thiết kế trạm xử lý nước cấp cho khu đô thị bách đạt, thị xã điện bàn, tỉnh quảng nam, công suất 5 000 m3 ngày đêm

Nước thiên nhiên không chỉ sử dụng để cấp cho ăn uống, sinh hoạt mà còn sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, thủy điện...Do đó nước sạch

TÓM TẮT

Trong tiến trình chuyển dịch cơ cấu kinh tế, khu đô thị Bách Đạt được hình thành tạo một bước đột phá trong phát triển kinh tế dịch vụ theo hướng hiện đại, động lực phát triển kinh tế xã hội cho thị xã Điện Bàn Bên cạnh đó còn những vấn đề môi trường đặt

ra cần giải quyết, trong đó có vấn đề cung cấp nước sạch Đề tài “Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho khu đô thị Bách Đạt, thị xã Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam, công suất 5000

m3/ngày.đêm” được hình thành để giải quyết cung cấp nước sạch phục vụ cho khu đô thị Bách Đạt được phát triển bền vững trong tương lai

Nội dung chính đã thực hiện bao gồm

Giới thiệu tổng quan về khu đô thị Bách Đạt Lựa chọn nguồn nước dưới đất được sử dụng làm nước thô cung cấp cho trạm xử lý Nước dưới đất được khai thác từ tầng chứa nước Pleistocen có chất lượng tốt và không bị nhiễm mặn ảnh hưởng đến việc cung cấp nước cho trạm xử lý Giới thiệu các phương pháp xử lý nước dưới đất và một

số sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp đang áp dụng tại Việt Nam Đề xuất 2 sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp và so sánh phân tích lựa chọn được sơ đồ công nghệ phù hợp với đặc tính nguồn nước và công suất trạm xử lý là 5000 m3/ngày.đêm Công nghệ xử lý gồm các giai đoạn làm thoáng bằng giàn mưa, bể lắng đứng, bể lọc nhanh một lớp vật liệu lọc và khử trùng bằng Clo Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp theo công nghệ đã chọn, khai toán sơ bộ kinh phí đầu tư xây dựng và giá thành xử lý 1 m3 nước sạch là 3613,1 VNĐ/m3 Đánh giá sơ bộ công tác bảo vệ môi trường khi xây dựng, vận hành trạm xử lý và giải pháp khắc phục Thiết kế bản vẽ mặt bằng, sơ đồ cao trình công nghệ và các công trình xử lý đơn vị

m 3 /ngày.đêm”

ABSTRACT

In the process of economic restructuring, Bach Dat urban area was formed to create a breakthrough in the development of service economy in the direction of modern, dynamic economic development for Dien Ban In addition, there are environmental issues that need addressing, including the issue of clean water supply The project

"Designing a water treatment station for the urban area of Bạch Dat, Dien Ban town, Quang Nam province, capacity of 5000 m3/day." Was formed to address the supply of clean water for the urban area Bach Dat market development in the future

Main content has been included

An overview of Bach Dat urban area Select the underground water source used for raw water supply to the treatment plant Underground water from the Pleistocene aquifer is of good quality and does not affect the water supply to the treatment plant Introduction of underground water treatment methods and some water treatment technology flow diagrams currently applied in Vietnam Proposed 2 schemes of water treatment technology and comparative analysis to select the technology map suitable with the water source characteristics and capacity of the treatment plant is 5000 m3 / day Treatment technology includes the stages of clearing the rain, the vertical settling tank, the filtering tank, and the chlorine disinfection The design of water treatment technology shall be based on the selected technology, preliminary estimation of construction investment and processing cost of 1 m3 of clean water is 3613.1 VND /

m3 Preliminary evaluation of environmental protection when building and operating treatment stations and solutions Layout drawing design, technological elevation map and unit processing works

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

SS Chất rắn lơ lửng (Suspended Solid)

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

TDS Tổng chất rắn hòa tan (Total Dissolved Solid)

TNHH Trách nhiệm hữu hạn

TSS Tổng hàm lượng cặn lơ lửng (Total Suspended Solid)

m 3 /ngày.đêm”

DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU

Bảng 3.2 Tổng hợp lưu lượng nước dùng trong một ngày của khu đô thị 32

Bảng 3.4 So sánh ưu nhược điểm của từng sơ đồ công nghệ 44

Bảng 4.1 Hệ số thấm K và bán kính ảnh hưởng R trong các tầng chứa nước 47

Bảng 5.1 Chi phí các hạng mục xây dựng 85

Bảng 6.1 Tóm tắt tác động và đề xuất biện pháp giảm thiểu 91

DANH MỤC HÌNH ẢNH

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

ABSTRACT iv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

DANH MỤC BẢNG VẼ viii

MỤC LỤC ix

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 Sự cần thiết của thực hiện thiết kế 1

2 Mục tiêu của thiết kế 2

3 Đối tượng thiết kế 2

4 Phạm vi thiết kế và giới hạn thực hiện thiết kế 2

5 Nội dung thực hiện 2

6 Phương pháp thực hiện 2

7 Ý nghĩa đề tài thiết kế 3

8 Các tài liệu cơ sở 3

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU KHU ĐÔ THỊ BÁCH ĐẠT 4

1.1 Vị trí 4

1.1.1 Huyện Điện Bàn 4

1.1.2 Khu đô thị Bách Đạt 4

1.2 Cơ quan quản lý dự án 5

1.3 Điều kiện tự nhiên 5

1.3.1 Đặc điểm khí hậu 5

1.3.2 Đặc điểm thuỷ văn 6

1.4 Qui mô khu dân cư 7

1.5 Hiện trạng các công trình hạ tầng kỹ thuật 8

1.5.1 Giao thông 8

1.5.2 Thoát nước 8

1.5.3 Cấp nước 8

m 3 /ngày.đêm”

1.5.4 Cấp điện 8

1.5.5 Thoát nước bẩn và vệ sinh môi trường 8

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC 9

2.1 Các loại nguồn nước trong tự nhiên 9

2.1.1 Nước mặt 9

2.1.2 Nước dưới đất 9

2.1.3 Nước khoáng 10

2.2 Thành phần tính chất của nước thiên nhiên 11

2.2.1 Các chỉ tiêu lý học 11

2.2.2 Các chỉ tiêu hóa học 12

2.2.3 Các chỉ tiêu vi sinh 15

2.3 Lựa chọn nguồn nước 16

2.3.1 Nước mặt 16

2.3.2 Nước dưới đất 17

2.4 Các quá trình xử lý nước dưới đất 18

2.4.1 Công trình thu 18

2.4.2 Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn 19

2.4.3 Quá trình khử sắt 20

2.4.4 Khử Mangan 22

2.4.5 Khử Arsen 23

2.4.6 Quá trình lắng 24

2.4.7 Quá trình lọc 26

2.4.8 Quá trình khử trùng nước 26

2.4.9 Công nghệ xử lý đang áp dụng ở Việt Nam 27

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP 29

3.1 Tính toán công suất trạm xử lý 29

3.2 Vị trí xây dựng trạm xử lý 33

3.3 Đề xuất và lựa chọn giải pháp công nghệ 34

3.3.1 Chỉ tiêu chất lượng nước 34

3.3.2 Đề xuất phương án 39

3.3.3 Phân tích ưu nhược điểm và lựa chọn sơ đồ công nghệ 44

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP 46

4.1 Giếng khoan 46

4.1.1 Vị trí 46

4.1.2 Nhiệm vụ 46

4.1.3 Cấu tạo 46

4.1.4 Tính toán 46

4.2 Giàn mưa 53

4.2.1 Vị trí 53

4.2.2 Nhiệm vụ 53

4.2.3 Cấu tạo 53

4.2.4 Tính toán 53

4.3 Bể lắng đứng 57

4.3.1 Vị trí 57

4.3.2 Nhiệm vụ 57

4.3.3 Cấu tạo 57

4.3.4 Tính toán 57

4.4 Bể lọc nhanh một lớp 63

4.4.1 Vị trí 63

4.4.2 Nhiệm vụ 63

4.4.3 Cấu tạo 63

4.4.4 Tính toán 63

4.5 Bể chứa nước sạch 73

4.5.1 Vị trí 73

4.5.2 Nhiệm vụ 73

4.5.3 Cấu tạo 73

4.5.4 Tính toán 73

4.6 Hồ lắng phơi bùn 76

4.7 Tính toán hóa chất 78

4.7.1 Khử trùng nước 78

4.7.2 Tính lượng hóa chất PAA 79

4.8 Tính toán cao trình các công trình xử lý 81

4.8.1 Cao trình bể chứa 81

4.8.2 Cao trình bể lọc 81

4.8.3 Cao trình bể lắng đứng 82

4.8.4 Cao trình giàn mưa 83

4.8.5 Cao trình hồ lắng bùn 84

m 3 /ngày.đêm”

