MỞ ĐẦU Nước – tài nguyên quý giá. Nước đóng vai trò quan trọng đối với sự sống của con người và sinh vật. Nước cũng là yếu tố không thế thiếu trong hầu hết các quá trình của sự sống. Là thành phần không thể thiếu trong cấu trúc tế bào, chiếm khoảng 6070% trọng lượng của cơ thể người (thậm trí lên tới 99% đối với loài sứa), nước phân phối ở khắp nơi như máu, cơ bắp, não bộ, phổi, xương khớp.... Các nghiên cứu đã chứng minh, con người có thể chịu đựng đói ăn trong vài tháng, nhưng thiếu nước trong vài ngày là đã có nguy cơ tử vong. Theo Luật Tài nguyên nước của nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam đã quy định: Tài nguyên nước bao gồm các nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đất, nước biển thuộc lãnh thổ nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam . Ngoài ra nước là động lực chủ yếu chi phối mọi hoạt động dân sinh kinh tế của con người. Nước được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, thuỷ điện, giao thông vận tải, chăn nuôi thuỷ sản v.v.. Do tính chất quan trọng của nước như vậy nên UNESCO lấy ngày 223 làm ngày “Nước thế giới”. Với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, áp lực từ sự gia tăng dân số không ngừng và nhu cầu sử dụng lớn trong mọi ngành nghề kinh tế, xã hội, nhu cầu sử dụng nước, đặc biệt là nước sạch ngày một gia tăng. Tuy nhiên , do ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên và hoạt động của con người mà nguồn nước sạch ở một số địa phương trở nên khan hiếm. Điển hình như xã Tân Thuận, huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận, vấn đề nhiễm phèn đang trở nên nhức nhối đối với cả người dân và nhà quản lý. Và câu hỏi đặt ra là phải làm thế nào để cung cấp đủ nước sạch cho cuộc sống của người dân và đảm bảo nguồn nước cho phát triển trong tương lai? Trước thực trạng cấp bách đó, bài báo cáo:” Đề xuất hệ thống xử lý nước nhiễm phèn quy mô hộ gia đình tại xã Tân Thuận, Hàm Thuận Nam, Bình Thuận” sẽ đưa ra một số hệ thống , công nghệ xử lý nước phù hợp với quy mô và đặc điểm nước nhiễm phèn tại xã Tân Thuận, Hàm Thuận Nam, Bình Thuận.
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG -o0o - ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG TÊN ĐỀ TÀI ĐỀ XUẤT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM PHÈN QUY MƠ HỘ GIA ĐÌNH TẠI Xà TÂN THUẬN, HÀM THUẬN NAM, BÌNH THUẬN TP.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2014 LỜI CẢM ƠN Trong q trình thực mơn Đồ án Kỹ thuật Mơi trường này, em nhận giúp đỡ tận tình giáo hướng dẫn Vì việc nghiên cứu kiện thực tế phối hợp với lý thuyết học thuận lợi Nhóm em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới …………… dạy nhiệt tình giúp nhóm em có lượng kiến thức làm tảng để thực báo cáo Trong trình thực báo cáo, hạn chế mặt kiến thức lực chủ quan Nên tránh khỏi thiếu sót, nhóm em mong nhận ý kiến đóng góp từ bạn để đề tài hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Chỉ tiêu chất lượng nước sinh hoạt, QCVN 02: 2009/BYT Bảng 3.3 So sánh quy trình cơng nghệ DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Xã Hàm Thuận, Huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận Hình 1.2 Giếng nước bị nhiễm phèn Hình 3.1 Sơ đồ khối công nghệ xử lý nước theo quy mô hộ gia đình Hình 3.2 Bể xử lý nước nhiễm phèn Hình 3.3 Sơ đồ khối cơng nghệ xử lý tập trung MỞ ĐẦU Nước – tài nguyên quý giá Nước đóng vai trị quan trọng sống người sinh vật Nước yếu tố không thiếu hầu hết trình sống Là thành phần khơng thể thiếu cấu trúc tế bào, chiếm khoảng 60-70% trọng lượng thể người (thậm trí lên tới 99% loài sứa), nước phân phối khắp nơi máu, bắp, não bộ, phổi, xương khớp Các nghiên cứu chứng minh, người chịu đựng đói ăn vài tháng, thiếu nước vài ngày có nguy tử vong Theo Luật Tài nguyên nước nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam quy định: " Tài nguyên nước bao gồm nguồn nước mặt, nước mưa, nước đất, nước biển thuộc lãnh thổ nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam " Ngoài nước động lực chủ yếu chi phối hoạt động dân sinh kinh tế người Nước sử dụng rộng rãi sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, thuỷ điện, giao thông vận tải, chăn nuôi thuỷ sản v.v Do tính chất quan trọng nước nên UNESCO lấy ngày 22/3 làm ngày “Nước giới” Với phát triển không ngừng khoa học công nghệ, áp lực từ gia tăng dân số không ngừng nhu cầu sử dụng lớn ngành nghề kinh tế, xã hội, nhu cầu sử dụng nước, đặc biệt nước ngày gia tăng Tuy nhiên , ảnh hưởng điều kiện tự nhiên hoạt động người mà nguồn nước số địa phương trở nên khan Điển xã Tân Thuận, huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận, vấn đề nhiễm phèn trở nên nhức nhối người dân nhà quản lý Và câu hỏi đặt phải làm để cung cấp đủ nước cho sống người dân đảm bảo nguồn nước cho phát triển tương lai? Trước thực trạng cấp bách đó, báo cáo:” Đề xuất hệ thống xử lý nước nhiễm phèn quy mơ hộ gia đình xã Tân Thuận, Hàm Thuận Nam, Bình Thuận” đưa số hệ thống , công nghệ xử lý nước phù hợp với quy mô đặc điểm nước nhiễm phèn xã Tân Thuận, Hàm Thuận Nam, Bình Thuận CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Xà TÂN THUẬN, HUYỆN HÀM THUẬN NAM, TỈNH BÌNH THUẬN 1.1 Đặc điểm tự nhiên kinh tế- xã hội 1.1.1 Vị trí địa lý Tân Thuận xã thuộc huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận, Việt Nam Tọa độ địa lý 10o46’12”B – 107o52’10”Đ Phía Bắc giáp với xã Tân Lập, huyện Hàm Thuận Nam Phía Nam giáp với biển Đơng Phía Đơng giáp với xã Tân Thành, Thuận Quý, Hàm Minh thuộc Hàm Thuận Nam Phía Tây giáp với xã Tân Hải, huyện Hàm Tân Xã Tân Thuận có diện tích 65,71 km² [1] Hình 1.1 Xã Hàm Thuận, Huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận 1.1.2 Điều kiện kinh tế- xã hội Dân số cũa xã 11677 người Xã Tân Thuận xã khó khăn huyện Hàm Thuận Nam Ngồi sản xuất nơng nghiệp, ni trồng đánh bắt hải sản mạnh vùng, đặc biệt nuôi tôm… Nghề làm muối đầu tư phát triển mạnh, dự án lớn đời triển khai xây dựng, đưa vào hoạt động kinh doanh góp phần cung ứng lượng muối cần thiết cho người dân địa phương vùng lân cận 1.2 Hiện trạng nhiễm phèn vùng nghiên cứu Thực trạng nước bị nhiễm bẩn xã kéo dài hàng chục năm Ngày ngày, hàng ngàn hộ dân phải lọc nước phèn phương pháp thủ công để sinh hoạt, dù tốn thời gian Để có lượng nước tương