Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người

Mở đầu  Tính cấp thiết Nước là nhu cầu không thể thiếu trong đời sống của con người và trong mọi hoạt động của xã hội. Trong quá trình phát triển của nền công nghiệp hiện nay cũng như tốc độ đô thị hóa, sự gia tăng dân số nhanh chóng dẫn tới nhu cầu nước sạch ngày càng gia tăng. Sự gia tăng dân số kéo theo nguồn nước bị nhiễm bẫn. Nên để đảm bảo thì phải tiến hành xử lí nguồn nước đó. Để hiểu rõ các công trình xử lý nước cấp thì ngoài việc phải nắm vững các môn học xử lý nước cấp ra thì sinh viên phải thực hiện đồ án “ Lựa chọn thiết kế dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp cấp cho sinh hoạt”. Qua việc thực hiện đồ án sẽ giúp sinh viên hiểu rõ về lý thuyết đồng thời biết vận dụng lý thuyết vào thực tế. Đồ án môn học này sẽ dần giúp sinh viên có khả năng lựa chọn công nghệ một cách hợp lý nhất.  Mục đích Lựa chọn được dây chuyền công nghệ xử lý nguồn nước đạt tiêu chuẩn nhằm cung cấp nước đảm bảo về số lượng và chất lượng. Xử lý nguồn nước có chất lượng đạt hiệu quả và đảm bảo tiêu chuẩn nước dùng cho sinh hoạt, tiêu chuẩn của bộ y tế về nước cấp cho sinh hoạt. Tiết kiệm được chi phí xây dựng công trình. Phù hợp với điều kiện kỹ thuật. Chọn được dây chuyền công nghệ tối ưu nhất đảm bảo nước sau xử lý đảm đảm bảo theo T012009 BYT và TC 022009 BYT và tính toán các công trình trong công nghệ xử lý nước.  Nội dung thiết kế đồ án Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước cấp cho khu dân cư trên, từ đó phân tích lựa chọn công nghệ thích hợp. Tính toán toàn bộ công trình đơn vị chính của sơ đồ công nghệ. Tính toán và lựa chọn thiết bị (bơm nước, thiết bị khuấy trộn,…) cho các công trình đơn vị tính toán trên. Vẽ bản vẽ mặt cắt công nghệ của phương án chọn: 01 bản vẽ khổ A2. Vẽ bản vẽ bố trí mặt bằng cho toàn bộ trạm xử lý: 01 bản vẽ khổ A2 Vẽ chi tiết 02 công trình đơn vị hoàn chỉnh: 02 bản vẽ khổ A2.   1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Nước dùng cho sinh hoạt: Là loại nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người như nước dùng để ăn uống, tấm rửa, giặt, chuẩn bị nấu ăn, cho các khu vệ sinh, tưới đường, tưới cây,…Loại nước này chiếm đa số trong các khu dân cư. Nước dùng cho sinh hoạt phải đảm bảo các tiêu chuẩn về hóa học, lý học và vi sinh theo các yêu cầu của quy phạm đề ra, không chứa các thành phần lý, hóa học và vi sinh ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. 1.1.2 Nước dùng cho sản xuất Có rất nhiều ngành công nghiệp dùng nước với yêu cầu về lưu lượng và chất lượng nước rất khác nhau. Có ngành yêu cầu chất lượng nước không cao nhưng số lượng lớn, ngược lại có những ngành yêu cầu số lượng nước không nhiều nhưng chất lượng nước rất cao, ví dụ nước cho các ngành công nghiệp dệt, phim ảnh, nước cấp cho các nồi hơi, nước cho vào sản phẩm là các đồ ăn uống,…Nước cấp cho các ngành công nghiệp luyện kim, hóa chất yêu cầu lượng nước lớn nhưng yêu cầu chất lượng thường không cao. Lượng nước cấp cho sản xuất của một nhà máy có thể tương đương với nhu cầu dùng nước của một đô thị hàng ngàn dân. 1.1.3 Nước dùng cho chữa cháy Dù là khu vực dân cư hay khu công nghiệp đều có khả năng xảy ra cháy. Vì vậy, hệ thống cấp nước cho sinh hoạt hay sản xuất đều phải tính đến trường hợp có cháy. Nước dùng cho việc chữa cháy luôn được dự trữ trong bể chứa nước sạch của thành phố. 1.2 Thành phần và tính chất nước cấp 1.2.1 Nước mặt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM

KHOA MÔI TRƯỜNG - -

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người

GVHD: PGS TS Lê Hoàng Nghiêm

SVTH: Quách Huy Hải MSSV: 0250020114 Lớp: 02-ĐHKTMT1

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁNMÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Họ và tên sinh viên: Quách Huy Hải

3 Đầu đề đồ án: Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu

dân cư có dân số 18000 người

4 Yêu cầu và số liệu ban đầu:

- Số liệu chất lượng nước nguồn cho trong bảng 1

- Tiêu chuẩn nước sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nướng dung cho ăn uống

- Diện tích khu đất dự kiến xây dựng trạm xử lý nước cấp: không giới hạn

5 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Lập bản thuyết minh tính toán bao gồm:

Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước cấp cho khu dân cư trên, từ đó phân tích lựa chọn công nghệ thích hợp

Tính toán toàn bộ công trình đơn vị chính của sơ đồ công

Bảng 1: Số liệu chất lượng nước nguồn

M đ u ở đầu ầu

1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP 2

1.1 Giới thiệu chung 2

1.1.1 Nước dùng cho sinh hoạt: 2

1.1.2 Nước dùng cho sản xuất 2

1.1.3 Nước dùng cho chữa cháy 2

1.2 Thành phần và tính chất nước cấp 2

1.2.1 Nước mặt 2

1.2.2 Nước ngầm 4

2 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC 5

2.1 Công trình thu và vận chuyển nước 5

2.2 Các phương pháp xử lý cơ bản 6

2.2.1 Phương pháp cơ học: 6

2.2.2 Biện pháp hóa học: 7

2.2.3 Biện pháp lý học 10

3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 11

3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ 11

3.2 Đề xuất công nghệ xử lý 12

3.3 Ưu nhược điểm của hai phương án 16

4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ VÀ THIẾT BỊ 17

4.1 Tính toán hệ thống chuẩn bị phèn 17

4.1.1 Lượng phèn nhôm tính theo độ màu: 17

4.1.2 Lượng phèn nhôm tính theo độ đục 17

4.1.3 Tính toán dung tích kho chứa phèn 18

4.1.4 Tính toán dung tích bể hòa trộn phèn 18

4.1.5 Tính toán dung tích bể tiêu thụ phèn 19

4.2 Tính toán hệ thống xử lý kiềm hóa (vôi) 19

4.2.3 Tính toán dung tích bể tiêu thụ vôi 21

4.3 Tính toán bể trộn cơ khí 22

4.4 Tính toán bể lắng đứng 23

4.4.1 Bể lắng đứng 23

4.4.2 Tính toán ống xả cặn 25

4.4.3 Tính toán đường ống dẫn nước vào bể 25

4.5 Tính toán bể lọc nhanh 25

4.5.1 Tính chiều cao bể lọc 25

4.5.2 Xác định hệ thống phân phối nước rữa lọc 26

4.5.3 Xác định hệ thống dẫn gió rữa lọc 27

4.5.4 Máng thu nước rữa lọc 27

4.6 Tính toán sân phơi bùn 29

4.7 Tính lượng hóa chất clo khử trùng và bể chứa nước sạch 30

4.7.1 Tính lượng hóa chất clo khử trùng 30

4.7.2 Tính toán bể chứa nước sạch 30

4.8 Bố trí mặt bằng trạm xử lý nước 30

4.9 Bố trí cao độ công trình 31

4.9.1 Cao trình bể chứa nước sạch 32

4.9.2 Cao trình bể lọc nhanh 32

4.9.3 Cao trình bể lắng ngang 32

4.9.4 Cao trình bể phản ứng cơ khí 32

4.9.5 Cao trình bể trộn cơ khí 32

5 Kết luận và kiến nghị 33

5.1 Kết luận 33

5.2 Kiến nghị 33

Để hiểu rõ các công trình xử lý nước cấp thì ngoài việc phải nắm vững các mônhọc xử lý nước cấp ra thì sinh viên phải thực hiện đồ án “ Lựa chọn thiết kế dây chuyềncông nghệ xử lý nước cấp cấp cho sinh hoạt” Qua việc thực hiện đồ án sẽ giúp sinhviên hiểu rõ về lý thuyết đồng thời biết vận dụng lý thuyết vào thực tế Đồ án môn họcnày sẽ dần giúp sinh viên có khả năng lựa chọn công nghệ một cách hợp lý nhất.

 Mục đích

Lựa chọn được dây chuyền công nghệ xử lý nguồn nước đạt tiêu chuẩn nhằmcung cấp nước đảm bảo về số lượng và chất lượng Xử lý nguồn nước có chất lượngđạt hiệu quả và đảm bảo tiêu chuẩn nước dùng cho sinh hoạt, tiêu chuẩn của bộ y tế vềnước cấp cho sinh hoạt Tiết kiệm được chi phí xây dựng công trình Phù hợp với điềukiện kỹ thuật Chọn được dây chuyền công nghệ tối ưu nhất đảm bảo nước sau xử lýđảm đảm bảo theo T01/2009 BYT và TC 02/2009 BYT và tính toán các công trìnhtrong công nghệ xử lý nước

 Nội dung thiết kế đồ án

- Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước cấp cho khu dân cư trên, từ đó phân tíchlựa chọn công nghệ thích hợp

- Tính toán toàn bộ công trình đơn vị chính của sơ đồ công nghệ

- Tính toán và lựa chọn thiết bị (bơm nước, thiết bị khuấy trộn,…) cho các công trìnhđơn vị tính toán trên

- Vẽ bản vẽ mặt cắt công nghệ của phương án chọn: 01 bản vẽ khổ A2

- Vẽ bản vẽ bố trí mặt bằng cho toàn bộ trạm xử lý: 01 bản vẽ khổ A2

- Vẽ chi tiết 02 công trình đơn vị hoàn chỉnh: 02 bản vẽ khổ A2

1 T NG QUAN V N ỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP Ề NƯỚC CẤP ƯỚC CẤP C C P ẤP

1.1 Giới thiệu chung

1.1.1 Nước dùng cho sinh hoạt:

Là loại nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người như nước dùng để ănuống, tấm rửa, giặt, chuẩn bị nấu ăn, cho các khu vệ sinh, tưới đường, tưới cây,…Loạinước này chiếm đa số trong các khu dân cư Nước dùng cho sinh hoạt phải đảm bảocác tiêu chuẩn về hóa học, lý học và vi sinh theo các yêu cầu của quy phạm đề ra,không chứa các thành phần lý, hóa học và vi sinh ảnh hưởng đến sức khỏe của conngười

1.1.2 Nước dùng cho sản xuất

Có rất nhiều ngành công nghiệp dùng nước với yêu cầu về lưu lượng và chất lượngnước rất khác nhau Có ngành yêu cầu chất lượng nước không cao nhưng số lượng lớn,ngược lại có những ngành yêu cầu số lượng nước không nhiều nhưng chất lượng nướcrất cao, ví dụ nước cho các ngành công nghiệp dệt, phim ảnh, nước cấp cho các nồihơi, nước cho vào sản phẩm là các đồ ăn uống,…Nước cấp cho các ngành công nghiệpluyện kim, hóa chất yêu cầu lượng nước lớn nhưng yêu cầu chất lượng thường khôngcao Lượng nước cấp cho sản xuất của một nhà máy có thể tương đương với nhu cầudùng nước của một đô thị hàng ngàn dân

1.1.3 Nước dùng cho chữa cháy

Dù là khu vực dân cư hay khu công nghiệp đều có khả năng xảy ra cháy Vì vậy,

hệ thống cấp nước cho sinh hoạt hay sản xuất đều phải tính đến trường hợp có cháy.Nước dùng cho việc chữa cháy luôn được dự trữ trong bể chứa nước sạch của thànhphố

