Tính toán, thiết kế nhà máy xử lý nước ngầm cung cấp cho 6000 dân

Thành phố Hồ Chí Minh là đô thị lớn nhất nước ta, một trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa và khoa học kĩ thuật quan trọng của cả nước. Lãnh thổ của thành phố trải dài theo hướng tây bắc – đông nam và nằm trong khoảng từ 10022’13’’ đến 11022’17’’ vĩ độ Bắc và từ 106001’2’’ đến 10701’10’’ kinh độ Đông. Điểm cực bắc của thành phố là xã Phú Mỹ Hưng (huyện Củ Chi), điểm cực nam ở xã Long Hòa (huyện Cần Giờ), điểm cực tây tại xã Thái Mỹ (huyện Củ Chi) và điểm cực đông là xã Thanh An (huyện Cần Giờ). Với tốc độ gia tăng dân số quá nhanh, cơ sở hạ tầng chưa kịp quy hoạch nâng cấp tổng thể, ý thức một số người dân lại quá kém trong nhận thức và bảo vệ môi trường chung... Vì vậy, Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay đang phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trường quá lớn. Hiện trạng nước thải không được xử lý đổ thẳng vào hệ thống sông ngòi còn rất phổ biến. Nhiều cơ sở sản xuất, bệnh viện và cơ sở y tế chưa có hệ thống xử lý nước thải là một thực trạng đáng báo động. Tại cụm công nghiệp Tham Lương, nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi chất thải công nghiệp với tổng lượng nước thải ước tính 500.000 m³ngày. Sông Sài Gòn, mức độ ô nhiễm vi sinh chủ yếu do hoạt động nuôi trồng thuỷ sản gây ra vượt tiêu chuẩn cho phép đến 220 lần. Cho tới 2008, vẫn chưa có giải pháp cụ thể nào để chấm dứt tình trạng ô nhiễm này. Tình trạng ngập lụt trong trung tâm thành phố đang ở mức báo động cao, xảy ra cả trong mùa khô. Diện tích khu vực ngập lụt khoảng 140 km2 với 85% điểm ngập nước nằm ở khu vực trung tâm. Thiệt hại do ngập nước gây ra ước tính 8 tỷ đồng mỗi năm. Nguyên nhân là do hệ thống cống thoát nước được xây cách đây 50 năm đã xuống cấp. Ngoài ra, việc xây dựng các khu công nghiệp và đô thị ở khu vực phía nam – khu vực thoát nước của thành phố này đã làm cho tình hình ngập càng nghiêm trọng hơn. Trước những bức xúc về thực trạng môi trường, Thành phố Hồ Chí Minh đang khẩn trương tìm mọi cách nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân trên địa bàn

Trang 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1 Gi i thi u v khu v c thi t k ớ ệ ề ự ế ế

1.1.1 Hiện trạng và điều kiện tự nhiên TP.HCM

Thành phố Hồ Chí Minh là đô thị lớn nhất nước ta, một trung tâm chính trị, kinh

tế, văn hóa và khoa học kĩ thuật quan trọng của cả nước Lãnh thổ của thành phố trảidài theo hướng tây bắc – đông nam và nằm trong khoảng từ 10022’13’’ đến 11022’17’’

vĩ độ Bắc và từ 106001’2’’ đến 10701’10’’ kinh độ Đông Điểm cực bắc của thành phố

là xã Phú Mỹ Hưng (huyện Củ Chi), điểm cực nam ở xã Long Hòa (huyện Cần Giờ),điểm cực tây tại xã Thái Mỹ (huyện Củ Chi) và điểm cực đông là xã Thanh An (huyệnCần Giờ)

Tính theo đường chim bay, chiều dài của thành phố theo hướng tây bắc – đôngnam khoảng 100 km và chiều ngang nơi rộng nhất là hơn 40 km

Thành phố Hồ Chí Minh tiếp giáp với 6 tỉnh: phía bắc và phía đông là các tỉnhBình Dương, Đồng Nai và một phần tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu; phía tây là các tỉnh TâyNinh, Long An và tỉnh Tiền Giang Về phía nam, thành phố tiếp giáng với Biển Đông,

mà trực tiếp là vịnh Đồng Tranh và vịnh Gành Rái

Diện tích tự nhiên của thành phố là 2.095, 01 km2, chiếm hơn 6,36% diện tích cảnước, trong đó gồm 442,13 km2 nội thành và 1.652,88km2 ngoại thành với số dân năm

2002 lên tới 5.449.217 người (*), bằng 6,83% dân số của cả nước

Về mặt kinh tế, Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phíaNam, đồng thời cũng là một đỉnh của tam giác tăng trưởng kinh tế trong vùng Điều đó

có ý nghĩa đặc biệt đối với việc phát triển kinh tế của thành phố

Thành phố là đầu mối giao thông vào loại lớn nhất nước ta với sự có mặt của cáctuyến giao thông huyết mạch như đường ô tô, đường sắt, đường biển, đường sông vàđường hàng không Do đó, việc giao lưu với các vùng trong nước và các nước trongkhu vực cũng như trên thế giới rất thuận lợi

1

SVTH: Nguyễn Duy Phương

GVHD : Th.s Nguyễn Thị Thu Hiền

Trang 2

Như vậy, vị trí địa lí của Thành phố Hồ Chí Minh là một thế mạnh, góp phần mởrộng giao lưu liên kết ở trong và ngoài nước, giúp kinh tế của thành phố nhanh chónghội nhập vào thị trường khu vực và thế giới.

1.1.2 Đặc điểm khí hậu – môi trường

• Khí hậu

Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, mang tính chất cận xích đạo Khí hậuchia 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4năm sau Nhiệt độ tương đối cao khoảng từ 25°C đến 29°C Độ ẩm trung bình từ 73%đến 85% Chế độ mưa cao, trung bình hằng năm 1949mm Lượng mưa phân bố khôngđều, hơn 90% lượng mưa tập trung vào các tháng mùa mưa

• Môi trường

Với tốc độ gia tăng dân số quá nhanh, cơ sở hạ tầng chưa kịp quy hoạch nâng cấptổng thể, ý thức một số người dân lại quá kém trong nhận thức và bảo vệ môi trườngchung Vì vậy, Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay đang phải đối mặt với vấn đề ônhiễm môi trường quá lớn Hiện trạng nước thải không được xử lý đổ thẳng vào hệthống sông ngòi còn rất phổ biến Nhiều cơ sở sản xuất, bệnh viện và cơ sở y tế chưa

có hệ thống xử lý nước thải là một thực trạng đáng báo động Tại cụm công nghiệpTham Lương, nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi chất thải công nghiệp với tổng lượng nướcthải ước tính 500.000 m³/ngày Sông Sài Gòn, mức độ ô nhiễm vi sinh chủ yếu do hoạtđộng nuôi trồng thuỷ sản gây ra vượt tiêu chuẩn cho phép đến 220 lần Cho tới 2008,vẫn chưa có giải pháp cụ thể nào để chấm dứt tình trạng ô nhiễm này

