Công nghê môi trường Xử lý nước

TRƯỜNG ĐẠI HỌ'C K.lẾN TRÚC HÀ NỘI PGS TS HOÀNG V/ÁN HUỆ (Chủ biên) CÔNG N G H Ệ M ÔI T R Ư Ờ N G TẬPI-XửLÝNƯỚC ■ (Tái bèn) NHÀ XUẤT BẢN XÁY DựNG HÀ NÒI - LỜI NỚI ĐẦU C ải th iện đ iề u kiện sống, sin h hoạt người bảo vệ m ôi trư ờng n h ữ n g vấn đ ề xúc nước ta n h ấ t g ia i đ o n th ú c đ ẩ y công nghiệp hóa h iện đ i hóa đ ấ t nước Trong n h ữ n g n ă m g ầ n nhiều trường đại học đ ã đ a vào chương trin h giả n g dạy m ôn học ưề quy hoạch không gian, k ĩ th u ậ t hạ tầng, m ôi trường p h t triển bền vững n h ằ m cung cấp cho sin h viên nhữ ng kiến thứ c n h ấ t ưề bảo vệ môi trường đô thị kh u công nghiệp Môn học C ô n g n g h ệ m ô i tr n g củng đ ã c h ín h thức đưa vào chương trinh đào tạo ngành k ĩ th u ậ t hạ tầng m ôi trường đô thị Trường Đại học Kiến trúc H Nội Đ ể đ p ứ ng cho yêu cầu tài liệu g iả n g dạy th ầ y cô giáo tà i liệu học tậ p s in h viên, hiên soạn giáo tr in h "Công nghệ m ôi trường" với nội d u n g gồm p h ầ n chính: x lí nước; Q uản lí c h ấ t th ả i rắn đô th ị công nghiệp; x l í khói bụi x lí tiếng ồn đô thị Giáo tr in h chia m tập: T ập I: x lí nước; Tập 11: Q uản lí chất th ả i rắn; Tập III: x lí kh ó i bụi tiến g ồn T ài liệu p h â n công biên soạn n h sau: - C hủ biên: P G S, T S H oàng Văn Huệ - T h a m g ia biên soạn: T ậ p I: P G S, T S H oàng V ăn Huệ T ậ p II: P G S, TS Trần T hị H ường T ậ p III: PG S, TS H oàng Văn H uệ; K S N guyễn T rọng Phương; TS N guyễn 'Văn M uôn C h ú n g x in chân th n h cám ơn bạn đồng nghiệp chuyên g ia đ ã đ ó n g góp n h iều ý kiến q u ý báu trin h biên soạn sách Các tác g iả c ủ n g n h ậ n g iú p đỡ to lớn cán bộ, chuyên g ia thuộc N h x u ấ t X â y dựng, đ ặ c biệt Trường Đ ại học K iến trúc H N ộ i B ộ X â y dựng, x in b y tỏ lòng m ơn chăn th n h việc hoàn th n h sách Cuốn sách có th ể nhữ n g sai sót nhược điểm , m o n g bạn đọc góp ý p h ê bình Y kiến p h ê binh xin gửi theo đ ịa chỉ: K hoa K i th u ậ t hạ tầ n g m ôi trư ờng đô thị - Trường Đại học K iến trúc H N ội, k m - đường N g u yễn Trãi Các tác giả PHẦN I XỬ LÍ NƯỚC CẤP Chương NGUỔN NƯỚC, YÊU CẦư VỂ CHẤT LƯỢNG NƯỚC, BIỆN PHÁP xử LÍ I.l NGUỒN NUỚC Khi thiết kế hệ thống cấp nước cần quan tâm tới vấn để chọn nguồn nước định tính chất thành phần hạng mục công trình hệ thống cấp nước, định kinh phí đầu tư xây dimg giá thành sản phẩm Nguồn nước thiên nhiên sử dụng vào mục đích cấp nước, chia làm hai loại: - Nước mặt; Sông suối, ao hồ biến - Nước ngầm; Mạch nông, mạch sâu, giếng phun 1.1.1 N guồn nước m ặt Nguồn nước mặt chủ yếu sòng, hồ chứa, biển Nước mưa, nước không khí ngưng tụ bề mặt phần nước ngầm chảy lộ thiên tạo thành dòng suối sông nước ta, với lượng mưa trưng bình hàng năm thưòfng khoảng 2000 mm phân bố tương đối so với nhiều nước thê giới Hệ thống sông ngòi chằng chịt có lưu lượng nước phong phú Tuy nhiên, chiều rộng từ Trường Sơn biển Đông hẹp, độ dốc lớn, hồ thiên nhiên nhân tạo nên lượng nước phân bố không năm v ề mùa mưa nước thừa gây úiig ngập, ngược lại mùa khô không đủ cu” ;;ị cấp cho nông nghiệp, công nghiệp dân sinh Trong năm qua, Nhà nước đầu tư xây dựng nhiều hồ lớn dùng trị thuỷ điều tiết nước nhằm phục vụ cho