6 (meq/l) 20,04 12,16 HCO 3 - 150 = = 2,46 (meq/l) 61,02 61,02 Ca 2+ Mg 2+ HCO 3 - ⇒ + > 20,04 12,16 61,02 Suy ra độ cứng cacbonat: HCO 3 - C k = = 2,46 (meq/l) 61,02 Độ cứng canxi: Ca 2+ C Ca = = 12,5 (meq/l) 20,04 Độ cứng Magiê: Mg 2+ C Mg = = 4,1(meq/l) 12,16 Trong trường hợp này, các ion Ca 2+ và Mg 2+ còn dư nằm trong dạng kết hợp với anion của axít mạnh, ngoài vôi phải cho thêm vào nước hóa chất có chứa ion CO 3 2- để chuyển lượng ion dư Ca 2+ của vôi thành hợp chất không tan CaCO 3 . Trong thực tế xử lý nước thường dùng sa Na 2 CO 3 . Khi cho Na 2 CO 3 vào nước ion Ca 2+ còn dư sẽ chuyển thành cặn theo phản ứng: CaSO 4 + Na 2 CO 3  CaCO 3 ↓ + Na 2 SO 4 CaCl 2 + Na 2 CO 3  CaCO 3 ↓ + 2NaCl Còn Magiê chuyển thành cặn do cho thêm vôi vào theo phản ứng: MgSO 4 + Ca(OH) 2  Mg(HO) 2 ↓ + CaSO 4 SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO 7 ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3 /ngày. MgCl 2 + Ca(OH) 2  Mg(HO) 2 ↓ + CaCl 2 Quy trình công nghệ 2.4. Thuyết minh quy trình: Đối với quy trình khử cứng nguồn nước ngầm cho sinh hoạt, ở đây ta chọn xử lý bằng hóa chất vì yêu cầu khử cứng trong nước cấp sinh hoạt không cao khoảng 500mg/l CaCO 3 và xử lý bằng hóa chất rẻ tiền và khá hiệu quả. Trong quá trình này, đầu tiên, chúng ta có thể sử dụng giàn mưa hoặc tháp oxy hoá để khử sắt, mangan, các loại khí và mùi có trong nước ngầm. - Nếu sử dụng giàn mưa thì tốn diện tích cũng như chi phí xây dựng ban đầu nhưng khi đi vào hoạt động thì việc quản lý tương đối dễ dàng và thuận tiện. Việc duy tu, bảo dưỡng và vệ sinh đònh kỳ giàn mưa cũng không gặp nhiều khó khăn, cần tiến hành vệ sinh thường xuyên do các cặn sắt dễ dàng bám trên các sàn tung làm chít các lỗ dẫn đến làm giảm hiệu quả giàn mưa. - Nếu sử dụng tháp oxy hóa thì ngược lại là ta sẽ tiết kiệm được mặt bằng xây dựng, chi phí xây dựng ban đầu nhưng khi vận hành thì tốn chi phí nhiều hơn so bới sử dụng giàn mưa (do phải cung cấp điện năng để hoạt động máy thổi khí trong tháp oxy hóa), quản lý cũng gặp khó khăn hơn, việc duy tu, bảo dưỡng cũng khó khăn do lâu ngày cặn sắt dễ bám chít trên lớp vật liệu tiếp xúc (hoặc sàn tiếp xúc), lúc này phải ngừng hoạt động của tháp để tiến hành vệ sinh. Vì vậy, trong quy trình này sử dụng giàn mưa để khử sắt, CO 2 và khuếch tán Oxy vào nước. Sau quá trình làm thoáng là quá trình châm hóa chất ( ở đây sử dụng clo và vôi). Hóa chất thường được châm ngay sau khi làm thoáng cũng có khi hóa chất SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO Giàn mưa Bể trộn Cơ khí Lắng tiếp xúc Tái Carbonic Lọc Bể chứa Clo Vôi và sa Phèn Bể nén bùn Khử nước Bùn khô 8 ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3 /ngày. được châm trước khi làm thoáng nhưng điều này thường không có lợi bởi vì trong nước ngầm thường có một số khí do quá trình phân hủy kò khí trong đất sinh ra như H 2 S… nên nếu cho hóa chất vào trước khi làm thoáng thì sẽ hao tốn thêm