CHƯƠNG 5 KHÁI TOÁN SƠ BỘ KINH PHÍ XÂY DỰNG VÀ CHI PHÍ VẬN

HÀNH 85

5.1 Khai toán chi phí các hạng mục xây dựng 85

5.2 Khai toán chi phí hạng mục thiết bị 86

5.3 Khai toán chi phí vận hành công nghệ 87

5.3.1 Chi phí điện năng 87

5.3.2 Chi phí khấu hao 87

5.3.3 Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa máy móc thiết bị 87

5.3.4 Chi phí nhân công 88

5.3.5 Chi phí hóa chất 88

5.4 Chi phí cho việc xử lý 1 m3 nước sạch là 88

CHƯƠNG 6 ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ CÔNG TÁC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 89

6.1 Các căn cứ pháp lý 89

6.2 Các tác động ảnh hưởng đến chất lượng môi trường và giải pháp khắc phục 90

6.3 Một số công nghệ, kỹ thuật ứng dụng trong công tác bảo vệ môi trường 92

6.4 Chương trình giám sát chất lượng môi trường 93

KẾT LUẬN 94

KIẾN NGHỊ 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

THÔNG TIN TÁC GIẢ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 97

PHẦN PHỤ LỤC 98

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Sự cần thiết của thực hiện thiết kế

Nước sinh hoạt là một nhu cầu không thể thiếu trong cuộc sống con người,nó gắn liền với cuộc sống chúng ta Nước thiên nhiên không chỉ sử dụng để cấp cho ăn uống, sinh hoạt mà còn sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, thủy điện Do đó nước sạch và vệ sinh môi trường

là điều kiện tiên quyết trong các biện pháp phòng chống dịch bệnh, nâng cao sức khỏe cho cộng đồng đồng thời phản ánh nét văn hóa, trình độ văn minh của xã hội Nước trong thiên nhiên được dùng làm nguồn nước cung cấp cho ăn uống sinh hoạt và công nghiệp thường có chất lượng rất khác nhau Các nguồn nước mặt thường có độ đục, độ màu và hàm lượng vi trùng cao Các nguồn nước dưới đất thì hàm lượng sắt và mangan thường vượt quá giới hạn cho phép Có thể nói, hầu hết các nguồn nước thiên nhiên đều không đáp ứng được yêu cầu về mặt chất lượng cho các đối tượng dùng nước Chính vì vậy trước khi đưa vào sử dụng cần phải tiến hành xử lý chúng

Trong tiến trình đẩy mạnh chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, thị xã Điện Bàn đặc biệt có ý nghĩa, vai trò đặc biệt quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội của cả tỉnh Quảng Nam Ở Điện Bàn, đến nay đã có khu công nghiệp, khu đô thị Điện Nam – Điện Ngọc, Khu đô thị Bách Đạt hình thành đã tạo cho thị xã Điện Bàn một bước đột phá trong phát triển công nghiệp và chuyển dịch cơ cấu kinh tế, cơ cấu lao động Các cụm công nghiệp (Trảng Nhật, An Lưu, Thương Tín I, ) được xác định là nơi động lực phát triển kinh tế xã hội của thị xã Điện Bàn nói riêng và của tỉnh nói chung Tuy nhiên, bên cạnh những kết quả khả quan đạt được đã có không ít vấn đề môi trường đặt ra cần giải quyết trong đó có vấn đề cung cấp nước sạch

Việc xây dựng trạm cấp nước tập trung sẽ đáp ứng được nhu cầu nước sạch tại khu vực, đồng thời góp phần giải quyết được tình trạng thiếu nước sạch tại địa phương, nâng cao chất lượng đời sống nhân dân Do đó đề tài “Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho khu đô thị Bách Đạt, thị xã Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam, công suất

5000 m3/ngày.đêm” được hình thành để giải quyết vấn đề cung cấp nước sạch phục

vụ cho khu đô thị Bách Đạt

m 3 /ngày.đêm”

2 Mục tiêu của thiết kế

Đảm bảo cung cấp đầy đủ nước sạch và áp lực tối ưu nhất cho nhu cầu sinh hoạt của khu đô thị Bách Đạt, chất lượng nước đạt theo QCVN 01:2009/BYT Giải quyết vấn đề về môi trường, tránh phá hoại địa chất khu vực do khai thác nước dưới đất tùy tiện mất kiểm soát

3 Đối tượng thiết kế

- Nguồn nước dưới đất khai thác cung cấp cho khu đô thị Bách Đạt

- Thành phần nước dưới đất

- Công nghệ xử lý nước dưới đất

4 Phạm vi thiết kế và giới hạn thực hiện thiết kế

Phạm vi

- Khu đô thị Bách Đạt thị xã Điện Bàn tỉnh Quảng Nam

- Phục vụ giai đoạn 2017-2067

Giới hạn

- Thiết kế công trình thu nước và trạm xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước dưới đất

- Công suất 5000 m3/ngày.đêm

- Chất lượng nước đầu ra theo QCVN 01:2009/BYT

- Niên hạn thiết kế 50 năm

5 Nội dung thực hiện

- Nội dung 1: Giới thiệu về điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực

- Nội dung 2: Tổng quan về nguồn nước và phương pháp xử lý

- Nội dung 3: Đề xuất và lựa chọn phương án xử lý

- Nội dung 4: Tính toán công trình đơn vị theo phương án lựa chọn

- Nội dung 5: Khai toán sơ bộ kinh phí xây dựng và chi phí vận hành

- Nội dung 6: Đánh giá sơ bộ công tác bảo vệ môi trường, thiết kế bản vẽ

- Phương pháp tham khảo tài liệu: tham khảo các giáo trình môn học liên quan như

Xử Lý Nước Cấp, Công trình thu nước – Bơm – Trạm bơm, và các thông tin liên quan từ các nguồn khác (giáo viên hướng dẫn, internet,…)

- Phương pháp so sánh: phân tích các thông tin, số liệu thu thập được để so sánh với các phương pháp khác, đưa ra ưu khuyết điểm của phương pháp để tìm ra cách khắc phục

- Phương pháp đồ họa: dùng phần mềm autocad để mô tả kiến trúc trạm xử lý

- Phương pháp toán học: sử dụng các công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị của trạm xử lý, tính toán chi phí xây dựng

7 Ý nghĩa đề tài thiết kế

Kinh tế – xã hội: đề tài góp phần vào việc cung cấp đủ nước sạch và an toàn để

ăn uống, sinh hoạt, sản xuất thực phẩm hoặc các mục đích giải trí có ý nghĩa rất quan trọng đối với sức khỏe cộng đồng Cải thiện việc cấp nước, vệ sinh môi trường và quản lý các nguồn tài nguyên nước tốt, có thể thúc đẩy tăng trưởng kinh

tế và đóng góp đáng kể vào việc xóa đói, giảm nghèo ở địa phương

Khoa học kỹ thuật – môi trường: góp phần nâng cao ý thức người dân trong việc bảo vệ nguồn nước, giải quyết các vấn đề về nước sạch cho địa phương, phòng chống được một số bệnh tật do sử dụng nước không hợp vệ sinh, góp phần nâng cao tuổi thọ và đời sống tinh thần cho người dân ở khu vực dự án Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để học sinh, sinh viên thực tập tham quan tìm hiểu phục vụ cho việc học tập của học sinh sinh viên tại địa phương

8 Các tài liệu cơ sở

- TCVN 33:2006/BXD –Tiêu chuẩn thiết kế - Cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình

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

- Thông số chất lượng nước đầu vào

- Thông tin, số liệu quy hoạch khu đô thị Bách Đạt

- Một số giáo trình về xử lý nước cấp

m 3 /ngày.đêm”

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU KHU ĐÔ THỊ BÁCH ĐẠT

Điện Bàn đã được biết đến là vùng đất trù phú với nhiều sản vật dồi dào, là vùng trọng điểm lúa của tỉnh Quảng Nam, đồng thời rất nổi tiếng với các ngành nghề: trồng dâu nuôi tắm, ươm tơ dệt lụa, làm đường bát, trồng đay dệt chiếu, làm đồ gốm, đúc đồng Phước Kiều

1.1.2 Khu đô thị Bách Đạt

Hình 1.1 Vị trí khu đất

(Nguồn [14])

 Đông: Giáp khu đô thị Phú Thạnh Mỹ

 Tây giáp: Khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc

 Nam giáp: Khu công viên nghĩa trang và xử lý chất thải rắn

 Bắc giáp: Đường ĐT 607 và ĐT 603A

1.2 Cơ quan quản lý dự án

Đơn vị quản lý nhà nước: Ban quản lý phát triển đô thị mới Điện Nam – Điện Ngọc trực thuộc ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Nam

Đơn vị chủ đầu tư: Công ty TNHH Sản xuất & Thương mại Bách Đạt

1.3 Điều kiện tự nhiên

a Nhiệt độ

- Nhiệt độ trung bình năm: 25,60C

- Nhiệt độ cao nhất trung bình năm: 29,80C

- Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm: 22,70C

- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 40,90C

- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: 10,20C

b Lượng mưa

- Lượng mưa trung bình năm: 2066 mm

- Những tháng có lượng mưa lớn: tháng 9 - 11 hàng năm

- Lượng mưa năm lớn nhất: 3307 mm

- Lượng mưa năm thấp nhất: 1400 mm

- Lượng mưa ngày lớn nhất: 332 mm

- Số ngày mưa trung bình năm: 147 ngày

- Tháng có ngày mưa trung bình nhiều nhất: 22 ngày (tháng 10 hàng năm)

c Nắng

- Số giờ nắng trung bình: 2158 giờ/ năm

- Số giờ nắng trung bình tháng nhiều nhất: 248 giờ/tháng

- Số giờ nắng trung bình tháng thấp nhất: 120 giờ/tháng

m 3 /ngày.đêm”

d Gió

Khu vực có hướng gió thịnh hành là gió Đông và gió mùa Đông Bắc

- Hướng gió chủ đạo vào mùa hè là hướng Đông tháng 4 – 9 hàng năm

- Hướng gió chủ đạo vào mùa đông là hướng Bắc và Tây Nam tháng 10 – 3 hàng năm

- Hướng gió chính trong năm: Đông Nam

- Độ ẩm không khí trung bình năm: 82%

- Độ ẩm không khí cao nhất trung bình: 90%

- Độ ẩm không khí thấp nhất trung bình: 75%

- Độ ẩm không khí thấp nhất tuyệt đối: 10%

f Lượng nước bốc hơi

- Lượng bốc hơi trung bình: 1049 mm/năm

- Lượng bốc hơi trung bình tháng lớn nhất: 226 mm/tháng

- Lượng bốc hơi trung bình tháng thấp nhất: 62 mm/tháng

g Bão

Thường xuyên xuất hiện vào tháng 9, 10, 11 với cơn bảo cấp 6 đến cấp 13 Các trận bão thường kèm theo mưa lớn kéo dài Theo thống kê cho thấy số cơn bão đổ bộ vào khu vực chiếm 24,4% toàn bộ số cơn bão đổ bộ vào đất liền từ vĩ tuyến 17 trở vào

1.3.2 Đặc điểm thuỷ văn

Có 2 dòng sông chảy dọc theo hướng Bắc - Nam gần khu vực là sông Vĩnh Điện và sông Cổ Cò - Đế Võng cách khu vực nghiên cứu khoảng 2 km

Sông Vĩnh Điện được nối với sông Hàn ở phía Bắc và sông Thu Bồn ở phía Nam, đây là nguồn nước sinh hoạt của Hội An và Vĩnh Điện, đồng thời là nguồn nước tưới cho các vùng nông nghiệp Tuy nhiên, sông Vĩnh Điện về mùa khô bị nhiễm mặn và cạn kiệt không bảo đảm cho yêu cầu cấp nước phục vụ dân sinh

Sông Cổ Cò - Đế Võng vốn là một dòng sông cổ nối Đà Nẵng với Hội An do ảnh hưởng bởi thuỷ triều dòng sông này đã bị bồi đắp nhiều đoạn và từ năm 1943 đã bị tắc, trở thành dòng sông chết Đoạn phía Bắc hiện là nguồn nước tưới cho khu vực lúa xung quanh khu vực Non Nước - Đà Nẵng Đoạn phía Nam chảy ra Cửa Đại - Hội An Hiện nay con sông này chảy qua khu vực chỉ tồn tại dưới các dạng ao hồ, đầm phá Ngoài ra trong khu vực còn một số nhánh mương nhỏ

a Địa chất thuỷ văn

Nguồn nước dưới đất mạch nông qua khảo sát thực tế cho thấy nguồn nước dưới đất

có chất lượng và trữ lượng dồi dào, bảo đảm tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt

Nước dưới đất mạch sâu theo kết quả khảo sát và thăm dò nước dưới đất của công ty nước Ngầm II Bộ Nông nghiệp phát triển Nông thôn khảo sát năm 1997 và được Hội Đồng đáng giá trữ lượng khoáng sản thông qua thì nguồn nước dưới đất mạch sâu trong khu vực tương đối dồi dào với 6000 m3/ngày Qua thực tế các giếng khoan khai thác nước dưới đất phục vụ cho khu công nghiệp Điện Nam - Điện Ngọc đã chứng minh được chất lượng và trữ lượng nước dưới đất của khu vực có thể sử dụng nước dưới đất để cung cấp cho nhu cầu sinh hoạt của khu đô thị

b Đặc điểm địa hình và địa chất

Địa hình: Khu vực nghiên cứu tương đối bằng phẳng, rất thuận lợi cho việc xây

dựng công trình Cao độ trung bình của khu vực so với mực nước biển là +6,18 m, cao

độ cao nhất là +8,0 m, cao độ thấp nhất là + 4,11 m Độ dốc của địa hình về hướng Đông - Nam

Địa chất: Khu đất quy hoạch nằm trên nền dải cát ven biển phần lớn là đất pha cát,

nên rất thuận lợi cho việc xây dựng các công trình dân dụng và công trình công cộng, điển hình như các khu nhà cao 3-5 tầng đã được xây dựng thuộc khu công nghiệp Điện Nam - Điện Ngọc Trong quá trình xây dựng cụ thể sẽ khảo sát địa chất cục bộ từng công trình để có giải pháp xử lý nền móng một cách phù hợp Trong khu vực qua khảo sát thăm dò các hiện tượng địa chấn, sạt trượt không xẩy ra trong vùng

1.4 Qui mô khu dân cư

Quy mô quy hoạch là đô thị loại 3 trực thuộc tỉnh Quảng Nam với dân số 16000 dân

và diện tích là 29ha Gồm 1000 căn nhà ở phân lô liền kề, thiết kế diện tích từ 100 m2,

125 m2, 140 m2 Bên cạnh đó còn có 100 căn biệt thự thiết kế diện tích từ 500 m2 trở lên.Tọa lạc ở địa bàn phường Điện Ngọc và phường Điện Nam thị xã Điện Bàn tỉnh Quảng Nam

1.5.4 Cấp điện

Trong khu vực nghiên cứu quy hoạch đã có một tuyến đường dây hạ thế và các tuyến đường dây tạm phục cho sinh hoạt, tuy nhiên chưa có điện chiếu sáng Giáp với khu vực ở hướng Bắc đã có tuyến đường dây trung thế