1.2 Thành phần và tính chất nước cấp

1.2.1 Nước mặt

Tài nguyên nước mặt của nước ta tương đối phong phú, chiếm khoảng 2% tổnglượng dòng chảy của các sông trên thế giới, trong khi đó diện tích đất liền nước ta chỉchiếm khoảng 1,35% của thế giới Tuy nhiên, một đặc điểm quan trọng của tài nguyênnước mặt là những biến đổi mạnh mẽ theo thời gian (dao động giữa các năm và phânphối không đều trong năm) và còn phân bố rất không đều giữa các hệ thống sông vàcác vùng

 Vấn đề ô nhiễm và cạn kiệt và nhu cầu dùng nước tăng lên mạnh mẽ:

Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội và sự gia tăng dân số, nhu cầu dùng nước chosinh hoạt, sản xuất công nông nghiệp sẽ tăng lên mạnh mẽ trong tất cả các vùng Theo

kết quả đánh giá năm 1999, tổng lượng nước cần dùng của cả nước chiếm khoảng8,8% tổng lượng dòng chảy năm tương ứng với tần suất 75%, tăng lên tới 12,5% vàonăm 2000 và 16,5% vào khoảng năm 2010 Tổng lượng nước dùng để tưới cho câytrồng khá lớn, từ 41 km3 (chiếm 89,8%) năm 1985, tăng lên 46,9 km3 (năm 1990) và

60 km3 năm 2000 (chiếm 85%)

Là yếu tố liên quan đến sự tồn tài và phát triển của các sinh vật thủy sinh, đồngthời là nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy sinh học các chất ô nhiễm hữu cơ trongnước, ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan Qua đó ảnh hưởng đến khả năng tự làmsạch của nguồn nước tự nhiên nên những thay đổi của nhiệt độ ảnh hưởng nhiều mặtđến chất lượng nước Nhiệt độ là yếu tố quyết định loài sinh vật nào chiếm ưu thế trong

lai”) Theo độ sâu, nhiệt độ phân thành 3 tầng rõ rệt: Tầng mặt, tầng chuyển tiếp vàtầng đáy Trong tầng mặt: nước có nhiệt độ cao nên tỷ khối thấp Do ảnh hưởng của giónên nước trong tầng mặt xáo trộn mạnh làm cho nhiệt độ tương đối đồng đều, nồng độôxy hòa tan cao, tiếp nhận ánh sáng tốt nên quang hợp diễn ra mạnh mẽ Tầng này rấtthuận lợi cho quá trình phân hủy sinh học

Tầng chuyển tiếp: có nhiệt độ giảm rõ rệt theo độ sâu

Tầng đáy, nước không bị khuấy đảo và tách biệt với tầng mặt bởi tầng chuyển tiếpnên nồng độ oxy hòa tan thấp, ánh sáng mặt trời không xuyên tới Trong tầng này, quátrình phân hủy hữu cơ diễn ra trong điều kiện yếm khí, sản phẩm phân hủy có mùi và

độ chại H2S, NH3

Màu của nước là do các chất tạo ra trong quá trình phân hủy các mảnh vụn hữu cơnhư lá cây, gỗ hoặc các hợp chất vô cơ chứa Fe(III) khi có trong mẫu nước Nhữngthành phần gây màu tự nhiên trong nước dưới dạng những hạt keo mang điện tích âm,nên có thể loại bỏ bằng quá trình đông tụ bởi muối của các ion kim loại hóa trị III nhưcủa Fe, Al Màu của nước do các chất lơ lửng tạo nên loại bỏ bằng phương pháp lọc.Màu của nước do các chất hòa tan tạo nên loại bỏ bằng phương pháp hóa lý kết hợp.Nước bị nhiễm bẩn do nước thải sinh hoạt và công nghiệp thường có màu xanhđậm hoặc màu đen