nhiều mục đích, có cấp nước cho dân dụng công nghiệp, v ề phương diện chất lượng, nước sông ta chảy qua nhiều vùng đất khác chịu ảnh hưỏng yếu tố tự nhiên, mang theo nhiều tạp chất, có độ đục cao vổ mùa lũ, lứợng chất hữu vi trùng lớn, có độ màu cao Đối với hồ lớn nằm phạm vi ảnh hưởng khu dân cư chất lượng nước thường tốt dùng làm nguồn cung cấp nước Các ao hồ nhỏ nông thôn hàm lượng cặn nhỏ, độ màu cao; hỢỊi chất hữu phù du, rong tão lớn, nên dùng vào mục đích cấp nước cho dân dụng công nghiệp Nước ta có khoảng SOOOkm bờ biển Nước biển làm mặn quãng sông sàii vào lục địa tới 20 ^ 30km Nước ngầm vùng đồng bầns ven biển bị nhiễm mặn ảnh hưởng nước biển thấm sâu, có nơi tới lOOkm vào đất liền Nguồn nước mặt bị ô nhiễm do: - Các chất thải người động vật trực tiếp gián tiếp thải vào - Các chất thải công nghiệp xả vào - Các chất thải trình bảo vệ thực vật - Các hóa chất sử dụng nông nghiệp Nói chung, chất lượng nguồn nước mặt phụ thuộc vào nhiều yếu tố mức độ phát triển công nghiệp, đò thị kai vực; hiệu quản lí dòng chất thải xả vào nguồn, điều kiện thuỷ văn, tốc độ, hình dạng, công suất dòng chảy thời tiết vùng khí hậu Tuy nước mặt luôn xảy trình tự làm sạch, gặp nguồn nước đủ tiêu chuẩn chất lượng cấp nước trực tiếp mà đa phần phải qua qiiá trình xử lí sử dụng Bảng 1.1 giới thiệu thành phần chất gây ô nhiễm nước mặt Bảng 1.1 Thành phần chất gây ò nhiễm nguồn nước mặt Chất rắn lơ lửng d < l^m Các chất keo d = 0,00 H ] |.im (chủ yếu 0,05 0,2ụm) Các chất hoà tan d < 0,000 Uun - Đất sét - Đất sét -Cát - Protein - Keo Fe(OH);\ - Silicat SìOị - Chất thải hữu cơ, vi sinh vật - Chất thải sinh hoạt hữu - Các chất hữu - Vi trùng - Cao phíìn tử hữu - Các chất mùn lOi^m - Tảo - Các ion K^, Na^, Ca'*^ NH4 , SO^" , c \ - , PO4' Các chất khí CO,, CH4, H2S N., - Virut 0,03 ^ 0,3ịam 1.1.2 Nguồn nước ngầm Nước mưa, nước mặt nước ngưng tụ bề mặt thẩm thấu vào lòng đất tạo thành nguồn nước ngầm Nước ngầm giữ lại chuyên động lỗ hống khe nứt tầng đất đá tạo nên tầng ngậm nước Khả ngậm nước tầng đất đá phụ thuộc vào độ rỗng độ nứt nẻ Các loại đất sét, hoàng thổ không ngậm nước Trong trình thấm qua lớp đất đá, tạp chất, vi trùng giữ lại, nhiều ion kim loại hoà tan vào nước Vì nước ngầm thường đục (hầu hạt keo hay hạt cặn lơ lửng), tiêu vi trùng thấp Tuy nhiên, đáng quan tâm nước ngầm chứa nhiều tạp chất hoà tan ảnh hưcmg điều kiện địa tầng, thời tiết, trình phong hoá sinh hoá xảy khu vực tầng đất đá vùng có điều kiện phong hoá tốt trọng nước ngầm chứa nhiểu chất bẩn, lượng nước mưa lớn chất ỉượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm chất khoáng hoà tan, chất hữu cơ, chất mùn lâu ngày theo nước mưa thấm sâu vào nguồn nước Nước ngầm nhiễm bẩn tác động ngưòi Các chất thải người động vật, chất thải hoá học, chất thải sinh hoạt việc sử dụng phân bón hoá học, Tất chất thải theo thời gian ngấm dần vào nguồn nước, tích tụ dần dẫn đến ô nhiễm nguồn nưóc ngầm nước ta, nước ngầm có hàm lượng muối cao vùng đồng ven biển, nơi khác nước phổ biến có hàm lượng sắt, canxi magiê lớn hoín tiêu chuẩn cho phép, nên phải xử lí dùng Nước ngầm tầng nứt nẻ đá vôi phần lớn có chất lượng tốt Nước ngầm mạch sâu tầng địa chất phía bảo vệ nên bị nhiễm bẩn tạp chất hữu vi trùng Khi nghiên cứu nguồn nước cần làm rõ số tiêu cần thiết, ví dụ: - Đối với nước mặt: Lưu lượiig tối đa ứng với mực nước cao nhất; lưu lượng tối thiểu ứng với mực nước thấp nhất; tốc độ dòng chảy tình trạng bồi lở dòng sông - Đối với nước ngầm: Mực nước tĩnh, mực nước động, đưòfng cong giảm áp, bán kính giảm áp, Chọn nguồn nước để cung cấp phải dựa sở kinh tế, kĩ thuật phương án, cần luii ý điểm sau đây: - Nguồn nước phải có lưu lượng trung bình nhiều nãm theo tần suất yêu cầu đối tượng tiêu thụ (bảng 1.2) Trữ lượng nguồn nước phải đảm bảo khai thác nhiều năm - Chất lượng nước đáp ứng yêu cầu vệ sinh theo TCVN, uu tiên chọn nguồn nước dễ xử lí dùng hoá chất - ưu tiên chọn nguồn nước gần nơi tiêu thụ, có sẵn để tiết kiệm lượng, có địa chất công trình phù hợp với yêu cầu xây dimg, có điều kiện bảo vệ nguồn nước - Cần ưu tiên chọn nguồn nước ngầm lưu lưọfng đáp ứng yêu cầu sử dụng Cùng với việc điểu hoà khai thác nguồn nước có, phải quan tâm mức đến việc bảo vệ nguồn nước khỏi bị nhiễm bẩn nước thải công, nông nghiệp thành phố thải vào Cần có quy định Nhà nước bảo vệ vệ sinh nguồn nước với nội dung chủ yếu sau: - Đối với nước ngầm: Khu vực bảo vệ I: Nếu tầng bảo vệ dày m bán kính bảo vệ lấy 50m, tầng bảo vệ < m bán kính bảo vệ lOOm Trong khu vực I nghiêm cấm xây dựng công trình người trách nhiệm không lại Khu vực II khu vực hạn chế xung quanh khu vực I, cho phép xây dựng công trình hệ thống cấp nước vùng bảo vệ có bán kính 300m Nếu đất đai khu vực II thấm nước, tuỳ theo độ thấm mà bán kính bảo vệ lấy 50 ^ 300m lấy phụ thuộc vào cỡ hạt tầng bảo vệ - Đối với nước mặt; Khu vực I nghiêm cấm xây dựng, tắm giặt, làm bến bãi xả nước vào nguồn phạm vi: thượng Iiguồn > 0 -ỉ- 500m ; hạ nguồn > 100 -r 200ni tuỳ thuộc lưu lượng, tốc độ ảnh hưởng thuỷ triều đến dòng sông Khu vực II không cho phép xả nước bẩn vào phía thượng nguồn sóng lớn khoảng 15 ^ 20 km, sông vừa 20 H- 40km toàn suối nhỏ Khu vực n i hạn chế nhimg cho phép xả nước thải có xử lí phải tính toán hiệu tự làm nguồn nước - Đối với hồ chứa, đập nước: Nghiêm cấm nuôi cá, xả nước bẩn vào, nghiêm cấm xây dimg, chăn nuôi trồng trọt phạm vi 300 H- 500m gần bờ địa hình khu vực phẳng toàn lưu vực đất dốc phía hồ Khu vực hạn chế 300m Bảng 1.2 Tiêu chuẩn cấp an toàn nguồn nước Đối tượng dùng nước Cấp an toàn Tần suất lưu lượng trung bình (%) - Nhà máy luyện kim, lọc dầu, nhiệt điện, nước sinh hoạt đỏ thị với dân số lớn hcfn 50000 người cho phép giảm lưu lượng 30% từ ngày I 95 - Nhà máy sàng than, làm giàu quặng, lọc dầu, máy xây dụng công nghiệp khác cấp nước sinh hoạt đồ thị với dân số < 50000 người, xí nghiệp công nghiệp cho phép giảm lưu lượng không 30% troiig I tháng cắt nước II 90 - Các xí nghiệp công nghiệp nhỏ, hệ thống tưới nông nghiệp cấp nước điểm dân cư không 500 người cho phép giảm 30% lưu lượng tháng cắt nước ngày III 85 1.2 CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NUỚC Như biết nước thiên nhiên dùng cho hệ thống cấp nước có chất lượng khác Nước mặt có nhiều cặn, vi trùng, độ đục hàm lượng muối cao Nước ngầm trong, vi trùng, nhiệt độ ổn định, nhiều muối khoáng thường có hàm lirợiig sắt, mangan khí