1.5.5 Thoát nước bẩn và vệ sinh môi trường

Hệ thống thoát nước bẩn trong khu vực chưa có, nước thải sinh hoạt là tự thấm trong các hộ dân hoặc chảy tràn ra các chỗ thấp trũng Tình hình môi trường trong khu vực tương đối tốt do chưa bị ảnh hưởng nhiều của quá trình đô thị hoá và Khu công nghiệp Điện Nam - Điện Ngọc

Tiểu kết chương 1

Khu đô thị Bách Đạt thuộc chuỗi đô thị trọng điểm của tỉnh Quảng Nam theo quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội đã được phê duyệt Để đảm bảo khu đô thị phát triển bền vững theo quy hoạch cần phải quan tâm đầu tư hệ thống công trình hạ tầng kỹ thuật đặc biệt là vấn đề cung cấp nước sạch cho khu đô thị Hiện trạng cung cấp nước sạch ở khu đô thị còn manh mún, nhỏ lẻ và phân tán vì vậy cần phải xây dựng trạm cấp nước tập trung công suất 5000m3/ngày cho khu đô thị là việc làm hết

sức cần thiết để đáp ứng yêu cầu phát triển ổn định bền vững cho khu đô thị trong tương lai

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC

2.1 Các loại nguồn nước trong tự nhiên

2.1.1 Nước mặt

a) Nguồn gốc nước mặt

Nước mặt có nguồn gốc từ các lớp nước ở dưới sâu mà sự xuất hiện của nó tạo nên các suối, sông, hồ Chúng có thể được chứa vào các bể chứa tự nhiên hoặc nhân tạo hoăc được hợp lại thành dòng, với đặc trưng là bề mặt tiếp xúc nước – khí quyển bất động hoặc chuyển động

b) Đặt tính chung của nước mặt

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 vói 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 quá trình lắng cặn nên chất lơ lửng còn lại trong nước có nồng độ tương đối thấp, chu yếu ở dạng keo

 Có hàm lượng chất hữu cơ cao

 Có hiện diện của sinh vật nổi như thực vật tảo và động vật nổi, đặc biệt nhiều vi sinh vật gây bệnh

2.1.2 Nước dưới đất

a) Nguồn gốc nước dưới đất

Độ rỗng và cấu trúc của đất xác định dạng lớp nước và phương thức chuyển động dưới mặt nước Một lớp nước có thể là tự do, nó được cấp trực tiếp bằng sự thấm của dòng nước Mức của lớp nước này dao động phụ thuộc vào lớp nước được giữ lại Một lớp nước có thể đọng lại, nó được tách từ mặt đất bởi một lớp không thấm nước, nói chung

nó nằm ớ khá sâu Trong trường hợp đặc biệt được thể hiện ở các lớp đất bồi, đó là các lớp nước nằm trong đất bồi Chất lượng lớp nước này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước sông Sự dự trữ và lưu thông nước mạch có trong tất cả các địa tầng quan sát, đó là trường hợp đất xốp như cát, đất kết, đất bồi Chúng có thể lưu trú ở các vết nứt và đứt gãy của các đá khối, các tầng chứa nước loại này thường quan sát thấy ở những vùng có tầng đá bazan phong hóa, nứt nẻ

m 3 /ngày.đêm”

b) Các đặc tính chung nước dưới đất

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 Granít thường mang tính axít 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 là sắt, mangan, canxi, magie, flo

- Không có sự hiện diện của vi sinh vật

Nước dưới đất ít chịu tác động của con người hơn so với nước mặt do đó nước dưới đất thường có chất lượng tốt hơn Thành phần đáng quan tâm của nước dưới đất là sự

có mặt của các chất hòa tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, các quá trình phong hóa và sinh hóa trong khu vực Những vùng có nhiều chất bẩn, điều kiện phong hóa tốt

và lượng mưa lớn thì nước dưới đất dễ bị ô nhiễm bởi các khoáng chất hòa tan và các chất hữu cơ

Trong nước dưới đất hầu như không có các hạt keo hay các hạt lơ lửng, các chỉ tiêu vi sinh cũng tốt hơn so với nước mặt Ngoài ra nước dưới đất không chứa rong tảo là những nguồn rất dễ gây ô nhiễm nước

2.1.3 Nước khoáng

Nước khoáng là nước ở dưới sau có thể chứa một vài nguyên tố ở nồng độ cao hơn nồng độ cho phép với nước uống và đặc biệt có tính chữa bệnh Nước khoáng đôi khi cần phải xử lý thông thường như lắng cặn, khử sắt, loại bỏ hoặc nạp lại khí CO2nguyên chất Nước khoáng thường được đóng vào chai để cung cấp cho người tiêu dùng

2.1.4 Nước mưa

Nước mưa có thể được xem như nước cất tự nhiên nhưng không hoàn toàn tinh khiết bởi vì nước mưa có thể bị ô nhiễm bởi khí, bụi và thậm chí cả vi khuẩn có trong không khí Khi rơi xuống, nước mưa tiếp tục bị ô nhiễm do tiếp xúc với các vật thể khác nhau Hơi nước gặp không khí chứa nhiều oxit nitơ hay oxit lưu huỳnh sẽ tạo nên các trận mưa axit

2.2 Thành phần tính chất của nước thiên nhiên

2.2.1 Các chỉ tiêu lý học

a) Nhiệt độ

Nhiệt độ nước là 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 và nhu cầu tiêu thụ Nước mặt thường

có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ môi trường, nước dưới đất có nhiệt độ tương đối ổn định

b) Độ đục

Nước nguyên chất là một môi trường trong suốt và có khả năng truyền ánh sáng tốt, nhưng khi trong nước có các tạp chất huyền phù, cặn rắn lơ lửng, các vi sinh vật và

cả các hoá chất hoà tan thì khả năng truyền ánh sáng của nước giảm đi Dựa trên

nguyên tắc đó mà người ta xác định độ đục của nước

- Có nhiều đơn vị đo độ đục, thường dùng : mg SiO2/l, NTU, FTU

- Nước cấp cho ăn uống độ đục không vượt quá 5 NTU Nước mặt thường có độ đục 20 – 100 NTU, mùa lũ có khi cao đến 500 – 600 NTU

Theo tiêu chuẩn Việt Nam , độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước thấy được gọi là độ trong, ở độ sâu đó người ta có thể đọc được hàng chữ tiêu chuẩn Đối vơi nước sinh hoạt độ đục phải lớn hơn 30 cm

c) Độ màu (Pt – Co)

Được xác định theo phương pháp so màu với thang độ màu Coban

Độ màu của nước bị gây bởi các hợp chất hữu cơ, các hợp chất sắt và mangan không hoà tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất mùn humic gây ra màu vàng còn các loại thuỷ sinh tạo cho nước có màu xanh lá cây Nước bị nhiễm bẩn nước thải công nghiệp hay sinh hoạt có màu đen

d) Mùi, vị của nước

Các chất khí và các chất hoà tan trong nước làm cho nước có mùi vị Nước thiên nhiên có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối hoặc mùi đặc trưng của các hoá chất hoà tan trong nó như mùi clo, amoniac, sunfua hydro…Nước có thể có vị mặn, ngọt, chát… tuỳ theo thành phần và hàm lượng muối hoà tan trong nước

e) Hàm lượng cặn không tan

Được xác định bằng cách lọc một thể tích nước nguồn qua giấy lọc, rồi đem sấy ở (105-110oC)

f) Hàm lượng chất rắn trong nước

Gồm có chất rắn vô cơ (các muối hoà tan, chất rắn không tan như huyền phù đất, cát…), chất rắn hữu cơ (gồm các vi sinh vật, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo và các chất rắn hữu cơ vô sinh như phân rác, chất thải công nghiệp…) Trong

xử lý nước khi nói đến hàm lượng chất rắn, người ta đưa ra các khái niệm:

 Tổng hàm lượng cặn lơ lửng TSS (Total Suspended Solid) là trọng lượng khô tính bằng miligam của phần còn lại sau khi bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách thuỷ rồi sấy khô ở 1030C tới khi có trọng lượng không đổi, đơn vị là mg/l

 Tổng chất rắn hòa tan TDS (Total Dissolved Solids) là tổng số các ion mang điện tích, bao gồm khoáng chất, muối hoặc kim loại tồn tại trong một khối lượng nước nhất định, thường được biểu thị bằng hàm số mg/l

