Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho huyện côn đảo, tỉnh bà rịa vũng tàu, công suất 3000m3 ngày đêm

Mục tiêu của đề tài Đưa ra các phương án và thiết kế hệ thống xử lý nước cấp phù hợp với chất lượng nước nguồn và nhu cầu sử dụng nước của người dân, cán bộ sinh sống và làm việc trên h

3000m 3 /ngày.đêm

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ĐỒ ÁN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC BẢNG vii

MỞ ĐẦU viii

Tính cấp thiết của đề tài viii

Mục tiêu của đề tài viii

Đối tượng và phạm vi thực hiện viii

Thời gian thực hiện viii

Nội dung nghiên cứu ix

Phương pháp thực hiện ix

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ix

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ HUYỆN CÔN ĐẢO 1

1.1.1 Vị trí địa lý 1

1.1.2 Địa hình 2

1.1.3 Tính hình khí hậu 2

1.1.4 Hiện trạng nguồn nước tại huyện 2

1.2 TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 4

1.2.1 Thành phần nước tự nhiên 4

1.2.2 Các loại nguồn nước 6

1.2.3 Chất lượng nước yêu cầu 12

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM 13

2.1 CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG XỬ LÝ NƯỚC NGẦM 13

2.1.1 Quá trình làm thoáng 13

2.1.2 Clo hóa sơ bộ 13

2.1.3 Quá trình khuấy trộn hóa chất 13

2.1.4 Quá trình keo tụ vàtạo bong 13

2.1.6 Quá trình lọc 14

2.1.7 Hấp thụ và hấp phụ bằng than hoạt tính 14

2.1.8 Flo hóa nước 14

2.1.9 Khử trùng nước 14

2.1.10 Ổn định nước 14

2.1.11 Làm mềm nước 14

2.1.12 Khử mùi 14

2.2 CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC NGẦM 15

2.2.1 Công trình thu nước 15

2.2.2 Các công trình vận chuyển nước ngầm 15

2.2.3 Các công trình làm thoáng 16

2.2.4 Các công trình lắng 17

2.2.5 Bể lọc 20

2.3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 26

2.3.1 Lựa chọn nước nguồn 26

2.3.2 Lựa chọn địa điểm xây dựng trạm xử lý 26

2.3.3 Đề xuất công nghệ 27

2.3.4 Lựa chọn phương án để tính toán thiết kế: 31

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ 32

3.1 CÔNG SUẤT TRẠM XỬ LÝ 32

3.2 TÍNH TOÁN GIÀN MƯA 32

3.3 TÍNH TOÁN BỂ LỌC NHANH 35

3.4 TÍNH TOÁN KHỬ TRÙNG NƯỚC 42

3.5 TÍNH TOÁN BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH 43

3.6 CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ 44

CHƯƠNG 4 TÍNH DỰ TOÁN CHI PHÍ 45

4.1 DỰ TOÁN CHI PHÍ XÂY DỰNG BAN ĐẦU VÀ THIẾT BỊ 45

4.2 DỰ TOÁN CHI PHÍ VẬN HÀNH CỦA TRẠM 46

4.3 CHI PHÍ XỬ LÝ 1M3 NƯỚC SẠCH: 46

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

KẾT LUẬN 47

3000m 3 /ngày.đêm

KIẾN NGHỊ 47TÀI LIỆU THAM KHẢO 48PHỤ LỤC 49

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Huyện Côn Đảo 1

Hình 1.2 Thị trấn Côn Đảo 1

Hình 1.3 Hồ Quang Trung vào mùa khô 2

Hình 1.4 Hồ Quang Trung khi có nước 2

Hình 1.5 Sông Hương 7

Hình 1.6 Suối 7

Hình 1.7 Hồ An Hải huyện Côn Đảo 7

Hình 1.8 Hồ Quang Trung huyện Côn Đảo 7

Hình 2.1 Cấu tạo giếng khoan 15

Hình 2.2 Cấu tạo giàn mưa 16

Hình 2.3 Cấu tạo thùng quạt gió 16

Hình 2.4 Cấu tạo bể lắng ngang 17

Hình 2.5 Cấu tạo bể lắng đứng 18

Hình 2.6 Bể lắng đứng 18

Hình 2.7 Cấu tạo bể lắng ly tâm 19

Hình 2.8 Than Antraxit 20

Hình 2.9 Thạch anh 20

Hình 2.10 Sỏi 21

Hình 2.11 Đá mi, đá dăm 21

Hình 2.12 Cấu tạo bể lọc nhanh rửa lọc thuần túy 22

Hình 2.13 Sơ đồ nguyên tắc làm việc của bể lọc áp lực 24

Hình 2.14 Bể lọc áp lực 24

Hình 2.15 Vị trí xây dựng trạm xử lý 26

3000m 3 /ngày.đêm

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Chất lượng nước thô 27

Bảng 2.2 Chất lượng nước yêu cầu 27

Bảng 3.1 Thông số thiết kế giàn mưa 34

Bảng 3.2 Thông số thiết kế bể lọc nhanh 41

Bảng 3.3 Thông số thiết kế bể chứa nước sạch 43

Bảng 4.1 Dự toán chi phí vật tư thiết bị 45

MỞ ĐẦUTính cấp thiết của đề tài

Nước sinh hoạt là một nhu cầu không thể thiếu trong cuộc sống con người, nó gắn liền với đời sống của mỗi chúng ta Nước thiên nhiên không chỉ sử dụng để cấp cho ăn uống, sinh hoạt mà còn được sử dụng cho nhiều mục đích khác 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