Độ màu đo bằng đơn vị PtCo( Platin - coban) Nước tự nhiên có độ màu nhỏ hơn

200 PtCo

Dựa vào màu nước để quyết định mức độ xử lý và lựa chon phương pháp xử lý,hóa chất dùng trong xử lý (theo Trịnh Xuân Lai thì nước thiên nhiên thường có độ màuthấp hơn 200 độ(ptCo))

Độ đục của nước là do trong nước có nhiều loại chất lơ lửng dạng keo hoặc dạngphân tán thô bị cuốn trôi từ bề mặt lưu vực xuống thủy vực Độ đục xác định thông qua

khả năng lan truyền của ánh sáng qua nước Nó phản ánh mức độ ngăn trở ánh sángxuyên qua nước của các chất lơ lửng vô cơ và hữu cơ Thông qua độ đục có thể đánhgiá tình trạng nhiễm bẩn của nước Đơn vị đo độ đục là NTU, Nước mặt có độ đục20-100 NTU Mùa lũ tới 500 NTU Nước cấp cho ăn uống nhỏ hơn 5 NTU

Lượng chất rắn lơ lửng là thông số đánh giá cường độ nước thải, hiệu quả của thiết

bị xử lý Xác định dùng phương pháp lọc mẫu nước bằng chén Gút, sau đó đo khốilượng chất rắn có trong màng lọc của chén (mg/l)

1.2.2 Nước ngầm

Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng và khá tốt

về chất lượng Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá, được tạothành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn nước mặtnước mưa… nước ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chục mét, hay hàngtrăm mét

Đối với các hệ thống cấp nước cộng đồng thì nguồn nước ngầm luôn là nguồnnước được ưa thích Bởi vì, các nguồn nước nặt thường bị ô nhiễm và lưu lượng khaithác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa Nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hưởngbởi các tác động của con người Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượngnước mặt nhiều Trong nước ngầm hầu như: không có các hạt keo hay các hạt lơ lửng,

và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp

Bảng 1.1: Đặc tính của nước mặt và nước nguồn

2 T NG QUAN V CÁC PH ỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP Ề NƯỚC CẤP ƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NG PHÁP X LÝ N Ử LÝ NƯỚC ƯỚC CẤP C

2.1 Công trình thu và vận chuyển nước

Công trình thu nước có nhiệm vụ thu nước từ nguồn nước Công trình thu nướcmặt có các dạng kết hợp hoặc phân ly, thu nước sát bờ bằng cửa thu hoặc thu nướcgiữa dòng bằng ống tự chảy, xiphông Công trình thu nước ngầm thường là giếng

khoan, thu nước từ nguồn nước ngầm mạch sâu có áp Chọn vị trí công trình thu nướcdựa trên cơ sở đảm bảo lưu lượng, chất lượng, độ ổn định, tuổi thọ công trình và thuậntiện cho việc bảo vệ vệ sinh nguồn nước.

Công trình vận chuyển: Trạm bơm cấp I có nhiệm vụ đưa nước thô từ công trìnhthu lên trạm xử lý nước Trạm bơm cấp I thường đặt riêng biệt bên ngoài trạm xử lýnước, có trường hợp lấy nước từ xa, khoảng cách đến trạm xử lý có thể tới vài kilometthậm chí hàng chục kilomet Trường hợp sử dụng nguồn nước mặt, trạm bơm cấp I cóthể kết hợp với công trình thu hoặc xây dựng riêng biệt Công trình thu nước sông hoặc

hồ có thể dùng cửa thu và ống tự chảy, ống xiphông hoặc cá biệt có trường hợp chỉdùng cửa thu và ống tự chảy đến trạm xử lý khi mức nước ở nguồn nước cao hơn cao

độ ở trạm xử lý Khi sử dụng nước ngầm, trạm bơm cấp I thường là các máy bơm chìm

có áp lực cao, bơm nước từ giếng khoan đến trạm xử lý

Hình 2.1 Bể lắng sơ bộ.

 Song chắn rác:

Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụloại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệuquả làm sạch của các công trình xử lý

Hình 2.2 Song chắn rác.