 Tổng chất rắn TS (Total Solid) bằng tổng lượng cặn lơ lửng TSS và tổng chất rắn hòa tan TDS

TS = TSS + TDS

- Chất rắn bay hơi VS (Volatile Solid) là phần mất đi khi nung ở 5500C trong một thời gian nhất định Phần mất đi là chất rắn bay hơi, phần còn lại là chất rắn không bay hơi

2.2.2 Các chỉ tiêu hóa học

a) Độ pH của nước

pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được dùng

để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước

Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hoà tan trong nước

pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước Độ pH có ảnh hưởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường

b) Độ kiềm (mgCaCO 3 /l)

Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của các ion bicacbonat, cacbonat, hydroxyl

và anion của các muối axít yếu Do hàm lượng các muối này rất nhỏ nên có thể bỏ qua

Ở nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụ thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO2 tự do có trong nước Độ kiềm là chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước Để xác định

độ kiềm dùng phương pháp chuẩn độ mẫu nước thử bằng axit clohydric

c) Độ cứng của nước

Là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước Trong xử lý nước thường phân biệt ba loại độ cứng:

Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie có trong nướ

Độ cứng tạm thời : biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie trong các muối cacbonat (hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magie) có trong nước

Độ cứng vĩnh cửu: biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie trong các muối

axit mạnh của canxi và magie

Dùng nước có độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ gây lãng phí xà phòng do canxi và magie phản ứng với các axit béo tạo thành các hợp chất khó tan Trong sản xuất, nước cứng có thể tạo lớp cặn trong các lò hơi hoặc gây kết tủa ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

d) Độ oxy hóa của nước (mg/l O 2 hoặc mg/l KMnO 4 )

Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hết các hợp chát hữu cơ có trong nước Chỉ tiểu oxy hóa là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước

e) Các hợp chất của nitơ (mg/l)

Là kết quả của quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên, các chất thải

và các nguồn phân bón mà con người trực tiếp hoặc gián tiếp đưa vào nguồn nước Các hợp chất này thường tồn tại dưới dạng amoniac, nitric, nitrat và cả dạng nguyên tố nitơ (N2) Tuỳ theo mức độ có mặt của các hợp chất niơ mà ta có thể biết được mức độ

ô nhiễm nguồn nước Khi nước mới bị nhiễm bẩn bởi phân bón hoặc nước thải, trong nguồn nước có NH3, NO2-, NO3- Sau một thời gian NH3, NO2- bị oxy hoá thành NO3- Nếu nước chứa NH3 và nitơ hữu cơ thì coi như nước mới bị nhiễm bẩn và nguy hiểm Nếu nước chủ yếu có NO2- thì nước đã bị ô nhiễm thời gian dài hơn, ít nguy hiểm hơn Nếu nước chủ yếu có NO3- thì quá trình oxy hoá đã kết thúc

Ở điều kiện yếm khí NO3- sẽ bị khử thành N2 bay lên Amoniac là chất gây nhiễm độc trầm trọng cho nước, gây độc cho loài cá

Việc sử dụng rộng rãi các nguồn phân bón hoá học cũng làm cho hàm lượng amoniac trong nước tự nhiên tăng lên Trong nước dưới đất và nước đầm lầy hay gặp

m 3 /ngày.đêm”

NO3- và amoniac hàm lượng cao Nếu trong nước uống chứa hàm lượng cao NO3

-thường gây bệnh xanh xao ở trẻ nhỏ có thể dẫn đến tử vong

f) Clorua (mg/l)

Tồn tại ở dạng Cl-, ở nồng độ cho phép không gây độc hại, nồng độ cao (>250mg/l) nước có vị mặn Nguồn nước dưới đất có thể có hàm lượng clo lên tới 500  1000 mg/l Sử dụng nước có hàm lượng clo cao có thể gây bệnh thận Nước chứa nhiều ion

Cl- có tính xâm thực đối với bêtông Ion Cl- có trong nước do sự hoà tan muối khoáng,

do quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ

g) Các hợp chất axit silic (mg/l)

Trong thiên nhiên thường có các hợp chất của axit silic, mức độ tồn tại của chúng phụ thuộc vào độ pH của nước Ở pH < 8-11 silic chuyển hoá dạng HSiO3-, các hợp chất này có thể tồn tại dạng keo hay dạng ion hoà tan

Sự tồn tại của các hợp chất này gây lắng đọng cặn silicat trên thành ống, nồi hơi, làm giảm khả năng vận chuyển và khả năng truyền nhiệt

i) Các hợp chất photpho (mg/l)

Trong nước tự nhiên các hợp chất ít gặp nhất là photphat, khi nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi rác và các chất hữu cơ trong quá trình phân huỷ, giải phóng ion PO43-, có thể tồn tại dưới dạng H2PO4-, HPO42-, PO43-, Na3(PO4)3

Photpho không thuộc loại độc hại với con người nhưng sự tồn tại của chất này với hàm lượng cao trong nước sẽ gây cản trở cho quá trình xử lý, đặt biệt là hoạt động của

bể lắng

j) Các hợp chất của florua (mg/l)

Nước dưới đất ở giếng sâu hoặc ở các vùng đất có chứa cặn apatit thường có hàm lượng các hợp chất florua cao (2  2,5 mg/l), tồn tại dạng cơ bản là canxi florua và magie florua

Các hợp chất florua khá bền vững, khó bị phân huỷ ở quá trình tự làm sạch Hàm lượng florua trong nước cấp ảnh hưởng đến việc bảo vệ răng Nếu thường xuyên dùng nước có hàm lượng florua lớn hơn 1,3 mg/l hoặc nhỏ hơn 0,7 mg/l đều dễ mắc bệnh loại men răng

khó chịu và làm cho nước có tính ăn mòn kim loại

2.2.3 Các chỉ tiêu vi sinh

Trong nước thiên nhiên có rất nhiều loại vi trùng và siêu vi trùng, trong đó có các loại vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm là: kiết lị, thương hàn, dịch tả, bại liệt… việc xác định sự có mặt của các vi trùng gây bệnh này thường rất khó khăn và mất nhiều thời gian Trong thực tế việc xác định số vi khuẩn trong nước thường là xác định E.coli vi đặc tính của nó có khả năng tồn tại cao hơn các vi trùng gây bệnh khác Do đó, sau khi

xử lý, nếu trong nước không còn phát hiện thấy E.coli chứng tỏ các loài vi trùng khác

cũng đã bị tiêu diệt, mặt khác việc xác định loại vi khuẩn này đơn giản và nhanh chóng a) Vi trùng gây bệnh

Vi khuẩn: Các loại vi khuẩn trong nước thường gây các bệnh về đường ruột như

 Vi khuẩn Shigella spp: chủ yếu gây nên các triệu chứng lỵ Biểu hiện bệnh từ tiêu

chảy nhẹ đến nghiêm trọng như đi tiêu ra máu, mất nước, sốt cao và bị co rút thành bụng Các triệu chứng này có thể kéo dài 12-14 ngày thậm chí hơn

 Vi khuẩn Salmonella typhii : gây sốt thương hàn

 Vi khuẩn Vibrio cholerae: tác nhân gây nên các vụ dịch tả trên toàn thế giới Dịch

m 3 /ngày.đêm”

tả gây bởi Vibrio cholerae thường được lan truyền rất nhanh qua đường nước

Virus: Các bệnh do virus gây ra thường mang tính triệu chứng và cấp tính với giai đoạn mắc bệnh tương đối ngắn, virut sản sinh với mức độ cao, liều lây nhiễm thấp và giới hạn động vật chủ Gồm:

 Virus Adenovirus bệnh khuẩn xâm nhập từ khí quản: virus đậu mùa, thuỷ đậu, virus zona,

