Tính toán, thiết kế nhà máy xử lý nước ngầm cung cấp cho 6000 dân của xã Bà Điểm huyện Hóc Môn

Nước là nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật, là 1 trong các yếu tố cực kỳ quan trọng của sự sống. Cơ thể người chiếm 80% là nước, và con người cần khoảng từ 3 đến 10 lít nước cho các hoạt động cần thiết. Ngày nay, với sự phát triển của công nghiệp, đô thị hóa và sự bùng nổ dân số làm cho nguồn nước tự nhiên bị hao kiệt và ô nhiễm dần. Vì thế cần có những phương pháp để con người có thể xử lý nguồn nước để có đủ số lượng và đảm bảo đạt chất lượng cho mọi nhu cầu về sinh hoạt và các hoạt động công nghiệp. Với tính cần thiết của việc xử lý nguồn nước cấp cho người dân, em đã được nhà trường tạo điều kiện để có thể học hỏi nhiều hơn về các phương pháp qua việc thực hiện đồ án xử lý nước cấp trong học kỳ này. Em hy vọng rằng với đồ án “Tính toán, thiết kế nhà máy xử lý nước ngầm cung cấp cho 6000 dân” sẽ có thể đưa ra được công nghệ xử lý nguồn nước phù hợp, góp phần cho việc cung cấp đủ nhu cầu sử dụng về nước của người dân khu vực nơi đây.

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI

TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN

VÀ MÔI TRƯỜNG TPHCM

Khoa Môi Trường

Bộ môn Kỹ thuật Môi trường

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Họ và tên sinh viên: Đào Nguyễn Quỳnh Như

2 Ngày hoàn thành đồ án: 29/12/2017

3 Đầu đề đồ án: Tính toán, thiết kế nhà máy xử lý nước ngầm cung cấp cho

6000 dân của xã Bà Điểm huyện Hóc Môn

4 Yêu cầu và số liệu ban đầu:

- Phân bố lưu lượng nước cấp

Qui chuẩn nước cấp sau xử lý là cột A/B của quy chuẩn hiện hành

5 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Lập bản thuyết minh tính toán bao gồm:

 Tổng quan về nước cấp được cho trong đề tài và đặc trưng

 Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước cấp được yêu cầu xử lý, từ đóphân tích lựa chọn công nghệ thích hợp

 Tính toán 01 công trình đơn vị của phương án đã chọn

 Tính toán và lựa chọn thiết bị (bơm nước thải, máy thổi khí,…) cho các côngtrình đơn vị tính toán trên

6 Các bản vẽ kỹ thuật:

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

- Vẽ chi tiết 01 công trình đơn vị hoàn chỉnh (công trình chính): 01 bản vẽ khổ A2

- Vẽ mặt bằng bố trí công trình: 01 bản vẽ khổ A2

TP.HCM, Ngày 27 tháng 12 năm 2017

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

ThS Nguyễn Thị Thu Hiền

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

1 Nội dung và kết quả đồ án

2 Tinh thần, thải độ và tác phong làm việc

3 Bố cục và hình thức trình bày

LỜI NÓI ĐẦU

Nước là nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật, là 1 trong các yếu tố cực kỳ quan trọngcủa sự sống Cơ thể người chiếm 80% là nước, và con người cần khoảng từ 3 đến 10lít nước cho các hoạt động cần thiết Ngày nay, với sự phát triển của công nghiệp, đôthị hóa và sự bùng nổ dân số làm cho nguồn nước tự nhiên bị hao kiệt và ô nhiễm dần

Vì thế cần có những phương pháp để con người có thể xử lý nguồn nước để có đủ sốlượng và đảm bảo đạt chất lượng cho mọi nhu cầu về sinh hoạt và các hoạt động côngnghiệp