 Bể lắng cát:

Nhiệm vụ của bể lắng cát là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát có kích thướclớn hơn hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,5; để loại trừ hiện tượngbào mòn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể tạobông và bể lắng

 Lắng:

Bể lắng có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoànthành quá trình làm trong nước Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bểlắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng lớp mỏng và bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

dễ lắng đọng để khử ra khỏi nước bằng lắng, lọc

Có hai phương pháp làm thoáng:

 Đưa nước vào trong không khí: cho nước phun thành tia hay thành màng mỏngchảy trong không khí ở các dàn làm thoáng tự nhiên, hay cho nước phun thành tia vàmàng mỏng trong các thùng kín rồi thổi không khí vào thùng như ở các dàn làm thoángcưỡng bức

 Đưa không khí vào nước: dẫn và phân phối không khí nén thành các bọt nhỏtheo dàn phân phối đặt ở đáy bể chứa nước, các bọt khí nổi lên, nước được làm thoáng

 Hỗn hợp hai phương pháp trên: làm thoáng bằng máng tràn nhiều bậc và phuntrên mặt nước

Hình 2.3 Làm thoáng.

 Clo hóa sơ bộ:

Clo hóa sơ bộ là quá trình cho clo vào nước trước bể lắng và bể lọc Clo hóa sơ

bộ có tác dụng tăng thời gian khử trùng khi nguồn nước nhiễm bẩn nặng, oxy hóa sắthòa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo thành các kết tủatương ứng, oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu, ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu,phá hủy tế bào của các vi sinh sản ra chất nhầy nhớt trên mặt bể lọc

 Keo tụ - tạo bông :

Quá trình keo tụ tạo bông cặn dùng để khử các chất lơ lửng, chất phân tán dạngkeo trong nước thải Các hạt keo lơ lửng có kích thước khoảng từ 10-8cm đến 10-7cm,nếu không có hóa chất keo tụ không thể loại bỏ các hạt keo này ra khỏi nước thải bằngphương pháp lắng lọc thông thường

 Chất Trợ Keo Tụ:

Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợkeo tụ (flucculant) Việc sử dụng chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ,

giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo Các chất trợ keo

tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin (C6H10O5)n, các ete, cellulose,dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O) Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng làpolyacrylamit (CH2CHCONH2)n

 Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của Clo:

Clo là một chất oxy hóa mạnh ở bất cứ dạng nào Khi Clo tác dụng với nước tạothành axit hypoclorit (HOCl) có tác dụng diệt trùng mạnh Khi cho Clo vào nước, chấtdiệt trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và gây phản ứng với men bêntrong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt

Khi cho Clo vào nước, phản ứng diễn ra như sau:

Cl2 + H2O = HOCl + HCl

Hoặc có thể ở dạng phương trình phân ly:

Cl2 + H2O = H+ + OCl- + Cl

-Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra như sau:

Ca(OCl)2 + H2O = CaO + 2HOCl +2HOCl 2H+ + 2OCl

 Muối sắt và muối nhôm:

Các muối sắt được sử dụng làm chất keo tụ có nhiều ưu điểm hơn so với cácmuối nhôm do:

 Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp;

 Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn;

 Có thể khử mùi H2S

Tuy nhiên, các muối sắt cũng có nhược điểm là tạo thành phức hòa tan có màu

do phản ứng của ion sắt với các hợp chất hữu cơ Quá trình keo tụ sử dụng muối sắtxảy ra do các phản ứng sau:

FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 = HCl+Fe2(SO4)3 + 6H2O+Fe(OH)3 + 3H2SO4

Trong điều kiện kiềm hóa:

2FeCl3 + 3Ca(OH)2 = Fe(OH)3 + 3CaCl2+FeSO4 + 3Ca(OH)2 2Fe(OH)3 +3CaSO4

2.2.3 Biện pháp lý học

Dùng các tia vật lý để khử trùng nước như tia tử ngoại, sóng siêu âm Điện phânnước biển để khử muối Khử khí CO2 hòa tan trong nước bằng phương pháp làmthoáng