Lượng rác thải ở Thành phố Hồ Chí Minh lên tới 6.000 tấn/ngày, trong đó mộtphần lượng rác thải rắn không được thu gom hết Kết quả quan trắc năm 2007 cho thấy,

so với năm 2006, sự ô nhiễm hữu cơ tăng 2 đến 4 lần Các phương tiện giao thông, hoạtđộng xây dựng, sản xuất còn góp phần gây ô nhiễm không khí Khu vực ngoại thành,đất cũng bị ô nhiễm do tồn đọng thuốc bảo vệ thực vật từ sản xuất nông nghiệp gâynên

Trang 3

Tình trạng ngập lụt trong trung tâm thành phố đang ở mức báo động cao, xảy ra cảtrong mùa khô Diện tích khu vực ngập lụt khoảng 140 km2 với 85% điểm ngập nướcnằm ở khu vực trung tâm Thiệt hại do ngập nước gây ra ước tính 8 tỷ đồng mỗi năm.Nguyên nhân là do hệ thống cống thoát nước được xây cách đây 50 năm đã xuống cấp.Ngoài ra, việc xây dựng các khu công nghiệp và đô thị ở khu vực phía nam – khu vựcthoát nước của thành phố này đã làm cho tình hình ngập càng nghiêm trọng hơn.

Trước những bức xúc về thực trạng môi trường, Thành phố Hồ Chí Minh đangkhẩn trương tìm mọi cách nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân trên địa bàn

1.1.3 Hiện trạng hệ thống cấp nước

Tính đến cuối năm 2014, tổng số hộ dân được cấp nước sạch là 1.529.811 hộ, đạt

tỷ lệ hơn 82%, tổng số hộ dân chưa được cung cấp nước sạch là 317.146 hộ (khu vực

đô thị 76.861 hộ, khu vực nông thôn 240.285 hộ) Các khu vực mà người dân chưa cónước sạch tập trung tại 15 xã của các huyện Bình Chánh (78.046 hộ), 11 xã của huyệnHóc Môn (69.039 hộ) và 20 xã của huyện Củ Chi (93.200 hộ)

Theo kế hoạch, năm 2015, thành phố sẽ hoàn thành việc cung cấp nước sạch, nướchợp vệ sinh cho 1.935 hộ thuộc quận Gò Vấp, 748 hộ thuộc quận Tân Phú, 68.556 hộthuộc quận 12, 19.345 hộ thuộc quận Bình Tân, 78.624 hộ thuộc huyện Bình Chánh và69.852 hộ thuộc huyện Hóc Môn trước ngày 31-12

Thành phố đang triển khai nhiều dự án cấp nước Trên địa bàn thành phố, năng lựccung cấp nước sạch sẽ tăng gần 50% vào cuối năm nay, do có thêm 830.000m3 nướcsạch mỗi ngày từ một số nhà máy nước mới được xây dựng và vận hành, tăng lên 2,57triệu m3 Chẳng hạn, nhà máy nước sạch lớn sẽ vận hành trong năm nay gồm Nhà máynước Thủ Đức 3 (300.000m3/ngày), Nhà máy nước Tân Hiệp 2 (300.000m3/ngày),Nhà máy nước Kênh Đông 2 (150.000m3/ngày) Nguồn nước sạch này đáp ứng đượcnhu cầu của cư dân thành phố, nhưng tại một số vùng ven, mạng lưới cấp nước sạchvẫn chưa đến được với người dân

Gần đây, xuất hiện thực trạng ở những khu vực dù có hệ thống mạng lưới đườngống nước sạch đi qua, đồng hồ nước vào tận nhà nhưng người dân vẫn không chịu xài.Địa bàn quận Bình Thạnh hiện có khoảng 500 hộ dân dùng nước giếng khoan dù đã có

hệ thống nước sạch lắp đặt đi qua Có thể giá nước cao người dân chưa chịu sử dụng,

có sử dụng thì chỉ dùng để uống, còn nước giếng khoan dùng cho sinh hoạt, tưới cây

3

Trang 4

Trong khi đó, ở các quận vùng ven, huyện ngoại thành hàng trăm ngàn hộ dân dokhông có hệ thống nước sạch nên phải xài nước giếng khoan có mùi hôi tanh, nhiễmphèn Người dân ở đây rất mong chờ nguồn nước sạch để phục vụ sinh hoạt gia đình,nhưng do phát triển đường ống khu vực ngoại thành còn gặp một số vướng mắc nênước mơ được xài nước sạch vẫn chưa thành.

Theo Tổng công ty Cấp nước Sài Gòn (Sawaco), giá nước bình quân tại thành phốtrong 5 năm tới sẽ tăng khoảng 10,5% mỗi năm Giá nước bình quân đối với định mức

sử dụng thấp nhất sẽ tăng từ mức hiện nay là 5.300 đồng/m3 lên 7.900 đồng/m3 (chưathuế) vào năm 2019

1.2 T ng quan v ngu n n ổ ề ồ ướ ấ c c p

1.2.1 Tầm quan về nguồn nước cấp

Nước là nhu cầu thiết yếu của mọi sinh vật Không có nước cuộc sống trên TráiĐất không thể tồn tại được

Nước là nhu cầu không thể thiếu trong cuộc sống sinh hoạt hằng ngày cũng nhưtrong quá trình sản xuất công nghiệp

Trong sinh hoạt: nước cấp dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giảitrí, các hoạt động công cộng như cứu hỏa, tưới cây, rửa đường

Trong các hoạt động công nghiệp: Nước cấp được dùng cho các quá trình làm lạnh,sản xuất thực phẩm… Hầu hết mọi ngành công nghiệp đều sử dụng nước cấp như mộtnguồn nguyên liệu không thể thay thế được

Tùy thuộc về mức độ phát triển công nghiệp và mức sinh hoạt cao thấp mà nhu cầu

về nước và chất lượng nước khác nhau ở từng khu vực Các quốc gia khác nhau đều cónhững tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp

 Các tiêu chuẩn về chất lượng nước cấp tại Việt Nam:

o QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ănuống

o QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượngnước mặt

Trang 5

o QCVN 09-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượngnước dưới đất.

o TCVN 5502:2003: Yêu cầu chất lượng nước cấp sinh hoạt

o TCXDVN 33:2006: Cấp nước – mạng lưới đường ống và công trình tiêuchuẩn thiết kế

1.2.2 Tổng quan về nước ngầm

Nước ngầm được cung cấp chủ yếu bởi mưa và lưu giữ trong các tầng chứa nước

và bị ảnh hưởng mạnh từ hoạt động khai thác của con người.Nước chảy qua các địatầng chứa cát và granit thường có tính axit và chứa ít chất khoáng Khi nước ngầm chảyqua địa tầng chứa đá vôi thì nước thường có độ cứng và độ kiềm hydrocacbonat khácao

 Đặc trưng chung của nước ngầm:

- Không có hiện diện của vi sinh vật

Nước ngầm có thể có áp hoặc không áp Nước tầng nông có trữ lượng thấp, không

áp, dễ bị nhiễm bẩn Và ngược lại đối với nước tầng sâu

1.2.3 So sánh tính chất nước ngầm và nước mặt

 Ưu , nhược điềm khi sử dụng nước ngầm

o Ưu điềm

- Ít chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố khí hậu như hạn hán