Với tính cần thiết của việc xử lý nguồn nước cấp cho người dân, em đã được nhàtrường tạo điều kiện để có thể học hỏi nhiều hơn về các phương pháp qua việc thực

hiện đồ án xử lý nước cấp trong học kỳ này Em hy vọng rằng với đồ án “Tính toán, thiết kế nhà máy xử lý nước ngầm cung cấp cho 6000 dân” sẽ có thể đưa ra được công nghệ xử lý nguồn nước phù hợp, góp phần cho việc cung cấp đủ nhu cầu sử dụng về

nước của người dân khu vực nơi đây

Em xin được cảm ơn cô Nguyễn Thị Thu Hiền về những hướng dẫn của cô giúp

em có thể hoàn thành được đồ án này Em cũng cảm ơn các thầy cô trong khoa MôiTrường, trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường đã dạy cho em những kiến thức vềcác công nghệ xử lý môi trường nói chung, về xử lý nước cấp nói riêng và tạo cơ hộihọc tập, rèn luyện thêm nhiều điều hơn qua các đồ án được thực hiện trong quá trìnhhọc tập Hiệm nay em vẫn đang học hỏi thêm nhiều kiến thức mới nên sẽ có những lỗisai trong quá trình thực hiện đồ án nên mong các thầy cô có thể hướng dẫn, chỉ ranhững lỗi sai đó để đồ án này và những đồ án tiếp theo của em có được kết quả tốt vàkhả thi nhất, có thể ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống Em xin cảm ơn

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN i

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii

LỜI NÓI ĐẦU iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH HÌNH VẼ viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU ix

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT x

PHẦN MỞ ĐẦU xi

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC CẤP 1

1.1 Tổng quan về nguồn nước cấp 1

1.1.1 Tầm quan trọng của nước cấp 1

1.1.2 Tổng quan về nước ngầm (Mục 1.1/ [2]) 1

1.1.3 Ưu, nhược điểm của việc lựa chọn nước ngầm cho mục đích cấp nước 2 1.2 Thành phần,tính chất và các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước ngầm 3

1.2.1 Thành phần, tính chất (Mục 1.2.3- Mục 2.4.1/[4]) 3

1.2.2 Các chỉ tiêu lý học 5

1.3.3 Các chỉ tiêu hóa học 7

1.3.4 Các chỉ tiêu vi sinh 9

1.4 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước 9

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM 11

2.1 Tổng quan quá trình xử lý nước 11

2.2 Các phương pháp xử lý nước ngầm 12

2.2.1 Quá trình làm thoáng 13

2.2.2 Clo hóa trước (Clo hóa sơ bộ) 15

2.2.3 Quá trình khuấy trộn hóa chất 16

2.2.4 Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn 16

2.2.5 Quá trình lắng 17

2.2.6 Quá trình lọc 21

2.2.7 Dùng than hoạt tính để hấp thụ chất gây mùi, màu của nước 26

2.2.8 Flo hóa nước để tăng hàm lượng flo trong nước uống 26

2.2.9 Khử trùng nước 26

2.2.10 Ổn định nước 27

2.2.11 Làm mềm, khử muối, xử lý nước nồi hơi và nước làm lạnh 27

2.3 Các công trình thu và vận chuyển nước ngầm 27

2.3.1 Các công trình thu nước ngầm 27

2.3.2 Các công trình vận chuyển nước ngầm 29

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 30

3.1 Nhu cầu sử dụng nước 30

3.2 Đề xuất sơ đồ công nghệ 31

3.2.1 Phương án 1: 32

3.2.2 Phương án 2 33

3.2.3 So sánh và lựa chọn phương án xử lý 34

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ 36

4.1 Tính toán trạm bơm cấp 1 36

4.2 Các thông số sau làm thoáng 37

4.3 Tính toán công trình bể lắng 40

4.3.1 Tổng lượng cặn phát sinh 40

4.3.2 Ống dẫn nước vào một bể lắng 41

4.3.3 Xác định kích thước bể lắng 41

4.3.4 Máng thu nước 46

4.3.5.Ống dẫn nước ra khỏi 1 bể lắng 48

4.3.6 Bể chứa cặn 48

4.3.6 Chọn máy bơm bùn ra khỏi bể lắng đứng 49

4.5 Kho chứa hóa chất 50

4.5.1 Bể pha chế vôi 50

4.5.2 Clo 51

4.6 Tính toán bể chứa nước sạch 52

4.6.1 Dung tích điều hòa của bể chứa 52

4.6.2 Dung tích dự trữ cho chữa cháy 53

4.6.3 Dung tích dự trữ dùng cho trạm xử lý 53

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

5.1 Kết luận 54

5.2 Kiến nghị 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 2.1 Vòng tuần hoàn nước cấp 11

Hình 2.2 Cấu tạo giàn mưa 14

Hình 2.3 Cấu tạo thùng quạt gió 15

Hình2.4 Bể lắng ngang 18

Hình 2.5 Bể lắng đứng 19

Hình 2.6 Bể lắng ly tâm 20

Hình 2.7 Các vật liệu lọc 23

Hình 2.8 Cấu tạo bể lọc nhanh 24

Hình 2.9 Các lớp vật liệu trong bể lọc nhanh 24

Hình 2.10 Cấu tạo bể lọc áp lực 25

Hình 2.11 Cấu tạo giếng khoan 28

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1:So sánh nước mặt và nước ngầm (Bảng 1- chương 2/ [3]) 5

Bảng 1.2 Mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước ăn uống 9

Bảng 2.1 Các phương pháp xử lý nước 12

Bảng 2.2 Phân loại bể lọc 22

Bảng 3.1 Dự báo số dân sau 10 năm 30

Bảng 3.2 So sánh 2 phương án đề xuất 34

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

BYT Bộ y tế

BOD (Biological Oxygen Demand) Nhu cầu oxy sinh học

COD (Chemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hoá học

SS (Suspended Solids) Chất rắn lơ lửng

NTU Đơn vị đo độ đục

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXD Tiêu chuẩn xây dựng

PHẦN MỞ ĐẦU

Việc khai thác nước ngầm đưa vào sử dụng cho sinh hoạt và sản xuất một cách ồ ạtkhông theo quy hoạch và thiếu sự quản lý của các cơ quan chức năng đã làm chotầng nước ngầm ngày càng suy giảm Tầng chứa nước được khai thác nhiều nhấtthường phân bố từ độ sâu 25 - 40 m ở khu vực nội thành và sâu hơn ở rìa thành phố.Mực áp lực đo được trong những năm 1980 dao động từ 3 tới 6 m, còn hiện nay, dokhai thác quá nhiều áp lực ở nhiều nơi đã tụt xuống 14 - 15 m Bên canh đó, chấtlượng nguồn nước cũng không đảm bảo Nhiều chỉ tiêu hóa học nước thay đổi, trong

đó không thể bỏ qua sự nhiễm phèn của nước ngầm

Theo số liệu được cung cấp ta thấy nguồn nước ngầm có nồng độ Fe tổng là 7,7mg/l, vượt 7,2 mg/l về tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống sinh hoạt Vì vậy cần xây dựngquy trình công nghệ khử Fe đạt đến giá trị tiêu chuẩn (0,5 mg/L)

Với những điều kiện và tình hình kinh tế - xã hội đang phát triển mạnh mẽ nhưhiện nay, việc đề xuất phương án “Tính toán, thiết kế nhà máy xử lý nước ngầm cungcấp cho 6000 dân” là vô cùng cần thiết, nhằm đáp ứng nhu cầu dùng nước cho sinhhoạt và các nhu cầu khác với tiêu chí cung cấp đủ nước – đảm bảo chất lượng – giáthành hợp lý

 Nội dung đồ án

 Lập bản thuyết minh tính toán bao gồm:

- Tổng quan về nước cấp được cho trong đề tài và đặc trưng

- Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước cấp được yêu cầu xử lý, từ đóphân tích lựa chọn công nghệ thích hợp

- Tính toán 01 các công trình đơn vị của phương án đã chọn

- Tính toán và lựa chọn thiết bị (bơm nước thải, máy thổi khí,…) cho các côngtrình đơn vị tính toán trên

 Các bản vẽ kỹ thuật:

- Vẽ bản vẽ mặt cắt công nghệ của phương án chọn

- Vẽ chi tiết công trình đơn vị hoàn chỉnh (công trình chính)

 Phương pháp thực hiện:

 Thu thập số liệu, thông tin

 Dựa theo các tiêu chuẩn quy phạm chuyên ngành cấp nước

 Sử dụng các phần mềm hỗ trợ

 Vận dụng kiến thức đã học và tài liệu tham khảo

 Sự hướng dẫn của giảng viên

 Đối tượng và phạm vi thực hiện

 Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ xử lý nước ngầm

 Phạm vi thực hiện: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho 6000 dân

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC CẤP

Nước trong tự nhiên thường được chia thành 4 nhóm:

 Nước mưa

 Nước mặt (sông, suối, hồ, ao, đại dương)

 Nước ngầm (nước dưới đất)

 Nước trong không khí, đất, đá và các sinh vật sống

1.1 Tổng quan về nguồn nước cấp

1.1.1 Tầm quan trọng của 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 độnggiải trí, 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 làmlạnh, sản xuất thực phẩm… Hầu hết mọi ngành công nghiệp đều sử dụng nướccấp như một nguồn nguyên liệu không thể thay thế được

 Tùy thuộc về mức độ phát triển công nghiệp và mức sinh hoạt cao thấp mà nhucầu về nước và chất lượng nước khác nhau ở từng khu vực Các quốc gia khácnhau đều có những tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp

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

- QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống

- QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nướcmặt

- QCVN 09-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nướcdưới đất

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

- TCXDVN 33:2006: Cấp nước – mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩnthiết kế

1.1.2 Tổng quan về nước ngầm (Mục 1.1/ [2])

 Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích

bở rời như cặn, sạn, cát, bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dưới bề mặt tráiđất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người

 Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng mặt vànước ngầm tầng sâu Đặc điểm chung của nước ngầm là khả năng di chuyểnnhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình Nướcngầm tầng mặt thường không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt Do vậy,thành phần và mực nước biến đổi nhiều , phụ thuộc vào trạng thái của nướcmặt Loại nước ngầm tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm Nước ngầm tầng sâu thườngnằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớpkhông thấm nước theo không gian phân bố, một lớp nước ngầm tầng sâuthường có 3 vùng chức năng:

 Nước ngầm được cung cấp chủ yếu bởi mưa và lưu giữ trong các tầng chứanước và bị ảnh hưởng mạnh từ hoạt động khai thác của con người.Nước chảyqua các địa tầng chứa cát và granit thường có tính axit và chứa ít chất khoáng.Khi nước ngầm chảy qua địa tầng chứa đá vôi thì nước thường có độ cứng và

độ kiềm hydrocacbonat khá cao

 Đặc trưng chung của nước ngầm

- Độ đục thấp

- Nhiệt độ và thành phần hóa học tương đối ổn định (Sự có mặt của một số thànhphần ô nhiễm có thể phản ánh mức độ xâm nhiễm của nguồn nước ngầm)

- Chứa nhiều khoáng chất hòa tan chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magie, flo,asen

- 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

1.1.3 Ưu, nhược điểm của việc lựa chọn nước ngầm cho mục đích cấp nước

 Ưu điểm:

 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

 Để khai thác nước ngầm có thể sử dụng các thiết bị điện như bơm ly tâm, máynén khí, bơm nhúng chìm hoặc các thiết bị không cần điện như các loại bơmtay Ngoài ra nước ngầm còn đươc khai thác tập trung tại các nhà máy nuớcngầm, các xí nghiệp, hoặc khai thác phân tán tại các hộ dân cư Đây là ưu điểmnổi bật của nước ngầm 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

 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 tươnglai cần 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 nhiễmnguồn nước 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 nhưung thư như 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 kimloại bị oxy 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 thấpxuống, một mặt làm cho quá trình nhiễm mặn tăng lên, mặt khác làm cho nềnđất bị võng xuống gây hư hại các công trình xây dựng -một trong các nguyênnhân gây hiện tượng lún sụt đất

1.2 Thành phần,tính chất và các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước ngầm

1.2.1 Thành phần, tính chất (Mục 1.2.3- Mục 2.4.1/[4])

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

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 cómặt 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: chỉtiêu lý học, chỉ tiêu hóa học, chỉ tiêu vi sinh Để thu được các chỉ tiêu chất lượng nước

về lý hóa khi phân tích phản ánh đúng chất lượng của nguồn cấp nước, điều quan trọng

là phải tuân theo các quy tắc lấy mẫu nước, bảo quản và vận chuyển (Mục 1.2/ [2])