Huyện Côn Đảo là một đảo cách xa đất liền bao quanh là biển Nguồn nước mặt cung cấp bởi hai hồ lớn song vào mùa khô thì nước trong các hồ cạn khô Nên nước giếng đã được người dân sử dụng từ xa xưa nhưng không đảm bảo vệ sinh Cộng thêm việc Côn Đảo ngày một phát triển về mọi mặt người dân từ các nơi ra nơi đây sinh sống và làm việc ngày càng tăng nên việc cung cấp nước sạch là vấn đề cấp thiết nhất Hằng năm có hàng trăm ngàn lượt khách du lịch đến với Côn Đảo và hàng ngàn lượt tàu bè của ngư dân cập bến cùng với việc định hướng và phát triển Côn Đảo thành một thành phố du lịch lớn trong những năm tới của Huyện cho thấy nước sạch là thứ không thể thiếu

Mục tiêu của đề tài

Đưa ra các phương án và thiết kế hệ thống xử lý nước cấp phù hợp với chất lượng nước nguồn và nhu cầu sử dụng nước của người dân, cán bộ sinh sống và làm việc trên huyện Côn Đảo và đạt tiêu chuẩn về chất lượng nước ăn uống của Bộ Y Tế (QCVN 01:2009/BYT) trước khi đến với người sử dụng

3000m 3 /ngày.đêm

Nội dung nghiên cứu

Mẫu nước ngầm được phân tích tại Viện Pasteur TP Hồ Chí Minh

Tìm hiểu về nhu cầu sử dụng nước của huyện Côn Đảo

Xác định đặc tính của nguồn nước bao gồm các chỉ tiêu lý hóa

Đề xuất hệ thống xử lý phù hợp với lưu lượng, nồng độ các chỉ tiêu đặc trưng của nước nguồn

Tính toán các công trình đơn vị của hệ thống

Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, vận hành trạm xử lý nước cấp

Phương pháp toán: Sử dụng các công thức toán học để tính toán các công trình đơn

vị trong trạm xử lý nước cấp, dự toán chi phí xây dựng và vận hành trạm

Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc các công trình đơn vị trong trạm xử lý nước cấp

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Xây dựng hệ thống xử lý nước cấp đặt tiêu chuẩn, giải quyết nhu cầu sử dụng nước sạch của người dân, phục vụ cho sự phát triển của huyện đảo

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ HUYỆN CÔN ĐẢO

Hình 1.2 Thị trấn Côn Đảo[2]

Hình 1.1 Huyện Côn Đảo[1]

3000m 3 /ngày.đêm

1.1.2 Địa hình

Quần đảo gồm mười sáu hòn đảo với tổng diện tích đất nổi là 76 km², trong đó đảo lớn nhất là đảo Côn Sơn Địa hình đảo này là vùng đồi núi, ưu thế bởi các dãy đá granit chạy từ phía tây nam đến đông bắc, che chở cho các vùng vịnh của đảo cả về hai phía khỏi những luồng gió mạnh Điểm cao nhất của quần đảo là đỉnh núi Thánh Giá trên đảo Côn Sơn (577 m) Địa chất quần đảo có tính đa dạng cao, từ đá mácma Mesozoi xâm nhập axít đến mácma phun trào axít và phun trào trung tính cùng các trầm tích Đệ tứ

1.1.3 Tính hình khí hậu

Khí hậu Côn Đảo mang đặc điểm á xích đạo - hải dương nóng ẩm, chia thành hai mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Nhiệt độ trung bình năm là 26,9 °C Tháng 5 oi bức, có lúc nhiệt

độ lên đến 34 °C Lượng mưa bình quân trong năm đạt 2.200 mm; mưa ít nhất vào tháng 1 Quần đảo Côn Đảo nằm ở vùng giao nhau giữa luồng hải lưu ấm từ phía nam

và luồng hải lưu lạnh từ phía bắc Nhiệt độ nước biển từ 25,7 °C đến 29,2 °C

1.1.4 Hiện trạng nguồn nước tại huyện

a, Nước mặt

Hiện tại ở huyện Côn Đảo nguồn nước mặt chủ yếu là nước hồ Huyện có 2 hồ lớn

là hồ An Hải diện tích 173.867,81 m2và hồ Quang Trung với diện tích là 116.503,23

m2

Đối với hồ Quang Trung lượng nước trong hồ thiếu sự ổn định Vào mùa khô vào các tháng 3, tháng 4, tháng 5 nước trong hồ cạn sát Do đó việc sử dụng lượng nước mặt trong hồ Quang Trung làm nguồn nước cấp là không khả thi

Còn đối với hồ An Hải do vị trí hồ nằm gần biển, có cửa thông với biển nên khi thủy triều lên nước biển xâm nhập vào hồ gây ra hiện tượng xâm nhập mặn tại đây Hồ còn nằm gần khu dân cư sinh sống, thường ngày thường có các hoạt động câu cá, dẫn đến việc hồ dễ nhiễm bẫn và phát sinh mùi gây bất lợi cho việc xử lý khi chọn làm nguồn nước cấp cho sinh hoạt ăn uống

Hình 1.4 Hồ Quang Trung khi có

nước[4]

Hình 1.3 Hồ Quang Trung vào

mùa khô[3]

b, Nước ngầm

Nước ngầm tại huyện đã được người dân sử dụng từ lâu nhưng chưa được xử lý đúng cách Các hộ dân ven núi đa phần đều có giếng khoan tại nhà Các bầu nước có trữ lượng tương đối cao Tập trung nhiều ở khu vực ven núi và hai hồ lớn Nguồn bổ sung chủ yêu là nước mưa và nước trong cái hồ thấm xuống lòng đất Nước giếng ở đây có nồng độ sắt tổng dưới 10mg/l Độ sâu vào khoảng 50 ~ 70 mét Hàm lượng cặn thấp không đáng kể

Vào mùa khô các giếng khoan của người dân vẫn có nước để sử dụng

Hiện tại ở huyện có hơn 20 giếng đang hoạt động phục vụ cho mục đích cấp nước vị trí các giếng được khoan xung quanh khu vực hồ Quang Trung, vào mùa khô từ tháng

3 đến khoảng tháng 5 lượng nước ở các giếng này vẫn đảm bảo được lượng nước để cung cấp cho người dân