đối phèn phục vụ cho sinh hoạt gia đình tắm rửa, giặt giũ, số hộ dân phải sử dụng hệ thống lọc phèn bình lọc tự chế qua cát Nhưng nước lọc xong sử dụng để nấu ăn, uống Phần lớn hộ dân Tân Thuận phải mua nước uống, bình 10.000 đồng Năm 2009, Trung tâm Nước vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh UBND huyện Hàm Thuận Nam làm việc với địa phương để xây dựng nhà máy nước Tuy nhiên kế hoạch khởi công nhà máy bị kéo dài vướng đền bù giải tỏa Từ năm 2009, UBND tỉnh giao trung tâm phối hợp với huyện Hàm Thuận Nam đầu tư nhà máy nước xã Tân Thuận Qua trình khảo sát, trung tâm chọn địa điểm xây nhà máy nước thôn Hiệp Nhơn Năm 2012, tiến hành điều chỉnh áp giá đền bù đất để chuẩn bị khởi cơng, có hộ dân đến chưa đồng ý giá đền bù quan chức Do vậy, thời gian tới huyện dùng biện pháp theo quy định pháp luật để cơng trình thực theo tiến độ Dự kiến, nhà máy nước xã Tân Thuận khởi công vào năm 2014 Tuy đến thời điểm (gần cuối năm 2014) nhà máy chưa xây dựng xong chưa đủ kinh phí Do vậy, nước nhu cầu bách nhân dân xã Tân Thuận.[2] Hình 1.2 Giếng nước bị nhiễm phèn CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC 2.1 Nước nhiễm phèn thành phần nước nhiễm phèn 2.1.1 Nước nhiễm phèn Nước nhiễm phèn nước có độ acid cao (pH thấp), có vị chua sulphuric acid, tạo thành đất phèn (pyrite (FeS 2)) tiếp xúc với khơng khí Q trình diễn nhanh tốc độ khai thác sử dụng đất nông nghiệp ngày cao Nước bị nhiễm phèn tiếp xúc với đất phèn, loại đất giàu nguyên tố lưu huỳnh dạng sunfua hay dạng sunfat vài nguyên tố kim loại nhơm, sắt [3] Dựa vào hình thành phát triển đất phèn, đất phèn chia thành hai loại: Đất phèn tiềm tàng: đơn vị đất thuộc nhóm đất phù sa phèn Đất phèn tiềm tàng hình thành vùng chịu ảnh hưởng nước có chứa nhiều sulfat Trong điều kiệm yếm khí với hoạt động vi sinh vật, sulfat bị khử để tạo thành lưu huỳnh chất kết hợp với sắt có trầm tích để tạo thành FeS2.[4] Đất phèn hoạt động: Đất phèn hoạt động hình thành sau đất phèn tiềm tàng diễn q trình oxi hóa Một số hợp chất tinh khoáng khác thường diện đất phèn hoạt động hydroxide sắt (Fe(OH) 3), geothite (FeO.OH), heamatite (Fe2O3), aluminium sulphate (A12(SO4)3)… Khi đất phèn tiềm tàng bị ơxi hóa để trở thành đất phèn hoạt động hình thái đất bị biến đổi với diện tinh khoáng jarosit (KFe 3(SO4)2(OH)6) màu vàng rơm Nếu độc chất phèn sắt thấy màu đỏ nâu rỉ sắt (còn gọi phèn nóng) độc chất phèn nhơm có màu trắng (cịn gọi phèn lạnh).[5] Q trình hình thành nước nhiễm phèn: Giai đoạn hình thành khống Pyrite FeS2 : Sự hình thành pyrite(FeS2) nguy phèn hoá đất nước Giai đoạn đầu phát triển hệ thực vật nước mặn vùng gần bờ biển Sau đó, q trình bồi tụ phù sa, biển rút lui dần, rừng ngập mặn bị môi trường sống, ngập mặn bị vùi phù sa bị phân hủy yếm khí Cây nước mặn chứa nhiều sulfat, trình phân giải yếm khí sulfat bị chuyển thành hydrosulful Sản phẩm khử oxit sắt tạo thành FeS Sau FeS chuyển hóa dần thành khống pyrite (FeS2) Pyrite tích tụ lại tầng đáy Giai đoạn hình thành acid sulful H2SO4 Sự hình thành acid sunphuaric oxy hóa pyrite nguyên nhân trực tiếp làm đất nước nhiễm phèn.