 Khử trùng bằng phương pháp nhiệt

Đây là phương pháp khử trùng cổ truyền Đun sôi nước ở nhiệt độ 1000 oC cóthể tiêu diệt phần lớn các vi khuẩn có trong nước Chỉ trừ nhóm vi khuẩn khi gặp nhiệt

độ cao sẽ chuyển sang dạng bào tử vững chắc Tuy nhiên, nhóm vi khuẩn này chiếm tỉ

lệ rất nhỏ Phương pháp đun sôi nước tuy đơn giản, nhưng tốn nhiên liệu và cồng kềnh,nên chỉ dùng trong quy mô gia đình

 Khử trùng bằng tia cực tím (UV)

Tia cực tím là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 4 – 400 nm, có tác dụngdiệt trùng rất mạnh Dùng các đèn bức xạ tử ngoại, đặt trong dòng chảy của nước Cáctia cực tím phát ra sẽ tác dụng lên các phân tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấutrúc và mất khả năng trao đổi chất, vì thể chúng sẽ bị tiêu diệt Hiệu quả khử trùng chỉđạt được triệt để khi trong nước không có các chất hữu cơ và cặn lơ lửng Sát trùngbằng tia cực tím không làm thay đổi mùi, vị của nước

 Ngoài ra còn có một số phương án xử lý đặc biệt:

 Khử mùi bằng làm thoáng :dựa trên nguyên tắc các công trình làm thoáng có thểlàm bay hơi các loại khí gây mùi cho nước và đồng thời ôxi hóa các chất có nguồn gốchữu cơ và vô cơ gây mùi Các công trình làm thoáng khử mùi cũng tương tự như cáccông trình làm thoáng để khử sắt như: dàn mưa, phun mưa, bể làm thoáng cưỡngbức…

 Khử Flo trong nước : trong nước ăn uống sinh hoạt, nếu hàm lượng Flo lớn hơngiới hạn cho phép, sẽ gây ra hỏng men răng Vì vậy phải khử bớt Flo trong nước

Phương pháp này áp dụng khi nước có hàm lượng cặn trước khi đi vào bể lọc8mg/l, tổng hàm lượng muối 1000mg/l Hạt vật liệu hấp phụ có d = 2- 3 mm, chiều dàylớp vật liệu hấp phụ trong bể lọc áp lực lấy như sau : Hvl = 2m khi hàm lượng Flotrong nước đến 5mg/l; Hvl = 3m khi hàm lượng Flo từ 8 -10 mg/l Trong bể lọc hở :khi hàm lượng Flo đến 5mg/l thì Hvl = 2m, khi hàm lượng Flo từ 8 -10mg/l thì Hvl =2,5m

3 L A CH N CÔNG NGH X LÝ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH Ệ XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH Ử LÝ NƯỚC

Đ N V ƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC Ị

3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ

Bảng 3.1 Số liệu chất lượng nước nguồn

xử lý nước phù hợp, đưa ra kỹ thuật xử lý cụ thể, chọn hóa chất và tính toán liều lượnghóa chất cần dùng, tối ưu hóa điều kiện vận hành cho từng công đoạn và sắp xếp cácbước xử lý cho phù hợp

Các chất bẩn có mặt trong nước với kích thước rất khác nhau, ứng với mỗikhoảng kích thước hạt cần có những biện pháp xử lí phù hợp Để có được sự lựa chọnphù hợp nhất cho quá trình xử lí cần phân tích chất lượng nước thô để xác định kíchthước của các hạt có trong nguồn nước thô

Dựa vào các số liệu đã có, so sánh chất lượng nước thô và chất lượng nước sau xử

lí để quyết định cần tách gì ra khỏi nước, chọn thông số chính về chất lượng nước và

đưa ra kỹ thuật xử lí cụ thể, chọn hóa chất và liệu lượng hóa chất cần dùng, tối ưu hóacác điều kiện vận hành cho từng bước xử lí và sắp xếp các bước cho thật hợp lí.