- Chất lượng nước tương đối ổn định, ít bị biến động theo mùa

- Có thể chủ động giải quyết vấn đề nước sạch cho các khu vực xa xôi, hẻo lánh, dân

cư thưa

5

Trang 6

- Để khai thác nước ngầm có thể sử dụng các thiết bị điện như bơm ly tâm, máy nénkhí, bơm nhúng chìm hoặc các thiết bị không cần điện như các loại bơm tay Ngoài

ra nước ngầm còn đươc khai thác tập trung tại các nhà máy nuớc ngầm, các xínghiệp, hoặc khai thác phân tán tại các hộ dân cư Đây là ưu điểm nổi bật của nướcngầm trong vấn đề cấp nước nông thôn

- Giá thành xử lý nước ngầm nhìn chung rẻ hơn so với nước mặt

- Hầu như không chứa vi sinh vật, vi khuẩn, nấm hay vi rút

o Nhược điểm

- Một số nguồn nước ngầm ở tầng sâu được hình thành từ hàng trăm, hàng nghìnnăm và ngày nay nhận được rất ít sự bổ cập từ nước mưa Và tầng nước này nóichung không thể tái tạo hoặc khả năng tái tạo rất hạn chế Do vậy trong tương laicần phải tìm nguồn nước khác thay thế khi các tầng nước này bị cạn kiệt

- Khai thác nước ngầm một cách bừa bãi cũng dễ dẫn tới tình trạng ô nhiễm nguồnnước ngầm

- Tốn chi phí khoan giếng ban đầu, chi phí mua bơm, chi phí điện hàng tháng củabơm giếng khoan

- Đối với các mạch nước nguồn xấu (chứa nhiều muối hòa tan, bị xâm nhập mặn,nồng độ kim loại nặng cao), chi phí xử lý nước cao

- Có thể chứa các kim loại hòa tan như sắt, magan, canxi, magie gây mùi tanh, một

số kim loại nặng có thể gây ra các bệnh ghiêm trọng cho con người như ung thưnhư Asen, chì, thủy ngân

- Thiếu oxy hòa tan trong nước, có thế chứa các khí như CO2, H2S, khi được làmthoáng và gặp ánh sáng các khí giải phóng tạo mùi hôi Gặp oxy một số kim loại bịoxy hóa tạo ra các cáu cặn trong đường ống, thiết bị

- Khai thác nước ngầm với nhịp điệu cao sẽ làm cho mực nước ngầm hạ thấp xuống,một mặt làm cho quá trình nhiễm mặn tăng lên, mặt khác làm cho nền đất bị võngxuống gây hư hại các công trình xây dựng -một trong các nguyên nhân gây hiệntượng lún sụt đất

1.3 Thành ph n,tính ch t và các ch tiêu đánh giá ch t l ầ ấ ỉ ấ ượ ng n ướ c ng m ầ 1.3.1 Thành phần , tính chất

Trang 7

Nước ngầm ít chịu tác động của con người và cũng có chất lượng tốt hơn nướcmặt Thành phần, tính chất nước ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc, cấu trúc địa tầng củakhu vực và chiều sâu của lớp nước ngầm…

Trong nước ngầm, phần cần quan tâm là các tạp chất hoà tan do ảnh hưởng củađiều kiện địa tầng,thời tiết nắng mưa, các quá trình phong hoá và sinh hoá trong khuvực Ở những vùng có điều kiện phong hoá tốt, mưa nhiều hoặc bị ảnh hưởng củanguồn thải thì trong nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan, các chấthữu cơ,mùn lâu ngày theo nước mưa thấm vào nguồn nước

Bản chất địa chất của khu vực ảnh hưởng lớn đến thành phần hoá học của nướcngầm vì nước luôn tiếp xúc với đất đá trong đó nó có thể lưu thông hoặc bị giữ lại.Giữa nước và đất luôn hình thành nên sự cân bằng về thành phần hoá học, vì vậy thànhphần của nước thể hiện thành phần của địa tầng khu vực đó

Tuy vậy, nước ngầm có một số đặc tính chung là: độ đục thấp, nhiệt độ và thànhphần hoá học ít thay đổi theo thời gian, ngoài ra nước ngầm thường chứa rất ít vikhuẩn, trừ trường hợp nguồn nước bị ảnh hưởng của nước bề mặt Mặc dù vậy nướcngầm cũng có thể nhiễm bẩn bởi hoạt động của con người Các chất thải của con người

và động vật, các chất thải hóa học, các chất thải sinh hoạt cũng như việc sử dụng phânbón hóa học… Tất cả những chất thải đó theo thời gian ngấm dần vào nguồn nước, tích

tụ dần và dẫn đến làm hư hỏng nguồn nước ngầm

a) Chất khoáng hòa tan trong nước ngầm

- Ion Sắt Fe 2+ :

b) Các chất khí hòa tan trong nước ngầm

- Khí O 2 hòa tan: Dựa vào nồng độ O 2 , nước ngầm có thể chia làm 2 nhóm

- Nước ngầm yếm khí: Trong quá trình lọc qua các tầng đất đá, oxy trong nước bị

tiêu thụ Khi lượng oxy tiêu thụ hết, các chất hòa tan như Fe 2+ , Mn 2+ sẽ được tạo thành Hơn nữa sẽ xảy ra quá trình khử sau:

NO 3 -→NH4 + , SO 4 2-→H2 S, CO 2→CH4

- Nước ngầm hiếu khí: Trong nước có oxy sẽ không có các chất như NH 4 + , H 2 S,

CH 4 …Nước thường có chất lượng tốt.

Nước ngầm được xem là nguồn “nước sạch” và có thể đáp ứng các tiêu chuẩn vềnước uống Khi một lớp nước ngầm bị ô nhiễm thì rất khó khôi phục lại độ tinh khiếtnguyên khai Các chất ô nhiễm làm hư hỏng các lớp nước thực tế không những chỉ có

7

Trang 8

mặt trong nước mà cũng bị giữ lại và hấp thụ trên đá và khoáng chất dưới đất Nướcngầm cũng có thể chứa các nguyên tố có nồng độ vượt quá xa tiêu chuẩn của nướcuống như Fe, Mn, H2S…Nước ngầm cần phải xử lý trước khi phân phối khi có mộthoặc nhiều nguyên tố vượt quá giá trị cho phép theo quy định hiện hành.