[3] 2.1.2 Các thành phần hóa học nước phèn Phèn muối kép có cấu tạo tinh thể đồng hình (đa phần có mặt) tạo nên anion sunfat SO4 -2 (cũng anion selenat SeO 4-2; anion phức SeF4-2 ZnCl4-2) cation hai kim loại có hố trị khác Q trình xử lý nước với mục đích tăng pH, khử sắt, nhôm, mangan, lọc phần cặn bẩn vi sinh vật phù hợp với tiêu chuẩn vệ sinh chất lượng nước cấp cho ăn uống sinh hoạt 2.4 Các phương pháp xử lý nước nhiễm phèn sử dụng Trong nguồn nước thiên nhiên xã Tân Thuân, kể nước mặt nước ngầm có chứa nhiều sắt Trong nước mặt, sắt tồn dạng hợp chất Fe 3+, dạng keo hay huyền phù Trong nước ngầm, sắt thường tồn dạng ion sắt hóa trị thành phần muối hòa tan bicacbonat, sunfat, clorua Hàm lượng sắt thường cao phân bố không đồng lớp trầm tích sâu Khi nước có hàm lượng sắt cao, nước có mùi có nhiều cặn bẩn màu vàng, làm giảm chất lượng nước ăn uống sinh hoạt sản xuất Vì vậy, nước có hàm lượng sắt lớn giới hạn cho phép phải tiến hành khử sắt.[8] Có phương án khử sắt : Khử sắt phương pháp làm thoáng Trong nước ngầm sắt thường tồn dạng ion, sắt có hố trị (Fe 2+) thành phần muối hoà tan như: Fe(HCO 3)2; FeSO4…hàm lượng sắt có nguồn nước ngầm thường cao phân bố không đồng lớp trầm tích đất sâu Nước có hàm lượng sắt cao, làm cho nước có mùi có màu vàng, gây ảnh hưởng khơng tốt đến chất lượng nước ăn uống sinh hoạt sản xuất Do đó, mà nước có hàm lượng sắt cao giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn phải tiến hành khử sắt Fe(OH)3, FeCl3 …trong Fe(OH)3 chất keo tụ, dễ dàng lắng đọng bể lắng bể lọc Vì hợp chất vơ sắt hồ tan nước hồn tồn xử lý phương pháp lý học: làm thống lấy oxy khơng khí để oxy hố sắt hoá trị II thành sắt hoá trị III cho trình thuỷ phân, keo tụ Fe(OH)3 xảy hoàn toàn bể lắng, bể lọc tiếp xúc bể lọc Các ion Fe(OH)3 lọc qua lớp vật liệu lọc , sau tùy nguồn nước mà xử lý nước nhằm đạt mục sinh hoạt, chăn ni, sản xuất… Làm thống phương án làm giàu oxy cho nước, tạo điều kiện để Fe 2+ oxy hóa thành Fe3+ thực q trình thủy phân để tạo thành hợp chất tan Fe(OH) dùng bể lọc để giữ lại cặn bẩn cho nước Fe2+ + O2 → Fe3+ Fe3+ + H2O → Fe(OH)3↓ Có thể làm thống nước thải phương pháp tự nhiên hay nhân tạo: Làm thoáng tự nhiên thực hồ lắng lộ thiên chất bẩn dễ bay bay theo mặt thống nước Vì hiệu suất khử thấp chiếm nhiều diện tích nên phương pháp làm thống tự nhiên sử dụng Khử khí phương pháp cưỡng gồm loại : tháp với vật liệu tiếp xúc, thổi khơng khí nén vào lớp nước tháp chân không.[8] Khử sắt phương pháp hóa chất Khử sắt chất oxy hóa mạnh Sử dụng chất oxy hóa mạnh là: Cl 2, KMnO4, O3…Phản ứng diễn sau 2Fe2+ + Cl2 + 6H2O → 2Fe(OH)3 ↓ + 2Cl- + 6H+ 3Fe2+ + KMnO4 + 7H2O → 3Fe(OH)3 ↓ + MnO2 + K+ + 5H+ Kết tạo chất tan Fe(OH) , giữ lại bể lọc Phương pháp có hiệu xử lý cao, nhiên kinh phí cao so với phương pháp làm thống Khử sắt vơi Phương pháp khử sắt vôi thường không đứng đôc lập, mà kết hợp với trình làm ổn định nước làm mềm nước Phản ứng xảy theo trường hợp: ♦ Có oxy hịa tan 4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O + 4Ca(OH)2 → 4Fe(OH)3 ↓ + 4Ca(HCO3)2 Sắt (III) hydroxyt tạo thành, dễ dàng lắng lại bể lắng giữ lại hoàn toàn bể lọc ♦ Khơng có oxy