 Virus Poliovirus : virus bại liệt

 Hepatitis -A Virus (HAV) : virus viêm gan siêu vi A

 Reovirus, rotavirus, norwalk virus :viêm dạ dày ruột

Động vật đơn bào (protozoa): Các loại động vật đơn bào dễ dàng thích nghi với điều kiện bên ngoài nên chúng tồn tại rất phổ biến trong nước tự nhiên Trong điều kiện môi trường không thuận lợi, các loại động vật đơn bào thường tạo lớp vỏ kén bao bọc(cyst), rất khó tiêu diệt trong quá trình khử trùng Vì vậy thông thường trong quá trình xử lý nước sinh hoạt cần có công đoạn lọc để loại bỏ các động vật đơn bào ở dạng vỏ kén này

 Giardia spp: nhiễm trùng đường ruột

 Cryptospridium spp: gây bệnh thương hàn

b) Các loại rong tảo

Rong tảo phát triển trong nước làm nước bị nhiễm bẩn hữu cơ và làm cho nước có màu xanh Nước mặt có nhiều loại rong tảo sinh sống trong đó có loại gây hại chủ yếu

và khó loại trừ là nhóm tảo diệp lục và tảo đơn bào Hai loại tảo này khi phát triển trong đường ống có thể gây tắc nghẽn đường ống đồng thời làm cho nước có tính ăn mòn do quá trình hô hấp thải ra khí cacbonic

2.3 Lựa chọn nguồn nước

Khu vực Khu đô thị Bách Đạt có 2 nguồn nước

5.430 m3, lưu lượng kiệt từ 40 – 60 m3/giây

Chế độ mực nước sông Vĩnh Điện phụ thuộc vào chế độ thủy triều lên xuống ngày hai lần (bán nhật triều), giữa kỳ nước cường và nước kém biên độ triều chênh lệch không đáng kể (triều cao nhất là 1,4 m, triều thấp nhất là 0,0 m), biên độ dao động của thủy triều trung bình 0,06m Về mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8 do nước sông xuống thấp, liên tục bị nước biển thâm nhập sâu với nồng độ mặn ngày càng lớn, thời gian xuất hiện ngày càng sớm Nồng độ trung bình từ 3,5 – 4 ‰

2.3.2 Nước dưới đất

Cấu tạo địa chất thủy văn gồm 2 phân vị địa tầng chứa nước:

Tầng chứa nước lỗ hổng Holocen (qh): cấu tạo lên tầng chứa nước này là trầm

tích biển gió Holocen (mvQ23) phân bố trên cùng Thành phần thạch học của chúng khá đa dạng phụ thuộc vào nguồn gốc với thành phần gồm cát hạt nhỏ, sét, cát sạn, sỏi lẫn ít bụi Thành phần cấp phối hạt tương đối đồng nhất: nhóm sạn sỏi chiếm 1,9%, nhóm hạt cát chiếm 88,58%, nhóm hạt bụi chiếm 5,81%, nhóm hạt sét chiếm 3,71%, trong đó nhóm hạt có D > 0,1 mm chiếm 81,6% Nước thuộc loại không áp, có bề dày thay đổi từ 14 ÷ 17 m Độ sâu mực nước thay đổi từ 1,45 m ÷ 1,98 m, phụ thuộc vào

bề mặt địa hình và điều kiện thế nằm Động thái của tầng chứa nước biến động mạnh theo theo mùa, và biên độ dao động lớn Loại hình hóa học là Bicacbonat Clorua –

Natri và Bicacbonat Canxi – Magie Tầng Holocen này được cung cấp nước trực tiếp

từ nước mưa thấm xuống, ngoài ra trong mùa mưa còn được cung cấp bởi nước sông nên dễ bị nhiễm bẫn

Về quan hệ không gian, tầng chứa nước Holocen phủ trực tiếp lên tầng cách nước trầm tích hỗn hợp nguồn gốc sông biển Holocen (amQ22) và nằm phía dưới tầng

trầm tích biển gió Holocen (mvQ23)

Nhìn chung tầng chứa nước Holocen phân bố khá rộng, mức độ chứa nước

trung bình, chiều dày tầng chứa nước tương đối nhỏ, mức độ chứa nước thay đổi từ nghèo đến trung bình, dễ bị nhiễm bẩn bởi các nhân tố trên bề mặt, nên chỉ có thể khai thác cung cấp nước sinh hoạt với quy nhỏ nhưng cần phải có biện pháp bảo vệ nguồn nước

Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen (qp): Tầng chứa nước Pleistocen có diện

phân bố rộng khắp vùng nghiên cứu, nhưng chúng bị phủ bởi tầng cách nước trầm tích

hỗn hợp nguồn gốc sông biển Holocen (amQ22) Cấu tạo lên tầng chứa nước là trầm

tích hỗn hợp sông - biển Pleistocen (amQ12-3) Thành phần thạch học gồm cuội, sỏi, sạn, cát chủ yếu là cát thô chiếm đa số Nước thuộc loại áp lực nông, áp lực thay đổi từ 6,06 ÷ 10,5m, mực nước tĩnh tại khu vực nghiên cứu thay đổi từ 0,46m ÷ 3,1m phụ

m 3 /ngày.đêm”

thuộc vào bề mặt địa hình và điều kiện thế nằm Động thái của tầng chứa nước biến

đổi theo mùa, nhưng biên độ dao động không lớn Tầng Pleistocen này được cung cấp

nước từ các tầng chứa nước khác ở phía thượng nguồn của sông Thu Bồn và nước mưa ở những nơi tầng chứa nước lộ ra Mức độ chứa nước từ trung bình đến giàu nước Nước thuộc loại siêu nhạt đến nhạt (M = 0,05 ÷ 0,38 g/l), có chất lượng tốt đáp ứng tiêu chuẩn sử dụng nước cho mục đích ăn uống và sinh hoạt Loại hình hóa học là Bicacbonat Clorua – Natri

Tầng Pleistocen này đang được Công ty cổ phần phát triển đô thị khu công

nghiệp Quảng Nam – Đà Nẵng khai thác sử dụng làm nguồn nước để cung cấp cho nhà máy cấp nước khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc, công suất 5000 m3/ngày Bãi giếng cách khu đô thị 10 Km về phía Tây

Tóm lại, tầng chứa nước Pleistocen phân bố rộng, nhưng hầu hết bị che phủ, chỉ lộ ra

với diện nhỏ; chiều dày tầng chứa nước tương đối dày, mức độ chứa nước thay đổi từ trung bình đến giàu Chất lượng nước tốt, ít bị nhiễm bẫn từ bề mặt

 Tiêu chí lựa chọn nguồn nước

- Đảm bảo cung cấp đầy đủ về số lượng nước quanh năm, ổn định lâu dài ít bị gián đoạn trong mọi tình huống (khô hạn, nhiễm mặn )

- Chất lượng nước tốt để xử lý đạt theo tiêu chuẩn QCVN 01:2009/BYT và không tốn nhiều chi phí để xử lý

- Chi phí đầu tư thấp nhất, vận hành an toàn dễ dàng và có giá thành xử lý rẻ

Trên cơ sở phân tích trên và hiện trạng các nguồn nước đang có trong khu vực thiết kế,

chọn khai thác nguồn nước dưới đất ở tầng trầm tích chứa nước Pleistocen (qp) để làm

nguồn nước cung cấp cho trạm xử lý nước của khu đô thị Bách Đạt, do nguồn nước có trữ lượng lớn và chất lượng nước tốt đảm bảo cung cấp liên tục cho trạm xử lý, không

bị ảnh hưởng bởi hiện tượng xâm nhập mặn Gía thành xử lý thấp hơn nước mặt

2.4 Các quá trình xử lý nước dưới đất

2.4.1 Công trình thu

Công trình thu nước có nhiệm vụ thu nước từ nguồn nước Đối với nước dưới đất thì công trình thu thường là giếng, thu nước từ các mạch nước dưới đất, nước có áp hoặc không áp tùy cấu trúc địa chất Chọn vị trí công trình thu nước dựa trên cơ sở đảm bảo lưu lượng, chất lượng, độ ổn định, tuổi thọ công trình và thuận tiện cho việc bảo vệ vệ sinh nguồn nước