Chất lượng nước có thể được phân loại và đánh giá theo các chỉ tiêu: chỉ tiêu lýhọc, chỉ tiêu hóa học, chỉ tiêu vi sinh Để thu được các chỉ tiêu chất lượng nước về lýhóa khi phân tích phản ánh đúng chất lượng của nguồn cấp nước, điều quan trọng làphải tuân theo các quy tắc lấy mẫu nước, bảo quản và vận chuyển:

• Đối với nước ngầm không áp lực: Số mẫu phân tích theo mùa không ít hơn 4, vàđặc biệt là mẫu phân tích ngay sau những đợt mưa lớn và kéo dài

• Đối với nước ngầm có áp lực (các giếng sâu): Số mẫu cần thiết không ít hơn 2,thời gian lấy mẫu cách nhau 24h trở lên Trước khi lấy mẫu phải bơm nước liêntục 12 giờ với lưu lượng lớn hơn hoặc bằng 30% lưu lượng dự định khai thácsau này

 So sánh nước mặt và nước ngầm

Th

3 Độ màu lửng, rong tảo và do nước thảiGây ra do đất sét, các chất lơ Thường thì không màu, độmàu gây ra do có chứa các

chất của acid humic

4 Hàm lượng chấtrắn lơ lửng Thường cao và thay đổi theo mùa Thấp hoặc hầu như không có

5 Độ khoáng hóa Thay đổi phụ thuộc vào nền đất,mưa… Không thay đổi

6 Sắt và Mangan Thường không có hoặc chỉ hiệndiện với hàm lượng thấp Thường có mặt với các hàmlượng khác nhau

Trang 9

8 Oxi hòa tan Thường xuyên có Đôi khi nhỏhoặc không có khi bị ô nhiễm Không có

13 chất vô cơ, hữu cơÔ nhiễm bởi các Thường có ở các khu đô thị, cácKCN tập trung Ít có

14 Vi sinh vật Có chứa các vi khuẩn, virus, sinhvật nổi Thường có vi khuẩn sắt

16 Đặc tính dinhdưỡng Thường xuyên tăng lên rõ nét ởnhiệt độ cao Không thay đổi

3 Độ màu

Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo nên: hợp chất sắt, mangan khônghòa tan làm nước có màu đỏ; các chất mùn humic gây ra màu vàng; các loại thủy sinhtạo màu xanh lá cây Đơn vị đo độ màu thường dùng là độ theo thang màu Platin –

9

Trang 10

Coban (Pt-Co) Nước thiên nhiên có độ màu thấp hơn 200 độ Độ màu biểu kiến trongnước thường do các chất lơ lửng trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phươngpháp lọc.

Để loại bỏ màu thực của nước (do các chất hòa tan) phải dùng các biện pháp hóa lýkết hợp Nếu nước do Sắt (màu nâu), mangan (màu đen) hoặc các chất lơ lửng như tảogây màu xanh lam, xanh lục thì có thể khử bằng lọc nhanh hoặc lọc chậm, keo tụ tạobông rồi lọc

4 Mùi vị

Các chất khí và các chất hòa tan hay các sản phẩm phân hủy vật chất trong nướclàm cho nước có mùi vị Nước thiên nhiên thường có mùi đất, mùi tanh, mùi thối.Nước sau khi khử trùng thường nhiễm mùi clo hay clophenol Tùy theo thành phần vàhàm lượng các muối khoáng hòa tan nước có thể có các vị mặn, ngọt, chát ,đắng

Các chất gây mùi có thể khử bằng phương pháp làm thoáng khi chúng là các chấthòa tan dễ bay hơi Sử dụng quá trình oxy hóa trong quá trình lọc chậm, lọc nhanh, lọckhô cũng có thể khử được nhiều chất gây mùi Hiệu quả của quá trình phụ thuộc vàokhả năng bị oxy hóa của các chất đó Thường sử dụng các chất oxy hóa mạnh như

Cl2,ClO2, O3, KMnO4,…Lọc nước bằng than hoạt tính cho hiệu quả cao nhưng chi phítốn kém Phương pháp keo tụ bằng phèn nhôm, sắt có thể mang lại hiệu quả đối vớimùi gây ra bởi H2S Tuy nhiên nhiều chất gây mùi ở trạng thái hòa tan nên phươngpháp keo tụ khó mang lại hiệu quả cao

để đánh giá tổng hàm lượng chất khoáng hoà tan trong nước

7 Tính phóng xạ

Tính phóng xạ của nước là do sự phân huỷ các chất phóng xạ trong nước tạo nên.Nước ngầm thường nhiễm các chất phóng xạ tự nhiên, các chất này có thời gian bán

Trang 11

phân huỷ rất ngắn nên nước thường vô hại Tuy nhiên khi bị nhiễm bẩn phóng xạ từnước thải và không khí thì tính phóng xạ của nước có thể vượt quá giới hạn cho phép.Hai thông số tổng hoạt độ phóng xạ α và β thường được dùng để xác định tínhphóng xạ của nước Các hạt α bao gồm 2 proton và 2 nơtron có năng lượng xuyên thấunhỏ, nhưng có thể xuyên vào cơ thể sống qua đường hô hấp hoặc tiêu hoá, gây tác hạicho cơ thể do tính ion hoá mạnh Các hạt β có khả năng xuyên thấu mạnh hơn, nhưng

dễ bị ngăn lại bởi các lớp nước và cũng gây tác hại cho cơ thể

2) Độ kiềm

Độ kiềm tổng cộng là tổng hàm lượng của các ion hydrocacbonat (HCO3-),hyđroxyl (OH-) và ion muối của các axit yếu khác Ở nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụthuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO2 tự do có trong nước

Độ kiềm là một chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước Để xác định độkiềm thường dùng phương pháp chuẩn độ mẫu nước thử bằng axit clohydric (HCl) hayaxit sunfuric (H2SO4) và theo dõi theo chất chỉ thị màu, đầu tiên là phenolphatalein sau

dó là metylloran

3) Độ cứng

Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magiê có trongnước Trong kỹ thuật xử lý, nước thường phân biệt ba loại khái niệm độ cứng: độ cứngtoàn phần, độ cứng tạm thời, độ cứng vĩnh cửu

Tuỳ theo hàm lượng CaCO3, nước được phân loại thành:

-Độ cứng < 50 mg CaCO3/l : nước mềm

-Độ cứng 50 – 150 mg CaCO3/l: nước trung bình

11

Trang 12

5) Sắt

Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng ion Fe2+, kết hợp với các gốcbicacbonat, sunfat, clorua đôi khi tồn tại dưới keo của axit humic hoặc keo silic Khitiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hoá, ion Fe2+ bị oxy hóa thành ion Fe3+ và kếthợp tủa thành các bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ Với hàm lượng sắt cao hơn0,5mg/l, nước có mùi tanh Các cặn sắt kết tủa có thể làm tắc hoặc giảm khả năng vậnchuyển của các ống dẫn nước

7) Sunfat

Ion sunfat thường có trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc hữu

cơ, thường tồn tại dưới dạng muối của Natri, Magiê Nước có hàm lượng Sunfat cao(>250 mg/l) có tính độc hại cho sức khỏe con người

8) Photphat

Khi nguồn nước bị nhiễm bẩn phân rác hoặc các hợp chất hữu cơ, quá trình phânhủy giải phóng ion PO42- Khi trong nước có hàm lượng photphat cao sẽ thúc đẩy quátrình phú dưỡng

9) Thành phần ion của nước thiên nhiên

Trang 13

Trong đại đa số các trường hợp thành phần ion của nước thiên nhiên được xác địnhbởi các ion: Ca2+, Mg2+, K+, HCO3-, SO42-, Cl- Các ion còn lại chiếm số lượng rất bé,tuy nhiên đôi khi chúng có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng nước.