Cho thấy lượng nước ngầm ở huyện dồi dào và sử dụng được cho mục đích cấp nước

c, Nhu cầu dùng nước của huyện

Huyện Côn Đảo vừa là một địa điểm du lịch nghỉ dưỡng ven biển vừa là một nơi neo đầu cũng như khai thác của một lượng lớn ngư dân

Hàng năm lượng khách du lịch đến Côn Đảo vào khoảng 200 – 250 nghìn người Lượng tàu bè neo đầu vào khoảng 5000 chiếc/năm Do đó nhu cầu sự dụng nước sạch rất cao phục vụ cho việc sinh hoạt, ăn uống của cư dân sinh sống trên đảo cũng như phục vụ cho sự phát triễn các ngành kinh tế mũi nhọn của huyện

a2, Hàm lượng cặn không tan

Hàm lượng cặn là một trong những chỉ tiêu cơ bản để chọn biện pháp xử lý đối với các nguồn nước mặt Hàm lượng cặn của nước nguồn càng cao thì việc xử lý càng phức tạp và tốn kém

Hàm lượng cặn của nước ngầm thường nhỏ (30 – 50mg/l), chủ yếu do cát mịn có trong nước gây ra Hàm lượng cặn của nước sông dao động rất lớn (20 – 5000mg/l), có khi lên tới 30000mg/l Cặn có trong nước sông là do các hạt cát, sét, bùn bị dòng nước xói rửa mang theo và các chất hữu cơ nguồn gốc động thực vật mục nát hòa tan trong nước

a3, Độ màu của nước

Màu của nước thiên nhiên do mùn, phiêu sinh vật, các sản phẩm từ sự thủy phân chất hữu cơ tạo ra Tuy nhiên một số ion kim loại hay nước thải công nghiệp cũng là nguyên nhân gây cho nước có mầu Màu sắc của nước ảnh hưởng nhiều tới thẩm mỹ khi sử dụng nước, làm ảnh hưởng tới chất lượng của sản phẩm khi sử dụng nước có màu trong sản xuất

a4, Mùi và vị của nước

Nước có mùi là do trong nước có các chất khí, các muối khoáng hòa tan, các hợp chất hữu cơ và vi trùng, nước thải công nghiệp chảy vào, các hóa chất hòa tan… Nước

có thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi cỏ lá, mùi clo, mùi phenol… Vị mặn, vị chua, vị chat, vị đắng…

a5, Độ đục

Độ đục trong nước là do các hạt rắn lơ lửng, các chất hữu cơ phân rã hoặc do các động thực vật sống trong nước gây nên Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sang trong nước, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp dưới nước, gây mất thẩm mũ khi sử dụng nước, ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm

b, Các chỉ tiêu hóa học

b1, Độ cứng của nước

Độ cứng của nước là biểu thị hàm lượng muối Canxi và Magiê trong nước vì các ion này sẽ kết tủa với một số khoáng chất trong nước tạo thành cặn trong nồi hơi, bình đun nước hoặc hệ thống dẫn nước Nước cứng là do trong nước có chứa các caction Canxi hoặc Magiê Các caction này thường có trong nước ngầm hoặc bề mặt chảy qua các khu vực có đá vôi Có thể phân biệt thành 3 loại độ cứng: độ cứng tạm thời, độ cứng vĩnh viễn, độ cứng toàn phần

Nước có độ cứng cao gây trở ngại cho sinh hoạt và sản xuất: giặt quần áo tốn xà phòng, nấu thức ăn lâu chín, gây đóng cặn nồi hơi, giảm chất lượng sản phẩm…

b2, Độ pH

Độ pH của nước được đặc trưng bởi nồng độ ion H+ trong nước Trong thiên nhiên

pH chi phối hầu hết các tiến trình sinh học trong nước, liên quan tính ăn mòn, tính tan của nước, pH chi phối hầu hết các quá trình xử lý: tạo bông, kết cợn, làm mềm, khử sắt, diệt khuẩn

b3, Độ kiềm

Độ kiềm trong nước tự nhiên là do các muối của axít yếu gây nên( có cả kiềm yếu

và kiềm mạnh) Độ kiềm trong nước cao có thể ảnh hưởng tới sự sống của các vi sinh vật trong nước, là nguyên nhân gây nên độ cứng của nước Trong kiểm soát ô nhiễm nước thì độ kiềm chỉ là tiêu chuẩn cần biết để tính toán cho quá trình trung hòa hoặc làm mềm nước, hoặc làm dung dịch đệm trung hòa axít sinh ra trong quá trình động tụ

b4, Clo

Clorua là anion chính trong nước thiên nhiên và nước thải Vị mặn của clorua thay đổi theo hàm lượng và thành phần hóa học của nước Với mẫu nước chứa 250mgCl/l người ta có thể nhận ra vị mặn Tuy nhiên khi nước có độ cứng cao, vị mặn lại khó nhận biết dù nước có chứa tới 1000mgCl/l Các nguồn nước ngầm có hàm lượng clorua lên tới 500-1000 mg/l có thể gây bệnh thận

b5, Sắt

Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại sưới dạng sắt (II) hòa tan các muối bicacbônat, sunfat, clorua, đôi khi dưới dạng keo của axit humit hoặc keo silic Nước ngầm có hàm lượng sắt cao, đôi khi lên tới 30mg/l hoặc cao hơn nữa Nước mặt chứa sắt(III) nhưng hàm lượng thường không cao Việc tiến hành khử sắt chủ yếu đối với các nguồn nước ngầm Khi trong nước có hàm lượng sắt >0.3 mg/l sẽ gây mùi tanh gây khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt, làm hư hỏng sản phẩm của ngành dệt, giấy, phim ảnh và làm giảm tiết diện vận chuyển nước của đường ống

