thiết kế nhà máy xử lý nước cấp cho khu vực xã an phú tây, huyện bình chánh, thành phố hồ chí minh, công suất 3000 m3 ngày đêm

Trước khi được đưa vào mạng lưới cấp nước đến từng hộ dân, nước được khử trùng tại bể chứa nước sạch bằng clo để loại bỏ các vi sinh vậy gây bệnh.. Nguồn nước từ các giếng tự khoan chủ y

TÓM TẮT

Nước là một nhu cầu thiết yếu cho sự sống của con người và sinh vật Trong tình hình nguồn nước dần bị cạn kiệt và ngày càng bị ô nhiễm hiện nay, nước sạch giữ vai trò đặc biệt quan trọng Do đó, việc quy hoạch và xây dựng mô hình xử lý nước phù hợp không những giải quyết được tình trạng khan hiếm nước sạch mà còn tạo điều kiện cho người dân thu nhập thấp cũng có thể sử dụng nước sạch Ngoài ra, việc đảm bảo cung cấp nước sạch có thể cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân, giảm bệnh tật, đảm bảo sự bình đẳng giữa các thành phần sử dụng nước, giảm cách biệt giữa thành thị và nông thôn Đối với hiện trạng cấp nước ở xã An Phú Tây hiện nay, còn nhiều hộ dân sử dụng nước giếng trực tiếp tự khai thác, chưa qua xử lý Do đó, để đảm bảo chất lượng nước đồng đều cho toàn bộ các hộ dân cần thiết phải xây dựng một trạm cấp nước sạch tại đây

Từ đó đề tài “Thiết kế nhà máy xử lý nước cấp cho khu vực xã An Phú Tây, huyện Bình Chánh, TP Hồ Chí Minh, công suất 3000 m3/ngày”

Qua tìm hiểu và so sánh các nguồn nước hiện có ở xã, nước mặt có trữ lượng ít và hầu như đều bị ô nhiễm Trong khi đó, nguồn nước dưới đất lại có trữ lượng phong phú, chất lượng nước khá tốt, đáp ứng được yêu cầu làm nguồn nước cho nhà máy Do đó, nguồn nước được lựa chọn sử dụng cho nhà máy là nguồn nước dưới đất

Nước dưới đất được gom vào các giếng khoan, sau đó nước từ các giếng khoan sẽ được bơm đến nhà máy xử lý Tại đây, nước sẽ được xử lý hoàn toàn khi lần lượt qua các công trình: tháp oxy hóa, bể trộn, bể lắng đứng, bể lọc aquazur Trước khi được đưa vào mạng lưới cấp nước đến từng hộ dân, nước được khử trùng tại bể chứa nước sạch bằng clo

để loại bỏ các vi sinh vậy gây bệnh Bùn sinh ra trong quá trình xử lý sẽ được dẫn tới hồ lắng bùn và định kỳ 6 tháng sẽ được đem đi chôn lấp hợp vệ sinh

ABSTRACT

Water is one of the most important substances on earth All plants, animals and human must have water to survive Nowadays, water is being exhausted and polluted, so clean water plays an important role in our lives Therefore, water treatment will solve it Moreover, if we guarantee clean water supply, it can reduce the disease from using polluted water, help the poor have an equal in using the clean water with the rich

Now there are many households in An Phu Tay using groundwater which is untreated That’s why they need to have an water supply plant to make sure drinking water supplies are portable And it’s the problem which subject of this thesis indicates and solves

After researching and comparing surface water and groundwater, the source of water chosen is groundwater because whereas the surface water has a limit quantity and a bad quality, it was polluted by chemical containmination and trash, the groundwater is better The groundwater is abundant and its quality is acceptable that we can use as the water supply plant’s source of water

The groundwater will be colleted by the wells and then be pumped to the water supply plant Before clean water is supplied to households, it will be treated step by step

by the mixer, sedimentation tank, aquazur filter The treated water will be stored in the reservoir and sterilized Then the clean water will be supplied to the people The sludge will be periodically disposed every 6 months

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Một số chỉ tiêu khí hậu địa phương 6

Bảng 1.2 Cơ cấu giá trị của các ngành trong năm 2010 9

Bảng 3.1 So sánh các tầng chứa nước 29

Bảng 3.2 Chất lượng nước ở tầng Pliocen trên 29

Bảng 4.1 Thông số chất lượng nước đầu vào và quy chuẩn đầu ra 35

Bảng 5.1 Thống kê thông số thiết kế Tháp oxy hóa 48

Bảng 5.2 Thống kê thông số thiết kế Bể trộn đứng 50

Bảng 5.3 Thống kê thông số thiết kế Bể lắng đứng 56

Bảng 5.4 Thông số thiết kế Bể lọc 65

Bảng 5.5 Thống kê lưu lượng tính toán theo giờ trong ngày 66

Bảng 5.6 Chế độ làm việc của bơm 67

Bảng 5.7 Thống kê lưu lượng điều hòa bể chứa 68

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Vị trí xã An Phú Tây 4

Hình 3.1 Nước dưới đất 27

Hình 3.2 Đường hầm ngang thu nước 31

Hình 3.3 Giếng khoan 31

Hình 3.4 Ống lọc 32

Hình 4.1 Vị trí nhà máy xử lý nước cấp 34

Hình 4.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước dưới đất Nhà máy An Phú Tây 37

Hình 5.1 Bố trí giếng 42

Hình 5.2 Tháp oxy hóa 44

Hình 5.3 Bể trộn đứng 49

Hình 5.4 Bể lắng đứng 51

Hình 5.5 Bể lọc nhanh 56

Hình 5.6 Bể chứa nước sạch 65

Hình 5.7 Biểu đồ dùng nước trong ngày 67

Hình 5.8 Hồ lắng bùn 69

DANH MỤC BẢN VẼ

01 – MẶT BẰNG NHÀ MÁY

02 – SƠ ĐỒ CAO TRÌNH MỰC NƯỚC

03 – GIẾNG KHOAN (CẤU TRÚC ĐỊA TẦNG VÀ CẤU TRÚC GIẾNG

KHOAN)

04 – GIẾNG KHOAN (MẶT BẰNG GIẾNG 1 VÀ MẶT CẮT)

05 – GIẾNG KHOAN (MẶT BẰNG GIẾNG 2, 3, 4 VÀ MẶT CẮT)

06 – CỤM THÁP OXY HÓA, BỂ TRỘN, BỂ LẮNG, BỂ LỌC (MẶT BẰNG)

07 – CỤM THÁP OXY HÓA, BỂ TRỘN, BỂ LẮNG, BỂ LỌC (MẶT CẮT A-A

VÀ CHI TIẾT THÁP OXY HÓA)

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 Lý do hình thành đề tài 1

2 Mục tiêu 1

3 Phạm vi và giới hạn 1

4 Nội dung thực hiện 1

5 Phương pháp thực hiện 2

6 Ý nghĩa thực tiễn 2

7 Kế hoạch thực hiện 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH CẤP NƯỚC Ở XÃ AN PHÚ TÂY, HUYỆN BÌNH CHÁNH 4

1.1 Vị trí địa lý 4

1.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, quy hoạch chung 5

1.2.1 Điều kiện tự nhiên 5

1.2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 9

1.2.3 Hiện trạng về cơ sở hạ tầng kỹ thuật 10

1.3 Đánh giá sự cần thiết của đề tài 11

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ 13

2.1 Thành phần, tính chất nước thiên nhiên 13

2.1.1 Các chỉ tiêu lý học 13

2.1.2 Các chỉ tiêu hoá học 13

2.1.3.Các chỉ tiêu vi sinh 15

2.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước 15

2.2.1.Phương pháp hoá lý 15

2.2.2.Phương pháp hoá học 15

2.2.3.Phương pháp cơ học 17

2.2.4.Phương pháp xử lý đặc biệt 19

2.2.5.Các công trình xử lý nước dưới đất 21

2.3.Một số dây chuyền xử lý nước đang được sử dụng rộng rãi hiện nay 25

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC NƯỚC THÔ VÀ CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC 27

3.1.Các loại nguồn nước có thể khai thác 27

3.1.1.Nước dưới đất 27

3.1.2.Nước mặt 28

3.1.3.Nước mưa 28

3.2.Lựa chọn nguồn nước 28

3.3.Các phương pháp khai thác nước dưới đất 30

3.3.1.Giếng khơi 30

3.3.2.Đường hầm ngang thu nước 30

3.3.3.Giếng khoan 31

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC DƯỚI ĐẤT 33

4.1.Công suất nhà máy xử lý nước cấp 33

4.2.Lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy nước 33

4.3 Phân tích, lựa chọn phương pháp khai thác nước dưới đất và sơ đồ công nghệ xử lý nước dưới đất 34

4.3.1.Phương pháp khai thác nước dưới đất 34

4.3.2.Sơ đồ công nghệ xử lý nước dưới đất 36

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH 39

5.1 Nhà hoá chất 39

5.1.1 Soda 39

5.1.2 Clo 40

5.2 Tính toán trạm bơm giếng và đường ống nước thô 41

5.2.1 Giếng khoan 41

5.3.Tính toán các công trình đơn vị của nhà máy 44

5.3.1.Tháp oxy hoá 44

5.3.2.Bể trộn đứng 48

5.3.3.Bể lắng đứng 51

5.3.4.Bể lọc Aquazur 56

5.3.5.Bể chứa nước sạch 65

5.3.6.Hồ lắng bùn 69

5.3.7.Cao trình 70

CHƯƠNG 6: KHÁI TOÁN SƠ BỘ KINH PHÍ XÂY DỰNG VÀ KINH PHÍ QUẢN LÝ VẬN HÀNH 72

6.1 Khối lượng đầu tư Khái toán chi phí xây dựng 72

6.2 Chi phí hóa chất, điện, nhân công khấu hao trong 1 năm 72

6.3 Chi phí tư vấn và quản lý dự án 74

6.4 Chi phí vận hành công nghệ 74

6.5 Chi phí bảo vệ môi trường 75

6.6 Chi phí xử lý 1m3 nước sạch 75

CHƯƠNG 7: ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG 76

7.1 Cơ sở pháp lý để đánh giá tác động môi trường 76

7.2 Đánh giá tác động của công nghệ đến môi trường 76

7.2.1 Các giai đoạn và các dạng tác động 76

7.2.2 Tác động đến môi trường nước 77

7.2.3 Tác động của chất thải rắn 77

7.2.4 Tác động đến chất lượng môi trường không khí 77

7.2.5 Tác động đến môi trường kinh tế xã hội 77

7.3 Biện pháp giảm thiểu tác động 77

7.3.1 Đối với môi trường nước 77

7.3.2 Đối với chất thải rắn 77

7.3.3 Đối với môi trường không khí 78

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 79

I Kết luận 79

II Kiến nghị 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do hình thành đề tài