hóa chất để khử các chất này, trong khi các hóa chất này thường là các chất khí dễ dàng bò khử qua làm thoáng. Clo cho vào nước nhằm mục đích là oxy hóa Fe 2+ thành Fe 3+ thủy phân thành Fe(OH) 3 , còn vôi cho vào nước mục đích để nâng pH và nâng độ kiềm trong nước tạo môi trường cho phản ứng oxy hoá và thủy phân sắt diễn ra dễ dàng và đồng thời để khử độ cứng magiê trong giai đoạn này (ở đây độ cứng toàn phần không giảm do khử 1 ion Mg 2+ thì tạo 1 ion Ca 2+ ). Nhưng lượng hóa chất ở đây cho vào phải đảm bảo khử hết Fe 2+ có trong nước và đảm bảo pH ≅ 10.8 để tạo điều kiện cho Mg(OH) 2 và CaCO 3 kết tủa. Sau khi cho hóa chất vào thì ta phải tiến hành trộn đều nước và hóa chất để phản ứng diễn ra thuận lợi. Các công trình dùng để trộn hóa chất có thể chia làm hai loại là: khuấy trộn bằng cơ học và khuấy trộn bằng thủy lực và có các loại công trình như sau: bể trộn sử dụng cánh khuấy, trộn ngay trên đường ống, bể trộn đứng, bể trộn có tấm chắn khoan lỗ, bể trộn có vách ngăn thu hẹp… trong các công trình dùng khuấy trộn hóa chất như trên thì nên sử dụng bể trộn cơ khí vì công suất xử lý ở đây khá lớn và thời gian lưu nước trong bể trộn cơ khí không cao nên thể tích của bể nhỏ dễ vận hành, còn nếu sử dụng bể trộn đứng thì thời gian trộn vôi trong bể lâu hơn và thể tích bể khá lớn nên khó vận hành. Vì vậy, sử dụng bể trộn cơ khí trong hệ thống xử lý này là hoàn toàn hợp lý. Sau khi trộn đều với hóa chất, nước được đưa sang công trình kế tiếp là công trình lắng tiếp xúc. Mục đích của công trình này là tạo thời gian để các phản ứng diễn ra và đồng thời thu hồi các cặn của các phản ứng này. Đối với xử lý nước công suất lớn, thì ta nên sử dụng bể lắng tiếp xúc và thời gian lưu nước trong bể lắng tốt nhất là khoảng 1 – 4h. Với bể lắng tiếp xúc dùng để khử cứng thì thời gian như thế mới đủ đảm bảo cho phản ứng diễn ra và đảm bảo thời gian cho các cặn kết tủa lắng trong bể. Ta chọn công trình sử dụng kế tiếp sau bể trộn đứng là bể lắng tiếp xúc. Sau khi ra khỏi bể lắng tiếp xúc nước tiếp tục đi sang công trình cuối cùng trong hệ thống xử lý đó là bể lọc. Bể lọc có nhiệm vụ giữ lại các cặn còn sót lại sau bể lắng đồng thời giữ lại một phần CaCO 3 , Mg(OH) 2 bão hoà. Đối với hệ thống xử lý nước có công suất lớn người ta thường sử dụng bể lọc nhanh với vận tốc lọc khoảng 5 – 8 m/h. Ở đây, ta cũng có thễ sử dụng bể lọc áp lực với vận tốc lọc > 10m/h nhưng nếu sử dụng bể lọc này sẽ tốn chi phí đầu tư cao đồng thời chi phí bảo trì, sửa chữa cũng là một vấn đề, loại bể này thường được sử dụng ở những nơi thiếu diện tích. Bể lọc áp lực do bể lọc kín, khi rửa không quan sát được nên không khống chế được lượng cát mất đi, bể lọc làm việc kém hiệu quả dần, và khi mất điện đột ngột, nếu van một chiều bò hỏng hay rò nước, xảy ra tình trạng rửa ngược, đưa cát lọc về bơm. Vì vậy, ở đây ta nên sử dụng bể lọc nhanh để lọc nước cuối cùng vì hệ thống xử lý đơn giản, dễ quản lý, chi phí đầu tư thấp. SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO 9 ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3 /ngày. Nước xử lý được châm Clo trước khi đưa vào bể chứa với mục đích khử trùng. 2.5. Tính toán lượng hóa chất:  Tính nồng độ CO 2 còn lại sau khi làm thoáng: Khử CO 2 – trò số K 2 t theo kết quả thực nghiệm ở bảng (9.3 sách Xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt và công nghiệp của TS Trònh Xuân Lai), có K 2 t toàn dàn là: K 2 t – trò số khử khí CO 2 , hấp thụ khí Oxy. K 2 t = K 2 t 1 + 2 x K 2 t 2 = 0,357 + 2 x 0,431 = 1,219.  Lượng CO 2 còn lại trong nước sau làm thoáng : C = C S – (C S – C O ) e -K 2 t ; Trong đó: C S : nồng độ hòa tan bão hòa của khí CO 2 ; C S = 1 mg/l. C O : nồng độ CO 2 ban đầu; C O = 22 mg/l C = 1 – ( 1 – 22)e -1,219 = 7,2 mg/l = 0,33(meq/l)  Hiệu quả làm thoáng khí CO 2 : C O – C 22 – 7,2 R = = = 67,3% C O 22 Tính toán lượng hóa chất sau khi làm thoáng: Ca 2+ =250mg/l = 12,5 (meq/l) Mg 2+ =50 mg/l =4,1(meq/l) HCO 3 - =150 mg/l = 2,46 (meq/l) SO 4 2- =336mg/l =7(meq/l) Cl - =125,67mg/l = 3,54(meq/l) Na + = 32,2mg/l = 1,4 (meq/l) CO 2 =0,33meq/l Yêu cầu đầu ra của nước là : độ cứng = 5meq/l, Ca 2+ = 5meq/l, Mg 2+ = 0meq/l. Lượng Ca 2+ cần xử lý là: 12,5 – 5 = 7,5meq/l 0,33 0,51 7,83 11,93 13,3 C O 2 F e Ca 2+ Mg 2+ Na + HCO 3 - SO 4 2- Cl - 0,33 2,79 9,79 13,3 0,33CO 2 + 0,33 CaO  0,33 CaCO 3 ↓ 0,18(Fe + 2HCO 3 ) + 0,18 CaO  0,18 Fe(oH) 3 ↓ 2,28 (Ca + 2HCO 3 ) + 2,28 CaO  2,28 CaCO 3 ↓ 5,22 (Ca + SO 4 ) + 5,22 Na 2 CO 3  5,22 CaCO 3 ↓ + 5,22 (2Na + SO 4 ) SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO 10 [...]... của nước thô và phương pháp xử lý Nồng độ cặn đã nén δc (g/m3) sau T (giờ) dưới lớp nước chiều cao Ho của bể lắng 2 4 6 8 12 >24 Cặn tạo ra khi lắng nước đã đánh phèn có hàm lượng Từ 10 -100mg/l 5000 7000 8000 8500 9500 Từ 100 – 500mg/l 17000 20000 24000 25000 Từ 500 – 1000mg/l 20000 25000 27000 29000 Cặn tạo ra khi làm mềm nước bằng vôi và sa Có độ cứng magiê nhỏ hơn 25% độ cứng toàn phần Có độ cứng. .. khí  Sàn và ống thu nước: Sàn thu nước được đặt dưới đáy giàn mưa Có độ dốc từ 0,02 - 0,05 về phía ống dẫn nước xuống bể trộn Theo quy phạm vận tốc nước xuống bể trộn là: v = 1 - 1,5m/s, chọn v = 1,2m/s  Đường kính ống dẫn nước từ sàn thu xuống bể trộn: 4xQ 4 x 83,33 D= = = 0,157(m) πxv π x 1,2 x 3600 SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO 14 ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3/ngày... liệu lọc, để đảm bảo vật liệu lọc không bò xáo trộn Cường độ rửa nước lấy từ 15 - 16 l/s.m 2 Thời gian rửa từ 6 - 8 phút với mức độ trương nở của lớp vật liệu lọc e=50%  Tính toán số bể lọc và diện tích mỗi bể lọc: Diện tích của các bể lọc để xử lý công suất 20000m3/ngày Q F= (m2) T.vbt – 3,6 W t1 – a.t2 vbt Trong đó: Q: công suất trạm xử lý (m3/ngày): Q = 20000 m3/ngày T: thời gian làm việc bình thường... bê tông cốt thép  Xác đònh tổn thất áp lực