3000m 3 /ngày.đêm

b6, Mangan

Trong nước ngầm, mangan thường ở dạng mangan(II) nhưng với hàm lượng nhỏ hơn sắt rất nhiều Với hàm lượng mangan >0.005mg/l đã gây ra tác hại cho việc sử dụng và vận chuyển nước như sắt Công nghệ khử mangan thường kết hợp với khử sắt trong nước

b7, Các hợp chất của axit silic

Các hợp chất của axit silic thường gặp ở dạng keo hay ion hòa tan trong nước Nồng

độ axit silic trong nước cao gây khó khăn cho việc khử sắt Trong nước cấp cho nồi hơi áp lực cao, có sự góp mặt của hợp chất axit silic rất nguy hiểm do cặn silicat lắng đọng trên thành nồi

c, 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 đó là: kiết lị, thương hàn, dịch tả, bại liệt…Việc xác định sự có mặt của các loại vi trùng gây bệnh này thường rất khó khăn và mất thời gian Do đó người ta áp dụng phương pháp xác định vi khuẩn đường ruột E.côli Sự có mặt của E.côli chừng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn phân rác và có khả năng tồn tại các vi trùng gây bệnh Số lượng vi khuẩn E.côli tương ứng với số lượng vi trùng có trong nước Việc xác định vi khuẩn E.côli đơn giản nhanh chóng nên chúng ta được chọn làm vi khuẩn đặc trưng để xác định mức độ ô nhiểm vi trùng gây bệnh trong nước

1.2.2 Các loại nguồn nước

a, Nguồn nước mặt

a1, Nguồn gốc nước mặt

Nước mặt là loại nguồn nước tồn tại lộ thiên trên mặt đất như nước song, suối, hồ, đầm, … Nguồn bổ cập cho nước mặt là nước mưa và trong một số trường hợp cả nước ngầm Nguồn nước mặt ở nước ta rất phong phú và được phân bố ở khắp mọi nơi Đây

là nguồn nước quan trọng được sử dụng vào mục đích cấp nước

a2, Đặc tính chung của nước mặt

 Nước sông:

Là nguồn nước chủ yếu để cấp nước

Nước sông có các đặc điểm sau:

 Giữa các mùa có sự chênh lệch tương đối

lớn về mực nước, lưu lượng, hàm lượng cặn

và nhiệt độ nước

 Hàm lượng muối khoáng và sắt nhỏ nên

rất thích hợp sử dụng cho công nghiệp giấy,

dệt và nhiệt điện

 Độ đục cao nên việc xử lý phức tạp và

tốn kém

 Nước sông cũng chính là nguồn tiếp nhận

nước mưa và các loại nước thải vì vậy nó chịu ảnh hưởng trực tiếp của môi trường bên ngoài So với nước ngầm, nước mặt thường có độ nhiễm bẩn cao hơn

 Nước suối

Đặc điểm nổi bật của nước suối là không ổn

định về chất lượng nước, mực nước, lưu lượng,

vận tốc dòng chảy giữa mùa lũ và mùa kiệt Về

mùa lũ, nước suối thường đục và có những dao

3000m 3 /ngày.đêm

b, Nguồn nước ngầm

b1, Nguồn gốc của nước ngầm

Nước mưa, nước mặt và hơi nước trong không khí ngưng tụ lại thẩm thấu vào lòng đất tạo thành nước ngầm Nước ngầm được giữ lại hoặc chuyển động trong các lỗ rỗng hay khe nứt của các tầng đá tạo nên tầng ngậm nước Khả năng ngậm nước của các tầng đá phụ thuộc vào độ nứt nẻ Các loại đất sét, hoàng thổ không chứa nước Ở nước

ta, một số nơi phát hiện nước ngầm phong phú trong các tầng trầm tích biển, trầm tích sông và trong tầng đá vôi nứt nẻ

 Các trạng thái tồn tại của nước ngầm:

 Ở thể khí: cùng với không khí nằm trong các lỗ hổng của đất đá

 Ở thể bám chặt: bao quanh các hạt đất bằng một lớp rất mỏng, gắn chặt với đất bằng các lực dính, ở điều kiện bình thường không thể tách ra được

 Ở thể màng mỏng: nằm bao quanh các phần tử đất cát bằng lực phân tử, có thể

di chuyển trong lòng đất dưới ảnh hưởng của lực phân tử nhưng không thể truyền được áp suất

 Nước mao dẫn: chứa đầy trong các lỗ hổng nhỏ của đất, chịu tác dụng của sức căng mặt ngoài và trọng lực Nước mao dẫn có thể di chuyển trong đất và có thể truyền được áp suất Vùng nước mao dẫn nằm trên mực nước trọng lực

 Nước trọng lực hay nước thấm: chứa đầy trong các lỗ hổng của đất, chuyển động dưới tác dụng của trọng lực và có thể truyền được áp suất

Trong các dạng trên chỉ có nước thấm là có trữ lượng đáng kể và có khả năng khai thác được

b2, Đặc tính chung của nước ngầm

Nước ngầm của nước ta được phân bố gần như khắp mọi nơi và nằm ở độ sâu không lớn Tầng chứa nước rất dày, trung bình 15 – 30m, có nhiều nơi tới 50 – 70m

Do nước ngầm nằm sâu trong lòng đất và được bảo vệ bởi các tầng cản nước nên nước ngầm ở nước ta có chất lượng tốt: hàm lượng cặn nhỏ, ít vi trùng, nhiệt độ ổn định, công nghệ xử lý nước đơn giản nên giá thành sản xuất nước rẻ

Tùy thuộc vào hóa địa của tầng chứa nước và chất lượng của nguồn bổ cập mà trong nước ngầm thường có hàm lượng muối khoáng lớn, nhất là các muối cứng, nếu dùng để cấp nước cho nồi hơi, thường phải làm mềm

Đặc điểm nổi bật của nước ngầm là có hàm lượng sắt tương đối lớn, đặc biệt là sắt hóa trị hai Ở một số vùng, trong nước ngầm còn chứa một lượng mangan đáng kể Công nghệ xử lý nước ngầm chủ yếu là khử sắt, đôi khi kèm theo cả khử mangan, silic,…

