nhóm 1- CNXL NƯỚC CẤP TỪ NƯỚC MẶT-D13MT01

ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP TỪ NGUỒN NƯỚC MẶT ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP TỪ NGUỒN NƯỚC MẶT NHÓM Thành viên nhóm: Phạm Duy Khánh Bùi Thị Thảo Nguyễn Tấn Đạt Hoàng Thị Minh Thư Ngô Minh Phương GVGD: Đào Minh Trung MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC SƠ ĐỒ DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Song chắn rác cớ định CHƯƠNG I: TỞNG QUAN 1.1 Tổng quan về nước mặt 1.1.1 Định nghĩa Nước mặt từ ngữ dùng để loại nước lưu thông chứa bề mặt lục địa, mặt nước tiếp xúc với khơng khí như: nước ao, hồ, sông, suối, … Nước cấp nước sau xử lý cở sở xử lý nước qua trạm cung cấp nước từ trạm nước cung cấp cho người tiêu dùng Mục đích q trình xử lý nước - Cung cấp số lượng nước đầy đủ an toàn mặt hoá học, vi trùng học để thỏa mãn nhu cầu ăn uống, sinh hoạt, dịch vụ, sản xuất công nghiệp phục vụ sinh hoạt công cộng đối tượng dùng nước - Cung cấp nước có chất lượng tốt, ngon, khơng chứa chất gây vẩn đục, gây màu, mùi, vị nước - Cung cấp nước có đủ thành phần khống chất cần thiết cho việc bảo vệ sức khoẻ người tiêu dùng - Chất lượng nước sau xử lý đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh chất lượng nước cấp cho ăn uống sinh hoạt ( theo QCVN 01/2008/BYT về chất lượng nước ăn uống và QCVN 02/2008/BYT về chất lượng nước sinh hoạt) 1.1.2 Đặc tính chung nước mặt Nước sông: Là nguồn chủ yếu để cấp nước, nước sơng có đặc điểm sau : - Giữa mùa có chênh lệch lớn mực nước, lưu lượng, hàm lượng cặn nhiệt độ nước - Hàm lượng muối khoáng sắt nhỏ nên thích hợp sử dụng cho cơng nghiệp giấy, dệt nhiệt điện - Độ đục cao nên việc xử lý phức tạp tốn - Nước sông nguồn tiếp nhận nước mưa loại nước thải chịu ảnh hưởng trực tiếp mơi trường bên ngồi Nước suối: Đặc điểm bật nước suối không ổn định chất lượng, mực nước, lưu lượng, vận tốc dòng chảy mùa lũ mùa kiệt Về mùa lũ nước suối thường đục có dao động đột biến mực nước vận tốc dịng chảy, mùa khơ nước suối mực nước lại thấp 1.1.3 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước mặt Thành phần nước mặt bao gồm yếu tố hóa lí vi sinh Do để đánh giá chất lượng nước mặt dựa vào yếu tố hóa lí vi sinh Các chỉ tiêu dùng để đánh giá chất lượng nước 1.1.3.1 Các tiêu lý học • Nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng đến độ pH, đến q trình hóa học sinh hóa xảy nước Nhiệt độ phụ thuộc nhiều vào môi trường xung quanh, vào thời gian ngày, vào mùa năm… Nước mặt có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ mơi trường Ví dụ: Miền Bắc Việt Nam nhiệt độ nước thường dao động từ 13 oC đến 34o C, nhiệt độ nguồn nước mặt Miền Nam tương đối ổn định (26 - 29oC) • Độ màu Độ màu thường chất bẩn nước tạo nên: Các hợp chất sắt, mangan khơng hịa tan làm nước có màu nâu đỏ, chất mùn humic gây màu vàng, loại thủy sinh tạo cho nước màu xanh Nước bị nhiễm bẩn nước thải sinh hoạt hay cơng nghiệp thường có màu xanh đen Nước ngun chất khơng có màu Màu sắc mang tính chất