Công trình thu nước dưới đất chia thành các loại sau:

a) Giếng khơi

Là công trình thu nước dưới đất mạch nông, thường không áp đôi khi áp lực yếu Áp

dụng với quy mô nhỏ lẻ phân tán như hộ gia đình hay đối tượng dùng nước nhỏ

Đường kính giếng trung bình từ 0,8 ÷ 1,2 m, thành giếng được xây bằng các loại vật liệu có sẵn tại địa phương như gạch, đá ong, đất sét

sử dụng rộng rãi trong các trạm xử lý nước tập trung

Hiện nay có 4 loại giếng khoan đang được sử dụng là

 Giếng khoan hoàn chỉnh, không áp

 Giếng khoan hoàn chỉnh, có áp

 Giếng khoan không hoàn chỉnh, không áp

 Giếng khoan không hoàn chỉnh, có áp

Cấu tạo giếng khoan

 Miệng giếng

 Ống vách để gia cố và bảo vệ giếng

 Ống lọc

 Ống lắng

2.4.2 Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn

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

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

m 3 /ngày.đêm”

để các nhận keo tụ và cặn bẩn va chạm và dính kết vào nhau Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợ keo tụ (flucculant) Việc sử dụng chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ, giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo Các chất trợ keo tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin (C6H10O5)n, các ete, cellulose, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O) Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit (CH2CHCONH2)n. Polyacrylamit sẽ tạo liên kết lưới anion nếu trong nước thiếu các ion đối như SO42-, nếu trong nước có thành phần ion và độ kiềm thỏa mãn thì điều kiện keo tụ thì polyme sẽ tạo liên kết trung tính

tự nhiên hay làm thoáng nhân tạo

Trong nước ngầm, sắt II bicacbonat là muối không bền vững, thường phân ly theo dạng sau

Fe(HCO3)2  HCO3- + Fe2+

Nếu trong nước có oxy hòa tan, quá trình oxy hóa và thủy phân diễn ra như sau:

4Fe2+ + O2 + 10H2O  4Fe(OH)3 + 8H+

Các yếu tố ảnh hưởng khi khử sắt bằng phương pháp làm thoáng

Quá trình chuyển hóa Fe2+ thành Fe3+ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: pH, O2, hàm lượng sắt của nước dưới đất, CO2, độ kiềm, nhiệt độ, thời gian phản ứng Ngoài ra tốc

độ oxy hóa Fe2+ còn phụ thuộc vào thế oxy hóa khử tiêu chuẩn

Các phương pháp làm thoáng

+ Làm thoáng đơn giản ngay trên bề mặt lớp vật liệu lọc: nước cần khử sắt được

làm thoáng bằng giàn phun mưa ngay trên bề mặt lọc Chiều cao giàn phun thường lấy cao khoảng 0,7 m, lỗ phun có đường kính 5-7mm, lưu lượng tưới vào khoảng 10

m3/giờ Lượng oxy hòa tan trong nước sau làm thoáng ở nhiệt độ 25oC lấy bằng 40% lượng oxy hòa tan bão hòa (ở 25oC lượng oxy hòa tan bão hòa bằng 8,1mg/l)

+ Làm thoáng bằng giàn mưa tự nhiên: nước cần làm thoáng được tưới lên giàn

làm thoáng một bậc hay nhiều bậc với các sàn rải sỉ hoặc tre gỗ Lưu lượng tưới và chiều cao tháp cũng lấy như trường hợp trên Lượng oxy hòa tan sau làm thoáng lấy bằng 55% lượng oxy hòa tan bão hòa Hàm lượng CO2 sau làm thoáng giảm 50%

Hình 2.2 Làm thoáng bằng giàn mưa

(Nguồn:[14]) + Làm thoáng cưỡng bức: có thể dùng tháp làm thoáng cưỡng bức với lưu

lượng tưới từ 30–40m3/giờ, lượng không khí tiếp xúc lấy từ 4–6m3 cho 1m3 nước Lượng oxi hòa tan sau làm thoáng bằng 70% lượng oxy hòa tan bão hòa Hàm lượng

CO2 sau làm thoáng giảm 75%

m 3 /ngày.đêm”

+ Khử sắt bằng vôi

Phương pháp khử sắt bằng vôi thường không đứng độc lập, mà kết hợp với các quá trình làm ổn định nước hoặc làm mềm nước Khi cho vôi vào nước, quá trình khử sắt xảy ra theo phản ứng sau:

4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O + 4Ca(OH)2  4Fe(OH)3 + 4Ca(HCO3)2

Sắt III hydroxit được tạo thành, dễ dàng lắng lại trong bể lắng và giữ lại hoàn toàn trong bể lọc

c) Các phương pháp khử sắt khác

+ Khử sắt bằng trao đổi ion: cho nước đi qua lơp vật liệu lọc có khả năng trao đổi ion Các ion H+ và Na+ có trong thành phần của lớp vật liệu, sẽ trao đổi với các ion

Fe2+ có trong nước Kết quả Fe2+ được giữ lại trong lớp vật liệu lọc

+ Khử sắt bằng điện phân: dùng các cực âm bằng sắt, nhôm, cùng các cực dương bằng đồng và dùng điện cực hình ống trụ hay hình sợi thay cho tấm điện cực hình trụ phẳng

+ Khử sắt bằng phương pháp vi sinh vật: cấy các mầm khuẩn sắt trong lớp các lọc của bể lọc Thông qua hoạt động của các vi khuẩn, sắt được loại bỏ khỏi nước

2.4.4 Khử Mangan

a) Làm thoáng

Mangan thường tồn tại song song với sắt ở dạng ion hóa trị II trong nước dưới đất và dạng keo hữu cơ trong nước mặt Do vậy việc khử mangan thường được tiến hành đồng thời với khử sắt

Mangan (II) hòa tan khi bị oxy hóa sẽ chuyển dần thành mangan (III) và (IV) ở dạng hydroxit kết tủa, quá trình oxy hóa diễn ra như sau:

2Mn(HCO3)2 + O2 + 6H2O  2Mn(OH)4+ 4H+ + 4HCO3Công thức trên cho thấy quá trình khử mangan phụ thuộc vào pH của nước, pH càng cao tức nồng độ ion H+ càng thấp thì tốc độ oxy hóa và thủy phân mangan càng lớn Như vậy quá trình oxy hóa mangan sẽ đạt hiệu quả cao nhất ở một giá trị pH nào

-đó

Kết quả thực nghiệm cho thấy khi pH < 8 và không có chất xúc tác thì quá trình oxy hóa mangan (II) thành mangan (IV) diễn ra rất chậm Độ pH tối ưu thường trong khoảng từ 8,5 đến 9,5

Tương tự như với sắt, quy trình xử lý mangan cơ bản cũng bao gồm các khâu làm thoáng, lắng và lọc

Trong thực tế để sớm đưa bể lọc vào chế độ hoạt động ổn định, cần pha thêm vào nước dung dịch KMnO4 với liều lượng 1÷3 mg/l trong vài ngày đầu, hoặc nâng pH của nước lên trên 9

b) Dùng hóa chất

Đối với mangan: sử dụng các chất oxy hóa mạnh như Clo, Ozon KMnO4 để oxy hóa Mn2+ thành Mn4+ Clo oxy hóa Mn2+ ở pH = 7 trong 60 đến 90 phút Clo đioxit (ClO2) và Ozon (O3) oxy hóa Mn2+ ở pH = 6,5 ÷ 7 trong 10 đến 15 phút Để oxy hóa 1

mg Mn2+ cần 1,35 mg ClO2 hay 1,45mg O3 Cần lưu ý là khi trong nước có amoni thì quá trình oxy hóa Mangan chỉ xảy ra sau khi oxy hóa hết amoni và trong nước xuất hiện clo tự do

2.4.5 Khử Arsen

Arsen, còn gọi là thạch tín, là chất gây hại cho sức khỏe con người Trong các nguồn nước thiên nhiên, arsen tồn tại trong các hợp chất vơ cơ ở dạng ion arsenit(AsO2-) (arsen III) và ion arsenat(AsO43-) (arsen V), khi trong nước có sự tồn tại của oxy ersenit bị oxy hóa 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 dưới đất như sau:

- Oxy hóa ion arsenit hóa trị III (AsO2- ) thành ion assenat hóa trị V(AsO43-) bằng clo hay permanganate vào nước thô với liều lượng làm sao để sau thời gian 5 phút tiếp xúc thì lượng clo dư trong nước là 0,11-2,2 mg/l Sau đó tiến hành keo tụ các hợp chất của arsenat bằng phèn sắt hay phèn nhôm ở pH = 7 Quá trình keo tụ tạo bông được thực hiện như xử lý nước mặt

- 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 xuất nhỏ, có thể sử dụng phương pháp làm thoáng kết hợp với lọc chậm Thông thường ta kết hợp xử lý arsen và sắt trong nước dưới đất: Asen 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 Hidroxit Fe(III) sẽ được hấp phụ trên bề mặt các hạt cát và tạo thành một lớp hấp phụ mỏng Asen (V) và Asen(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 Asen

m 3 /ngày.đêm”

Hiện nay, nếu hàm lượng arsen trong nước dưới đất 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 dưới đất từ giếng khoan, sau đó làm thoáng để ôxy hóa sắt, tạo hydroxyt sắt kết tủa Arsen (III) được oxy hóa đồng thời thành As (V), có khả năng hấp phụ lên bề mặt của các bông keo tụ Hydroxyt Sắt được loại bỏ trong bể lắng, bể lọc

2.4.6 Quá trình lắng

Lắng là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước Trong công nghệ xử lý nước, quá trình lắng xảy ra rất phức tạp, chủ yếu lắng ở trạng thái động Các hạt cặn không tan trong nước là những tập hợp hạt không đồng nhất (kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng khác nhau) và không ổn định (luôn thay đổi hình dạng, kích thước trong quá trình lắng do chất keo tụ)

Theo phương chuyển động của dòng nước qua bể, người ta chia ra các loại bể lắng sau:

Lắng tĩnh và lắng theo từng mể kế tiếp: thường gặp trong các hồ chứa nước, sau trận mưa nước chảy vào hồ mang theo cặn lắng làm cho nồng độ cặn trong hồ tăng lên, nước đứng yên, cặn lắng tĩnh xuống đáy…

Bể lắng có dòng nước chảy ngang cặn rơi thẳng đứng hay còn gọi là bể lắng ngang: cấu tạo bể lắng ngang gồm bốn bộ phận chính: bộ phận phân phối nước vào bể; vùng lắng cặn; hệ thống thu nước đã lắng; hệ thống thu và xả cặn Căn cứ vào biện pháp thu nước đã lắng, người ta chia bể lắng ngang làm hai loại là bể lắng ngang thu nước ở cuối và bể lắng ngang thu nước đều trên mặt Bể lắng ngang thu nước ở cuối thường kết hợp với bể phản ứng có vách ngăn hoặc bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng Bể lắng ngang thu nước bề mặt thường kết hợp với bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng

Hình 2.3 Cấu tạo bể lắng ngang

(Nguồn:[14])

Bể lắng có dòng nước đi từ dưới lên, cặn rơi từ trên xuống gọi là bể lắng đứng: bể lắng đứng thường kết hợp với bể phản ứng xoay hình trụ (hay còn gọi là ống trung tâm) Theo chức năng làm việc, bể chia làm hai vùng: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hợp ở phía trên và vùng chứa nén cặn có dạng hình nón hoặc hình chóp ở phía dưới

Hình 2.4 Cấu tạo bể lắng đứng

(Nguồn:[14])

Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: trong bể lắng nước đi từ dưới lên qua lớp cặn

lơ lửng được hình thành trong quá trình lắng, cặn dính bám vào lớp cặn, nước trong thu trên bề mặt, cặn thừa đưa sang ngăn nén cặn, từng thời kỳ xả ra ngoài Bể lắng có lớp cặn lơ lửng dùng bể lắng cặn có khả năng keo tụ Lắng trong các ống tròn hoặc trong các hình trụ vuông, lục lăng đặt nghiêng so với phương ngang 60o, nước từ dưới

đi lên, cặn trượt theo đáy ống từ trên xuống gọi là bể lắng lamen hay còn gọi bể lắng

có lớp mỏng, dùng chủ yếu để lắng nước đã trộn phèn

Hình 2.5 Bể lắng lamen kết hợp bể phản ứng

(Nguồn:[14])

m 3 /ngày.đêm”

2.4.7 Quá trình lọc

Quá trình lọc là 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 Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị bít lại, làm tốc độ lọc giảm dần Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc, ta phải tiến hành rửa lọc, có thể rửa bằng nước hoặc bằng gió hoặc bằng gió nước kết hợp

Giàn mưa làm thoáng

HClO  HCl + O Hoặc có thể phân ly thành H+và OCl-

HOCl  H+ + OClDùng ozone để khử trùng: Ozone là một chất khí có màu ánh tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đối với con người Ơ trong nước, ozone phân hủy rất nhanh thành oxy phân tử và nguyên tử Ozone có tính hoạt hóa 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 vị khó chịu trong nước kể cả khi trong nước có chứa phenol

-2.4.9 Công nghệ xử lý đang áp dụng ở Việt Nam

a) Nhà máy cấp nước thị trấn Cửa Tùng

Hình 2.7 Sơ đồ công nghệ nhà máy cấp nước thị trấn Cửa Tùng

Bể lắng đứng

Bể lọc

áp lực

Bể chứa nước sạch

Bể chứa bùn

Tiêu thụ

Bùn

Nước rửa lọc

Xử lý bùn

Xử lý bùn

Clo

CHƯƠNG 3

ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

3.1 Tính toán công suất trạm xử lý

+ D, (m3/ngày.đêm)

(Nguồn:[1], điều 3.3) Trong đó

q : Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt lấy theo bảng 3.1 điều 3.3 TCXDVN 33:2006

: Dân số tính toán ứng với tiêu chuẩn cấp nước q lấy theo bảng 3.1 điều 3.3 TCXDVN 33:2006

f : Tỷ lệ dân được cấp nước lấy theo bảng 3.1 điều 3.3 TCXDVN 33:2006

D: Lượng nước phục vụ công cộng, dịch vụ, công nghiệp, thất thoát, sử dụng cho bản thân trạm xử lý và lượng nước dự phòng lấy theo bảng 3.1 điều 3.3 TCXDVN 33:2006

 Lượng nước cấp cho sinh hoạt

Nhu cầu dung nước trung bình ngày

Q = × × (m3/ngày.đêm)

Lưu lượng nước tính toán trong ngày dùng nước lớn nhất

Q = × × × K (m3/ngày.đêm)

Trong đó

Khu đô thị Bách Đạt là đô thị loại 3, với dân số N = 16000 dân

q: Tiêu chuẩn dùng nước cho một người trong một ngày đêm, nội thị 150 l/người

ngày (nguồn [1], điều 3.3)

K : Hệ số không điều hòa ngày dùng nước lớn nhất K = 1,2 – 1,4 (nguồn [1],điều 3.3), chọn K = 1,4

f: Tỷ lệ dân được cấp nước, nội thị f = 99%

Q = × × %= 2376 (m3/ngày đêm) Lưu lượng nước sinh hoạt cho ngày dùng nước lớn nhất là

m 3 /ngày.đêm”

Q = × × %× 1,4 = , (m3/ngày đêm) Lưu lượng nước sinh hoạt cho ngày dùng nước ít nhất là

Q = × × × K = × × % x 0,8 = 1900,8 (m3/ngày.đêm)

Trong đó

K : Hệ số dùng nước không điều hòa ngày dùng nước nhỏ nhất

K = 0,7 – 0,9 (nguồn [1] điều 3.3), chọn Kngày min = 0,8

Lưu lượng nước sinh hoạt cho giờ dùng nước lớn nhất là

Kgiờ: Hệ số dùng nước không điều hòa giờ được xác định

Kgiờ.max = max×bmax = 1,4×1,24 = 1,73

Chọn Kgiờ.max = 1,7

Kgiờ.min= min.×bmin= 0,5×0,46 = 0,23

 max= 1,2-1,5 ([1], điều 3.3) => chọn max = 1,4

 min= 0,4-0,6 ([1], điều 3.3) => chọn min = 0,5

Bảng 3.1 Hệ số kể đến số dân trong khu dân cư