hoà tan Chất lượng nước thiên nhiên đặc trưng tiêu hoá học, lí học sinh học 1.2.1 Các tiéu lí học N h iệt độ: Nhiệt độ nước khác theo mùa theo nguồn nước, phụ tluiộc vào không khí, giá trị giao động giới hạn rộng 40*^0 thay đổi theo độ sâu nguồn nưức Nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định 17 -H27”c Nhiệt độ xác định nhiệt kế H àm lượng cặn: Nước mặt chứa lượng cặn định - hạt sét, cát, dòng nước xói rửa mang theo chất hữu nguồn gốc động, thực vật mục nát hoà tan vào nước Cùng nguồn nước, hàm lượng cặn khác theo mùa mùa khô ít, mùa lũ nhiều Hàm lượng cặn nước ngầm chủ yếu cát mịn, giới hạn tối đa 30 4- 50mg/l Hàm lượng cặn nước sông thường dao động lớn, có lên tới 3000mg/l Người ta phân biệt cặn toàn phần, cặn không hoà tan (cặn lơ lửng), cặn hoà tan tinh cặn Cặn toàn phần bao gồm tất chất hữu vô có nước không kể chất khí Cặn toàn phần xác định cách đun cho bay inột dung tích nước định sấy nhiệt độ 105 IO”C trọng lượng không đổi Cặn hoà tan xác định phương pháp trên, trước đun bay hơi, cần lọc bỏ cặn không hoà tan Phần cặn giữ lại giấy cặn lơ lửng không hoà tan Tinh cặn ià hạt cặn thuộc nguồn gốc vô xác định cách đun dung dịch nước định đem đốt sấy nhiệt độ 800°c Phần chênh lệch lượng cận toàn phần lượng tinh cặn lượng cặn hữu hay gọi chất bay Phụ thuộc vào phương pháp xác định, lọc đem sấy ta tinh cặn hoà tan, đem sấy nước không lọc ta tinh cặn toàn phần Khi hàm lượng cặn xác định hàm lượng cặn độ Khi mẫu nước cho vào bình thuỷ tinh cao 30cm, đáy có chữ tiêu chuẩn màu đen (phưcmg pháp Sneller) cao 35cm đáy có chữ thập đen rộng Imm trắng chiếu sáng bóng điện 300W (phương pháp Diener) Độ đo cột nước lối đa mà qua từ nhìn xuống đọc chữ tiêu chuẩn hay thấy rõ chữ thập đen Độ m àu: Độ màu chất hiimic, hợp chất keo sắt, nước thải số ngành công nghiệp hay phát triển mạnh rong tảo nguồn nước thiên nhiên tạo nên Các hợp chất humic thường tạo màu nâu vàng cho nước, chúng axit fulvic CịoHpO^, axit hymatomelanic C ioH pO ,, axit humic C|oH|gO|o hợp chất humic CiQHiịịO^ Có thể giảm nồng độ họp chất humic chất ỏxy hoá mạnh c u , O 3, KM 11O Nếu màu nước sắt (thường màu nâu) mangan (màu đen) chất lơ lửng tảo gây màu xanh lain, xanh luc ihì có thê’ khử làm thoáng lọc Độ màu xác định phưonig pháp so màu với dung dịch chuẩn ống Nessler, thường dùng dung dịch KoPtCl(, + CaCl3; lmg/1 KtPiCI^ đơn vị chuẩn màu Có thể dùng phương pháp trắc quang với dụng cụ có kính cường độ màu khác nhau, so sánh với màu dung dịch chiiần sử dụng ống so màu Độ cứng: Độ cứng cúa nước hàm lưoTig canxi magiê hoà tan nước tạo nên Thường phân biệt ba loại độ cứng: Độ cứng toàn phần, độ cứng cacbonat độ cứng không cacbonat Độ cứng cacbonat muối canxi, magiê, bicacbonat tạo nên Độ cứng không cacbonat muối khác canxi magiê tạo nên, suníat clorua, nitrit, Nước có độ cứng cao giặt tốn xà phòng, hại quần áo, nấu thức ăn lâu chín không dùng cho nồi M ù i vị nước: Các chất khí chất hoà tan nước làm cho nước có mùi vị Nước thiên nhiên có mùi đất, mùi tanh, mùi thối mùi đặc trưng cho hoá chất hoà tan mùi clo, mùi amoniắc, mùi sunfua hyđrô Các chất gây mùi nước chia thành nhóm; - Các chất gây mùi có nguồn gốc vô NaCl, MgS gây mùi