3.2 Đề xuất công nghệ xử lý

Nước mặt bao gồm các nguồn nước trong các ao, đầm, hồ chứa, sông suối Do kếthợp từ các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặttrưng của nước mặt là:

do cảy ra quá trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại tương đối thấp và chủyếu ở dạng keo

Dó tính nước nhuồn nhiễm nhiều tạp chất hữu cơ từ nhiều hành phần, tạo nên độđục không ổn định, vì vậy công nghệ xử lý nước cần chú trọng giai đoạn tiền xử lý:phản ứng + lắng ngay từ đầu qui trình, nhằm phá hủy các liên kết hóa học, tạo cặn hữuích

Sau đó, giai đoạn khử trùng là bắt buộc trước khi cung cấp nước cho sinh hoạt

Hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số

Qsh = q tc N f

1000 = 200.18000.100 %1000 = 3600 (m3/ngày)

Lượng nước phục vụ công cộng:

Qcc = 10%.qsh = 360 (m3/ngày)Lượng nước dịch vụ đô thị:

Qdv = 10%.qsh = 360 (m3/ngày)

Lượng nước thất thoát:

Qngày.tb = q tc N f

Qngày.max = kngày.max.Qngày.tb = 1,2.5725,5 = 6870.6 (m3/ngày)

Qngày.min = kngày.min.Qngày.tb = 0.9.5725,5 = 5152.95 (m3/ngày)

Trong đó: Hệ số dùng nước không điều hòa ngày kể đến cách tổ chức đời sống

xã hội, chế độ làm việc của cơ sở sản xuất, mức độ tiện nghi, sự thay đổi nhu cầu dùngnước theo mùa cần lấy như sau:

Kngay.max = 1,1 – 1,2; kngay.min = 0,8 – 0,9 (áp dụng cho đô thị loại I)

Do tính chất nước cấp đầu vào chứa nhiều chất rắn lơ lửng, hàm lượng ô nhiễmhữu cơ trong nước cao và nước chứa các vi sinh vật gây bệnh, nên công nghệ xử lýnước mặt cấp cho sinh hoạt được đề xuất như sau:

Lưới chắnrác

Bể khuấytrộn cơ khí

Nước vôi

Cống thoátnước

Bể lọc nhanh

Mạng lướinước cấpBơm cấp 2

Thuyết minh quy trình công nghệ:

Nước từ sông qua công trình thu và trạm bơm nước thô, tại đây có lưới chắn rácgiữ lại những cặn thô, kích thước lớn, rong rêu, túi nilong Nước được bơm lên cao và

tự chảy vào các công trình tiếp theo

Đầu tiên nước được bơm lên và chảy qua bể trộn cơ khí, chất keo tụ và vôi hòatrộn sẵn ở các công trình chuẩn bị dung dịch phèn, bể trộn vôi được cho vào nước vàkhuấy trộn đều giúp cho quá trình tạo bông Nước tiếp tục chảy qua bể tạo bông, bôngcặn hình thành sẽ được loại bỏ bởi quá trình lắng ở bể lắng Phần chất bẩn không lắngđược sẽ được loại bỏ bằng bể lọc Nước sau lọc sẽ đước châm clo khử trùng và chảyvào bể chứa Từ đây, nước được phân phối vào khu dân cư thông qua trạm bơm cấp 2

và mạng lưới cấp nước

Phần cặn ở bể lắng sẽ được xử lý qua các công đoạn: nén bùn và khử nước

Phương án 2:

Thuyết minh quy trình công nghệ:

Trong sơ đồ công nghệ này ta sử dụng bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng của bể lắng.Tại đây nước được đưa vào bể trộn đứng theo hướng từ dưới lên, đồng thời hóa chất(phèn - vôi) cũng được đưa vào cùng lúc đó Sau thời gian lưu nước trong bể khoảng 2phút, nước sẽ được dẫn qua bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng kết hợp với bể lắng ngang

Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng thường xây dựng liền trước bể lắng ngang Nướcvào bể qua các máng phân phối đều đặt dọc theo mặt bể (hoặc các ống phân phối đặtdưới đáy bể.Đáy bể có cấu tạo giống bể phản ứng xoáy hình côn nên khi qua đến đâynước đã được khuấy trộn sơ bộ và hình thành các bông cặn nhỏ