hịa tan Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2 → FeCO3 + CaCO3 + 2H2O Sắt khử dạng FeCO3 hydroxyt sắt Các phương pháp khử sắt khác: Khử sắt trao đổi Cation Cho nước qua lớp vật liệu lọc có khả trao đổi ion Các ion H + Na+ có thành phần lớp vật liệu lọc, trao đổi với ion Fe 2+ có nước Kết Fe2+ giữ lại lớp vật liệu lọc Lớp vật liệu lọc có khả trao đổi ion Cation thường sử dụng cho nguồn nước có chứa Fe 2+ dạng hịa tan Khử sắt điện phân Sự điện phân q trình oxi hóa, q trình khử xảy bề mặt điện cực có dịng điện chiều qua dung dịch chất điện li hay chất điện li trạng thái nóng chảy Dùng điện cực âm sắt,nhơm, cịn có điện cực dương đồng, bạch kim, sử dụng điện cực ống hay hình sợi thay cho điện cực phẳng Khử sắt phương pháp vi sinh vật Một số loại vi sinh có khả ơxy hố sắt điều kiện mà q trình ơxy hố hố học xảy khó khăn Chúng ta cấy mầm khuẩn sắt lớp cát lọc bể lọc, thông qua hoạt động vi khuẩn sắt loại khỏi nước Thường sử dụng thiết bị bể lọc chậm để khử sắt.[8] CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC PHÈN QUY MƠ HỘ GIA ĐÌNH TẠI Xà TÂN THUẬN, HÀM THUẬN NAM, BÌNH THUẬN 3.1 Các phương án đề xuất 3.1.1 Công nghệ xử lý nước theo quy mơ hộ gia đình Có nhiều phương pháp để xử lý nước nhiễm phèn nước giếng khoan, nước ngầm Tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhu cầu cấp nước, tiêu chuẩn dùng nước, đặc điểm nguồn nước ngầm, điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội… mà lựa chọn công nghệ xử lý nước ngầm cho phù hợp Bể lọc phèn sắt quy mơ hộ gia đình: Chủ yếu giếng khoan giếng đào nguồn nước bị nhiễm sắt (hàm lượng sắt nước lớn 0,5 mg/l) cần có hệ thống xử lý sắt Hình 3.1 Sơ đồ khối cơng nghệ xử lý nước theo quy mơ hộ gia đình Với lọc nước gia đình quy trình lọc đơn giản: Bể xây gạch xi măng, với ngăn (lắng, lọc chứa), ngăn từ 0,4 – 0,6 m3, ngăn lắng tích lớn nhất, ngăn lọc tích nhỏ Ngăn lắng lắp đặt giàn phun mưa ống nhựa có đường kính 20 mm có đục lỗ vịi hoa sen nhựa, lắp đặt mặt bể, ngăn lắng có van xả phèn Ngăn lọc bên có chứa vật liệu lọc ống thu nước lọc Vật liệu lọc bao gồm lớp cát mịn (0,15-0,3 mm) dày khoảng 20 cm, sau lớp than hoạt tính ( để khử mùi nước) dày khoảng 30 cm, lớp cát lọc (0,4-0,9 mm) dày khoảng 30 cm, cuối lớp sỏi đỡ ( 5-10 cm) dày khoảng 10 cm Nước sau lọc thu hệ thống ống đục lỗ đặt đáy bể lọc Nước đưa sang bể chứa ống tự chảy Ngăn chứa nước thành phẩm phải có nắp đậy Hệ thống lọc -5 m3 nước/ ngày Chi phí xây dựng dự trù khoảng triệu đồng Khi sử dụng bể xử lý nước phèn, tháng có lần xả cặn, súc rủa ngăn lắng, hốt, rửa lớp cát dày khoảng 3cm mặt bể lọc Sau khoảng tháng thay lớp cát mặt Sau năm phải súc rửa ngăn thành phẩm Hình 3.2 Bể xử lý nước nhiễm phèn Thuyết minh quy trình Nước ngầm đựợc bơm lên từ giếng khoan hay giếng đào lên chảy qua vịi sen xuống bể lắng, nước làm thống đơn giản nhờ tiếp xúc với khơng khí, thành phần sắt nước bị oxy hóa Q trình làm thống chủ yếu cung cấp oxy cho nước, nhằm tạo kết tủa Fe2+ thành Fe(OH)3 Tại bể lắng, nước lắng cặn phần Đến ngăn lọc, nước lọc cặn lơ lửng nhờ qua lớp vật liệu lọc, nước trở nên theo ống dẫn đến bể chứa nước thành phẩm 