An Phú Tây là một xã thuộc huyện Bình Chánh, có diện tích nhỏ nhất huyện Xã có lực lượng lao động trẻ dồi dào, người dân lao động cần cù và sáng tạo Trong những năm qua, nền kinh tế xã có sự phát triển, cơ sở hạ tầng được Thành phồ quan tâm đầu tư, khu dân cư đô thị mới hình thành góp phần nâng cao đời sống nhân dân

Tuy nhiên, việc xây dựng xã An Phú Tây là xã nông thôn mới vẫn còn gặp nhiều khó khăn do ảnh hưởng từ việc chậm phát triển quy hoạch, phát triển kinh tế cũng bị hạn chế do việc đầu tư cơ sở hạ tầng đường xá, hệ thống thoát nước trong khu quy hoạch chưa hoàn chỉnh Ngoài ra, do dân cư của huyện ngày càng tăng nên nhu cầu nước sạch cũng tăng theo

Để xây dựng xã nông thôn mới, một trong những hạng mục quan trọng là hệ thống cung cấp nước sạch cần phải được hoàn tất để đảm bảo cấp nước sạch đến từng hộ dân Hiện nay, nguồn nước sạch của xã là từ Nhà máy nước cấp Chợ Lớn và các giếng nước tự khoan, chủ yếu là nước từ giếng khoan Nguồn nước từ các giếng tự khoan chủ yếu người dân sử dụng trực tiếp mà không qua xử lý, không đảm bảo được chất lượng nước cấp đạt quy chuẩn QCVN 01:2009/BYT, ngoài ra, việc có quá nhiều các giếng khoan hộ gia đình làm gia tăng nguy cơ nguồn nước ngầm bị ô nhiễm nếu miệng giếng không được giữ kỹ làm các chất ô nhiễm dễ dàng thâm nhập xuống Từ đó, xây dựng một trạm cấp nước cho

xã là một điều cần thiết

Theo quyết định 5193/QĐ-UBND về Phê duyệt Đề án Nông thôn mới xã An Phú Tây, huyện Bình Chánh, TPHCM, giai đoạn 2013-2015 ban hành ngày 23/9/2013: Giai đoạn 2015, xã sẽ xây mới 1 trạm cấp nước tại ấp 2 Do đó, đề tài “Thiết kế nhà máy xử lý nước cấp cho khu vực xã An Phú Tây, huyện Bình Chánh, TP.Hồ Chí Minh, công suất

3000 m3/ngày đêm” được hình thành

2 Mục tiêu

Thiết kế nhà máy nước đảm bảo nguồn cung cấp nước sạch đạt QCVN 01:2009/BYT đến từng hộ dân trong xã, giúp hạn chế các loại bệnh do nước bị ô nhiễm gây nên

3 Phạm vi và giới hạn

– Tính toán thiết kế nhà máy xử lý nước cấp, công suất 3000 m3/ngày cho xã An Phú Tây, huyện Bình Chánh, TPHCM

– Tính toán các công trình xử lý nước của nhà máy và trạm bơm giếng

4 Nội dung thực hiện

– Tìm hiểu, so sánh và lựa chọn nguồn nước có thể sử dụng (nước mặt, nước dưới đất) ở huyện Bình Chánh

– Lựa chọn tầng chứa nước và tìm hiểu thành phần, chất lượng nước dưới đất ở tầng

đã chọn

– Đưa ra 2 phương án với công nghệ xử lý phù hợp đối với từng loại chất ô nhiễm, so sánh ưu, nhược điểm từng phương án và lựa chọn phương án tối ưu nhất

– Xác định công suất nhà máy, tính toán thiết kế trạm bơm giếng và các công trình xử

lý nước đơn vị theo phương án đã chọn

– Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hoá chất và chi phí vận hành nhà máy

5 Phương pháp thực hiện

– Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập tài liệu về quy hoạch cấp nước của xã An Phú Tây, thành phần, tính chất của các nguồn nước (nước mặt, nước dưới đất) có sẵn ở xã – Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu các công nghệ xử lý nước hiện đại đang được áp dụng và các tài liệu chuyên ngành hướng dẫn thiết kế, tính toán các công trình xử lý nước

– Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm từng công trình xử lý, từng phương

án thiết kế để lựa chọn được phương án tối ưu nhất cho nhà máy nước

– Phương pháp toán học: Áp dụng các công thức toán để tính toán các công trình xử

lý nước, dự toán chi phí xây dựng, vận hành nhà máy

– Phương pháp đồ hoạ: Sử dụng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc, kích thước các công trình của nhà máy

6 Ý nghĩa thực tiễn

Nhà máy sẽ đảm bảo nguồn cung cấp nước sạch của người dân xã An Phú Tây, đáp ứng được một trong những điều kiện xây dựng nông thôn mới của xã, góp phần nâng cao đời sống của người dân, giảm được các bệnh do nước nhiễm bẩn

Việc xây dựng nhà máy cấp nước cho xã cũng giúp giảm tình trạng thiếu hụt nước sạch đối với các quận, huyện vùng ven, nâng cao tỷ lệ cấp nước sạch đến người dân của huyện và thành phố

7 Kế hoạch thực hiện

(12 Tuần)

1 Thu thập tài liệu về quy hoạch của xã An

4 Đề xuất và lựa chọn công nghệ xử lý phù

5 Tính toán các công trình đơn vị và trạm

6 Dự toán chi phí thiết bị, chi phí xây dựng

7 Thể hiện các công trình đã tính toán trên

bản vẽ bằng phần mềm AutoCad Tuần 6 → 11

8 Kiểm tra lại các tính toán và các bản vẽ Tuần 12

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH CẤP NƯỚC Ở XÃ AN PHÚ TÂY,

HUYỆN BÌNH CHÁNH

1.1 Vị trí địa lý

Bình Chánh là một huyện nằm ở phía Tây – Tây Nam của TPHCM

– Là cửa ngõ phía Tây vào nội thành TPHCM, nối liền các trục đường giao thông quan trọng như Quốc lộ 1A, đây là huyết mạch giao thông chính từ các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long đến các tỉnh vùng trọng điểm kinh tế phía Nam và các tỉnh miền Đông Nam Bộ

– Phía Bắc giáp huyện Hóc Môn

– Phía Đông giáp quận Bình Tân, quận 8, quận 7, huyện Nhà Bè

– Phía Nam giáp huyện Bến Lức và huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An

– Phía Tây giáp huyện Đức Hoà, tỉnh Long An

Với các tuyến đường liên Tỉnh lộ 10 nối liền với khu công nghiệp Đức Hoà (Long An), đường Nguyễn Văn Linh nối từ Quốc lộ 1A đến khu công nghiệp Nhà Bè và khu chế xuất Tân Thuận quận 7, vượt sông Sài Gòn đến quận 2 và đi Đồng Nai, Quốc lộ 50 nối huyện Bình Chánh với các huyện Cần Giuộc, Cần Đước (Long An) Bình Chánh trở thành cầu nối giao lưu kinh tế, giao thương đường bộ vùng đồng bằng sông Cửu Long với vùng kinh tế miền Đông Nam Bộ và các khu công nghiệp trọng điểm

Vị trí xã An Phú Tây: nằm ở phía Nam của huyện Bình Chánh

– Phía Bắc giáp phường 7, quận 8

– Phía Đông giáp xã Hưng Long

– Phía Nam giáp xã Tân Quý Tây

– Phía Tây giáp xã Tân Túc

Hình 1.1 Vị trí xã An Phú Tây

(Nguồn: [ 6])

Một phần xã thuộc đô thị Nam Sài Gòn, xã có các trục giao thông chính đi qua như đường Nguyễn Văn Linh, Quốc lộ 1,…lại tiếp giáp với quận 8 Với vị trí thuận lợi như vậy, xã có lợi thế khá quan trọng trong chiến lược khai thác giao thông, thuận lợi cho phát triển thương mại, vận tải hàng hoá, cũng như thu hút phát triển các khu dân cư hiện đại Tuy nhiên, hệ thống giao thông nội bộ trên địa bàn xã hiện chưa phát triển, giao thông chính chỉ có tuyến đường An Phú Tây – Hưng Long và kết nối ra Quốc lộ 1, nhưng lại là khu vực giao nhau giữa 2 tuyến đường lớn: Quốc lộ 1 và Nguyễn Văn Linh

Kết nối với các xã khác thuộc huyện Bình Chánh bằng tuyến đường An Phú Tây – Hưng Long và Quốc lộ 1, kết nối với quận 8 bằng tuyến đường Nguyễn Văn Linh

1.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, quy hoạch chung

1.2.1 Điều kiện tự nhiên

Lượng bức xạ bình quân trong năm 12 Kcal/cm2, thời gian chiếu sáng trong ngày trong các tháng ít thay đổi, dao động từ 12 giờ trong tháng 3 và tháng 4 đến 11 giờ trong các tháng 7, 8

Nhiệt độ trung bình hàng năm là 270C, biên độ nhiệt tại đây ít thay đổi, nhiệt độ cao nhất vào tháng 3, 4 khoảng 400C

Số giờ nắng: mùa khô có giờ nắng trung bình từ 7,4 đến 8,1 giờ, hầu như không có

sương mù Từ tháng 5 đến tháng 10 có số giờ nắng bình quân 6 giờ/ngày Số giờ nắng bình quân trong nằm là 6,5 giờ/ngày

Bốc hơi: so với nhiệt độ lượng bốc hơi biến đổi lớn và theo mùa, tăng dần từ tháng

12 đến tháng 5 và đạt cực đại 150 – 250mm, sau đó giảm dần từ 190 – 130mm từ tháng 6 đến tháng 9 Độ ẩm không khí bình quân hàng năm là 79,5%

Chế độ gió: khu vực này chịu ảnh hưởng của khu gió mùa cận xích đạo với 2 hướng

gió chính:

– Hướng gió Đông – Đông Bắc từ tháng 10 đến tháng 12

– Hướng gió Tây – Tây Nam từ tháng 5 đến tháng 11

– Tốc độ gió trung bình 2,5 – 4,7 m/s, tốc độ gió tối đa là 24 m/s

Chế độ mưa: lượng mưa trung bình năm từ 1800 – 2000mm Chủ yếu tập trung vào

mùa mưa chiếm 90% tổng lượng mưa cả năm, trong mùa mưa lượng mưa chủ yếu vào tháng 8 đến tháng 10 Đối với khu vực trũng như khu vực giáp thị trấn Tân Túc, Tân Quý Tây, mưa lớn kéo dài thường gây ngập úng Trong khu vực lượng mưa phân bố tương đối đều trong mùa, song vào tháng 7 Âm lịch hàng năm thường có đợt hạn hán ngắn ngày kéo dài từ 5 – 7 ngày