cảm quan gây nên ấn tượng tâm lý cho người sử dụng Đơn vị đo độ màu thường dùng độ theo thang màu platin – coban Nước thiên nhiên thường có độ màu thấp 200 độ (PtCo) Độ màu biểu kiến nước thường chất lơ lửng nước tạo dễ dàng bị loại bỏ phương pháp lọc Trong đó, để loại bỏ màu thực nước phải dùng biện pháp hóa lý kết hợp • Độ đục Nước môi trường truyền ánh sang tốt, nước có vật lạ chất huyền phù, hạt cặn đất, cát, vi sinh vật…thì khả truyền ánh sáng bị giảm Nước có độ đục lớn chứng tỏ chứa nhiều cặn bẩn Đơn vị đo độ đục NTU, JTU đơn vị NTU FTU tương đương Nước mặt thường có độ đục 20 - 100 NTU, mùa lũ có cao đến 500 - 600 NTU Nước dùng để ăn uống thường có độ đục không vượt NTU Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), độ đục xác định chiều sâu lớp nước thấy (gọi độ trong) mà độ sâu người ta đọc hàng chữ tiêu chuẩn Độ đục thấp chiều sâu lớp nước thấy lớn Nước gọi mức độ nhìn sâu lớn 1m (hay độ đục nhỏ 10 NTU) • Tổng hàm lượng chất rắn (TS) Các chất rắn nước chất tan không tan Các chất bao gồm chất vô lẫn chất hữu Tổng hàm lượng chất rắn (TS : Total Solids) lượng khơ tính mg phần cịn lại sau làm bay lít mẫu nước nồi cách thủy sấy khô 105oC khối lượng khơng đổi (đơn vị tính mg/L) • Tổng hàm lượng chất lơ lửng (SS) Các chất rắn lơ lửng (các chất huyền phù) chất rắn không tan nước Hàm lượng chất lơ lửng (SS : Suspended Solids) lượng khơ phần chất rắn cịn lại giấy lọc sợi thủy tinh lọc lít nước mẫu qua phễu lọc sấy khô 105oC khối lượng khơng đổi Đơn vị tính mg/L • Tổng hàm lượng chất hòa tan (DS) Các chất rắn hòa tan chất tan nước, bao gồm chất vô lẫn chất hữu Hàm lượng chất hòa tan DS (Dissolved Solids) lượng khô phần dung dịch qua lọc lọc lít nước mẫu qua phễu lọc có giấy lọc sợi thủy tinh sấy khô 105oC khối lượng khơng đổi Đơn vị tính mg/L DS = TS – SS • Tổng hàm lượng chất dễ bay Để đánh giá hàm lượng chất hữu có mẫu nước, người ta cịn sử dụng khái niệm tổng hàm lượng chất không tan dễ bay (VSS : Volatile Suspended Solids), tổng hàm lượng chất hòa tan dễ bay (VDS : Volatile Dissolved Solids) Hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay VSS lượng nung lượng chất rắn huyền phù (SS) 550oC khối lượng không đổi (thường qui định khoảng thời gian định) Hàm lượng chất rắn hòa tan dễ bay VDS lượng nung lượng chất rắn hòa tan (DS) 550oC khối lượng không đổi (thường qui định khoảng thời gian định) • Mùi vị Mùi nước thường hợp chất hóa học, chủ yếu hợp chất hữu hay sản phẩm từ trình phân hủy vật chất gây nên Nước thiên nhiên có mùi hay thối, mùi đất Nước sau khử trùng với hợp chất clo bị nhiễm mùi clo hay clophenol Tùy theo thành phần hàm lượng muối khống hịa tan nước có vị mặn, ngọt, chát, đắng… • Độ nhớt Độ nhớt đại lượng biểu thị lực ma sát nội, sinh trình dịch chuyển lớp chất lỏng với Đây yếu tố gây nên tổn thất áp lực đóng vai trị quan trọng q trình xử lý nước Độ nhớt tăng hàm lượng muối hòa tan nước tăng, giảm nhiệt độ tăng • Độ dẫn điện Nước có tính dẫn điện Nước tinh khiết 20 oC có độ dẫn điện 4,2µS/m