3.1.2 Công nghệ xử lý tập trung Nước nhiễm phèn Trạm bơm cấp Bể tiếp nhận Làm thoáng Đường nước thu hồi Châm hóa chất Bể lắng sơ Bể trộn Bùn xả cặn Bể lắng đợt Sân phơi bùn Nước sau rửa Bể lọc nhanh Châm chlore khử trùng Nước rửa lọc Bể chứa Trạm bơm cấp PP mạng Hình 3.3 Sơ đồ khối cơng nghệ xử lý tập trung Bùn Bể thu hồi nước rửa lọc Thuyết minh quy trình: Nước bị nhiễm phèn bơm lên bể, dẫn qua bể làm thoáng (giàn mưa) nhằm giảm bớt hàm lượng sắt II Sau làm thống tạo hợp chất tan Fe(OH)3, nước đưa qua bể lắng để lắng loại bỏ cặn Tại bể phân chia lưu lượng, nước châm dung dịch vơi bão hịa để ổn định pH dung dịch phèn 10% bơm định lượng sau chảy sáng bể trộn thuỷ lực, tự chảy sáng vùng lắng bế lắng ngáng qua tường tràn.Tại cặn lắng xuống đáy bể, hút vào, xả định kỳ ngồi, có hỗ trợ hệ thống cào cặn tự động.Nước sau lắng thu bề mặt dẫn sáng bể lọc nhánh Nước từ xuống qua lớp vật liệu lọc, hạt cặn nhỏ không lắng bị giữ lại Tốc độ lọc điều chỉnh xiphông đồng tâm Kết nước sau lọc làm hoàn toàn tự chảy sáng bế chứa nước Dung dịch chlore châm vào đầu bể chứa để khử trùng, đảm bảo nồng độ chlore dư ổn định khoảng 0,3 - 0,5 mg/1 trước máy bơm cap ii bơm nước đến hộ tiêu thụ qua hệ thống ống chuyến tải phân phối 3.2 Nhiệm vụ thiết bị Làm thoáng: Nhiệm vụ: khử CO2 nước Làm giàu oxy cho nước tạo điều kiện để Fe2+ oxy hố thành Fe3+ Có hai phương pháp làm thoáng: Đưa nước vào khơng khí: cho nước phun thành tia hay thành màng mỏng khơng khí giàn làm thống tự nhiên hay thùng kín thổi khơng khí vào thùng giàn làm thoáng cưỡng Đưa khơng khí vào nước: dẫn phân phối khơng khí nén thành bọt nhỏ theo giàn phân phối đặt đáy bề chứa nước, bọt khí lên, nước làm thoáng Các thiết bị làm thoáng thường sử dụng: Giàn mưa thùng quạt gió, Ejecto thu khí hay máy nén khí Bể trộn: Nhiệm vụ: trộn nước, clo vôi Cấu tạo: bể có đáy dạng hình chóp, mặt hình vng Ngun lý hoạt động: Nước từ bế lắng sơ (được loại bỏ phần cặn) đưa vào đáy bể trộn dâng lên bề mặt bể trộn, tràn qua máng thu nước dẫn qua bể lắng đợt Nhờ vào trình di chuyển nước từ ngược lên mà vôi, clo nước xảy phản ứng sắt mangan Mục đích bể trộn để trộn nước với hoá chất đế xảy phản ứng Nước khỏi bế trộn đưa sang bế lắng đế thu hồi cặn tạo từ phản ứng (chủ yếu cặn Fe(OH)3) Đối với hệ thống xử lý sử dụng vôi nên ta sử dụng loại bế trộn đứng Xây dựng tối thiếu bể trộn đứng phịng có cố hệ thống xử lý tiếp tục hoạt động Chọn loại bể trộn đứng loại bể trộn có mặt hình vng loại dễ xây dựng loại bể có mặt hình trịn.[9] Bể lắng đợt - bể lắng ngang Nhiệm vụ: Lắng đọng cặn sinh phản ứng, gồm cặn vôi cặn tạo trình oxy hóa sắt mangan Tăng thời gian để phản ứng oxy hóa diễn hồn tồn Cấu tạo dạng bể ngang thu nước cuối Nguyên lý hoạt động: Nước từ bể trộn dẫn qua buồng phân phối đầu bể lắng sau qua lỗ vách ngăn chảy qua vùng lắng, phản ứng oxy hóa tiếp tục xảy tạo kết tủa lắng xuống đáy bế lắng với cặn vôi, nước sau từ đầu bể đến cuối bể qua lỗ thu ống thu nước bề mặt máng thu nước cuối dẫn vào mương thu nước phân phối nước vào bể lọc Cặn lắng định kì xả áp lực thủy tĩnh qua giàn ống thu xả cặn.[9] Bể lọc nhanh Nhiệm vụ: Là trình xử lý trình lắng, có nhiệm vụ loại bỏ triệt đế cặn nhỏ nước không lắng bể lắng Do làm nước cách triệt để hơn, ngồi cịn làm giảm đáng kể lượng vi trùng nước Bên cạnh đó, bể lọc nhanh mangan khử nhờ lớp oxit mangan bề mặt bể lọc Dạng bể lọc: bể lọc nhanh hai lớp[10] Bể lọc nhanh sử dụng vật liệu lọc lớp phía cát thạch anh có thơng số sau: Đường kính hạt d = 0,5 - 1,2 mm Đường kính tương đương dtd = 0,7 – 0,75mm Hệ số không đồng nhất: K = Chiều dày lớp vật liệu lọc L1 = 400-500 mm Lớp phía than antranxit nghiền nhỏ cỡ hạt lớn d= 0,8-1,8mm Đường kính tương đương dtd = 1,1– 1,2mm Hệ số không đồng nhất: K = Chiều dày lớp vật liệu lọc L1 = 400-500 mm Như chiều dày tổng cộng L = L 1+L2=800-1000 mm Sức chứa cặn tăng 2-2,5 lần so với bể lọc nhanh lớp Cát than dễ xáo trộn, nên dùng biện pháp rửa tùy để rửa lọc Thời gian rửa 6-8 phút.[10] Khử trùng nước Khử trùng nước khâu bắt buộc cuối trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt Trong nước thiên nhiên có nhiều vi sinh vật vi trùng gây bệnh tả, lỵ, thương hàn, sau trình xử lý học, cho nước qua bể lọc, phần lớn vi trung bị giữ lại Song để tiêu diệt hoàn toàn vi trùng gây bệnh, cần phải khử trùng nước Trong hệ thống dùng clo lỏng để khử trùng, sở phương pháp dùng chất oxi hoá mạnh, để oxi hoá men tế bào vi sinh vật tiêu diệt chúng Ưu điểm phương pháp vận hành đơn giản, rẻ tiền đạt hiệu suất cao chấp nhận Clo chất oxi hoá mạnh, dạng nào, đơn chất hay hợp chất, tác dụng với nước tạo thành phân tử HOCl có tác dụng khử trùng mạnh Quá trình khử trùng xảy qua hai giai đoạn, chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh, sau phản ứng với men bên tế bào phá hoại trình trao đối chất dẫn đến diệt vong tế bào Tốc độ trình khử trùng nhanh nồng độ chất khử trùng tăng nhiệt độ nước tăng, đồn thời phụ thuộc vào dạng không phân ly chất khử trùng, trình khuếch tán qua vỏ tế bào xảy nhanh trình phân ly Tốc độ khử trùng giảm nhiều nước có chất hữu cơ, cặn lơ lửng chất khử khác Phản ứng thuỷ phân Clo nước xảy sau: Cl2 + H2O -> HCl + HOCl Axít hypoclorit HOCl yếu, không bền dễ dàng phân ly thành HCl oxi nguyên tử : HOCl -> HCl + Ohoặc phân ly thành H+ OClHOCl -> H+ + OClCả HOCl, OCl-, O- chất oxi hoá mạnh có khả tiêu diệt vi trùng Thời gian tiếp xúc không nhỏ 30 phút, Clo dung dịch bơm vào đường ống dẫn nước vào bể chứa nước sạch.[9] 3.3 So sánh quy trình cơng nghệ Phương án Công nghệ xử lý (1): công nghệ xử lý đơn giản, thiết bị hàm lượng sắt cao Cơng nghệ gọn nhẹ, dễ lắp đặt, dễ sử dụng khó xử lý hết, bể lọc xử lý nước Người dân tự lắp đặt Mơ hình xử lý nước ngầm phải rửa định kỳ theo quy mô Ưu điểm Với quy mô hộ gia đình có nhiễm phèn hệ thống cấp nước Nhược điểm Nguồn nước có thủ cơng Chỉ lọc hộ gia đình sinh hoạt quy mơ hộ gia đình lượng nước với phù hợp với hộ dân nghèo Giá thành thấp, hiệu công suất nhỏ, phù kinh tế lớn Sử dụng hệ thống xử lý nước quy mô hộ gia đình tiết kiệm 70 – 75% chi phí so với dùng nước máy Mơ hình nhân rộng vùng sâu, vùng xa địa hình cách trở , chấm dứt hợp với hộ gia đình, khó dùng cần lượng nước lớn khoảng thời gian ngắn Không loại bỏ hết vi sinh vật tồn nước dần tình trạng người dân phải sử dụng nước nhiễm phèn ăn uống, sinh hoạt, góp phần giảm bệnh tật,.… Khơng sử dụng hóa chất để keo tụ, oxy hóa hay khử trùng Than hoạt tính có tác dụng xử lý chất hữu hòa tan, khử mùi vị, đặc biệt nước chứa phân tử hữu phân tử có độ bền vững bề mặt cao Nước sau lọc hợp tiêu chuẩn vệ sinh, hệ thống dễ vận hành, dễ bảo dưỡng Công nghệ xử lý (2): thép lắp ráp thành cụm, phức tạp, cần nhiều Công nghệ cần di dời cần tháo ống xử nối, thời gian xây dựng lắp đặt thiết bị để lắp đặt Khơng thích hợp lý trung tập Các thiết bị lọc chế tạo nhanh Mặt thiết bị phủ lớp chống ăn mòn, tăng thời gian sử dụng Công nghệ xử lý cho quy mơ hộ gia đình cần khoảng diện tích lớn để lắp đặt Chi phí lắp đặt, Hệ thống điều khiển vận hành cao Cần hoàn toàn tự động, chiếm mặt thêm khoản chi phí 50% so với công để lắp đặt hệ thống vận nghệ xử lý truyền thống bể xi chuyển nước từ khu xử măng Ít bị tắt nghẽn có hệ lý tập trung đến thống rửa lọc Có thể xử lý nguồn nước có hàm lượng sắt cao Có thể cung cấp lượng hộ gia đình Phải sử dụng hóa chất để keo tụ, khử trùng nước lớn thời gian ngắn Cung cấp cho nhiều hộ gia đình sử dụng Nước sau lọc đảm bảo chất lượng, đạt tiêu chuẩn vệ sinh Bảng 3.3 So sánh quy trình cơng nghệ Tóm lại, cơng nghệ có ưu, nhược điểm Song, để tiết kiệm cho phí, tăng hiệu kinh tế, phù hợp với điều kiện nhiều hộ gia đình, nên chọn cơng nghệ xử lý (1) Vì cơng nghệ xử lý (2), phải cần chi phí đầu tư lớn để lắp đặt hệ thống nên hộ gia đình phải mua nước để sử dụng theo giá thành cao KẾT LUẬN Với đà pháp triển kinh tế xã hội, nhu cầu sử dụng nước địa phương gia tăng nhanh chóng Vậy nhìn chung tình hình xử lý nước nhiễm phèn, đảm bảo nguồn nước cho người dân xã Tân Thuận, huyện Hàm thuận Nam, Bình Thuận cịn tồn nhiều bất cập khó khăn Vấn đề trách nhiệm riêng hay tổ chức nào, mà cần phối hợp toàn xã hội, cấp quản lý toàn thể nhân dân Trước thiết bị lọc thị trường, người dân trở nên lúng túng, phải lựa chọn thiết bị, hệ thống cho phù hợp với điều kiện kinh tế tình hình ô nhiễm phèn Đề tài đề xuất số cơng nghệ , phương án có điểm ưu việt riêng Tuy nhiên phương án phương án phù hợp với chất lượng nguồn nước, tình hình phát triễn kinh tế xã hội địa phương khuyến khích sử dụng Đó mơ hình vừa tiết kiệm vừa đảm bảo tiêu chuẩn nguồn nước cấp cho sinh hoạt Cùng với việc sử dụng mơ hình để có đủ nước người dân nên tận dụng nguồn nước khác nước mưa, nước mặt không bị ô nhiễm Trong vấn đề, giáo dục truyền thông coi trọng cần đẩy mạnh Một phận người dân nước gì? Xử lý nước gì? Điều đặt lại câu hỏi cho nhà quản lý lại vậy? Sự tư vấn hỗ trợ kiến thức cho người dân nước điều mà chưa làm Do đó, nỗ lực cần nhiều nữa, để người dân ý thức rằng: Bảo vệ sử dụng nước trách nhiệm mà quyền lợi người TÀI LIỆU THAM KHẢO Tân Thuận, Hàm Thuận Nam 10-4-2012 Tân Thuận: Hàng ngàn hộ dân khát khao nước 13-11-2013 Hình thành phát triển đất phèn Đất phèn tiềm tàng Đất phèn hoạt động Nước nhiễm Phèn cách xử lý Chỉ tiêu nước sinh hoạt 2009 Xử lý nước nhiễm phèn Giáo trình xử lý nước thải đô thị công nghiệp, Lâm Minh Triết, 2008 10 Bài giảng môn Kỹ thuật môi trường, Th.s Trần Thị Ngọc Diệu