Độ ẩm không khí: trung bình năm khá cao 79,5%, cao nhất vào các tháng 7, 8, 9 là

Số giờ nắng

Độ ẩm không khí Lượng mưa Tốc độ gió

kcal/cm2

o

C giờ/ngày

% mm/năm m/s

12

27 6,5 79,5 1.800 – 2.000 2,5 – 4,7

Các kênh thuỷ trên địa bàn hiện tại chủ yếu giải quyết vấn đề thoát nước thải, khả năng cung cấp nước tưới hầu như không có vì bị ô nhiễm do nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất đổ ra

Xã An Phú Tây có sông Cần Giuộc , rạch Cầu Đen, rạch Lồng Đèn, rạch Cùng, rạch Cây Tri, rạch Cầu Già, rạch Tân Nhiễu, kênh TĐ 13, kênh Hợp Tác Xã Tuy không bị xếp vào các tuyến sông, rạch, kênh ô nhiễm nặng của huyện nhưng hầu hết các tuyến này đều được xếp vào nhóm các tuyến ô nhiễm nhẹ

b) Nguồn nước dưới đất

Nước dưới đất của xã ở tầng nông hầu như bị nhiễm phèn không khai thác và sử dụng được Nguồn nước có chất lượng tốt có thể khai thác sử dụng được phải ở tầng sâu (Pleistocen) Nhưng nguồn nước dưới đất là nguồn nước sử dụng chính trên địa bàn hiện

nay trong sản xuất và sinh hoạt Do đó vấn đề cung cấp nước sạch trên địa bàn cần được quan tâm

Nguồn nước dưới đất trên địa bàn huyện Bình Chánh phân bố khá rộng nhưng ở độ sâu từ 150 – 300m Nước dưới đất phân bố chủ yếu ở các tầng chứa nước Pleistocen, trong

đó có nơi 30 – 40m Trừ các xã phía Bắc là Vĩnh Lộc A và Vĩnh Lộc B, nguồn nước dưới đất của huyện không bị nhiễm phèn, nên khai thác nước tưới phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, cũng như nước sinh hoạt; Vào tháng nắng, nguồn nước dưới đất tụt khá sâu trên 40m, các xã còn lại nguồn nước dưới đất đều bị nhiễm phèn

Tổng lượng nước khai thác của huyện Bình Chánh là 34.535 m3/ngày, trong đó xã

An Phú Tây là 629 m3/ngày Nhìn chung nguồn nước dưới đất ở huyện Bình Chánh khá tốt

và dồi dào, có vị trí quan trọng trong việc cung cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt của người dân trong huyện

Các tầng chứa nước dưới đất ở xã An Phú Tây đang được sử dụng

– Tầng Pliocen trên ( )

Đặc điểm: Tầng chứa nước Pliocen trên phân bố trên toàn TP.HCM, không lộ trên

mặt, bị tầng chứa nước Pleistocen phủ trực tiếp lên và nằm trên tầng Pliocen dưới

Tầng chứa nước được chia làm hai phần: phần trên là lớp cách nước yếu, phần dưới

là lớp chứa nước

Thành phần thạch học: chủ yếu là cát trung đến cát thô, lẫn sạn sỏi, bột cát với bề

dày từ 2- 15m Ngăn cách giữa tầng Pliocen với tầng Pleistocen là lớp bột sét, bột cùng tuổi có màu vàng loang lổ bị phong hóa mạnh, dạng kết von laterit rắn chắc tạo thành lớp liên tục có chiều dày từ 2 – 29,5m Chiều dày trung bình là 13,48m

Tính chất thủy lực: Đây là tầng chứa nước có áp do được ngăn cách bởi một tầng

chứa nước yếu Tầng chứa nước này thường gặp ở độ sâu 50 – 60m và có chiều dày là 50 – 70m, hướng vận động chính từ Bắc xuống Nam, từ Tây Bắc sang Đông Nam

Đặc tính thủy hóa: Nước trong tầng chứa nước này thuộc loại siêu nhạt đến nhạt

với tổng độ khoáng hóa thay đổi trong khoảng từ 0,03 – 0,92 g/l Loại hình hóa học của nước gồm: clorua, clorua – bicacbonat, bicacbonat, bicacbonat – clorua

Khả năng chứa nước: khá phong phú, có khả năng cung cấp nước rất lớn, tại khu

vực huyện Bình Chánh có thể đạt công suất khai thác hàng trăm nghìn m3/ngày.đêm

Động thái: mực nước tĩnh nằm nông, dao động theo mùa và theo thủy triều, biên độ

dao động từ 1,5 – 2,0m

Tầng Pliocen trên là tầng chứa nước có ý nghĩa, tầng này có quan hệ thủy lực với tầng Pleistocen nằm trên và tầng Pliocen dưới nằm dưới vì chúng được ngăn cách bởi các lớp thấm nước yếu có thành phần sét bột, bột, bột cát, cát bột xen kẹp cát mịn Nguồn bổ cập cho tầng này có thể là sự thấm xuyên từ các tầng nằm kề khi xuất hiện gradien cắt qua các lớp thấm nước yếu và các dòng chảy vào vùng nghiên cứu Hướng dòng ngầm từ phía bắc, đông bắc chảy xuống phía nam, tây nam

– Tầng chứa nước Pleistocen (qp)

Tầng có diện phân bố trên toàn vùng, không lộ lên bề mặt do bị các lớp trầm tích Holocen phủ trực tiếp lên

Thành phần thạch học: được cấu tạo từ hai phần

 Phần trên (lớp cách nước yếu): sét bột, bột đến bột cát, cát bột lẫn cát mịn, màu xám xanh, xám vàng, nâu đỏ, nhiều nơi bị phong hóa có nhiều kết vón, laterit Chiều dày 3 – 15m

 Phần dưới (là đất đá chứa nước): có xen kẹp các lớp sét, bột, cát bột mỏng

Tính chất thủy lực: là tầng chứa nước không áp Chiều dày từ 3,2m đến 72m, nơi

dày nhất khoảng 45m – 69m Hướng dòng chảy dưới đất nhìn chung theo hướng đông bắc – tây nam và hướng bắc nam

Đặc tính thủy hóa: Chất lượng nước khá tốt, thuộc loại nước nhạt Tổng khoáng

hóa của nước biến đổi từ 0,04 g/l, pH từ 3,81 đến 7,44 Hàm lượng sắt II từ 0 – 10,1 mg/l, sắt III từ 0 – 3,26 mg/l Hàm lượng nitrat 0,4 – 10,3 mg/l, hàm lượng nitrit 0 – 0,06 mg/l

Khả năng chứa nước: Tầng Pleistocen có mức độ giàu nước từ trung bình đến giàu

nước Ở Bình Chánh vùng giàu nước phân bố với tỉ lưu lượng nước 1,09 – 2,885 l/s.m Lưu lượng khai thác đạt 27 – 120 m3/h

Động thái: mực nước dao động theo mùa rõ rệt, mực nước hạ thấp vào cuối tháng

5, dâng cao vào tháng 10

Tầng chứa nước này được bổ cấp từ nước mưa, nước tưới và các dòng nước mặt Mối quan hệ giữa tầng chứa nước Pleistocen với các tầng chứa nước nằm kề nó xảy ra ở mức độ khác nhau tùy thuộc vào thành phần thạch học và chiều dày lớp cách nước ở trên

và dưới

Tầng chứa nước Pleistocen có diện phân bố rộng, nằm nông nên điều kiện khai thác

dễ dàng, chất lượng nước đảm bảo Tầng này đang được khai thác rộng rãi để phục vụ cho

ăn uống, sinh hoạt và sản xuất

– Tầng chứa nước Pliocen dưới ( )

Sự phân bố trầm tích này rộng nhưng bị phủ sâu bởi lớp trầm tích Pliocen trên Chiều sâu phân bố tăng dần theo hướng: phía bắc thường gặp ở độ sâu 0 – 130m, còn ở phía tây và tây nam phải đến độ sâu 190 – 200m mới gặp tầng chứa nước này

Thành phần thạch học: chủ yếu là hạt cát mịn đến thô lẫn hạt sạn sỏi, đôi chỗ lẫn

thấu kính bột, bột cát mịn, giữa có lớp cát Đây là nguyên nhân gây hạn chế khả năng chứa nước của tầng này Ngăn cách tầng này với tầng Pliocen trên là lớp bột, bột sét màu xám xanh, vàng nâu, đôi chỗ phong hóa laterit Chiều dày thay đổi từ 2 - 17m, trung bình khoảng 8,61m Đây là lớp có thành phần sét cao, khả năng cách nước tốt

Đặc tính thủy hóa: Chất lượng nước khá tốt Tổng khoáng hóa 0,09 – 0,57 g/l,

thường gặp là 0,5 g/l Nước thuộc loại bicacbonat, bicacbonat – clorua

Khả năng chứa nước: không đồng đều Tại khu vực huyện Bình Chánh có mức độ

giàu nước trung bình Tỷ lưu lượng các giếng khoan đạt từ 1,11 – 3,92 l/s.m Lưu lượng khai thác đều trên 15 – 29 m3/h

Động thái: mực nước tĩnh nằm nông dao động theo mùa và theo thủy triều, biên độ

dao động năm từ 1,5 đến 2,0m

Tầng Pliocen dưới là một đối tượng có triển vọng cung cấp nước quy mô vừa và lớn Tuy nhiên từ trước đến nay, tầng chứa nước này chưa phải là đối tượng điều tra chính nên các công trình nghiên cứu trước đây chưa đánh giá được hết tiềm năng của tầng chứa nước này

1.2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội

a) Diện tích – dân cư

Bình Chánh là một trong 5 huyện ngoại thành của TPHCM, có tổng diện tích tự nhiên là 25.255,29 ha, chiếm 12% diện tích toàn thành phố

Huyện Bình Chánh được chia thành 1 thị trấn và 15 xã Trong đó xã An Phú Tây có diện tích nhỏ nhất 586,58 ha

Dân cư: 12.456 dân

b) Cơ cấu kinh tế

Cơ cấu kinh tế trên địa bàn xã đang chuyển dịch theo hướng “thương mại – dịch vụ

- tiểu thủ công nghiệp – nông nghiệp” theo đúng định hướng kinh tế chung trên địa bàn xã

đề ra

Từ một vùng nông thôn, xã An Phú Tây dần trở thành khu vực nông thôn theo hướng đô thị, phát triển các dịch vụ tạo việc làm cho lao động địa phương và nơi khác Tuy nhiên, so với sự phát triển chung của toàn huyện, thì sự phát triển của xã còn chậm, tổng giá trị sản xuất trên địa bàn xã năm 2010 chỉ chiếm 0,77% tổng giá trị sản xuất trên địa bàn toàn huyện