khi rửa lọc: SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO 31 ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3/ngày  Tổn thất qua lỗ hệ thống phân phối nước rửa tính theo công thức(7.93 sách Xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt và công nghiệp của TS Trònh Xuân Lai) 2,2 vc2 vn2 h2 = +1 + 2 Kω 2g 2g Kω: tỉ số giữa tổng diện tích các lỗ trên ống hoặc máng... đỡ (tính theo công thức 7.94 trong sách Xử lý nước thiên nhiên cấp nước cho sinh hoạt và công nghiệp của TS Trònh Xuân Lai) h3 = L + 0,061xhđ x W L: chiều dày lớp vật liệu lọc; L = 1m hđ: chiều dày lớp sỏi đỡ; hđ = 0,7m W: cường độ rửa; W =15l/s.m2 = 54m3/m2h h3 = 1 + 0,061 x 0,7 x 54 = 3,3m Tổn thất trên đường ống dẫn từ bơm rửa đến bể lọc; QR = 0,4125 m3/h Giả sử chiều dài ống dẫn nước rửa lọc là... thấp áp lực của bơm đưa nước lên đài chứa: HB = H1 + H2 H1 : cao độ hình học từ đáy bể chứa nước sạch đến miệng ống tràn của đài chứa rửa lọc SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO 33 ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3/ngày H1 = h1 + h2 + h3 + h4 Trong đó: h1: chiều cao mực nước trong đài chứa rửa lọc; h1 = 3m; h2: chiều cao từ đáy đài rửa lọc đến mép máng thu nước rửa trong bể lọc,... dẫn nước xả khi rửa lọc rộng A = 0,75m, đặt sâu dưới đáy bể lọc h m = 0,75m  Chiều cao mép máng thu nước rửa lọc tính từ đáy bể lọc lên H1 = hm + hvl + hs = 0,75 + 1 + 0,7 = 2,45m  Đáy mương tập trung cách đáy bể lọc tính từ đáy bể lọc : H2 = H1 – hm – Hm Hm = 0,58 (m) : chiều cao toàn bộ máng H2 = 2,45 – 0,75 – 0,58 = 1,12m Ống xả cặn đặt thẳng từ đáy mương thu nước tập trung đến mương tháo nước. .. bảng 5.3/174 sách Xử lý nước cấp” (ts Nguyễn Ngọc Dung): ftx = 120 m2/m3  SVTH: NGUYỄN THỊ THANH THẢO 12 ĐỒ ÁN – THIẾT KẾ HTCN SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3/ngày Ftx = 120 x 75,6 = 9072m2  Chiều cao của mỗi tầng là: 0,8m  Chiều cao của ngăn thu là : 0,6m  Chiều cao tổng cộng mỗi ngăn: 0,8 +0,8 +0,8 +0,6 = 3m  Tính toán đường ống dẫn lên nước lên giàn mưa: Lưu lượng nước lên mỗi ngăn... KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3/ngày 1000 1000 Thời gian rửa: t1 = 0,117 (h) Chọn tốc độ nước chảy trong ống theo quy phạm là vR =1, 2m/s Tiết diện ống dẫn nước rửa đến bể lọc: QR 0,4125 S= = = 0,344 (m2) vR 1,2  Đường kính ống dẫn nước lên bể lọc là: 4xS 4x0,344 D= = = 0,662 (m) π 3,14 Chọn đường kính ống dẫn nước đến bể lọc là: D = 670mm Đường kính ngoài ống chính: d = 700mm Kiểm tra lại vận tốc nước. .. SINH HOẠT KHỬ CỨNG VỚI CÔNG SUẤT 20000m 3/ngày 4: chiều sâu mức nước trong bể chứa (m) 3,5: độ chênh mực nước giữa bể lọc và bể chứa (m) 2: chiều cao lớp nước trong bể lọc (m) 0,75: khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến mép máng (m)  Tổng áp lực cần thiết của bơm rửa: Hb = Ht + Hh = 9,13 + 6,25 = 15,38m =15,4m Hiệu suất trạm bơm: η = 0,8 Chọn bơm rửa có lưu lượng Q = 0,4125 m3/s, H = 15,4m Công suất của