Độ dẫn điện nước tăng theo hàm lượng chất khống hịa tan nước, dao động theo nhiệt độ Thông số thường dùng để đánh giá tổng hàm lượng chất khống hịa tan nước • Tính phóng xạ Tính phóng xạ nước phân hủy chất phóng xạ có nước tạo nên Nước ngầm thường nhiễm chất phóng xạ tự nhiên, chất có thời gian bán phân hủy ngắn nên nước thường vô hại Tuy nhiên bị nhiễm bẩn phóng xạ từ nước thải khơng khí tính phóng xạ nước vượt giới hạn cho phép Hai thơng số tổng hoạt độ phóng xạ α β thường dùng để xác định tính phóng xạ nước Trong hạt α bao gồm proton nơtron có lượng xuyên thấu nhỏ, xuyên vào thể sống qua đường hơ hấp tiêu hóa, gây tác hại cho thể tính ion hóa mạnh Các hạt β có khả xuyên thấm mạnh hơn, dễ bị ngăn lại lớp nước gây tác hại cho thể 1.1.3.2 Các tiêu hoá học • Hàm lượng oxy hịa tan Oxy hịa tan nước (DO : Dissolved Oxygen) không tác dụng với nước mặt hóa học Hàm lượng DO nước phụ thuộc nhiều yếu tố áp suất, nhiệt độ, thành phần hóa học nguồn nước, số lượng vi sinh, thủy sinh vật Hàm lượng oxigen hòa tan số đánh giá “tình trạng sức khỏe” nguồn nước Mọi nguồn nước có khả tự làm nguồn nước cịn đủ lượng DO định Khi DO xuống đến khoảng – mg/L, số sinh vật sống nước giảm mạnh Nếu hàm lượng DO thấp, chí khơng cịn, nước có mùi trở nên đen nước lúc diễn chủ yếu q trình phân hủy yếm khí, sinh vật sống nước Hàm lượng DO có quan hệ mật thiết đến thông số COD BOD nguồn nước Nếu nước hàm lượng DO cao, trình phân hủy chất hữu xảy theo hướng háo khí (aerobic), cịn hàm lượng DO thấp, chí khơng cịn q trình phân hủy chất hữu nước xảy theo hướng yếm khí (anaerobic) • Nhu cầu oxy hóa học Nhu cầu oxy hóa học (COD : Chemical Oxygen Demand) lượng oxy cần thiết để oxy hóa chất hữu nước Các chất hữu nước có hoạt tính hóa học khác Khi bị oxy hóa khơng phải tất chất hữu chuyển hóa thành nước CO2 nên giá trị COD thu xác định phương pháp KMnO K2Cr2O7 thường nhỏ giá trị COD lý thuyết tính tốn từ phản ứng hóa học đầy đủ Mặt khác, nước tồn số chất vơ có tính khử (như S2-, NO2-, Fe2+ …) phản ứng với KMnO4 K2Cr2O7 làm sai lạc kết xác định COD Như vậy, COD giúp phần đánh giá lượng chất hữu nước bị oxy hóa chất hóa học (tức đánh giá mức độ nhiễm nước) • Nhu cầu oxy sinh hóa Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD : Biochemical Oxygen Demand) lượng oxy cần thiết để vi khuẩn có nước phân hủy chất hữu Tương tự COD, BOD tiêu dùng để xác định mức độ nhiễm bẩn nước (đơn vị tính mgO2/L) Trong mơi trường nước, q trình oxy hóa sinh học xảy vi khuẩn sử dụng oxy hịa tan để oxid hóa chất hữu chuyển hóa chúng thành sản phẩm vô bền CO2, CO32-, SO42-, PO43- NO3- • Độ cứng nước Độ cứng nước gây nên ion đa hóa trị có mặt nước Chúng phản ứng với số anion tạo thành kết tủa Các ion hóa trị khơng gây nên độ cứng nước Trên thực tế ion Ca 2+ Mg2+ chiếm hàm lượng chủ yếu ion đa hóa trị nên độ cứng nước xem tổng hàm lượng ion Ca 2+ Mg2+ Người ta phân biệt loại độ cứng khác : + Độ cứng carbonat (thường ký hiệu CH : Carbonate Hardness): độ cứng gây hàm lượng Ca2+ Mg2+ tồn dạng HCO3- Độ cứng carbonat gọi độ cứng tạm thời bị đun sôi + Độ cứng phi carbonat (thường ký hiệu NCH : Non-Carbonate Hardness) độ cứng gây hàm lượng Ca 2+ Mg2+ liên kết với anion khác HCO3- SO42- , Cl-…Độ cứng phi carbonat gọi độ cứng thường trực hay độ cứng vĩnh cữu • Độ pH nước PH có định nghĩa mặt tốn học : pH = -log[H+] pH tiêu cần xác định để đánh giá chất lượng nguồn nước Sự thay đổi pH dẫn tới thay đổi thành phần hóa học nước (sự kết tủa, hòa tan, cân carbonat…), trình sinh học nước Giá trị pH nguồn nước góp phần định phương pháp xử lý nước pH xác định máy đo pH phương pháp chuẩn độ • Độ kiềm nước Độ kiềm toàn phần tổng hàm lượng ion HCO 3-, CO32- , OH- có nước Độ kiềm nước tự nhiên thường gây nên muối acid yếu, đặc biệt muối carbonat bicarbonat Độ kiềm gây nên diện ion silicat, borat, phosphat… số acid bazơ hữu nước, hàm lượng ion thường so với ion HCO 3-, CO32-, OHnên thường bỏ qua Khái niệm độ kiềm độ acid tiêu quan trọng để đánh giá động thái hóa học nguồn nước vốn luôn chứa carbon dioxid muối carbonat Độ kiềm định nghĩa lượng acid mạnh cần để trung hòa để đưa tất dạng carbonat mẫu nước dạng H2CO3 Người ta phân biệt độ kiềm carbonat (còn gọi độ kiềm m hay độ kiềm tổng cộng T phải dùng metyl cam làm chất thị chuẩn độ đến pH = 4,5 liên quan đến hàm lượng ion OH-, HCO3- CO32- ) với độ kiềm phi carbonat (còn gọi độ kiềm p phải dùng phenolphtalein làm chất thị chuẩn độ đến pH = 8,3 liên quan đến ion OH-) Hiệu số độ kiềm tổng m độ kiềm p gọi độ kiềm bicarbonat • Độ oxi hóa (mg/l O2 hay KMnO4) Là lượng oxi cần thiết để oxi hóa hết hợp chất hữu có nước Chỉ tiêu oxi hóa đại lượng để đánh giá sơ mức độ nhiễm bẩn nguồn nước Độ oxi hóa nguồn nước cao, chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn chứa nhiều vi trùng • Hàm lượng sunfat clorua (mg/lít) Ion SO42- có nước khống chất có nguồn gốc hữu Với hàm lượng lớn 250 mg/l gây tổn hại cho sức khỏa người Ở điều kiện yếm khí, SO42- phản ứng với chất hữu tạo thành khí H2S có độc tính cao Clor tồn nước dạng Cl- Nói chung mức nồng độ cho phép hợp chất clor khơng gây độc hại, với hàm lượng lớn 250 mg/lít làm cho nước có vị mặn Nước có nhiều Cl- có tính xâm thực xi măng • Hàm lượng sắt Sắt tồn dạng hòa tan nước ngầm dạng muối Fe 2+ HCO3-, SO42-, Cl-…, cịn nước bề mặt, Fe2+ nhanh chóng bị oxy hóa thành Fe 3+ bị kết tủa dạng Fe(OH)3 2Fe(HCO3)2 + 0,5 O2 + H2O = 2Fe(OH)3 + 4CO2 10 ... nghĩa Nước mặt từ ngữ dùng để loại nước lưu thông chứa bề mặt lục địa, mặt nước tiếp xúc với khơng khí như: nước ao, hồ, sơng, suối, … Nước cấp nước sau xử lý cở sở xử lý nước qua trạm cung cấp nước. .. 1.1.2 Đặc tính chung nước mặt Nước sông: Là nguồn chủ yếu để cấp nước, nước sơng có đặc điểm sau : - Giữa mùa có chênh lệch lớn mực nước, lưu lượng, hàm lượng cặn nhiệt độ nước - Hàm lượng muối... phục vụ sinh hoạt công cộng đối tượng dùng nước - Cung cấp nước có chất lượng tốt, ngon, không chứa chất gây vẩn đục, gây màu, mùi, vị nước - Cung cấp nước có đủ thành phần khống chất cần thiết