Ngành sản xuất nông nghiệp giảm mạnh do tác động của đô thị hoá, các nông hộ đang dần chuyển sang trồng hoa, cây kiểng, cá cảnh,… phù hợp với môi trường đô thị Tuy nhiên, diện tích đất nông nghiệp trên địa bàn còn có tình trạng bỏ hoang hoá

Bảng 1.2 Cơ cấu giá trị của các ngành trong năm 2010

Về hình thức tổ chức sản xuất thì trên địa bàn xã đã hình thành:

– Số lượng cơ sở sản xuất kinh doanh cá thể trên địa bàn xã: theo thống kê năm 2010, toàn xã có 470 đơn vị kinh doanh trong đó có 18 cơ sở, 68 công ty, 348 hộ kinh doanh cá thể chủ yếu thuộc lĩnh vực sản xuất thực phẩm, đồ uống; chế biến gỗ và các sản phẩm từ gỗ; sản xuất giường, tủ bàn ghế; sản xuất các sản phẩm từ kim loại

– Về kinh tế tập thể: xã chưa thành lập Hợp tác xã và tổ hợp tác nông nghiệp

Nhìn chung, mô hình tổ chức sản xuất tập thể kiểu mới trong thời gian chưa được quan tâm đúng mức Vấn đề cơ sở vật chất và mô hình tổ chức còn đang ở giai đoạn tìm tòi, học hỏi Do đó, cần được hỗ trợ cả về cơ sở vật chất cũng như kiến thức quản lý để các

mô hình này phát triển, đem lại hiệu quả kinh tế cho bà con nông dân

1.2.3 Hiện trạng về cơ sở hạ tầng kỹ thuật

Hệ thống cung cấp nước

Hiện trạng sử dụng nước cấp của hộ dân: Theo kết quả điều tra ở xã An Phú Tây có 47,59% đã được cấp nước Chất lượng nước cấp theo hộ dân đánh giá đạt là 86,08% Lưu lượng nước cấp được đánh giá đạt là 75,95% Kết quả điều tra cho thấy có 70,89% người dân mong muốn được sử dụng nguồn nước cấp hoàn toàn

Hiện trạng sử dụng nước cấp của doanh nghiệp: Trong 68 doanh nghiệp thuộc phạm

vi điều tra, có 67 doanh nghiệp đã có nước cấp Tổng lượng nước khai thác là 262,1

m3/ngày Doanh nghiệp sử dụng nước cấp cho mục đích ăn uống, sinh hoạt và sản xuất Chất lượng nước đạt theo ý kiến doanh nghiệp là 98,5%, về áp lực nước là 100%

Hiện nay, hệ thống cung cấp nước chính cho xã chủ yếu là từ đơn vị: Công ty cổ phần cấp nước Chợ lớn thuộc Tổng công ty cấp nước Sài Gòn SAWACO

Hệ thống thoát nước

Hệ thống thoát nước của xã chưa hoàn thiện, nước chủ yếu xả thẳng ra các kênh, rạch trên địa bàn xã

Chỉ riếng hệ thống thoát nước tại khu định cư An Phú Tây là đạt yêu cầu, hệ thống

xử lý nước thải sử dụng công nghệ hồ sinh học kết hợp công viên cảnh quan

Giao thông

Nối liền các trục đường giao thông quan trọng như Quốc lộ 1, tuyến đường huyết mạch giao thông chính từ các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long đến các vùng kinh tế trọng điểm phía Nam và các tỉnh miền Đông Nam Bộ; đường Nguyễn Văn Linh nối từ Quốc lộ 1 đến khu công nghiệp Nhà Bè và khu chế xuất Tân Thuận, quận 7

Hệ thống lưới điện

Hiện xã có 65 trạm biến thế với tổng dung lượng là 16.540 KVA, trong đó 9 trạm biến thế 1 pha công suất 475 KVA, 56 trạm biến áp 3 pha công suất 16.505 KVA Tổng đường dây trung thế là 23km, tổng đường dây hạ thế là 46km nằm dọc tuyến đường Quốc

lộ 1, đường An Phú Tây – Hưng Long, đường Bờ Huệ, đường Bờ Ga, đường Ấp 2, đường Bình Điền, đường Hoàng Đạo Thuý, đường Tân Nhiễu và rạch Cầu Già

Trên các tuyến đường, trục đường liên xã có mật độ dân cư cao đều có bóng đèn điện chiếu sáng, tổng số bóng đèn tại xã là 428 bóng, với tổng công suất 22.736W

Hệ thống thông tin liên lạc

Mạng lưới thông tin liên lạc của xã trong những năm qua đã có những bước phát triển Hiện xã có 02 bưu điện, toàn xã có 26 điểm truy cập Internet đang hoạt động ở 3 xã Đảm bảo hệ thống thông tin liên lạc đến với từng hộ dân

Mạng lưới truyền thanh, phát hành báo chí cũng phát triển khá nhanh trong thời gian qua, tạo nên cuộc sống tinh thần khá phong phú cho người dân

Giáo dục

Hệ thống trường lớp rất được quan tâm đầu tư xây dựng, hàng năm tỷ lệ trẻ 5 tuổi vào mẫu giáo và 6 tuổi vào lớp 1 đều đạt 100%, chất lượng đào tạo cũng từng bước được nâng cao nên tỷ lệ học sinh tốt nghiệp các cấp năm sau cao hơn năm trước

Về công tác phổ cập: Duy trì số các lớp phổ cập, vận động học sinh có nguy cơ bỏ học trở lại lớp, vận động học sinh thi trượt tốt nghiệp trung học chuyển sang học nghề hoặc bổ túc

Hiện trạng phân bố cơ sở giáo dục của xã:

– Khối mầm non: Trong xã có 1 trường mẫu giáo công lập Hoa Lan, 2 trường mẫu giáo tư thục và 4 nhóm trẻ

– Khổi tiểu học: Có 1 trường tiểu học An Phú Tây với diện tích 4.327,2 m2

– Khổi trung học cơ sở: Có 1 trường trung học cơ sở Nguyễn Văn Linh với diện tích 10.051 m2

– Trường trung học phổ thông: Chưa có

Y tế

Hiện xã có 1 trạm y tế với số lượng cán bộ là 9 người trong đó có: 1 bác sĩ, 3 y sĩ, 1 điều dưỡng trung cấp, 2 nữ hộ sinh, 1 dược tá trung học và 1 hộ lý Cùng với sự hỗ trợ của trung tâm y tế huyện, đội ngũ cán bộ y tế của xã đã làm tốt công tác chăm sóc sức khoẻ ban đầu cho nhân dân và thực hiện các chương trình y tế quốc gia đạt kết quả khá Về điều kiện trang thiết bị y tế hiện nay đủ phục vụ cho công tác chăm sóc sức khoẻ ban đầu của người dân Tuy nhiên, diện tích đất và nhà làm việc nhỏ hẹp, cơ sở vật chất xuống cấp Do

đó, cần đầu tư xây dựng mới trạm y tế đạt chuẩn

Trên địa bàn xã có 3 cơ sở y tế tư nhân, 3 phòng khám bệnh ngoài giờ, 6 nhà thuốc

và 4 đại lý thuốc

1.3 Đánh giá sự cần thiết của đề tài

Nước là một nhu cầu thiết yếu cho sự sống của con người và vi sinh vật Trong tình hình nguồn nước dần bị cạn kiệt và ngày càng bị ô nhiễm hiện nay, nước sạch giữ vai trò

đặc biệt quan trọng Do đó, việc quy hoạch và xây dựng mô hình xử lý nước phù hợp không những giải quyết được tình trạng khan hiếm nước sạch mà còn tạo điều kiện cho người dân thu nhập thấp cũng có thể sử dụng nước sạch Ngoài ra, việc đảm bảo cung cấp nước sạch có thể cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân, giảm bệnh tật, đảm bảo sự bình đẳng giữa các thành phần sử dụng nước, giảm cách biệt giữa thành thị và nông thôn Đối với hiện trạng cấp nước ở xã An Phú Tây hiện nay, còn nhiều hộ dân sử dụng nước giếng trực tiếp tự khai thác, chưa qua xử lý Do đó, để đảm bảo chất lượng nước đồng đều cho toàn bộ các hộ dân cần thiết phải xây dựng một trạm cấp nước sạch tại đây

Từ đó đề tài “Thiết kế trạm bơm giếng và nhà máy cấp nước cho khu vực xã An Phú Tây, huyện Bình Chánh, TPHCM, công suất 3000 m3/ngày”

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ 2.1 Thành phần, tính chất nước thiên nhiên

2.1.1 Các chỉ tiêu lý học

Mùi vị

Mùi trong nước thường do các hợp chất hoá học, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hay các sản phẩm từ các quá trình phân huỷ vật chất gây nên Nước có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối Nước sau khi khử trùng bằng các hợp chất Clo có thể bị nhiễm mùi Clo hay Clophenol

Tuỳ theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hoà tan trong nước có thể có các vị mặn, ngọt, chát,…

Tính phóng xạ

Tính phóng xạ của nước do sự phân huỷ các chất phóng xạ có trong nước tạo nên Nước dưới đất thường nhiễm các chất phóng xạ tự nhiên, các chất này thường có thời gian phân huỷ ngắn nên thường vô hại Tuy nhiên khi bị nhiễm bẩn phóng xạ từ nước thải và không khí thì tính phóng xạ của nước có thể vượt ngưỡng cho phép

2.1.2 Các chỉ tiêu hoá học

Thành phần ion của nước dưới đất

Trong nước dưới đất thường có chứa các cation và anion khác nhau, nhưng thông thường thành phần ion của nước được xác định bởi các ion: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HCO3-

,SO42-, Cl-, các ion còn lại chiếm số lượng rất bé, tuy đôi khi chúng cũng có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng nước

Độ kiềm

Tổng hàm lượng của các ion hydrocacbonat (HCO3-), cacbonat (CO32-), hydroxyt (OH-) và ion muối của các axit yếu khác (photphat, silicat và các axit muối hữu cơ) là độ kiềm toàn phần của nước Khi nước thiên nhiên có độ màu lớn (>40 độ coban), độ kiềm toàn phần sẽ bao gồm cả độ kiềm do muối của các axit hữu cơ gây ra

Độ kiềm là chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước, vì thế trong một số trường hợp nước nguồn có độ kiềm thấp, cần phải bổ sung hóa chất để kiềm hóa nước

Đơn vị đo độ kiềm thường được sử dụng là mgCaCO3/l hoặc mgđl/l

Có thể chuyển đổi đơn vị: mgđl/l = (mgCaCO3/l) /50

Độ oxy hóa

Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hết các hợp chất hữu cơ và một vài chất vô cơ dễ

bị oxy hóa có trong nước Chỉ tiêu oxy hóa là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước Độ oxy hóa càng cao chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vi trùng