10) Hàm lượng oxi hòa tan (DO)

Lượng oxi hòa tan trong nước phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, thành phần, tínhchất nguồn nước Áp suất tăng, độ hòa tan của oxi của nước tăng, ngược lại khi nhiệt

độ tăng độ hòa tan của oxi vào nước giảm

11) Iot và Florua

Có trong nước thiên nhiên dưới dạng ion, chúng có ảnh hưởng trực tiếp đến sứckhỏe con người Florua cho phép tới 1mg/l Thiếu florua sinh bệnh đau răng, thừa gâyhỏng men răng Iot cho phép 0,005(0,007 mg/l Thiếu lượng iot sinh bệnh bưới cổ

có nhiều loại vi sinh tồn tại trong nước có thể gây bệnh nhưng khi đánh giá chất lượngnước người ta không phân tích chi tiết mà chỉ chú ý đến dạng chỉ thị Trong nước ngầmthường tồn tại chủ yếu là các loại vi khuẩn sắt ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước

Vì vậy cần có những biện pháp để phòng ngừa sự phát triển của chúng ngay tại nguồnnước

1.4 Tiêu chu n đánh giá ch t l ầ ấ ượ ng n ướ c

 QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uốngChất lượng nước ăn uống được đặc trưng bằng giá trị các thông vật lý, hóa học,sinh học của nước Yêu cầu chất lượng nước ăn uống được quy định trong các tiêuchuẩn, quy chuẩn

Mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước ăn uống

13

Trang 14

Chỉ tiêu Đơn vị Giới hạn tối đa Mức độ giám sát

Trang 15

Các nguồn nước tự nhiên

Khai thác và xử lý

Phân phối và sử dụng Thu gom và xử lý

Các nguồn nước tự nhiên

Khai thác và xử lý

Phân phối và sử dụng Thu gom và xử lý

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM

2.1 T ng quan quá trình x lý n ổ ử ướ c

Tổng quan vòng tuần hoàn nước cấp được trình bày ở hình 2.1 – trong đó người ta

khai thác nước từ các nguồn nước tự nhiên, dùng các biện pháp hóa, lý, sinh để xử lý

nhằm đạt được số lượng và chất lượng nước mong muốn, sau đó đến hệ thống phân phối

cho người tiêu dùng Nước sau khi được sử dụng sẽ được thu gom và xử lý ở hệ thóng xử

lý nước thải, rồi trả lại vào các nguồn nước tự nhiên, thực hiện vòng tuần hoàn mới

Hình 2.1 Vòng tuần hoàn nước cấp.

 Mục đích của các quá trình xử lý nước:

- Cung cấp số lượng nước đầy đủ và an toàn về mặt hóa học, vi trùng học để thỏa mãn các

nhu cầu về ăn uống sinh hoạt, dịch vụ, sản xuất công nghiệp và phục vụ sinh hoạt công

cộng của các đối tượng dùng nước

- Cung cấp nước có chất lượng tốt, ngon, không chứa các chất gây vẩn đục, gây ra màu,

mùi, vị của nước

- Cung cấp nước có đủ thành phần khoáng chất cần thiết cho việc bảo vệ sức khỏe của

người tiêu dùng

- Để thỏa mãn các yêu cầu trên thì nước sau xử lý phải có các chỉ tiêu chất lượng thỏa mãn

“Tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt”

15

Trang 16

Đối với nước ngầm: mục đích chủ yếu là khử sắt (II) và mangan, do đó công nghệ xử

lý nước ngầm thường ứng dụng quá trình làm thoáng tự nhiên (dàn mưa) hoặc nhân tạo(quạt gió) để oxy hóa các nguyên tố Fe2+, Mn2+ ở dạng hòa tan trong nước thành Fe3+,

Mn4+ ở dạng kết tủa, sau đó tách ra bằng quá trình lắng, lọc và khử trùng

Ngoài ra, tùy theo chất lượng nước nguồn và các yêu cầu đặc biệt khác về chất lượngnước sử dụng cho các mục đích riêng biệt (nước cấp cho lò hơi, nước dùng để sản xuấtthuốc kháng sinh, nước dùng cho quá trình nhuộm, nước dùng cho các phòng thí nghiệm,

…) mà có thể ứng dụng các quá trình xử lý đặc biệt như: làm mềm nước, khử khoáng,khử các chất khí hòa tan trong nước, ổn định nước,… Tùy theo từng trường hợp cụ thể cóthể lựa chọn các phương pháp, các công trình cử lý cho thích hợp, kinh tế và hiệu quảnhất

Clo hóa sơ bộ

Giảm lượng vi trùng ở các nguồn nước thô bị ô nhiễm nặngOxy hóa Sắt và Mangan hòa tan ở dạng các phức chất hữu cơ

Loại trừ rong, rêu, tảo phát triển trên thành các bể trộn, tạo bông cặn, bể lắng, bể lọc

Trung hòa lượng amoniac dư, diệt các vi khuẩn tiết ra chất nhầy trên mặt lớp cát lọc

Lắng lắng với tốc độ cho phép, làm giảm lượng vi trùng, vi khuẩnLoại trừ ra khỏi nước các hạt cặn và bông cặn có khả năng

Trang 17

Lọc nhưng có khả năng dính kết lên bề mặt lọcLoại trừ các hạt cặn nhỏ không lắng được trong bể lắng Flo hóa nước bảo vệ men răng và xươngNâng cao hàm lượng Flo trong nước lên 0,6-0,9 mg/l để Khử trùng nước Tiêu diệt vi khuẩn, vi trùng còn lại sau bể lọc

Ổn định nước

Khử tính xâm thực và tạo ra màng bảo vệ cách li không cho nước tiếp xúc trực tiếp với vật liệu mặt trong thành ống dẫn để bảo vệ ống và phụ tùng trên ống

Phương pháp xử lý cơ học: ứng dụng các công trình và thiết bị thích hợp để loại bỏ

các tạp chất thô trong nước bằng trọng lực: lắng, lọc…sử dụng quá trình làm thoáng tự nhiên hoặc cưỡng bức để khử sắt trong nước ngầm;

Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý: sử dụng phèn để làm trong và khử màu (quá

trình keo tụ) các nguồn nước có độ đục và độ màu cao; sử dụng các tác nhân oxy hóa học để khử sắt, mangan trong nước ngầm; sử dụng clo và các hợp chất của clo để khử trùng nước;

Phương pháp trao đổi ion: sử dụng các loại nhựa trao đổi ion để làm mềm nước và

khử các chất khoáng trong nước;

Phương pháp vật lý: điện phân NaCl để khử muối, dùng các tia tử ngoại để khử

trùng, sử dụng các màng lọc chuyên dụng để loại bỏ các ion trong nước,…

2.2.1 Qúa trình làm thoáng

 Nhiệm vụ của công trình làm thoáng trong dây chuyền công nghệ xử lý nước là:

 Hòa tan oxy từ không khí vào nước để oxy hóa Sắt hóa trị II, Mangan hóa trị II thànhSăt hoắ trị III, Mangan hóa trị IV, tạo thành các hợp chất hydroxit sắt hóa trị IIIFe(OH)3 và hydroxit mangan hóa trị IV Mn(OH)4 kết tủa dễ lắng đọng để khử ra khỏinước bằng lắng và lọc

 Khử khí CO2, H2S có trong nước, làm tăng pH của nước, tạo điều kiện thuận lợi và đẩynhanh quá trình oxy hóa và thủy phân sắt và mangan, nâng cao năng suất của các côngtrình lắng và lọc trong quy trình khử sắt và mangan

 Quá trình làm thoáng tăng hàm lượng oxy hòa tan trong nước, nâng cao thế oxy hóakhử của nước để thực hiện dễ dàng các quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong quátrình khử mùi và màu của nước

17

Trang 18

 Có hai phương pháp làm thoáng :

 Làm thoáng tự nhiên: Giàn mưa

 Làm thoáng cưỡng bức: Thùng quạt gió

1) Làm thoáng tự nhiên bằng giàn mưa đơn giản:

-Nguyên lý: Đưa nước vào trong không khí: cho nước phun thành tia hay thành màngmỏng chảy trong không khí ở các dàn làm thoáng tự nhiên, hay cho nước phun thànhtia và màng mỏng trong các thùng kín rồi thổi không khí vào thùng như ở các dàn làmthoáng cưỡng bức

Khử được 75 – 80% CO2, tăng DO (55% DO bão hòa)

-Cấu tạo giàn mưa gồm:

• Hệ thống phân phối nước

• Sàn tung nước (1 – 4 sàn), mỗi sàn cách nhau 0,8m

• Sàn đỡ vật liệu tiếp xúc

• Sàn và ống thu nước

Hình : Cấu tạo giàn mưa

2) Làm thoáng tải trọng cao (làm thoáng cưỡng bức)_Thùng quạt gió:

Trang 19

-Nguyên lý: 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(thường áp dụng trong xử lý nước thải).

Khử được 85 – 90% CO2, tăng DO lên 70 – 85% DO bão hòa

-Cấu tạo:

• Hệ thống phân phối nước

• Lớp vật liệu tiếp xúc

• Quạt cấp không khí

Hình : Cấu tạo thùng quạt gió

 Hiệu quả của quá trình làm thoáng phụ thuộc vào :

1. Chênh lệch nồng độ (hay còn biểu thị bằng chênh lệch áp suất riêng phần) của khí cầntrao đổi trong hai pha khí và nước, độ chênh nồng độ biểu thị thực tế bằng cường độ

tưới nếu dùng dãn làm thoáng tự nhiên, hoặc bằng tỷ lệ gió/nước nếu dùng dàn làm

thoáng cưỡng bức

2. Diện tích tiếp xúc giữa hai pha khí và nước: diện tích tiếp xúc càng lớn quá trình traođổi khí diễn ra càng nhanh

19

Trang 20

3. Thời gian tiếp xúc giữa hai pha khí nước trong công trình: thời gian tiếp xúc càng lớnmức độ trao đổi cang triệt để.

4. Nhiệt độ của môi trường: nhiệt độ tăng lợi cho quá trình khử khí ra khỏi nước và bất lợicho quá trình hấp thụ và hòa tan khí vào nước và ngược lại

5. Bản chất của khí được trao đổi

2.2.2 Clo hóa trước ( Clo hóa sơ bộ )

 Clo hóa sơ bộ là quá trình cho clo vào nước trước bể lắng và bể lọc, mục đích là:

1. Kéo dài thời gian tiếp xúc để tiệt trùng khi nguồn nước bị nhiễm bẩn nặng

2. Oxy hóa sắt hòa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan tạo thànhcác kết tủa tương ứng

3. Oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu

4. Trung hòa amoniac thành cloramin có tính chất tiệt trùng kéo dài

Clo hóa sơ bộ còn có tác dụng ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu trong bể phảnứng tạo bông cặn và bể lắng, phá hủy tế bào của các vi sinh sản sinh ra chất nhày nhớttrên bề mặt bể lọc, làm tăng thời gian của chu kỳ lọc Tuy nhiên, clo hóa sơ bộ cũng có

2.2.3 Qúa trình khuấy trộn hóa chất

Mục đích cơ bản là tạo ra điều kiện phân tán nhanh và đều hóa chất vào toàn bộkhối lượng nước cần xử lý Quá trình trộn phèn đòi hỏi phải nhanh và đều vì phản ứngthủy phân tạo nhân keo tụ diễn ra rất nhanh thường nhỏ hơn 1/10 giây Nếu không trộn

đề và trộn kéo dài sẽ không tạo ra được các nhân keo tụ đủ, chắc và đều trong thể tíchnước, hiệu quả lắng sẽ kém và tốn phèn, các loại hóa chất khác đòi hỏi trộn đều cònthời gian trộn đòi hỏi ít nghiêm ngặt hơn trộn phèn Việc lựa chọn điểm cho hóa chấtvào để trộn đều với nước xử lý căn cứ vào tính chất và phản ứng hóa học tương hỗ giữa

Trang 21

các chất với nhau, giữa hóa chất với các chất có trong nước xử lý theo quy trình côngnghệ dược chọn để quyết định.

2.2.4 Qúa trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn

Mục đích của quá trình keo tụ và tạo bông cặn là tạo ra tác nhân có khả năng dính

kết các chất làm bẩn nước ở dạng hòa tan lơ lửng thành các bông cặn có khả năng lắngtrong các bể lắng và dính kết trên bề mặt hạt của lớp vật liệu lọc với tốc độ nhanh vàkinh tế nhất

Khi trộn đều phèn với nước cần xử lý, lập tức xảy ra các phản ứng hóa học và lýhóa, tạo thành hệ keo dương phân tán đều trong nước, khi được trung hòa, hệ keodương này là các hạt nhân có khả năng dính kết với các keo âm phân tán trong nước vàdính kết với nhau để tạo thành các bông cặn, do đó quá trình tạo nhân dính kết gọi làquá trình keo tụ, quá trình dính kết cặn bẩn và nhân keo tụ gọi là quá trình phản ứng tạobông cặn

Hiệu quả của quá trình keo tụ phụ thuộc vào điều kiện khuấy trộn (càng nhanh

càng đều càng tôt), phụ thuộc vào nhiệt độ nước (nhiệt độ càng cao càng tốt), phụthuộc vào pH của nước (pH để keo tụ bằng phèn nhôm nằm trong khoảng 5,7 – 6,8),phụ thuộc vào độ kiềm của nước (độ kiềm của nước sau khi pha phèn còn lại ≥1mđlg/l)

Hiệu quả của quá trình tạo bông cặn phụ thuộc vào: cường độ và thời gian khuấy

trộn để các nhân keo tụ và cặn bẩn va chạm và dính kết vào nhau nếu là keo tụ trongmôi trường thể tích; phụ thuộc vào độ đục của nước thô và nồng độ cặn đã được dínhkết từ trước nếu là keo tụ trong lớp vật liệu lọc

Để tăng cường quá trình tạo bông cặn thường cho vào bể phản ứng tạo bông cặn

chất trợ keo tụ polyme Khi hòa tan vào nước, polyme sẽ tạo ra liên kết lưới loại anion

nếu trong nước nguồn thiếu ion đối (ion âm như SO42- …) hoặc loại trung tính nếuthành phần ion và độ kiềm của nước nguồn thỏa mãn điều kiện keo tụ

2.2.5 Qúa trình lắng

21

Trang 22

Lắng là quá trình làm giảm hàm lượng cặn lơ lửng trong nước nguồn bằng các

biện pháp sau:

• Lắng trọng lực trong các bể lắng, khi đó các hạt cặn có tỷ trọng lớn hơn nước ở chế

độ thủy lực thích hợp sẽ lắng xuống đáy bể

• Bằng lực ly tâm tác dụng vào hạt cặn, trong các bể lắng ly tâm và xyclon thủy lực

• Bằng lực đẩy nổi do các bọt khí dính bám vào hạt cặn ở các bể tuyển nổi Cùng vớiviệc lắng cặn, quá trình lắng còn làm giảm được 90 – 95% vi trùng có trong nước

do chúng luôn bị hấp thụ và dính bám vào các hạt bông cặn trong quá trình lắng

 Có 3 loại hạt cặn cơ bản thường gắn liền với quá trình lắng trong xử lý nước:

• Lắng các hạt cặn phân tán riêng rẽ

• Lắng các hạt cặn dạng keo phân tán

• Lắng các hạt cặn đã đánh phèn có khả năng dính kết với nhau

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng cặn keo tụ là:

1. Kích thước, hình dáng và tỷ trọng của bông cặn

2. Độ nhớt và nhiệt độ của nước

3. Thời gian lưu nước trong bể lắng

4. Chiều cao lắng cặn (chiều cao lớp nước trong bể lắng)

5. Diện tích bề mặt của bể lắng

6. Tải trọng bề mặt của bể lắng hay tốc độ rơi của hạt cặn

7. Vận tốc dòng nước chảy trong bể lắng

8. Hệ thống phân phối nước vào bể và hệ máng thu đều nước ra khỏi bể lắng

Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào kết quả làm việc của bể tạo bông cặn: nếu

tạo ra các hạt cặn to, bền, chắc và càng nặng thì hiệu quả lắng càng cao

Nhiệt độ nước càng cao, độ nhớt càng nhỏ, sức cản của nước đôi với hạt cặn cànggiảm làm tăng hiệu quả lắng Hiệu quả lắng tăng gấp 2 -3 lần khi tăng nhiệt độ nước

10oC

Thời gian lưu nước trong bể lắng là chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả

của bể lắng Để đảm bảo lắng tốt, thời gian lưu nước trung bình của các phần tử nướctrong bể lắng phải đạt từ 70 – 80% thời gian lưu nước trong bể theo tính toán Nếu để

bể lắng có vùng nước chểt, vùng chảy quá nhanh hiệu quả lắng sẽ giảm đi rất nhiều.Vận tốc dòng nước trong bể lắng không được lớn hơn trị số vận tốc xói và tải cặn đãlắng lơ lửng trở lại dòng nước

Trang 23

a. Bể lắng ngang

Nhiệm vụ của bể lắng là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát kích thước lớn hơnhoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,6 để loại trừ hiện tượng bào mòncác cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể lắng

Trong bể lắng ngang, quỹ đạo chuyển động của các hạt cặn tự do là tổng hợp củalực rơi tự do và lực đẩy của nước theo phương nằm ngang và có dạng đường thẳng.Trường hợp lắng có dùng chất keo tụ, do trọng lực của hạt tăng dần trong quá trìnhlắng nên quỹ đạo chuyển động của chúng có dạng đường cong và tốc độ lắng củachúng cũng tăng dần Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước lớnhơn 3000 m3/ngày đêm

Bể lắng ngang là bể lắng hình chữ nhật làm bằng gạch hoặc bê tông cốt thép

Cấu tạo bể lắng ngang bao gồm bốn bộ phận chính: Bộ phận phân phối nước vào

bể, vùng lắng cặn, hệ thống thu nước đã lắng, hệ thống thu xả cặn

b. Bể lắng đứng

Bể lắng đứng nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên, còn cáchạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên xuống Bể lắngđứng thường có mặt bằng hình vuông hoặc hình tròn Ứng dụng cho trạm có công suấtnhỏ (Q ≤ 5000 m3/ngđ)

23

Trang 24

Nước được chảy qua ống trung tâm ở giữa bể rồi đi xuống phía dưới qua bộ phậnhãm làm triệt tiêu chuyển động xoáy rồi đi vào vùng lắng, chuyển động theo chiềuđứng từ dưới lên trên Các hạt cặn có tốc độ lắng lớn hơn tốc độ chuyển động của nước

tự lắng xuống, các hạt còn lại bị dòng nước cuốn lên trên, kết dính với nhau ( trườnghợp có sử dụng chất keo tụ) trở thành hạt có kích thước lớn dần, đến khi trọng lực đủlớn, thắng lực đẩy của nước thì chúng sẽ tự lắng xuống

Bể lắng đứng được chia thành hai vùng: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp

ở trên và vùng chứa, nén cặn có dạng hình côn ở phía dưới, cặn được đưa ra ngoài theochu kỳ bằng ống qua van xả cặn

Nước trong được thu ở phía dưới của bể lắng thông qua hệ thống máng vòng xungquanh bể hoạc các ống máng có đục lỗ hình nan quạt, nước chảy trong ống hoặc trongmáng với vận tốc 0.6 – 0.7m/s Hiệu suất thấp hơn bể lắng ngang từ 10 – 20%

c. Bể lắng ly tâm

Bể lắng li tâm có dạng hình tròn, đường kính từ 5m trở lên Thường dùng để sơlắng nguồn nước có hàm lượng cặn cao, Co > 2000 mg/l Áp dụng cho trạm có côngsuất lớn Q ≥ 30.000 m3/ngđ và có hoặc không dùng chất keo tụ

Nước được chuyển động theo nguyên tắc từ phía tâm bể ra phía ngoài và từ dướilên trên Bể có hệ thống gạt bùn đáy nên không yêu cầu có độ dốc lớn nên chiều cao

Trang 25

của bể chỉ cần khoảng 1.5 – 3.5m, thích hợp với khu vực có mực nước ngầm cao, bể cóthể hoạt động liên tục vì việc xả cặn có thể tiến hành song song với quá trình hoạt độngcủa bể Tốc độ của dòng nước giảm dần từ phía trong ra ngoài, ở vùng trong do tốc độlớn nên các hạt cặn khó lắng hơn, đôi khi xuất hiện chuyển động khối Mặt khác, phầnnước trong chỉ được thu bằng hệ thống máng vòng xung quanh bể nên thu nước khóđều Ngoài ra hệ thống gạt bùn cấu tạo phức tạp và làm việc trong điểu kiện ẩm ướt nênchóng bị hư hỏng.