- Đối với nước ngầm không áp lực: Số mẫu phân tích theo mùa không ít hơn 4,

và đặc 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

Bảng 1.1:So sánh nước mặt và nước ngầm (Bảng 1- chương 2/ [3])

Th

ứ tự

3 Độ màu Gây ra do đất sét, các chất lơ

lửng, rong tảo và do nước thải

Thường thì không màu, độmàu gây ra do có chứa cácchất của acid humic

4 Hàm lượng chất

rắn 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 hiện

diện với hàm lượng thấp

Thường có mặt với các hàmlượng khác nhau

8 Oxi hòa tan Thường xuyên có Đôi khi nhỏ

hoặc không có khi bị ô nhiễm Không có

10 NH4 Chỉ có trong nước mặt ô nhiễm Thường có mặt

11 Nitrat Hàm lượng nhỏ, vừa phải Hàm lượng đôi khi cao

13 Ô nhiễm bởi các

chất vô cơ, hữu cơ

Thường có ở các khu đô thị, các

Nhiệt độ nước là một đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu

Nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lý nước và nhu cầu tiêu thụ

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

6 Độ dẫn điện

Nước có độ dẫn điện kém Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chấtkhoáng hoà tan trong nước và dao động theo nhiệt độ Thông số này thường đượcdùng 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 bánphân 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.1.3.3 Các chỉ tiêu hóa học

1 Thành phần ion của nước thiên nhiên

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

2 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

4 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 tiêuquan trọng trong công nghệ xử lý nước

5 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:

7 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

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

10 Photphat

Khi nguồn nước bị nhiễm bẩn các hợp chất hữu cơ, quá trình phân hủy giải phóngion PO42- Khi trong nước có hàm lượng photphat cao sẽ thúc đẩy quá trình phú dưỡng.

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 nướcngầm thường tồn tại chủ yếu là các loại vi khuẩn sắt ảnh hưởng đến chất lượng nguồnnước Vì vậy cần có những biện pháp để phòng ngừa sự phát triển của chúng ngay tạinguồn nước

1.4 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước

 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

Bảng 1.2 Mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước ăn uống

thông số Giới hạn tối đa Mức độ giámsát

- Mức B: Xét nghiệm ít nhất 1 lần/ 6 tháng do cơ sở cung cấp nước thực hiện;kiểm tra, giám sát, xét nghiệm ít nhất1 lần/6 tháng do cơ quan có thẩm quyềnthực hiện.

- Mức C: Xét nghiệm ít nhất 1 lần/ 2 năm do cơ sở cung cấp nước thực hiện;kiểm tra, giám sát, xét nghiệm ít nhất1 lần/ 2 năm do cơ quan có thẩm quyềnthực hiện

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC

NGẦM

2.1 Tổng quan quá trình xử lý nước

Tổng quan vòng tuần hoàn nước cấp được trình bày ở hình 2.1 – trong đó người takhai thác nước từ các nguồn nước tự nhiên, dùng các biện pháp hóa, lý, sinh để xử lýnhằm đạt được số lượng và chất lượng nước mong muốn, sau đó đến hệ thống phânphối cho người tiêu dùng Nước sau khi được sử dụng sẽ được thu gom và xử lý ở hệthóng xử lý nước thải, rồi trả lại vào các nguồn nước tự nhiên, thực hiện vòng tuầnhoàn 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 thỏamãn 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 sứckhỏe của người tiêu dùng

- Để thỏa mãn các yêu cầu trên thì nước sau xử lý phải có các chỉ tiêu chất lượngthỏa mãn “Tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinhhoạt”

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 nhântạo (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

lượng nước sử dụng cho các mục đích riêng biệt (nước cấp cho lò hơi, nước dùng để

sản xuất thuốc 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 có thể lựa chọn các phương pháp, các công trình cử lý cho thích

hợp, kinh tế và hiệu quả nhất

lắng với tốc độ cho phép, làm giảm lượng vi trùng, vi khuẩnLọc Loại trừ các hạt cặn nhỏ không lắng được trong bể lắng

nhưng có khả năng dính kết lên bề mặt lọcFlo hóa nước Nâng cao hàm lượng Flo trong nước lên 0,6-0,9 mg/l để

bảo vệ men răng và xươngKhử 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

Các nguồn nước tự nhiên

Khai thác và xử lý

Phân phối và sử dụngThu gom và xử lý

Các nguồn nước tự nhiên

Khai thác và xử lý

Phân phối và sử dụngThu gom và xử lý

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 tựnhiên 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 hóahọc để khử sắt, mangan trong nước ngầm; sử dụng clo và các hợp chất của clo để khửtrùng 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 Quá 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 thành Săt hoắ trị III, Mangan hóa trị IV, tạo thành các hợp chất hydroxit sắthóa trị III Fe(OH)3 và hydroxit mangan hóa trị IV Mn(OH)4 kết tủa dễ lắngđọng để khử ra khỏi nước bằng lắng và lọc

 Khử khí CO2, H2S có trong nước, làm tăng pH của nước, tạo điều kiện thuậnlợi và đẩy nhanh quá trình oxy hóa và thủy phân sắt và mangan, nâng caonăng suất của các công trình lắng và lọc trong quy trình khử sắt và mangan

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

 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 thànhmàng mỏng chảy trong không khí ở các dàn làm thoáng tự nhiên, hay cho nướcphun thành tia và màng mỏng trong các thùng kín rồi thổi không khí vào thùngnhư ở các dàn làm thoáng 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 2.2 Cấu tạo giàn mưa.

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

- Nguyên lý: Đưa không khí vào nước: dẫn và phân phối không khí nén thành cácbọt nhỏ theo dàn phân phối đặt ở đáy bể chứa nước, các bọt khí nổi lên, nướcđược 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 2.3 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) củakhí cần trao đổi trong hai pha khí và nước, độ chênh nồng độ biểu thị thực tếbằng 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 quátrình trao đổi khí diễn ra càng nhanh

3 Thời gian tiếp xúc giữa hai pha khí nước trong công trình: thời gian tiếp xúccàng lớn mức 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 lợi cho 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 đíchlà:

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 tạothành các 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 nhớt

trên bề mặt bể lọc, làm tăng thời gian của chu kỳ lọc Tuy nhiên, clo hóa sơ bộ cũng có

2.2.3 Quá 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 hỗgiữa các chất với nhau, giữa hóa chất với các chất có trong nước xử lý theo quy trìnhcông nghệ dược chọn để quyết định

2.2.4 Quá 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 ứngtạo bông 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 ≥1 mđlg/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

 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

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

Hình2.4 Bể lắng ngang.

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)

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%

Hình 2.5 Bể lắng đứng.

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 caocủa bể chỉ cần khoảng 1.5 – 3.5m, thích hợp với khu vực có mực nước ngầm cao, bể

có thể hoạt động liên tục vì việc xả cặn có thể tiến hành song song với quá trình hoạtđộng của bể Tốc độ của dòng nước giảm dần từ phía trong ra ngoài, ở vùng trong dotốc độ lớn nên các hạt cặn khó lắng hơn, đôi khi xuất hiện chuyển động khối Mặtkhác, phần nước trong chỉ được thu bằng hệ thống máng vòng xung quanh bể nên thunước khó đều Ngoài ra hệ thống gạt bùn cấu tạo phức tạp và làm việc trong điểu kiện

ẩm ướt nên chóng bị hư hỏng

Hình 2.6 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 bảnvách ngăn bằng thép không gỉ hoặc bằng nhựa Các bản vách ngăn này nghiêng mộtgóc 450 ÷ 600 so với mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau Do có cấu tạothêm các bản vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu suất cao hơn so với bểlắng 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

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, ngaytrong lớp cặn lơ lửng của bể lắng Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn ítdiện tích xây dựng hơn Tuy nhiên, bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, kỹ thuật vận

hành 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 Quá 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 lỗrỗng nhưng 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 áplực dành 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

là kích 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

số đồng nhất của lớp vật liệu Hệ số đồng nhất theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN33-1985 của Việt Nam là K = d80/d10, phương Tây là K = d60/d10 Trong đó, d80,

d60, d10 là kích thước mắt sàng cho lọt qua 80%, 60% và 10% số hạt trong mẫuđem sàng tính 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.