Đơn vị đo là mg/l O2 hoặc mg/l KMnO4

Hàm lượng sắt (mg/l)

Sắt tồn tại trong nước dưới dạng sắt (II) hoặc sắt (III) Trong nước ngầm sắt thường tồn tại dưới dạng hydrocacbonat sắt hóa trị II Fe(HCO3)2 Khi vừa bơm ra khỏi giếng, nước thường trong và không màu, sau một thời gian để lắng trong chậu và cho tiếp xúc với không khí, nước trở nên đục dần và ở đáy chậu xuất hiện cặn màu hung đỏ của hydroxit sắt hóa trị III Fe(OH)3 Nước ngầm trong các giếng sâu còn có thể chứa sắt dưới dạng sắt (II) hòa tan các hợp chất sunfat và clorua, khi tiếp xúc với oxy hoặc chất oxy hóa, sắt (II) bị oxy hóa thành sắt (III) và kết tủa thành bông cặn Fe(OH)3

Nước mặt thường chứa sắt (III) dưới dạng keo hữu cơ hoặc huyền phù, thường có hàm lượng không cao và có thể khử sắt kết hợp với khử đục Việc tiến hành khử sắt chủ yếu đối với nước ngầm

Khi trong nước có hàm lượng sắt lớn hơn 0,5 mg/l, nước có mùi tanh làm vàng quần áo và thiết bị vệ sinh, gây nên hiện tượng đóng cặn trên đường ống cấp nước

Hàm lượng mangan (mg/l)

Trong các nguồn nước thiên nhiên mangan tồn tại dưới dạng hòa tan của các hợp chất hydrocacbonat hóa trị II Mn(HCO3)2 nhưng với hàm lượng ít hơn và hiếm hơn sắt Tuy vậy với hàm lượng mangan > 0,05 mg/l đã gây ra tác hại đã gây ra tác hại cho việc sử dụng và vận chuyển nước như sắt Công nghệ xử lý mangan thường kết hợp với công nghệ

xử lý sắt

Hàm lượng sunfat và clorua (mg/l)

Tồn tại trong nước thiên nhiên dưới dạng các muối của natri, magie và axit H2SO4, HCl

Hàm lượng ion Cl- có trong nước lớn (>250mg/l) làm cho nước có vị mặn

Nước có hàm lượng sunfat cao (>250mg/l) có tính độc hại cho sức khỏe con người Hàm lượng Na2SO4 trong nước cao có tính xâm thực đối với bê tông và xi măng pooclăng

Độ cứng của nước

Là đại lượng biểu thị hàm lượng các muối của canxi và magie có trong nước Có thể phân ra các loại độ cứng: độ cứng tạm thời, độ cứng vĩnh cửu và độ cứng toàn phần Độ cứng tạm thời (độ cứng cacbonat) biểu thị tổng hàm lượng muối cacbonat và bicacbonat của canxi và magie có trong nước Độ cứng vĩnh cửu (độ cứng không cacbonat) biểu thị

tổng hàm lượng muối còn lại của canxi và magie có trong nước Độ cứng toàn phần là tổng của hai loại độ cứng trên

Vi rút

Vi rút không có hệ thống trao đổi chất (không có chức năng chuyển hoá thức ăn thành các thành phần cần thiết cho cơ thể mình) nên không sống độc lập được Chúng thường chui vào tế bào của các cơ thể khác và lấy sự tổng hợp các chất của tế bào chủ theo hướng cần thiết cho sự phát triển của vi rút Vi rút trong nước có thể gây bệnh viêm gan và viêm đường ruột

Tảo

Tảo đơn bào thuộc loại quang tự dưỡng, chúng tổng hợp được các chất cần cho cơ thể từ chất vô cơ đơn giản (NH4, CO2, H20) nhờ ánh sáng mặt trời Tảo không trực tiếp gây bệnh cho con người nhưng có thể sản sinh ra độc tố

2.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước

2.2.1 Phương pháp hoá lý

a) Làm thoáng

Lấy oxy từ không khí để oxy hoá sắt và mangan trong nước

Khử khí CO2 nâng cao pH của nước để đẩy nhanh quá trình oxy hoá và thuỷ phân sắt, mangan trong dây chuyền công nghệ khử sắt và mangan

Làm giàu oxy để tăng thế oxy hoá khử của nước, khử các chất bẩn ở dạng khí hoà tan trong nước

Làm thoáng thường được sử dụng trong xử lý nước ngầm

a) Keo tụ tạo bông

Tạo điều kiện và thực hiện quá trình dính kết các hạt cặn, keo phân tán thành bông cặn có khả năng lắng và lọc với tốc độ kinh tế cho phép

2.2.2 Phương pháp hoá học

b) Clo hoá sơ bộ

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

có tác dụng tăng thời gian khử trùng khi nguồn nước nhiễm bẩn nặng, oxy hoá sắt hoà tan

ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hoá mangan hoà tan để tạo thành kết tủa tương ứng, oxy hoá

các chất hữu cơ để khử màu, ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu, phá huỷ tế bào của các

vi sinh, diệt các vi khuẩn tiết ra chất nhầy trên bề mặt lớp cát lọc

b) Khử trùng nước

Tiêu diệt các vi khuẩn và vi trùng còn lại trong nước sau bể lọc Có thể khử trùng bằng Clo và các hợp chất Clo, ozone, nhiệt, siêu âm, ion bạc hoặc tia UV

Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của Clo: Clo là một chất oxy hoá mạnh, khi

Clo tác dụng với nước tạo thành axit HOCl có tác dụng diệt trùng mạnh Khi cho Clo vào nước, chất diệt trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và gây phản ứng với men bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt

Khử trùng bằng ozone: Ozone là một chất khí có màu ánh tím, ít hoà tan trong

nước và rất độc hại đối với con người Ở trong nước, ozone phân huỷ rất nhanh thành oxy phân tử và nguyên tử Ozone có tính hoạt hoá mạnh hơn Clo nên khả năng diệt trùng mạnh hơn Clo rất nhiều lần Thời gian tiếp xúc rất ngắn do đó diện tích bề mặt thiết bị giảm, không gây mùi khó chịu trong nước kể cả khi trong nước có chứa phenol Tuy nhiên, nhược điểm của khử trùng bằng ozone là chỉ duy trì được thời gian ngắn, chất khử trùng không được lưu lại trong nước trong thời gian dài, nước dễ bị tái nhiễm

Khử trùng bằng phương pháp nhiệt: Là phương pháp khử trùng cổ truyền Đun

sôi nước ở nhiệt độ 1000C có thể 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 Đặc điểm của phương pháp này là đơn giản, nhưng tốn nhiên liệu và cồng kềnh nên chỉ dùng trong quy mô gia đình

Khử trùng bằng siêu âm: Dòng siêu âm với cường độ tác dụng không nhỏ hơn

2W/cm2 trong khoảng thời gian trên 5 phút có khả năng tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật trong nước

Khử trùng bằng ion bạc: Ion bạc có thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước

Với hàm lượng 2 – 10 ion g/l đã có tác dụng tiệt trùng Hạn chế của phương pháp này là: nếu trong nước có độ màu cao, có chất hữu cơ cao, có nhiều loại muối thì ion bạc không phát huy được khả năng diệt trùng

Khử trùng bằng tia UV: Tia UV có tác dụng diệt trùng mạnh, tia dùng để khử trùng

là tia UVC, có bước sóng < 280nm Tia UV tiêu diệt vi khuẩn bằng cách phát ra sẽ tác dụng lên các phân tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc và mất khả năng trao đổi chất Ưu điểm: không làm thay đổi mùi vị của nước Nhược điểm: hiệu quả khử trùng chỉ đạt được triệt để khi trong nước không có các chất hữu cơ và cặn lơ lửng; chỉ duy trì hiệu quả khử trùng trong thời gian ngắn, dễ bị tái nhiễm

Quá trình này thường sử dụng Clo để khử trùng nước tại các trạm xử lý nước cấp vì Clo có thể lưu giữ trong quá trình nước vận chuyển trong đường ống tới các đối tượng dùng nước, tránh hiện tượng nước sau xử lý bị tái nhiễm

2.2.3 Phương pháp cơ học

a) Hồ chứa và lắng sơ bộ

Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) là: tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tác động của các điều kiện môi trường, thực hiện các phản ứng oxy hoá do tác dụng của oxy hoà tan trong nước và làm nhiệm vụ điều hoà lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn nước vào

và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước thô bơm cấp cho nhà máy xử lý nước

b) Song chắn rác và lưới chắn rác

Song chắn và lưới chắn rác đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụ loại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu quả làm sạch của các công trình xử lý Vật nổi và vật lơ lửng trong nước có thể có kích thước nhỏ như que tăm nổi, hoặc nhành cây non khi đi qua máy bơm vào các công trình xử

lý có thể bị tán nhỏ hoặc thối rửa làm tăng hàm lượng cặn và độ màu của nước Song chắn rác có cấu tạo gồm các thanh thép tiết diện tròn cỡ 8 hoặc 10, hoặc tiết diện hình chữ nhật kích thước 6x50mm đặt song song với nhau và hàn vào không thép Khoảng cách giữa các thanh thép từ 40 – 50mm Vận tốc nước chảy qua song chắn khoảng 0,4 – 0,8m/s Song chắn rác được nâng thả nhờ ròng rọc hoặc tời quay tay bố trí trong ngăn quản lý Hình dạng song chắn rác có thể là hình chữ nhật, hình vuông hoặc hình tròn Lưới chắn rác phẳng có cấu tạo gồm một tấm lưới căng trên khung thép Tấm lưới đan bằng các dây thép đường kính 1 – 1,5mm, mắt lưới 2x2 – 5x5mm Trong một số trường hợp, mặt ngoài của tấm lưới đặt thêm một tấm lưới nữa có kích thước mặt lưới 25x25mm đan bằng dây théo đường kính 2 – 3mm để tăng cường khả năng chịu lực của lưới Vận tốc nước chảy qua băng lưới lấy từ 0,15 – 0,8m/s Lưới chắn quay được sử dụng cho các công trình thu cỡ lớn, nguồn nước có nhiều Cấu tạo gồm một băng lưới chuyển động liên tục qua hai trụ tròn do một động cơ kéo Tấm lưới gồm nhiều tấm nhỏ nối với nhau bằng bản lề Lưới được đan bằng dây đồng hoặc dây thép không gỉ đường kính từ 0,2 – 0,4 Mắt lưới kích thước từ 0,3 x 0,3mm đến 0,2 x 0,2mm Chiều rộng băng lưới từ 2 – 2,5m Vận tốc nước chảy qua băng lưới từ 3,5 – 10cm/s, công suất động cơ kéo từ 2 – 5kW

c) Bể lắng cát

Ở các nguồn nước mặt có độ đục ≥ 250mg/l sau lưới chắn, các hạt cặn lơ lửng vô

cơ có kích thước nhỏ, tỷ trọng lớn hơn nước, cứng, có khả năng lắng nhanh được giữ lại ở

bể lắng cát

Nhiệm vụ của bể lắng cát là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát có kích thước