Hình Bể lắng ly tâm

d. Bể lắng lớp mỏng

Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang thông thường, nhưng khácvới bể lắng ngang là trong vùng lắng của bể lắng lớp mỏng được đặt thêm các bản váchngăn bằng thép không gỉ hoặc bằng nhựa Các bản vách ngăn này nghiêng một góc 450

÷ 600 so với mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau Do có cấu tạo thêm các bảnvách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu suất cao hơn so với bể lắng ngang.Diện tích bể lắng lớp mỏng giảm 5,26 lần so với bể lắng ngang thuần túy

e. Bể lắng có lớp cặn lơ lửng

25

Trang 26

Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng có ưu điểm là không cần xây dựng bể phản ứng,bởi vì quá trình phản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong điều kiện keo tụ tiếp xúc,ngay trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn

ít diện tích xây dựng hơn Tuy nhiên, bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, kỹ thuật vậnhành cao Vận tốc nước đi từ dưới lên ở vùng lắng nhỏ hơn hoặc bằng 0,85 mm/s vàthời gian lưu nước khoảng 1,5 – 2 giờ

2.2.6 Qúa trình lọc

Lọc là quá trình không chỉ giữ lại các hạt cặn lơ lửng trong nước có kích thước lớnhơn kích thước các lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt lọc mà còn giữ lại cac hạt keo sắt, keohữu cơ gây ra độ đục và độ màu, có kích thước bé hơn nhiều lần kích thước các lỗ rỗngnhưng có khả năng dính kết và hấp thụ lên bề mặt hạt lớp vật liệu lọc

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc nước qua bể lọc hạt là:

1. Kích thước hạt lọc và sự phân bố các cỡ hạt trong lớp vật liệu lọc

2. Kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng, nồng độ và khả năng dính kết của cặnbẩn lơ lửng trong nước xử lý

3. Tốc độ lọc, chiều cao lớp lọc, thành phần của lớp vật liệu lọc và độ chênh áp lựcdành cho tổn thất của một chu kỳ lọc

4. Nhiệt độ và độ nhớt của nước

Vật liệu lọc là yếu tố quyết định của quá trình lọc Do đó phải chú ý đặc biệt đếnviệc sản xuất và chọn lớp vật liệu lọc

 Hiệu quả của quá trình lọc:

• Phụ thuộc rất nhiều vào cỡ hạt của lớp vật liệu lọc Đường kính “hiệu quả” d10 làkích thước của mắt sàng, khi sàng lọt 10% trọng lượng của mẫu hạt, còn 90%trọng lượng của mẫu hạt nằm trên sàng

• Phụ thuộc độ đồng nhất về kích thước của các hạt vật liệu lọc biểu thị bằng hệ sốđồng nhất của lớp vật liệu Hệ số đồng nhất theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 33-

1985 của Việt Nam là K = d80/d10, phương Tây là K = d60/d10 Trong đó, d80, d60, d10

Trang 27

là kích thước mắt sàng cho lọt qua 80%, 60% và 10% số hạt trong mẫu đem sàngtính theo trọng lượng mẫu.

 Rửa lọc gồm 4 bước:

Bước 1: Xác định thời điểm rửa lọc bằng cách đo chênh lệch áp suất trước và sau bể

lọc

Bước 2: Cho khí, nước hoặc dòng khí và nước qua hệ thống phân phối nước rửa lọc

ngược chiều với chiều lọc Quá trình rửa lọc thực hiện đến khi nước trong rồi dừng lạiCường độ rửa từ 2 – 20 l/s.m2

Bước 3: Cho nước vào bể đến mực nước thiết kế, cho bể làm việc.

Bước 4: Xả bỏ lược nước ban đầu trong khoảng 10 phút vì chất lượng nước lọc ngay

sau rửa lọc không đảm bảo

 Phân loại bể lọc:

v = 0.1 – 0,5 m/h, độ đụcthấp ≤ 30mg/l, không phaphèn Chiều dùng nướcđi từ trên xuống

dưới

2 Bể lọc nhanhtrọng lực Bể lọc hở Lọc nước đã pha phèn lắnghoặc có thể lọc trực tiếp

không qua quá trình lắng

Bể lọc áp lực

 Ưu điểm của bể lọc chậm so với bể lọc nhanh trọng lực là:

 Không phải pha phèn

 Thiết bị đơn giản dễ dàng trong vận hành và quản lý

 Chất lượng nước lọc luôn đảm bảo và ổn định

 Cát lọc có cỡ hạt bé rất dễ dàng tìm kiếm, cung cấp tại địa phương

 Loại trừ được hầu hết vi trùng và vi khuẩn

 Nhược điểm của bể lọc chậm:

27

Trang 28

 Cần diện tích mặt bằng lớn.

 Không áp dụng được cho nước nguồn có độ đục lớn hơn 30mg/l

Không có tác dụng khử màu và chóng bị tắc trít khi nước nguồn có hàm lượng rong, rêu,tảo cao

a. Vật liệu lọc

Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của các bể lọc, nó đem lại hiệu quả làm việc và tínhkinh tế của quá trình lọc Vật liệu lọc hiện nay được dùng phổ biến nhất là cát thạchanh tự nhiên Ngoài ra còn có tể sử dụng một số vật liệu lọc khác như: Cát thạch anhnghiền, đá hoa nghiền, than antraxit ( than giấy), polime,… Vật liệu lọc phải đảm bảocác yêu cầu sau: Giá thành rẻ, dễ tìm, dễ vận chuyển; độ đồng nhất cao về thành phần;

độ đồng nhất về kich thước hạt càng co càng tốt; có độ bền cơ học cao; có độ bền hóahọc cao

b. Bể lọc nhanh

Theo nguyên tắc cấu tạo và hoạt động, bể lọc nhanh bao gồm bể lọc một chiều và

bể lọc hai chiều

Nước từ bể lắng đưa vào lọc có thể đi qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống ( lọc xuôi),

từ dưới lên ( lọc ngược), hoặc cả hai chiều ( lọc hai chiều), qua hệ thống thu nước trongsau đó được chuyển sang bể chứa nước sạch

Sử dụng dòng chảy từ trên xuống (lọc xuôi) có ưu điểm là tạo được động lực choquá trình lọc nhờ áp lực của nước nhưng nhược điểm là sau khi rửa lọc hiệu quả lọc bịgiảm do khi rửa lọc có thể làm cho các hạt lọc bé bị đẩy lên trên và các hạt to bị giữ lại

ở đáy, do vậy khi lọc sẽ nhanh tắc bể lọc hơn

Sử dụng dòng chảy ngược chiều từ dưới lên trên sẽ khắc phục được hiện tượngtrên, khả năng giữ lại chất bẩn cũng tăng lên vì tốc độ của hạt cặn chịu ảnh hưởng củahai lực ngược chiều nhau: lực đẩy của dòng nước và trọng lực của hạt cặn Nhưngkhuyết điểm là khó vệ sinh và phải thay mới vật liệu lọc

Trang 29

Hiệu quả làm việc của bể lọc phụ thuộc vào kết quả của quá trình rửa lọc Nếu rửakhông sạch, bể lọc làm việc không đạt hiệu quả mong muốn, chu kỳ làm việc của bể bịrút ngắn Để rửa bể lọc nhanh có thể dùng hai phương pháp: rửa bằng nước thuần túyhoặc rửa bằng nước và gió kết hợp.

Hình Cấu tạo bể lọc nhanh1.Ống dẫn nước thô;2 Hệ thống khoan lỗ phân phối nước rửa và thu nước lọc; 3 Ốngdẫn nước lọc về bể chứa nước sạch; 4 Ống xả nước rửa lọc; 5 Máng phân phốinước thô và thu nước rửa; 6 Ống dẫn nước sạch vào bể rửa lọc; 7 Mương thoát nướcrửa; 8 Mương tập trung nước rửa lọc

29

Định dạng
Số trang	58
Dung lượng	1,65 MB