mặn; muối đồng gây mùi tanh; chất gây tính kiềm axit; Cli, CIO gây mùi clo; H-,S gây mùi trứng thối, - Các chất gây mùi có nguồn gốc hữu cơ; - Các chất gây mùi từ trình sinh hoá, hoạt động /\ khuẩn, rong tảo CH 3-S-CH cho mùi cá; CpH^oO, CpHigOo cho mùi bùn, Chất gây mùi nước phần lớn khử cách làm thoáng, lắng l ọ t Cũng dùng kết hợp với phưcmg pháp đông tụ keo tụ Tuy nhiên, nhiều chất gây mùi trạng thái hoà tan nước khó khử phưcmg pháp thông thường kể Độ phóng xạ nước: Nước nhiễm phóng xạ thường có nguồn gốc từ nguồn nước thải Phóng xạ gây nguy hại cho sống nên tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước 1.2.2 C ác tiêu hoá học H àm lượng ôxy hoà tan (DO): Ôxy hoà tan nước phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, thành phần, tính chất nguồn nước Áp suất tăng, độ hoà tan òxy vào nước tăng, ngược lại nhiệt độ tăng độ hoà tan ôxy vào nước giảm Hàm lượng ôxy hoà tan nước tuân theo quy luật Henry Thông thường, nồng độ ôxy hoà tan thời điểm tới hạn mg/l Độ pH : Đặc trưng nồng độ ion chất nước axit, trung tính hay kiềm nước (pH = - Ig(H^)), phản ánh tính Độ kiềm: Đặc trưng muối axit hữu bicacbonat, humat, cacbonat, hydrat, Người ta phân biệt độ kiềm theo tên gọi muối Độ kiềm có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ hiệu xử lí nước Trong số trường hợp độ kiềm thấp, cần thiết phải bổ sung hoá chất để kiềm hoá nước Độ ôxy hoá: Độ ôxy hóa gọi nhu cầu ôxy cho trình sinh hoá (BOD), thường tính mg /1 Oo, đặc trưng nồng độ chất hữu hoà tan số chất vô dễ ôxy hoá 10 H àm lượng sắt: Sắt tồn nước dạng Fe^^ Trong nước ngầm sắt thường dạng hoà tan, nước mặt dạng keo hay hợp chất dạng oxit humic sắt Nước ngầm ta thường có hàm lượng sắt lớn H àm lượng mangan: Thường găp nước ngầm với sắt dạng bicacbonat Mn^^ A x it silic: Thưòrng gặp nước thiên nhiên nhiều dạng khác (từ keo đến ion) Nồng độ axit silic lớn cản trở việc sử dựng nước cho nồi áp lực cao Trong nước ngầm thường gặp nồng độ silic cao, 6,5 < pH < 7,5 gây khó khăn cho việc khử sắt Các hợp chất niíơ: Các chất hữu có nước thường tồn dạng amoniac, nitrit, nitrat nitơ tự Tổn hợp chất chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn nước thải Có NH chứng tỏ nước nhiễm bẩn nguy hiểm đặc biệt cho cá; có HNOt, HNO chứng tỏ nước nhiễm bẩn lâu, trình ôxy hoá kết thúc Những hợp chất nitơ có nước nguồn gốc vô gây nên Clorua sunfat: Có nước thiên nhiên thường dạng muối nitrit, canxi magiê Các nguồn nước có lượng clo lên tới 500 -H 1000 mg/1 Sử dụng nước có hàm lượng clo cao gây bệnh thận lon c r có nước hoà tan muối khoáng trình phân hiiỷ hợp chất hữu Nước chứa ion c r có tính xâm thực bêtông Các ion SO 4” có nước khoáng chất từ nguồn gốc hữu cơ, với hàm lượng > 250 mg/1 gây tổn hại đến sức khoẻ người; với hàm lượng > 300 mg/1 có tính xâm thực mạnh bêtông,, 10 Các hợp chất p h ô t phát: Các h(ifp chất phốt phát tồn nước thường dạng H 2PO 4, HPO^", PƠ 4^ , Na(P ), hợp chất hữu phốt pho, Trong nước có hàm lượng phốt cao thúc đẩy trình phú dưỡng, 11 lố t flo ru a : Có nước thiên nhiên dạng ion, chúng có ảnh hưcmg trực tiếp tới sức khoẻ người Plorua cho phép tới ím g/ 1, thiếu lượng Aorua sinh bệnh đau răng, thừa lượng ílorua gây