≥ 0,2 và tỷ trọng ≥ 2,5; để loại trừ hiện tượng bào mòn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể tạo bông và bể lắng

d) Lắng

Bể lắng có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang,

bể lắng đứng, bể lắng lớp mỏng, bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Bể lắng ngang: Loại bể lắng này làm việc với độ an toàn cao, vận hành đơn giản,

thường sử dụng với trạm xử lý công suất từ 10.000 m3/ngày Cặn sinh ra từ bể phản ứng sẽ lắng xuống đáy bể dưới tác dụng của trọng lực, hạt cặn có trọng lượng lớn hơn sẽ lắng trước, nhỏ hơn sẽ lắng sau Chiều dài làm việc của bể phải đủ để hàm lượng cặn sau bể lắng đạt tối đa 10mg/l Ưu điểm của bể: hiệu quả cao, vận hành đơn giản, dễ hợp khối với các bể phản ứng và bể lọc, nhưng tốn diện tích xây dựng

Bể lắng đứng: Nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên vách tràn

với vận tốc 0,3 – 0,5mm/s, thường sử dụng khi công suất nhỏ hơn 3000 m3/ngày Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang 10 – 20%

Bể lắng lớp mỏng: Có cấu tạo giống như bể lắng ngang thông thường, nhưng trong

vùng lắng có lắp đặt thêm các tấm (ống) lắng đặt nghiêng khoảng 45 – 600 so với phương ngang và song song với nhau Các ống lắng có thể làm bằng thép không gỉ hoặc bằng nhựa Loại bể này có hiệu suất lắng rất cao, diện tích nhỏ hơn nhiều so với bể lắng ngang Hiện nay bể lắng này đang được áp dụng với công suất từ 5.000 – 300.000 m3/ngày

Bế lắng trong có lớp cặn lơ lứng: Hiện nay thường sử dụng loại bể lắng trong kiểu

hành lang gồm 3 ngăn, 2 ngăn hai bên là ngăn phản ứng có lớp cặn lơ lửng và ngăn giữa là ngăn thu, nén cặn Vận tốc nước đi từ dưới lên ở vùng lắng ≤ 0,85 / và thời gian lưu nước khoảng 1,5 – 2h Bể này thường được sử dụng cho trạm xử lý công suất từ 2.000 – 10.000 m3/ngày Ưu điểm: hiệu quả xử lý cao, tốn ít diện tích xây dựng Nhược điểm: bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng có cấu tạo phức tạp, kỹ thuật vận hành cao, thời gian tạo lớp cặn lơ lửng tương đối dài, nhạy cảm với sự thay đổi lưu lượng và nhiệt độ nước nguồn

e) Lọc

Bể lọc được dùng để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước Quá trình lọc nước: cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước

Các loại bể lọc thường sử dụng:

Bể lọc nhanh trọng lực: Đây là loại bể lọc thông dụng nhất, vật liệu lọc được sử

dụng là cát thạch anh, sử dụng hệ thống chụp lọc dưới lớp cát lọc và vật liệu đỡ để thu nước lọc và phân phối nước rửa lọc (hiện nay người ta còn dùng đan lọc thay cho chụp lọc) Tuỷ theo cấu tạo và phương pháp rửa lọc có thể chia làm 2 loại:

Bể lọc nhanh truyền thống: Loại bể lọc này có máng thu nước rửa lọc nằm trên lớp

cát lọc, khi rửa lọc thì phải đóng van không cho nước vào bể lọc

Bể lọc nhanh Aquazur: Loại bể lọc này có mương thu nước rửa lọc nằm ở giữa bể

Khi rửa lọc không cần phải ngưng nước vào bể mà cho nước tràn qua 2 máng phân phối dọc theo 2 bên thành bể, dòng nước từ máng phân phối này sẽ tạo ra dòng nước quét trên

bề mặt bể và đẩy cặn về mương thu nước rửa lọc nhanh hơn, giảm thời gian rửa lọc và tiết kiệm nước rửa lọc

Bể lọc có lớp vật liệu nổi: Bể lọc này có cấu tạo tương tự như bể lọc nhanh nhưng

sử dụng lớp vật liệu lọc là các hạt polystyren (còn gọi là vật liệu lọc nổi) Loại bể lọc này khi rửa lọc không cần bơm mà sử dụng xung lực tại van rửa lọc bằng cách đóng mở liên tục van trong thời gian ngắn Hiện nay, loại bể lọc này đang được sử dụng tại một số trạm

xử lý nước ngầm có quy mô nhỏ Khi sử dụng bể lọc này người ta thường sử dụng 2 cấp lọc là lọc thô và lọc tinh, không cần xây dựng bể phản ứng

Bể lọc áp lực: Là loại bể lọc nhanh, kín, nối trực tiếp với ống nước thô Bể này chỉ

áp dụng tại những công trình mà nguồn nước có hàm lượng cặn lơ lửng nhỏ, hoặc nước ngầm có chất lượng tốt, để thời gian làm việc kéo dài, ít phải rửa lọc Thường áp dụng bể này cho những trạm cấp nước quy mô nhỏ Ưu điểm: tốc độ lọc lớn nên diện tích bể nhỏ,

có thể sử dụng áp lực dư sau khi lọc để cấp cho mạng lưới cấp nước, không cần sử dụng bơm cấp 2

2.2.4 Phương pháp xử lý đặc biệt

a) Làm mềm nước

Làm mềm nước là quá trình làm giảm nồng độ của ion canxi và magie là chất gây ra

độ cứng của nước Có nhiều phương pháp làm mềm nước vì thế phải căn cứ vào mức độ làm mềm cần thiết (độ cứng cho phép còn lại của nước), chất lượng nước nguồn và các chỉ tiêu kinh tế khác để chọn ra phương pháp làm mềm thích hợp nhất

Để làm mềm nước người ta thường dùng các phương pháp sau:

Làm mềm nước bằng hoá chất: pha các hoá chất khác nhau vào nước để kết hợp với ion Ca2+ và Mg2+ tạo thành các hợp chất không tan trong nước

Phương pháp nhiệt: đun nóng hoặc chưng cất nước

Phương pháp trao đổi ion: lọc nước cần làm mềm qua lớp lọc cationit có khả năng trao đổi ion Na+ hoặc H+ có trong thành phần của hạt cationit với ion Ca2+ và Mg2+ hoà tan trong nước và giữ chúng lại trên bề mặt của các hạt lớp vật liệu lọc

Phương pháp tổng hợp: là phương pháp phối hợp 2 trong 3 phương pháp kể trên Lọc qua màng bán thấm, thẩm thấu ngược (RO)

b) Khử mùi, vị của nước

Dùng phương pháp Clo hoá và ozone hoá có thể khử được mùi, vị của nước do quá trình hoạt động sinh sống của vi sinh vật và rong rêu gây ra

Cần chú ý nếu lượng chất oxy hoá (ozone, Clo) không đủ thì không những không giảm được mùi vị tồn tại trong nước mà còn làm tăng lên

Chất oxy hoá làm chết vi sinh vật, giải phóng ra những chất gây mùi, vị của nước,

do đó cần phải tăng liều lượng Clo đủ để oxy hoá tiếp các chất này Tuy nhiên, khi trong nước có phenol, Clo tạo với phenol thành clophenol gây mùi rất khó chịu, Clo không khử được phenol, chất khó oxy hoá, gây ra mùi bùn Do đó, để khử mùi vị của nước bằng Clo cần phải xác định liều lượng bằng thực nghiệm

c) Làm ngọt nước

Giảm lượng muối hoà tan trong nước đến hàm lượng cho phép đối với nước ăn uống gọi là khử mặn; còn giảm lượng muối hoà tan trong nước đến nồng độ bằng một vài

mg hay một vài phần mười mg trong một lít gọi là khử muối

Khử mặn có thể đạt được bằng các phương pháp: chưng cất, đóng băng, điện phân, lọc nước qua màng bán thấm, chiết li và trao đổi ion Khử muối có thể đạt được bằng các phương pháp: chưng cất trong các thiết bị bốc hơi, trao đổi ion, điện phân trong chậu điện giải nhiều ngăn, lọc qua màng bán thấm

Khi chọn phương pháp khử mặn và khử muối cần tính đến: hàm lượng muối trong nước nguồn, công suất yêu cầu của trạm khử muối và khử mặn, giá thành nhiên liệu đốt, giá thành điện năng và giá thành các hoá chất và vật liệu cần thiết Trong thực tế thường gặp các trường hợp khử mặn đối với nguồn nước có hàm lượng muối từ 2.000 – 35.000 mg/l Khi hàm lượng muối trong nước nguồn dưới 2.000 – 3.000 mg/l kinh tế nhất là khử muối bằng phương pháp trao đổi ion (lọc qua bể lọc cationit và bể lọc anionit) Khi hàm lượng muối từ 3.000 – 10.000 mg/l dùng phương pháp điện phân Nếu cần phải khử mặn nước biển có hàm lượng muối từ 10.000 – 35.000 mg/l thì dùng phương pháp chưng cất hay phương pháp đóng băng hoặc lọc qua màng bán thấm

d) Điều chỉnh lượng Flour trong nước

Nếu trong nước cấp cho sinh hoạt có hàm lượng Flour > 1,5mg/l hoặc < 0,7mg/l sẽ gây ra bệnh hoại men răng; khi hàm lượng Flour lớn hơn 3 – 5mg/l ngoài bệnh hoại men răng còn có thể gây cho trẻ em bệnh thiếu máu, còi xương, ảnh hưởng xấu đến sự hoạt động của tim mạch và hệ cơ năng Ở những vùng dùng nước cấp thiếu lượng iod nhưng có lượng Flour cao sẽ gây ra bệnh bướu cổ (vì Flour đẩy iod ra khỏi tuyến giáp trạng)

Liều lượng Flour tốt nhất trong nước ăn uống là 0,7 – 1,5mg/l

Trong trường hợp trong nước có hàm lượng ion Flour > 1,5 mg/l cần phải xử lý để khử lượng Flour thừa trong nước, mặc dù đây là công việc rất phức tạp vì hiện nay vẫn chưa tìm ra được phương pháp khử Flour vừa đơn giản và vừa rẻ

e) Ổn định nước

Mục đích là để ngăn ngừa quá trình xâm thực hoặc lắng đọng CaCO3 trong các công trình xử lý và vận chuyển nước