Nước ngầm vùng ven biển thường bị nhiễm mặn, nếu sử dụng để cấp nước thì việc

xử lí sẽ rất khó khăn, tốn kém Các vùng ven biển ở nước ta như Hải Phòng, Thái

Bình, Nam Định, … mặc dù nguồn nước ngầm rất dồi dào nhưng lại bị nhiễm mặn nên cần phải sử dụng nước mặt làm nguồn cung cấp nước Nước ngầm trong các tầng đá vôi nứt nẻ phần lớn có chất lượng rất tốt nước ngầm mạch sâu được các tầng trên bảo

vệ nên ít bị nhiễm bẩn bởi các hợp chất hữu cơ và li trùng Nước ngầm cũng vì thế mà nhiệt độ ổn định (18 – 27oC) So với nước mặt, nước ngầm ấm vào mùa rét và mát về mùa nóng, ngoài ra nước ngầm thường được khai thác phân tán ít ảnh hưởng khi có chiến tranh, các khu xử lý phân bố đều, mạng lưới đường ống ít tốn kém

b3, Thành phần, tính chất nước ngầm

Thành phần chất luợng của nuớc ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc của nuớc ngầm,cấu trúc dịa hình của khu vực và chiều sâu dịa tầng nơi khai thác nuớc Ở các khuvực duợc bảo vệ tốt, ít có nguồn thải gây nhiễm bẩn, nuớc ngầm nói chung được đảm bảo về mặt vệ sinh và chất luợng khá ổn dịnh Nguời ta chia làm 2 loại khácnhau: Nước ngầm hiếu khí.Thông thuờng nuớc có oxy có chất luợng tốt, có truờng hợp không cần xử lý màcó thể cấp trực tiếp cho nguời tiêu thụ Trong nuớc có oxy sẽ không có các chất khử như H2S,CH4,NH4+,…

Nước ngầm yếm khí.Trong quá trình nước thấm qua các tầng đá , oxy bị tiêu thụ Khi lượng oxy hòa tan trong nước bị tiêu thụ hết, các chất hòa tan như Fe2+

, Mn2+ sẽ được tạo thành.Mặt khác các quá trình khử NO3- -> NH4+;SO42- -> H2S;CO2 -> CH4cũng xảy ra

 Các ion trong nước ngầm

 Ion Canxi Ca2+

Nước ngầm có thể chứa Ca2+ với nồng độ cao.Trong đất thường chứa nhiều CO2 do quá trình trao đổi chất của rễ cây và quá trình thủy phân các tạp chất hữu cơ dưới tác động của vi sinh vật.Khí CO2 hòa tan trong nước mưa theo phản ứng sau:

CO2 + H2O -> H2CO3Axít yếu sẽ thấm sâu xuống đất và hòa tan canxicacbonat tạo ra ion Ca2+

2H2CO3 + 2CaCO3 -> Ca(HCO3)2 + Ca2+ + 2HCO3-

 Ion magie Mg2+

Nguồn gốc của các ion Mg2+ trong nước ngầm chủ yếu từ các muối magie silicat và CaMg(CO3)2, chúng hòa tan chậm trong nước chứa khí CO2 Sự có mặt Ca2+ và Mg2+tạo nên độ cứng của nước

 Ion Na+

Sự hình thành của Na+ trong nước chủ yếu theo phương trình phản ứng sau:

2NaAlSi3O3 + 10H2O -> Al2Si2(OH)4 + 2Na+ + 4H4SiO3

Na+ cũng có thể có nguồn gốc từ NaCl, Na2SO4 là những muối có độ hòa tan lớn trong nước biển

3000m 3 /ngày.đêm

 Ion NH4+

Các ion NH4+ có trong nước ngầm có nguồn gốc từ các chất thải rắn và nước sinh hoạt,nước thải công nghiệp,chất thải chăn nuôi,phân bón hóa học và quá trình vận động của nitơ

 Ion bicacbonat HCO3-

Được tạo ra trong nước nhờ quá trình tan đá vôi khi có mặt khí CO2

CaCO3 + CO2 + H2O ->Ca2+ + 2HCO3

Fe3+ và kết tủa thành các bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ.Vì vậy,khi vừa bơm ra khỏi giếng, nước thường trong và không màu, nhưng sau một thời gian để lắng trong chậu

và cho tiếp xúc với không khí, nước trở nên đục dần và đáy chậu xuất hiện cặn màu đỏ hung

Trong các nguồn nước mặt sắt thường tồn tại thành phần của các hợp chất hưu cơ Nước ngầm trong các giếng sâu có thể chứa sắt ở dạng hóa trị II của các hợp chất sunfat và clorua Nếu trong nước tồn tại đồng thời đihyđrosunfua (H2S) và sắt thì sẽ tạo ra cặn hòa tan sunfua sắt FeS Khi làm thoáng khử khí CO2, hyđrocacbonat sắt hóa trị II sẽ dễ dàng bị thủy phân và bị oxy hóa để tạo thành hyđroxyt sắt hóa trị III

4Fe2+ + 8HCO3- + O2 + 2H2O –> 4Fe(OH)3 + 8CO2Với hàm lượng sắt cao hơn 0.5mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt, làm hỏng sản phẩm của các ngành dệt may, giấy, phim ảnh, đồ hộp, trên giàn làm nguội trong các bể chứa, sắt hóa trị II bị oxy hóa thành sắt hóa trị III,tạo thành bông cặn, các cặn sắt kết tủa có thể làm tắc hoặc giảm khả năng vận chuyển của các ống dẫn nước Đặc biệt là có thể gây nổ nếu nước đó dùng làm nước cắp cho nồi hơi.Một số ngành công nghiệp có yêu cầu nghiêm ngặt đối với hàm lượng sắt như dệt,giấy,sản xuất phim ảnh…

Nước có chứa ion sắt,khi trị số pH<7.5 là diều kiện thuận lợi để vi khuẩn sắt phát triển trong các đường ống dẫn,tạo ra cặn lắng gồ ghề bám vào thành ống làm giảm khả năng vận chuyển và tăng sức cản thủy lực của ống

 Ion mangan

Mangan thường tồn tại song song với sắt ở dạng ion hóa trị II trong nước ngầmvà dạng keo hữu cơ trong nước mặt Do vậy việc khử mangan thường được tiếnhành đồng thời với khử sắt Các ion mangan cũng được hòa tan trong nước từ cáctầng đất đá ở điều kiện yếm khí như sau:

6MnO2 + 12H+ -> 6Mn2+ +3O2 +6H2O Mangan II hòa tan khi bị oxy hóa sẽ chuyển dần thành mangan IV ở dạnghydroxyt kết tủa, quá trình oxy hóa diễn ra như sau:

2Mn(HCO3)2 + O2 + 6H2O -> 2Mn(OH)4 + 4HCO3Khi nước ngầm tiếp xúc với không khí trong nước xuất hiện cặn hydroxyt sắt sớm hơn vì sắt dễ bị oxy hóa hơn mangan và phản ứng oxy hóa sắt bằng oxy hòa tantrong nước xảy ra ở trị số pH thấp hơn so với mangan Cặn mangan hóa trị cao làchất xúc tác rất tốt trong quá trình oxy hóa khử mangan cũng như khử sắt Cặnhydroxyt mangan hóa trị IV Mn(OH)4có màu hung đen Trong thực tế cặn và chất lắng đọng trong đường ống, trên các công trình là dohợp chất sắt và mangan tạo nên Vì vậy, tùy thuộc vào tỷ số của chúng, cặn có thể có mà từ hung đỏ đến màu nâu đen.Với hàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5 mg/l Tuy nhiên, với hàm lượngmangan trong nước lớn hơn 0,1 mg/l sẽ gây nhiều nguy hại trong việc sử dụnggiống như trường hợp nuớc chứa sắt với hàm lượng cao

- Các chất khí hòa tan trong nuớc ngầm

 O2 hòa tan

Tồn tại rất ít trong nước ngầm Tùy thuộc vào nồng độ của khí oxy trong nước ngầm, có thể chia nước ngầm thành 2 nhóm chính sau:

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

bị tiêu thụ, khi lượng oxy bị tiêu thụ hết, các chất hòa tan như Fe2+, Mn2+ sẽ tạo thànhnhanh hơn

- Nước dư luợng oxy hòa tan: trong nước có oxy sẽ không có các chất khử như

NH4+, H2S, CH4 Ðó chính là nước ngầm mạch nông Thường khi nước có dư lượng oxy sẽ có chất luợng tốt Tuy nhiên, nuớc ngầm mạch nông phụ thuộc nhiều vào nguồn nước mặt, nếu nước mặt bị ô nhiễm thì nó cũng sẽ bị ảnh hưởng

 H2S

Hydrosunfua được tạo thành trong điều kiện yếm khí từ các hợp chất humic với sự tham gia của vi khuẩn

Nước ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do các tác động của con người như phân bón,chất thải hóa học, nước thải sinh hoạt và công nghiệp, hóa chất bảo vệ thực vật

Do vậy các khu vực khai thác nước ngầm cấp cho sinh hoạt và công nghiệp cần phảiđược bảo vệ cẩn thận, tránh bị nhiễm bẩn nguồn nước Ðể bảo vệ nguồn nước ngầmcần khoanh vùng khu vực bảo vệ và quản lý, bố trí các nguồn thải ở khu vực xungquanh

Tóm lại, trong nước ngầm có chứa các cation chủ yếu là Na+, Ca2+,Mn2+, NH4+ và các anion HCO3-, SO42-, Cl-

Trong đó các ion Ca2+

, Mg2+ chỉ tồn tạitrong nước ngầm khi nước này chảy qua tầng đá vôi Các ion Na+,Cl- ,SO42- cótrong nước ngầm trong các khu vực gần bờ biển, nước bị nhiễm mặn Ngoài ra,trong nước ngầm có thể có nhiều nitrat do phân bón hóa học của người dân sử dụngquá liều lượng cho phép Thông thường thì nước ngầm chỉ

có các ion Fe2+,Mn2+,khí CO2, còn các ion khác đều nằm trong giới hạn cho phép của TCVN đối với nước cấp cho sinh hoạt

1.2.3 Chất lượng nước yêu cầu

Mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước dùng để ăn uống được quy định ở QCVN 01:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuât quốc gia về chất lượng nước ăn uống Chi

tiết cụ thểtại phụ lục 1

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM

2.1 CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG XỬ LÝ NƯỚC NGẦM

2.1.1 Quá trình làm thoáng

Mục đích làm thoáng là làm giàu oxy cho nước và tăng pH cho nước

Làm thoáng trước để khử CO2, hòa tan O2 và nâng giá trị pH của nước Công trình làm thoáng được thiết kế với mục đích chính là khử CO2 vì lượng CO2 trong nước cao

sẽ làm giảm pH mà môi trường pH thấp không tốt cho quá trình oxy hoá Fe Sau khi làm thoáng ta sẽ châm hóa chất để khử Fe có trong nước Hóa chất sử dụng ở đây là Clo – một chất oxy hóa mạnh để oxy hóa Fe, các chất hữu cơ có trong nước, Mn, H2S Ngoài ra để tạo môi trường thuận lợi cho quá trình oxy hóa Fe thì ta phải cho thêm vôi cùng với clo Mục đích cho thêm vôi là để kiềm hóa nước giúp cho tốc độ phản ứng oxy hóa Fe diễn ra nhanh hơn

Có thể làm thoáng tự nhiên hoặc làm thoáng nhân tạo

2.1.2 Clo hóa sơ bộ

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

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

 Oxy hóa sắt hòa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo thành các kết tủa tương ứng

 Oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu

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

Clo hóa sơ bộ có tác dụng ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu trong bể phản ứng tạo bông cặn và bể lắng, phá hủy tế bào của các vi sinh sản ra chất nhầy nhớt trên mặt

bể lọc, làm tăng thời gian của chu kì lọc

2.1.3 Quá trình khuấy trộn hóa chất

Phân tán nhanh, đều phèn và các hóa chất khác vào nước cần xử lý

2.1.4 Quá trình keo tụ vàtạo bong

Mục đích: tạo điều kiện và thực hiện quá trình dính kết các hạt cặn keo phân tán thành bông cặn lớn có khả năng lắng lọc và lọc với tốc độ cho phép

Mục đích của bể lắng là nhằm lắng cặn nước, làm sạch sơ bộ trước đi đư nước vào

bể lọc để hoàn than quá trình làm trong nước Trong thực tế thường dùng các loại bể lắng sau tùy thuộc vào công suất và chất lượng nước mà người ta sử dụng:

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

 Giếng khoan hoàn chỉnh, không áp

 Giếng khoan không hoàn chỉnh, không áp

 Giếng khoan hoàn chỉnh, có áp

 Giếng khoan không hoàn chỉnh có áp

Cấu tạo giếng khoan gồm:

Là công trình thu nước ngầm mạch nông, thường không áp đôi khi áp lực yếu, chỉ

áp dụng đối với các điểm dùng nước nhỏ hoặc hộ gia đình lẻ

3000m 3 /ngày.đêm

2.2.3 Các công trình làm thoáng

a, Làm thoáng bằng giàn mƣa đơn giản:

Làm thoáng tự nhiên Khử đƣợc 75 – 80% CO2, tăng DO (55% DO bão hòa)

Cấu tạo dàn mƣa gồm:

Hình 2.2 Cấu tạo giàn mƣa [10]

Hình 2.3 Cấu tạo thùng quạt gió [11]

2.2.4 Các công trình lắng

a, Bể lắng ngang

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

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

/ngàyđêm

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

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

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

tự lắng xuống, các hạt còn lại bị dòng nước cuốn lên trên, kết dính với nhau ( trường

3000m 3 /ngày.đêm

hợp có sử dụng chất keo tụ) trở thành hạt có kích thước lớn dần, đến khi trọng lực đủ lớn, thắng lực đẩy của nước thì chúng sẽ tự lắng xuống

Bể lắng đứng được chia thành hai vùng: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở trên và vùng chứa, nén cặn có dạng hình côn ở phía dưới, cặn được đưa ra ngoài theo chu kỳ bằng ống qua van xả cặn

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

Hình 2.5 Cấu tạo bể lắng đứng [13]

Hình 2.6 Bể lắng đứng [14]

nguyên tắc từ phía tâm bể ra phía

ngoài và từ dưới lên trên Bể có hệ

thống gạt bùn đáy nên không yêu

cầu có độ dốc lớn nên chiều cao

của bể chỉ cần khoảng 1.5 – 3.5m,

thích hợp với khu vực có mực nước

ngầm cao, bể có thể hoạt động liên

tục vì việc xả cặn có thể tiến hành

song song với quá trình hoạt động

của bể Tốc độ của dòng nước giảm

dần từ phía trong ra ngoài, ở vùng

trong do tốc độ lớn nên các hạt cặn

khó lắng hơn, đôi khi xuất hiện chuyển động khối Mặt khác, phần nước trong chỉ được thu bằng hệ thống máng vòng xung quanh bể nên thu nước khó đều Ngoài ra hệ thống gạt bùn cấu tạo phức tạp và làm việc trong điểu kiện ẩm ướt nên chóng bị hư hỏng

d, Bể lắng lớp mỏng

Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang thông thường, nhưng khác với bể lắng ngang là trong vùng lắng của bể lắng lớp mỏng được đặt thêm các bản vách ngăn bằng thép không gỉ hoặc bằng nhựa Các bản vách ngăn này nghiêng một góc 450 ÷ 600 so với mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau Do có cấu tạo thêm các bản vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu suất cao hơn so với bể lắng ngang Diện tích bể lắng lớp mỏng giảm 5,26 lần so với bể lắng ngang thuần túy

e, Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng có ưu điểm là không cần xây dựng bể phản ứng, bởi vì quá trình phản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong điều kiện keo tụ tiếp xúc, ngay trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn ít diện tích xây dựng hơn Tuy nhiên, bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, kỹ thuật vận hành cao Vận tốc nước đi từ dưới lên ở vùng lắng nhỏ hơn hoặc bằng 0,85 mm/s

và thời gian lưu nước khoảng 1,5 – 2 giờ

Hình 2.7 Cấu tạo bể lắng ly tâm [15]

3000m 3 /ngày.đêm

2.2.5 Bể lọc

Bể lọc được dung để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước tùy thuộc vào yêu cầu đối với chất lượng nước của các đối tượng dùng nước Quá trình lọc nước 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 ( ≤ 3mg/l)

Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại, làm tốc độ lọc giảm dần Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc Bể lọc luôn luôn phải hoàn nguyên Chính vì vậy quá trình lọc nước được đặc trưng bởi thông số cơ bản: Tốc độ lọc và chu kỳ lọc Tốc độ lọc là lượng nước được lọc qua một đơn vị diện tích bề mặt của bể lọc trong một đơn vị thời gian (m/h) Chu kỳ lọc là khoảng thời gian giữa hai lần rửa lọc T (h)

a, Vật liệu lọc:

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

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

Hình 2.9 Thạch anh [16] Hình 2.8 Than Antraxit [17]

Theo chiều của dòng nước: Bể lọc xuôi, bể lọc ngược, bể lọc hai chiều

Theo số lượng lớp vật liệu lọc: Bể lọc một lớp, bể lọc hai lớp…

Theo cỡ hạt lớp vật liệu lọc: Bể lọc hạt nhỏ ( d < 0.4mm), hạt vừa ( d = 0.4 – 0.8mm), hạt thô ( d > 0.8mm)

Hình 2.10 Sỏi Hình 2.11 Đá mi, đá

dăm

3000m 3 /ngày.đêm

d, Bể lọc nhanh:

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

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

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

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

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

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

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

Hình 2.12 Cấu tạo bể lọc nhanh rửa lọc thuần túy [18]

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

Rửa lọc gồm 4 bước:

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

bể lọc

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

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

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

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

ngay sau rửa lọc không đảm bảo

Bể lọc chậm đạt được hiệu quả cao trong việc loại bỏ cặn bẩn lơ lửng vì vật liệu lọc

là các hạt cát mịn nhưng chỉ áp dụng đối với nguồn nước có độ đục dưới 50mg/l, trường hợp nước có độ đục cao hơn cần có xử lý sơ bộ trước khi đưa vào bể lọc chậm ( lắng keo tụ, lọc nhanh…), nếu nguồn nước bị nhiễm bẩn rong tảo cần có biện pháp ngăn ngừa

Nguyên lý làm việc của bể lọc chậm: Trước khi cho bể hoạt động cần đưa nước dâng dần từ dưới lên để đuổi hết không khí ra khỏi lớp cát lọc Khi nước dâng cao hơn mặt cát lọc 20 – 30cm thì ngừng cấp nước và cho nước nguồn vào bể đến độ cao thiết

kế Điều chỉnh tốc độ lọc cho bể làm việc theo đúng tốc độ tính toán Trong quá trình lọc, cặn bẩn trong nước thô sẽ được tích lũy ở lớp màng mỏng trên cùng của lớp vật liệu lọc, tạo thành lớp màng làm giảm khe rỗng giữa các hạt vật liệu lọc làm tổn thất

áp lực tăng lên, đến khi đạt giới hạn nhất định cần ngừng vận hành và tiến hành rửa lọc Mức độ tổn thất áp lực càng tăng khi hàm lượng cặn trong nước càng lớn, vận tốc lọc càng cao và kích thước hạt vật liệu càng nhỏ Tổn thất áp lực của bể lọc thường được tính bằng thực nghiệm

Bể lọc chậm có thể rửa bằng thủ công hoặc bán cơ giới

Xả bỏ khí dư trước khi thực hiện quá trình lọc áp lực

Có 2 điểm khác biệt bể lọc nhanh:

- Động lực cho quá trình lọc và rửa lọc đều bằng máy bơm

- Sử dụng hệ thống valve để chọn chế độ làm việc

Hình 2.13 Sơ đồ nguyên tắc làm việc của bể lọc áp lực [19]

1 Ống nước vào bể; 2 Ống nước đã lọc; 3 Ống nước ra bể; 4 Ống

tháo nước rửa; 5 Ống xả nước lọc đầu; 6 Mương thoát nước

Hình 2.14 Bể lọc áp lực [20]

f2, Rửa lọc

Bước 1: Xác định thời điểm rửa lọc bằng cách quan sát áp suất trên đồng hồ áp Bước 2: Cho khí, nước hoặc dòng khí + nước qua hệ thống phân phối nước rửa lọc ngược chiều với chiều lọc Quá trình rửa lọc được thực hiện đến khi nước trong rồi dừng lại Cường độ dửa từ 2 – 20l/s.m2

Bước 3: Cho bể làm việc lại theo chế độ lọc

Bước 4: xả bỏ lượng nước ban đầu trong khoảng 10 phút vì chất lượng nước lọc ngay sau khi rửa lọc không đảm bảo

3000m 3 /ngày.đêm

2.3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

2.3.1 Lựa chọn nước nguồn

Các nguyên tắc lựa chọn nước nguồn:

- Chọn nơi có lưu lượng dồi dào, đủ cung cấp trong mọi tình huống (khô hạn, nhiễm mặn )

- Chất lượng đạt yêu cầu, khả năng bị ô nhiễm trong tương lai?

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

- Chi phí cho nhà máy xử lý nước mặtthường thấp hơn nước ngầm, công nghệcũng đơn giản hơn nhưng nước mặt lạidễ bị ô nhiễm hơn

- Cần quan tâm đến các chỉ tiêu: pH, cặn lơ lững, độ màu, sulfat, chlorua, vi sinh, tổng nitơ, tổng photpho

- Ở các vùng hẻo lánh, dân cư thưa, nông thôn, chọn nguồn nước ngầm có ưu thế hơn

Dựa vào các nguyên tắc trên, điều kiện tự nhiên, phân bố dân cư ở huyện Côn Đảo chọn nước ngầm làm nguồn cấp nước cho huyện do:

- Nước mặt ở các hồ tại đảo còn ít và thường bị khô vào mùa hạn

- Dân cư tập trung quanh các khu vực hồ, động cát quanh hồ thưa thớt, ít đường giao thông chính thuận lợi cho việc xây dựng trạm xử lý nước ngầm

- Qua phân tích nước mẫu tại các giếng quan trắc cho thấy công nghệ xử lý đơn giản, chi phí thấp

- Vào mùa khô các giếng khoan của người dân vẫn có nước để sử dụng

- Hiện tại ở huyện có hơn 20 giếng đang hoạt động phục vụ cho mục đích cấp nước vị trí các giếng được khoan xung quanh khu vực hồ Quang Trung, vào mùa khô từ tháng 3 đến khoảng tháng 5 lượng nước ở các giếng này vẫn đảm bảo được lượng nước để cung cấp cho người dân

- Cho thấy lượng nước ngầm ở huyện dồi dào và sử dụng được cho mục đích cấp nước

2.3.2 Lựa chọn địa điểm xây dựng trạm xử lý

Do sử dụng nước ngầm nên vị trí các

giếng khoan được đặt gần khu vực hồ

Quang Trung, đặc điểm khu vực xung

quanh hồ có nhiều khu vực có độ cao lý

tưởng để xây dựng trạm xử lý, xa khu

dân cư thuận lợi cho việc đặt đường ống