hỏng men lôt cho phép 0,005 -r 0,007 mg/1 Thiếu lượng iôt sinh bệnh bướu cố 12 Các chất k h í hoà tan: Các chất khí O-,, H^s, COt nước thiên nhiên dao động lớn Nhiều Ot, c o , không làm chất lượng nước xấu đi, làm ăn mòn kim loại phá huỷ bê tông HoS sản phẩm trình phân huỷ chất hữu phân rác tồn nước gây mùi hôi thối khó chịu làm ăn mòn vật liệu 11 1.2.3 C ác tiêu ví sinh vật Vi trù ng vi kh u ẩ n : Nguồn nước thường bị nhiễm bẩn vi trùng vi khuẩn chịu ảnh hường trực tiếp tác động người động vật Trong nước có nhiều loại vi trùng siêu vi trùng gây bệnh truyền bệnh nguy hiểm kiết lị, thưofng hàn, dịch tả, bại liệt, Chỉ tiêu vi trùng vi khuẩn đặc trưng số cô li chuẩn độ - số lượng vi trùng siêu vi trùng có chứa Iml nước P hù du rong tảo: Trong nguồn nước mặt ao hồ thường có loại phù du rong tảo Chúng dạng lơ lửng hay bám vào đáy hồ làm cho chất lượng nước nguồn khó xử lí Ví dụ: Nhóm tảo diệp lục tảo đofn bào thường qua bể lắng đọng lại bể mặt vật liệu lọc làm tăng tổn thất thuỷ lực Trong đưòmg ống phát triển rong tảo làm tắc ống, đồng thời làm cho nước có tính ăn mòn trình quang hợp hô hấp rong tảo ứiải khí C0 , Các tác hại rong tảo việc làm tắc bể lọc, ống dẫn, gây nên tình trạng thừa thiếu ôxy nước, tạo chất gây mùi, tăng nồng độ chất hữu tạo chất độc hại nước 1.3 TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG Nước CẤP 1.3.1 C h t luọng nước cấp cho ăn uống, sinh hoạt Nước sau xử lí cần đảm bảo an toàn cho sử dụng Nước cấp sinh hoạt phải không ảnh hưởng tới sức khoẻ người, đảm bảo không mùi, không vị, vi trùng gây bệnh; nồng độ chất độc hại, chất gây bệnh mãn tính không vượt quy định; tính ổn định phải cao đảm bảo thẩm mỹ phù hợp với quy định TCVN tiêu chuẩn quốc tế Theo tiêu chuẩn tạm thời ban hành kèm theo QĐ số 505 BYT/QĐ ngày 13-4-1992 chất lượng nước ăn uống sinh hoạt phải đạt tiêu lí hoá vi trùng bảng 1.3 Bảng 1.3 Chất lượng nước cấp cho ăn uống, sinh hoạt (Tiêu chuẩn 505 BYT/QĐ) Số Các tiêu chất lượng nước TT 1 Độ Sneller cm Đối với đô thị >30 Đối với trạm lẻ nông thôn >25 độ < 10 < 10 Đơn vị Độ màu, thang màu cobalt Mùi vị (đậy kín sau đun 50 - 60°C) điểm 0 Hàm lượng cạn không tan mg/1 20 Hàm lượng cặn sấy khô mg/1 500 1000 Độ pH mg/1 6,5 - 8,5 6,5 - 8,5 Độ cứng (tính theo CaC03 ) mg/1 500 500 12 Số lượng cặn tách khỏi nước thải bể lắng phụ thuộc vào nồng độ nhiễm bẩn ban đầu, đặc tính riêng cặn (hình dạng, kích thước, trọng lượng riêng, tốc độ rơi ) thời gian lưu nước bể Ví dụ, lượng chất lơ lửng nước thải đưa lên bể biophin aeroten không lớn 150mg/l (khi đòi hỏi xử lí sinh học hoàn toàn) Thời gian lắng trường hợp lấy không nhỏ 1,5 Lượng cặn lắng lại bể lắng đợt I (nước thải sinh hoạt) lấy vào khoảng 0,8//người/ngày, độ ẩm 93 H- 95%: w = 0,8N 1000 m /ng.đ (12.19) Thời gian giữ cặn bê lắng phụ thuộc vào phượng pháp xả cặn, không ngày Lực chọn loại kết cấu bể lắng dựa sở tính toán so sánh kinh tế kĩ thuật vệ sinh Bể lắng đứng thường sử dụng mực nước ngầm thấp công suất trạm xử lí đến 20.000 mVng.đ Bể lắng ngang bể lắng radian không phụ thuộc vào mực nước ngầm, thường áp dụng công suất trạm lớn hon 15.000mVng.đ 12.5.3 Bể láng ngang Bể lắng ngang có mặt hình chữ nhật, tỉ lệ chiều rộng chiều dài không nhỏ 1/4 chiều sâu đến 4m, hình 12.15 Nước thải theo máng phân phối ngang vào bể qua đập tràn thành mỏng tưcmg đục lỗ xây dựng đầu bể dọc suốt chiều rộng Đối diện cuối bể xây dựng máng tương tự để thu nước đặt chắn nửa chìm nửa cao mực nước 0,15 ,2 m không sâu 0,25 H- 0,5m Để thu xả chất nổi, người ta đặt máng đặc biệt sát kề chắn Tấm chắn đầu bể đặt cách thành tràn (cửa vào) khoảng 0,5 ^ 1,0m không nông ,2 m với mục đích phàn phối đểu niíớc li ên toàn chiểu ỉ ộlig bể Đáy bể làm dốc i = 0,01 để thuận tiện gom cặn Độ dốc hố thu cặn không nhỏ 45° Xả cặn khỏi bể thưcmg áp lực thuỷ tĩnh với cột nước không nhỏ 1,5m bể lắng đợt I 0,9m (sau bể aeroten) 1,2m (sau bể biôphin) bể lắng đợt II a) Hình 12.15: Sơ đồ h ể ỉắnị> ìĩíịang a) Mặt hằnỵ; h) Mặt cắt; Mương dẫn nước vào; Mương phân phối; Tấm chắn nửa chìm nửa nổi; Máng thư nước; Máng thu xả chất nổi; Mương dẫn nước 161 Bế láng ngang có thê làm mỏl hố thu cận đẩu bế (xcm hình 12.15) c ũne có ihc làm nhiểu hô thu cặn dọc (heo chiểu dài cứa bế Tuy nhiên, bc lãng ngaiìg có nhiểu hò ihu cận thường tạo thành vùng xoáy làm giám láng cúa hạl cặn, đồn g thời không kinh tế tăng thêm khối tích khônu cán thiêì ciìa côiig trìnlì 12.5.4 Bè láng đứnịỉ Bể láng điìmg thường mặt bảiig hình tròn hoãc hình vuônu đáy claiiu nón hay clióp CIII {cấu tao xem hình 12.16) a) Hình 12.16: Bê ỉiUì\ỉ^ (tử n^ ĩh ỏ n ^ ỉỉfiù//iỉ> cỉ) M ủ ỉ ( ắ ỉ Ị - /; h) M ú t Ịnnìsi Mitng tliui iiưíVc Ong t r u n g u ' i m ; Miing ihu nước; Mátig íháo ỉiước; ÍS Ong xá cặn; Ong xá cận ỉìổi 162 Bõ lãng d ứ ì ì g co cáu lạo đ(Tii giáiì, đườim kính kliông vuírt qưá lần chiểu sâu công uic đến I Oni Nước thái llico m n g (1) chay vào ÒIIU trung lâm (2) Íkếí ihiic ỏng lĩiiệng loe hình phều) Sau khói ống truiig tủnì lurớc thái va vào chắn thay đổi hướiig dứng sang hướng n ga nu dâng lên (heo ihân hế Nước lắng tràn qua m n g thu dãt xưng quaiìlì ihàiih bế Khi nước ihái dâ ng lên theo thân bc tlVi lăng thưc niộl chu Irìiih ngược lại Nlur cặn chí láng irong irường hop lòe độ lắng u , lớn tốc độ nước dâng (V^I chọn 0, 7m n ì/ s) l l ì i gian lãng phu ihiióc vào Iiìức dỏ xứ lí yêu cẩu lấy khoáng 30 phút cáiih đ ổn g tưới, lọc, 1,3 bế aeroten bế lọc sinh học Cặn lắng xưòng phấn chứa cặn línli với dung lích liai cặn không ngày Xả cặn khoi bế láng bầng áp suất thuý ũnh 1.5 “ 2,C)m Đế cặii tự cháy lới hố thu cặn góc lao bưi tường dáy bế mặt phắng năm nuang khòng nho hưn 45'\ Tuy nhièn, hiệu suất cíia loại bế lãng dứ ng nước dâng lừ lèn đạl khoáng % (theo lí thuyết đal i m ) Bế lảng đứng có irii diêm so với bế lăng niiang; Thuâii liện irong cỏim UìC xá cặn, ch ic m diện lích xây dựng Song có khuvêì điếm là; Chiều c i \ o xây dựng lớii làm tăng giá Ihàiìh xây d ự ng đãc biệl dối với nhìrne vùng đấl ciai xây dự ng khòn g thuận liện, số lirơnịi bc nhiều hiệu suất lắng thấp Kích thước định hình bế lãng dứng thani kháo báng 12.5 Hànịí 12.5 Kích thước định hình cúa mõt sô bê láng đứníi sử dụng Nga /23/ Đườnu kính bc, m ĩ’ Chiều cao, in Lưu lượng tính toán, //s lungLỘilg Ỉ2 5^4 !9.8 7,2 44 y ị H ìn lilr ụ ,H | 3.6 !1 i 4.2 Hìnlì nón, 1.8 Ị 4.K ị , Đế nâim cao hiệu suát lãng tới 65 70^ f người la nghiên cứu áp dụng Ihànli còng loại bc lắng đứng nước chuycn dóng lừ x u ố n ” (xem hình 12.17) Tính toán kích thước bê lắng dứnc tiến hànli sau: Xiíc định hiệu suàì Uìng cán thicì E ihco công thức ( I IX) Dưa vào đường cong lắng, \ứi liiệu suất E, xác dịnh tốc đỏ lăng nho nhài Diộn tích ốníz irung tâm xác địnlì ihco liru lượng eiây tối đa: f - H ,m 20 ) V, 163 Hình 12 17: Bể lắn^ đứng nước chảy từ xuống N găn tiếp nhận; M n g h oặc ố n g dản; ố n g xả chất bẩn nổi; Phễu Ihu xã chất nối; Thành cưa; Tấm chắn; M n g phân p hối; M n g Ihu nước quanh bế; ỏ n g xả; 10 B ể lắng; 11 Tấm tràn ngập; 12 ố n g xả cặn Giá Irị V| thườiig lấy 30mm/s không lOOmm/s có chắn; q lượng nước chảy ống trung tâm, //s lưii Chiều dài ống trung tâm (chiều cao công tác bể) không nhỏ 2,75m; h, ^ Ví m 164 (12.21) Với: V - Tốc độ nước dâng; t - Thời gian liiu nước Thể tích tổng cộng bể: W = Q k t/2 = 3,6qt , ( 2 ) Trong đó: Q - Lưu lượng trung binh ngày đêm, mVng.đ; k - Hệ số không điều hoà nước thải Tổng diện tích hữu ích: w F = Hình 12.18: Biểu đồ để tinh toán hể líhìịỉ đứng theo phương pháp GS SiíỊìhcmn (12.23) m Hình 12.19: Miệiììị xả nước từ ống trung tâm vào lắng đứng 1, Ố n g trung tâm ; ố n g loe; T ấm chắn Diện tích tổng cộng bể: m' (12.24) GS SưpboTÌn S.M kiến nghị sử dụng phưcmg pháp tính toán có nội dung sau: Dựa theo hiệu suất lắng cần thiết hàm lượng chất lơ lửng ban đầu nước thải, xác định độ lớn Uq hạt rắn cần phải giữ lại, sau xác định bán kính R bể theo đồ thị hình 12.18 Giáo sư đề nghị lấy tốc độ trung bình nước thải vào vùng lắng Uị, (tốc độ tiết diện miệng loe ống trung tâm chắn) l, m/s Tỉ lệ kích thước miệng loe ống trung tâm chắn lấy hình 12.19 Góc nghiêng mặt phẳng chắn với phương ngang 17“ Thể tích phần chứa cặn xác định theo lượng cặn lắng thời gian Imi tương tự bể lắng ngang 165 Đối với bể lắng đưồng kính 7,Om, máng thu chung quanh thành bể người ta làm thêm máng thu phụ trung gian tải trọng nước tính mét dài không 1.5//S 12.5.5 Bể lắng rad ia n Bể lắng radian có mặt hình tròn, đưòng kính từ 16 ^ 40m (có trường hợp đến 60m), chiều cao làm việc 1/16 -7- 1/10 đường kính bể Hình 12.20 giới thiệu bể lắng radian có dòng chảy nước thải bể theo hướng từ trung tâm chung quanh thành (thưòng gọi bể ly tâm) Nước thải chảy theo ống trung tâm từ lên qua múi phân phối vào bể Chất nhờ chắn treo lơ lửng giàn quay dồn góp lại chảy luồn quan ống xi phông xả vào giếng cặn Hình 12,20: Bểìắn^ li tám Ố n g dãn nước v o bể; ố n g dãn n c bùn; H ướng c h u y ển đ ô n g củ a dàn quay; ô n g th o nư ớc; ô n g th o cặn 166 Giàn quay quay với tốc độ vòng giờ, công suãì cũa roto 0,5 -H kW, lấy phụ thuộc vào đường kính be Khi giàn quay quay cặn lắng dồn vào hố thu (xây dựng trung tâm bể) nhờ hệ thống cào gom cặn gắn ữ phăn giàn quay hợp với trục góc 45° Đáy bể thường làm dốc i = 0,02 Cặn xả khỏi bể sử dụng máy bơm áp lực thuỷ tĩnh không nhỏ 1,5m Ngoài máng thu nước chu vi bể ra, xây thêm số máng thu trung gian để thu nước Để điều hoà tốc độ nước, thành tràn xây dựng kiểu cưa Tải trọng Im dài thành tràn không 10 //s Hình 12.21 giới thiệu sơ đồ loại bể lắng radian có dòng chảy nước thải bể theo hưófng từ chung quanh thành \àc tiung lâin (tliư