2.2.5 Các công trình xử lý nước dưới đất

2.2.5.1 Xử lý sắt và mangan

a) Làm thoáng

Phương pháp khử sắt bằng làm thoáng là làm giàu oxy trong nước, tạo điều kiện để

Fe2+ oxy hoá thành Fe3+, Mn2+ oxy hoá thành Mn4+ và sau đó thực hiện quá trình thuỷ phân

để tạo thành hợp chất ít tan Fe(OH)3, Mn(OH)4 rồi dùng bể lọc giữ lại Sau khi làm thoáng, quá trình oxy hoá Fe2+ thành Fe3+, Mn2+ thành Mn4+ và thuỷ phân Fe3+ thành Fe(OH)3,

Mn4+ thành Mn(OH)4 kết tủa có thể xảy ra trong môi trường tự do

Ngoài ra, làm thoáng còn có tác dụng khử khí CO2, H2S có trong nước, làm tăng pH của nước, tạo điều kiện thuận lợi và đẩy nhanh quá trình oxy hoá và thuỷ phân sắt, mangan, nâng cao năng suất của các công trình lắng và lọc trong quy trình khử sắt và mangan

Quá trình làm thoáng tăng hàm lượng oxy hoà tan trong nước, nâng cao khả năng oxy hoá khử của nước để thực hiện dễ dàng các quá trình oxy hoá các chất hữu cơ trong quá trình khử mùi và màu trong nước

Các phương pháp làm thoáng

– Làm thoáng đơn giản trên bề mặt vật liệu lọc: Khử sắt bằng giàn mưa ngay trên bề mặt lọc Chiều cao giàn mưa thường lấy cao khoảng 0,7m Lỗ phun có đường kính 5 – 7mm, lưu lượng tới khoảng 10 m3/h Lượng oxy hoà tan trong nước sau làm thoáng ở nhiệt

độ 250C lấy bằng lượng oxy bão hoà

– Làm thoáng bằng giàn mưa tự nhiên: Nước được tưới lên giàn mưa một bậc hay nhiều bậc, các sàn thường làm bằng các tấm kim loại Lưu lượng tưới và chiều cao tháp cũng lấy như trường hợp trên Lượng oxy hoà tan sau làm thoáng lấy bằng 55% lượng oxy bão hoà Hàm lượng CO2 sau làm thoáng giảm 50%

– Làm thoáng cưỡng bức: Có thể dùng tháp làm thoáng cưỡng bức với lưu lượng từ

30 – 40 m3/h, lượng không khí tiếp xúc lấy từ 4 – 6m3 cho 1m3 nước Lượng oxy hoà tan sau làm thoáng bằng 70% lượng oxy bão hoà Hàm lượng CO2 sau làm thoáng giảm 75%

b) Khử sắt bằng hoá chất

Khi trong nước có chất hữu cơ, các tổ hợp chất hữu cơ tạo thành keo bảo vệ của ion sắt, chúng ngăn cản quá trình thuỷ phân và oxy hoá sắt Trong nhiều trường hợp muốn khử sắt trước hết phải phá vỡ màng bảo vệ hữu cơ bằng tác dụng của các chất oxy hoá mạnh Đối với nước ngầm khi hàm lượng sắt quá cao đồng thời tồn tại cả H2S thì lượng oxy hoá thu được bằng làm thoáng không đủ để oxy hoá toàn bộ H2S và sắt, trong trường hợp này cần dùng hoá chất để khử sắt

c) Khử sắt bằng vôi

Khi cho vôi vào nước độ pH của nước tăng lên, ở điều kiện giàu OH- các ion Fe2+thuỷ phân nhanh chóng thành Fe(OH)2 và lắng xuống Do đó Fe(II) dễ dàng chuyển hoá

thành Fe(III) Fe(OH)3 kết tụ thành bông cặn lắng trong bể lắng và có thể dễ dàng tách ra khỏi nước

Nhược điểm của phương pháp này là phải dùng đến các thiết bị pha chế cồng kềnh, quản lý phức tạp cho nên thường kết hợp khử sắt với quá trình xử lý khác như xử lý ổn định nước bằng kiềm, làm mềm nước bằng vôi hay soda

d) Khử sắt bằng Clo

Được thực hiện nhờ phản ứng sau:

2Fe(HCO3)2 + Cl2 + Ca(HCO3)2 + 6H20 → 2Fe(OH)3CaCl2 + 6H+ + 6HCO3

-e) Khử sắt bằng KMnO 4

Khi dùng KMnO4 để khử sắt, quá trình xảy ra rất nhanh vì cặn mangan hydroxit vừa được hình thành sẽ là nhân tố xúc tác cho quá trình khử Phản ứng khử xảy ra theo phương trình sau:

5Fe2+ + MnO4

+ 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H20

f) Khử sắt bằng phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion được kết hợp với quá trình khử cứng, khi sử dụng thiết bị trao đổi ion để khử Fe, nước dưới đất không được tiếp xúc với không khí vì Fe3+ sẽ làm giảm khả năng trao đổi của các ion Chỉ có hiệu quả khi khử nước dưới đất có hàm lượng

Fe thấp

g) Khử sắt bằng vi sinh vật

Khử sắt: Một số loại vi sinh có khả năng oxy hoá Fe trong điều kiện mà quá trình

oxy hoá học xảy ra rất khó khăn Chúng ta cấy các mầm khuẩn Fe trong lớp cát lọc của bể lọc, thông qua hoạt động của vi khuẩn, sắt được loại ra trong nước Thường sử dụng thiết

bị bể lọc chậm để khử Fe

Khử mangan: Sử dụng vật liệu đã được cấy trên bề mặt một loại vi khuẩn có khả

năng hấp thụ mangan trong quá trình sinh trưởng Xác vi sinh vật chết sẽ được tạo ra trên

bề mặt hạt vật liệu lọc một màng mangan oxit có tác dụng như chất xúc tác trong quá trình khử mangan

2.2.5.2 Khử Arsen, Amoni

a) Khử Arsen

Arsen (thạch tín) là chất gây hại cho sức khoẻ con người Trong các nguồn nước thiên nhiên, arsen tồn tại trong các hợp chất vô cơ ở dạng ion arsenit (AsO2-) và ion arsenat (AsO43-) Khi trong nước có sự tồn tại của oxy, arsenit bị oxy hoá thành arsenat ít độc hại hơn, dễ bị keo tụ, lắng ra khỏi nước hơn

Quy trình công nghệ đã áp dụng thành công để xử lý arsen trong nhà máy xử lý nước ngầm như sau:

– Oxy hoá ion arsenit hoá trị III thành ion arsenat hoá trị V bằng cách cho Clo hoặc pemanganate vào nước thô với liều lượng phù hợp để sau 5 phút tiếp xúc thì lượng Clo dư

trong nước là 0,11 – 2,2mg/l Sau đó tiến hành keo tụ các hợp chất của arsenat bằng phèn sắt hay phèn nhôm ở pH = 7

– Lọc qua bể lọc ionit có hạt lọc là anion kiềm yếu ở pH = 7 có thể khử được 82 – 99% arsen

Đối với các trạm xử lý công suất nhỏ, có thể sử dụng phương pháp làm thoáng kết hợp với lọc chậm Thường kết hợp xử lý arsen và sắt trong nước ngầm: Arsen được loại bỏ khỏi nước trong bể lọc cát là nhờ sự đồng kết tủa với Fe(III) trên bề mặt của các hạt cát và không gian giữa các lỗ rỗng trong lớp cát Fe(OH)3 sẽ được hấp phụ trên bề mặt của các hạt cát và tạo thành một lớp hấp phụ mỏng Arsen(V) và arsen(III) trong nước sẽ hấp phụ vào lớp Fe(OH)3 đó và bị giữ lại ở lớp vật liệu lọc Kết quả, nước ra khỏi bể lọc đã được giải phóng khỏi sắt và arsen

Hiện nay, nếu hàm lượng arsen trong nước ngầm thấp (tỷ lệ Fe2+/As ≥ 20) có thể kết hợp quá trình khử sắt và mangan để xử lý arsen Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất, bằng cách bơm nước ngầm từ giếng khoan, sau đó làm thoáng để oxy hoá sắt, tạo hydroxyt kết tủa Arsen(III) được oxy hoá đồng thời thành arsen(V), có khả năng hấp phụ lên bề mặt của các bông keo tụ hydroxyt sắt được loại bỏ trong bể lắng, bể lọc Hàm lượng arsen trong nước sau khi xử lý bằng phương pháp này phụ thuộc nhiều vào thành phần các hợp chất khác trong nước nguồn, nếu nồng độ arsen không thấp dưới tiêu chuẩn, cần tiếp tục xử lý bằng các phương pháp khác

b) Khử Amoni

Các hợp chất chứa nitơ xâm nhập vào nước thiên nhiên là từ các chất thải sinh hoạt

và công nghiệp có chứa chất hữu cơ chủ yếu là protein Protein (hợp chất chứa nitơ) dưới tác dụng của vi khuẩn tự dưỡng hiếu khí nitromonas được chuyển hoá thành nitrit NO2- Nitrit dưới sự tác dụng của vi sinh tự dưỡng hiếu khí Nitrobacter được chuyển hoá thành nitrat NO3

-

Các phương pháp khử amoni:

– Đun sôi nước: trong vòng 3 – 5 phút, với pH = 7, toàn bộ NH4 sẽ biến thành khí

NH3 và bay ra khỏi nước

– Phương pháp Clo hoá nước đến điểm đột biến

Khi cho Clo vào nước, trong nước tạo ra axit hypoclorit

Tại điểm oxy hoá hết Cloramin và trong nước xuất hiện Clo tự do gọi là điểm đột biến Sau khi khử hết NH4+ trong nước còn lại lượng Clo dư lớn, phải khử Clo dư trước khi cấp cho người tiêu thụ

Khử Clo dư trong nước sau khi lọc bằng Natrisunfit (Na2SO3)

6000 m3 khí/m3 nước với nguyên tắc gió và nước ngược chiều nhau

– Phương pháp trao đổi ion

Để khử NH4+ ra khỏi nước có thể áp dụng phương pháp lọc qua bể lọc cationit Qua

bể lọc cationit, lớp lọc sẽ giữ lại ion NH4+ hoà tan trong nước trên bề mặt hạt và cho vào nước ion Na+ Để khử NH4+ phải giữ pH của nước nguồn lớn hơn 4 và nhỏ hơn 8 Vì khi

≤ 4, hạt lọc cationit sẽ giữ lại cả ion H+

làm giảm hiệu quả khử NH4+ Khi > 8, một phần ion NH4+ chuyển thành NH3 dạng khí hoà tan không có tác dụng với hạt cationit

2.2.5.3 Xử lý cặn

Quá trình lắng: loại ra khỏi nước các hạt cặn và bông cặn có khả năng lắng với tốc

độ kinh tế cho phép, làm giảm lượng vi trùng và vi khuẩn, đảm bảo hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lọc không vượt giá trị cho phép

Quá trình lọc: loại các hạt cặn nhỏ không lắng được trong bể lắng, nhưng có khả

năng dính kết lên bề mặt hạt lọc

Trong xử lý nước dưới đất, hàm lượng cặn sinh ra từ các ion sắt (III) và ion mangan (IV) kết tủa sau quá trình làm thoáng hoặc xử lý bằng hoá chất Đối với bể lọc trong sơ đồ trạm xử lý nước dưới đất thường có chiều dày lớp cát lọc khoảng 1,1 – 1,2m

2.2.5.4 Xử lý mùi

Mùi trong nước thường do các hợp chất hoá học, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hay các sản phẩm từ các quá trình phân huỷ vật chất gây nên Nước thiên nhiên có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối Nước sau khi khử trùng bằng các hợp chất Clo có thể bị nhiễm mùi Clo hay clophenol

Một số biện pháp khử mùi thường dùng:

Khử mùi bằng làm thoáng: dựa trên nguyên tắc các công trình làm thoáng có thể

làm bay hơi các loại khí gây mùi cho nước (CH4, H2S) và đồng thời oxi hoá các chất có nguồn gốc hữu cơ và vô cơ gây mùi

Các công trình làm thoáng khử mùi tương tự như các công trình làm thoáng để khử sắt: dàn mưa, bể làm thoáng cưỡng bức,…

Khử mùi bằng các chất oxi hoá mạnh: Clo, các hợp chất của Clo, ozone, kali

ổn định cao

Sau khi sử dụng Clo với liệu pháp shock, Clo đã khử được mùi, tuy nhiên cần phải loại bỏ ra khỏi nước lượng Clo dư, có thể dùng than hoạt tính để khử lượng Clo dư này

Khử mùi bằng than hoạt tính: Than hoạt tính có khả năng hấp thụ rất cao đối với

các chất gây mùi Các loại than hoạt tính thường dùng là: than Anthracite, than cốc, than bạch dương hay than bùn dạng bột để vào nước

Than hoạt tính dùng trong các bể lọc khử mùi có kích thước d = 1 – 3mm, chiều dày lớp than L = 1,5 – 4m Tốc độ lọc có thể đạt 50m/h

Các bể lọc than hoạt tính thường bố trí sau bể lọc trong và khử trùng

2.3 Một số dây chuyền xử lý nước đang được sử dụng rộng rãi hiện nay

2.3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước dưới đất tại trạm cấp nước Tam Bình 2, khu phố

3, phường Tam Bình, quận Thủ Đức, TPHCM, công suất 600 m 3 /ngày do Trung tâm nước sinh hoạt và vệ sinh môi trường nông thôn quản lý

2.3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước dưới đất tại nhà máy nước Tân Phú, huyện Hóc Môn, TPHCM

2.3.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước dưới đất của trạm xử lý tại Sư đoàn 302 Quân khu

7

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC NƯỚC THÔ VÀ CÔNG

Tuỳ theo độ sâu của giếng mà sẽ thu được 2 loại nước ngầm sau:

– Nước dưới đất không áp: Khi giếng có độ sâu 3 – 10m, là nước dưới đất mạch nông (vị trí A) Loại này trữ lượng ít, chịu nhiều ảnh hưởng của thiên nhiên, hay bị nhiễm bẩn – Nước dưới đất có áp: Khi khoan ở độ sâu trên 20m, trữ lượng nước nhiều hơn, chất lượng tốt hơn Tại B và C sẽ có áp, tại vị trí D sẽ có giếng phun do áp lực từ 2 phía

Nước dưới đất có ưu điểm rất trong sạch (hàm lượng cặn nhỏ, ít vi trùng…) xử lý đơn giản nên giá thành rẻ Tuy nhiên việc thăm dò thường lâu, khó khăn, đôi khi chứa nhiều sắt; đối với vùng ven biển, nước thường bị nhiễm mặn nên xử lý phức tạp

Các đặc tính chung

Bản chất địa chất của đất có ảnh hưởng đến xác định thành phần hóa học của nước dưới đất Ở mọi thời điểm, nước luôn tiếp xúc với đất, trong đó nó có thể bị giữ lại hoặc lưu thông, nó tạo nên sự cân bằng giữa thành phần của đất và của nước Nước chảy dưới lớp đất cát hoặc granit thường mang tính axit và ít muối khoáng Khi nước dưới đất chảy qua địa tầng có chứa đá vôi thì nước thường có độ cứng và độ kiềm hydrocacbonat khá cao Ngoài ra, đặc trưng chung của nước dưới đất là:

– Độ đục thấp

– Nhiệt độ và thành phần hóa học tương đối ổn định

– Không có oxy nhưng có thể có chứa nhiều khí như CO2, H2S

– Chứa nhiều khoáng chất hòa tan chủ yếu như sắt, mangan, canxi, magie,…

– Không có sự hiện diện của vi sinh vật

– Nước suối: mùa khô rất trong, lưu lượng nhỏ, mùa lũ lưu lượng lớn, có nhiều cát sỏi

– Nước hồ, đầm: tương đối trong, tuy nhiên chúng có độ màu khá cao do ảnh hưởng của rong, rêu và các thuỷ sinh vật

Các đặc tính chung

Thành phần hóa học của nước mặt phụ thuộc vào bản chất của đất mà nước chảy qua tới các nơi chứa Do kết hợp từ các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nước mặt là:

– Chứa khí hòa tan, đặc biệt là oxy

– Chứa nhiều chất rắn lơ lửng, riêng đối với nước trong các ao, hồ do các quá trình lắng cặn nên chất lơ lửng còn lại trong nước có nồng độ tương đối thấp, chủ yếu ở dạng keo

– Có hàm lượng chất hữu cơ cao

– Có sự hiện diện của sinh vật nổi (tảo) và động vật nổi

– Chứa nhiều vi sinh vật

3.1.3 Nước mưa

Là loại nước được sử dụng nhiều nhất ở các vùng cao, các hải đảo Nước mua tương đối trong sạch, chất lượng phụ thuộc vào độ sạch không khí, nó có thể mang theo bụi hoặc mang tính axit do hoà tan một số khí ô nhiễm Nước mưa thiếu các muối khoáng cần thiết cho sự phát triển cơ thể con người và súc vật

3.2 Lựa chọn nguồn nước

Nguồn nước mặt chuyên dùng chủ yếu của xã là của rạch Cầu Già và sông Chợ Đệm Tuy nhiên, chất lượng nước mặt tại xã hiện nay đang bị ô nhiễm nặng bởi chất hữu

cơ (COD, BOD), chất dinh dưỡng ( , tổng N, tổng P) và các vi sinh vật (Coliforms) vượt nhiều lần so với quy chuẩn cho phép Trong khi đó, lượng nước dưới đất ở xã có trữ lượng dồi dào, chất lượng nước tương đối tốt, tuy có dấu hiệu bị ô nhiễm N nhưng vẫn có thể sử dụng làm nguồn nước cho nhà máy Do đó, nước dưới đất là nguồn nước được lựa chọn để cấp cho nhà máy xử lý

Mô tả chung về nguồn nước dưới đất ở xã: Theo khảo sát địa chất thuỷ văn tại các

vị trí có lỗ khoan trên địa bàn xã, kết quả:

– Lưu lượng nước ngầm giếng khoan đường kính 49 – 90 mm, chiều sâu 100 – 200m,

có lưu lượng 753,5 m3/ngày

– Chất lượng nước tương đối tốt, bị nhiễm phèn

So sánh, lựa chọn tầng chứa nước cho nhà máy

phần dưới (sét, bột, cát bột mỏng)

chủ yếu hạt cát mịn đến thô, lẫn hạt sạn sỏi, dày 2 – 17m

chủ yếu là cát trung đến cát thô, lẫn sạn sỏi, bột cát, dày 2 – 15m

trung bình, 15 – 29

m3/h

khá phong phú, hàng trăm nghìn m3/ngày

Chất lượng

nước

khá tốt, nước nhạt khá tốt khá tốt, nước siêu nhạt

– nhạt Tầng chứa nước được lựa chọn để làm nguồn nước cho nhà máy là tầng Pliocen trên ( ) do chất lượng nước của tầng này khá tốt và chiều dày tầng chứa này (50 – 70m) không bị chênh lệch quá nhiều như tầng Pleistocen (3,2 – 72m) nên đảm bảo được khả năng cấp nước ổn định cho nhà máy Đồng thời, đây cũng là tầng chứa nước hiện nay đang được người dân ở xã sử dụng nhiều nhất

Bảng 3.2 Chất lượng nước ở tầng Pliocen trên ( )

Nước chảy vào giếng có thể từ đáy hoặc từ thành bên qua các khe hở ở thành hoặc qua các ống bê tông xốp làm thành giếng Thành giếng có thể xây bằng gạch, bê tông xỉ,

bê tông đá hộc, đá ong…tuỳ theo vật liệu địa phương Khi gặp đất dễ sụt lở người ta dùng các khẩu giếng bằng bê tông, gạch, ống sành…với chiều cao 0,5 – 1m rồi đánh tụt từng khẩu giếng xuống cho nhanh chóng và an toàn Các khẩu giếng nối với nhau bằng vữa xi măng

Để tránh nước mua chảy trên mặt kéo theo chất bẩn chui vào giếng, phải lát nền và xây bờ xung quanh giếng cao hơn mặt đất chừng 0,8m, đồng thời phải bọc đất sét dày 0,5m xung quanh thành giếng từ mặt đất tới độ sâu 1,2m Vị trí giếng nên chọn ở gần nhà nhưng phải cách xa chuồng nuôi súc vật, hố xí tối thiểu 7 – 10m

3.3.2 Đường hầm ngang thu nước

Là loại công trình thu nước dưới đất mạch nông với công suất lớn hơn từ vài chục đến vài trăm mét khối ngày

Gồm hệ thống ống thu nước nằm ngang đặt trong lớp chứa nước, có độ dốc để tự chảy về giếng tập trung

Trên đường ống cứ khoảng 25 – 50m lại xây dựng một giếng thăm để kiểm tra nước chảy, lấy cặn và thông hơi Ống thu nước thường chế tạo bằng sành hoặc bê tông có lỗ d =

8mm hoặc khe với kích thước 10 – 100mm Ngoài ra có thể xếp đá dăm, đá tảng thành hành lang thu nước, xung quanh có lớp bọc bằng đá dăm, cuội, sỏi để ngăn cát chui vào

Hình 3.2 Đường hầm ngang thu nước

Khi cần thu lượng nước lớn người ta dùng một nhóm giếng khoan Trong trường hợp này các giếng sẽ bị ảnh hưởng lẫn nhau khi làm việc đồng thời

Giếng khoan thường có các bộ phận chính sau: