TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY ĐÔ KHOA SINH HỌC ỨNG DỤNG BÁO CÁO NƯỚC CẤP NƯỚC THẢI Giáo viên hướng dẫn: Phan Thị Thanh Quế Sinh viên thực : Nguyễn Thị Kim Nguyên Nguyễn Thị Tú Trinh Lê Diễm My Nhan Huỳnh Như Lương Thị Sóc Ly Giang Tuyết Châu 2021 Tình huống: Đề nghị cơng nghệ xử lý nước cho đảm bảo cung cấp đầy đủ nước sinh hoạt cho khu dân cư thành phố đô thị loại có 1000 dân Biết nguồn nước xử lý bơm từ sơng, có dao động lớn nồng độ thành phần chất nhiễm bẩn, vi trùng gây bệnh Tổng quan nguồn nước - Nước thiên nhiên dùng làm nguồn ngước cung cấp cho ăn uống sinh hoạt cơng nghiệp có chất lượng khác nhau, khai thác từ nguồn nước thiên nhiên (thường gọi nước thô ) nước mặt, nước ngầm, nước biển - Đối với nguồn nước mặt bao gồm: nguồn nước hồ, nước sông, nước suối… - Nước sông : Là loại nước mặt chủ yếu thường dùng để cung cấp nước Nước sơng có ưu điểm dể khai thác, có trữ lượng lớn Tuy nhiên phần lớn nước sông dễ bị nhiễm bẩn hàm lượng chất lơ lửng cao, vi trùng, kim loại nặng, thuốc trừ sâu - Chất lượng nước sông thay đổi theo điều kiện thổ nhưỡng, thảm thực vật bao phủ chất ô nhiễm từ cộng đồng dân cư - Nước sơng có khả tự làm chất ô nhiễm, khả tự làm đánh giá cách xác định diễn biến nồng độ oxy hòa tan (DO) dọc theo dịng sơng Chỉ tiêu chất lượng nước Có tiêu: Chỉ tiêu vật lí: • Nhiệt độ • Độ màu • Độ đục • Mùi vị Chỉ tiêu hóa học • Độ pH • Độ kiềm • Độ cứng Các tiêu sinh học - VSV thường dạng đơn bào Vi khuẩn nước gây bệnh lỵ, viêm đường ruột bệnh đường ruột khác * Hiện trạng chất lượng nước - Hiện chất lượng nước vùng thượng lưu sơng cịn tốt Tuy nhiên vùng hạ lưu có nhiều vùng bị nhiễm nặng nề Đặc biệt số vùng bị ô nhiễm nặng nề Đặc biệt mức độ ô nhiễm sông tăng cao vào mùa khơ lượng nước sơng giảm Chất lượng nước suy giảm mạnh nhiều tiêu như: BOD, COD, NH4,N,P cao tiêu chuẩn cho phép nhiều lần * Biện pháp xử lí nước Có biện pháp: - Biện pháp hóa học; dùng hóa chất cho vào nước dùng phèn làm chất keo tụ, dùng vơi để kiềm hóa nước, cho clo vào nước để khử trùng - Biện pháp lí học: dùng tia vật lý để khử trùng nước tia tử ngoại, sóng siêu âm,- khử khí CO2 hịa tan nước phương pháp làm thoáng - Biện pháp học: dùng cơng trình thiết bị để làm nước song chắn rác, lưới chắn rác, bể lọc * Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý nước Dựa vào bảng phân tích mầu nước so sánh với tiêu chuẩn chất lượng nước mặt dùng làm nguồn cấp nước TCVN 33-2006 tiêu chuẩn 01/2009/BYT/QĐ nước nguồn có chất lượng tốt đảm bảo tiêu vệ sinh đổi với nước ăn uồng, sinh hoạt Công nghệ xử lý nước cấp phải thõa mãn yếu tố sau: + Công suất trạm xử lý + Chất lượng nước sau xử lý + Thành phần, tinh chất nước mặt + Quy định xả vào cơng chung vào nguồn nước + Diện tích xây dựng trạm xư lý + Yêu cầu hóa chất, lượng, thiết bị sẳn có thị trường * Tính lưu lượng dùng nước Tính theo tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt TCXD 33:2006 Q ngày tb = • • • • qtc∗N∗f m3 1000 +D ( /ngày) tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt thấy theo TCXD 33:2006 ( đô thị loại II 150l/ người) f tỷ lệ dân cấp nước lấy theo TCXD 33:2006 (100%) N số dân tính tốn ứng với tiêu chuẩn cấp nước D lượng nước tưới cây, rữa đường, dịch vụ đô thị, khu công nghiệp, thất thốt, nước cho nhà máy xử lý nước tính theo bảng 3.1 theo TCXD 33:2006 lượng nước dự phịng cho phát triển cơng nghiệp, dân cư lượng nước khác chưa tính cho phép thêm – 10% tổng lưu lượng nước cho ăn uống sinh hoạt điểm dân cư, có lý xác đáng phép lấy thêm không 15% Lượng nước cấp cho sinh hoạt: q tc Q sh = qtc∗N∗f 150∗1000∗100 % = 1000 = 1000 150 (m3 / ngày ¿ Lượng nước phục vụ công cộng: Qcc = 10% * Q sh = 15 (m^3/ngày) Lượng nước dịch vụ đô thị; Q dv = 10% * Q sh = 15 (m / ngày ¿ Lượng nước khu công nghiệp: (m3 /ngày ¿ Lượng nước thất thoát : Q tt =15 % ∗¿)= 27 (m¿¿ 3/ngày )¿ Lượng nước dùng cho nhà máy xử lý nước: q xl =8 %∗(q ¿ ¿ sh+q cc +q dv +q cn +q tt )=16.5(m /ngày)¿ Lượng nước dự phòng: m3 ngày q sh+ qcc + qdv + qcn + qtt + q xl +q dp=88.5 ¿/ngày) q dp=10 %∗q sh=15 D= ( ) Lưu lượng nước trung bình là: Q ngày tb= q tc∗N∗f + D=238.5(m¿¿ 3/ngày )¿ 1000 Lưu lượng nước tối đa: Qngày max=k ngày max∗Q ngày tb =1.2∗238.5=286.2 ¿/ngày) Lưu lượng nước tối thiểu Qngày min=k ngày min∗Qngày tb =0.9∗238.5=214.65¿ /ngày) Trong đó: hệ số dùng nước khơng điều hịa kể đến cách tổ chức đời sống xã hội, chế độ làm việc sở sản xuất, mức độ tiện nghi, thay đổi nhu cầu dùng nước theo mùa cần lấy sau: k ngày max =1.2−1.4 k ngày =0.7−0.9 Đề xuất cơng nghệ xử lý Lưu lượng trung bình ngày = 286.2 ( m3 /ngày ¿ tachọn lưu lượng Q=300(m /ngày) Căn vào kết chất lượng nguồn nước đưa phương án sau đây: Nguồn nước sông Trạm bơm cấp Đường ống nước rửa lọc Đường ống xả bùn, xả lọc dầu Phèn nhơm Bể lắng sơ Bể lắng khí Bể lắng đứng Nước rửa lọc Clo Bể lọc nhanh Bể chứa bùn Bể nước Mạng lưới phân phối Bùn đem xử lý Trạm bơm cấp Từ trạm bơm cấp 1, nước sông đưa qua song chắn rác, sau vào bể lắng sơ để điều hịa lượng nước lấy từ sơng lên thời gian lưu nước ca làm việc (16 giờ) Sau bể trộn vách ngăn có cửa thu hẹp nước châm đồng thời phèn đưa vào lúc với liều lượng tùy thuộc vào điều kiện nước nguồn Bể trộn có vách ngăn thu hẹp so le tạo nên chuyễn động rối làm cho nước trộn điều với phèn tạo điều kiện phân tán nhanh hóa chất ( phèn) vào khối nước cần xử lí phản ứng thủy phân tọa nhân keo tụ diễn nhanh, trộn không trộn kéo dài khơng tạo nhân keo tụ đủ, thể tích nước Sau khoảng phút nước đưa qua bể lắng có ngăn phản ứng xốy hình trụ Nước chảy vào ống trung tâm bể, xuống qua phận hãm làm triệt tiêu chuyễn động xoáy ròi vào bể lắng bể lắng nước chuyển động theo chiều đứng từ lên trên, cặn rơi từ xuống đáy bể nước lắng thu vào máng vịng bố trí xung quanh thành bể đưa sang bể lọc Hiệu xử lý phụ thuộc vào chất keo tụ, cịn phụ thuộc vào phân bố dòng nước lên chiều cao vùng lắng phải đủ lớn hạt cặn kết dính với Nước sau lắng có hàm lượng cặn nỏ 12 mg / l tiếp tục chảy sang bể lọc nhanh Tại bể lọc nhanh hạt cặn chưa lắng bể lắng vi trùng có nước giữ lại bề mặt khe hở lớp vật liệu lọc (cát thạch anh) Hàm lượng cặn lại nước sau qua bể lọc phải đạt chuẩn cho phép (< 3mg / l) Khi lọc nước dẫn từ bể lắng sang , qua mảng phân phối vào bể lọc , qua lớp vật liệu lọc , lớp sỏi đở vào hệ thống thu nước đưa vào bế chứa nước Khi rửa lọc nước rửa lọc bơm bơm từ bể chứa nước qua hệ thống phân phối nước rửa lọc, qua lớp sỏi đở lớp vật liệu lọc kéo theo cặn bẩn tràn vào máng thu nước rửa, thu máng tập trung , xả vào bể trộn ban đầu tiếp tục xử lý nước, trình rửa tiến hành đến nước rửa hết đục ngừng Nước chứa nước Tại clo châm vừa đủ để khử trùng đảm bảo chất lượng clo dư đạt chuẩn cho phép cấp cho ăn uống sinh hoạt * Thành phần chất nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh Sulfat (SO4 2-) Các nguồn nước tự nhiên, đặc biệt nước biển nước phèn, thường có nồng độ sulfat cao Sulfat nước bị vi sinh vật chuyển hóa tạo sulfit axit sulfuric gây ăn mịn đường ống bê tơng Ở nồng độ cao, sulfat gây hại cho trồng Chloride (Cl-) Là ion quan trọng nước nước thải Chloride kết hợp với ion khác natri, kali gây vị cho nước Nguồn nước có nồng độ chloride cao có khả ăn mòn kim loại, gây hại cho trồng, giảm tuổi thọ cơng trình bê tơng, Nhìn chung chloride không gây hại cho sức khỏe người, chloride gây vị mặn nước nhiều ảnh hưởng đến mục đích ăn uống sinh hoạt Các kim loại nặng Pb, Hg, Cr, Cd, As, Mn, thường có chất nước thải công nghiệp Hầu hết kim loại nặng có độc tính cao người động vật khác + Chì (Pb): chì có nước thải sở sản xuất pin, acqui, luyện kim, hóa dầu Chì cịn đưa vào mơi trường nước từ nguồn khơng khí bị nhiễm khí thải giao thơng Chì có khả tích lũy thể, gây độc thần kinh, gây chết bị nhiễm độc nặng Chì độc động vật thủy sinh Các hợp chất chì hữu độc gấp 10 – 100 lần so với chì vơ loại cá + Thủy ngân (Hg): thủy ngân là kim loại được sử dụng trong nông nghiệp (thuốc chống nấm) công nghiệp (làm điện cực) Trong tự nhiên, thủy ngân đưa vào mơi trường từ nguồn khí núi lửa Ở vùng có mỏ thủy ngân, nồng độ thủy ngân nước cao Nhiều loại nước thải công nghiệp có chứa thủy ngân dạng muối vơ Hg(I), Hg(II) hợp chất hữu chứa thủy ngân Thủy ngân kim loại nặng độc người. Các chất hữu Cacbonhidrat, protein, chất béo… thường có mặt nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị, nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm chất hữu dễ bị phân huỷ sinh học Trong nước thaỉ sinh hoạt, có khoảng 60-80% lượng chất hữu thuộc loại dễ bị phân huỷ sinh học.Chất hữu dễ bị phân huỷ sinh học thường ảnh hưởng có hại đến nguồn lợi thuỷ sản, bị phân huỷ chất làm giảm oxy hoà tan nước, dẫn đến chết tôm cá Các chất polychlorophenol, polychlorobiphenyl, hydrocarbon đa vòng ngưng tụ hợp chất hữu bền vững Các chất thường có nước thải cơng nghiệp, nước chảy tràn từ đồng ruộng (có chứa nhiều thuốc trừ sâu, diệt cỏ, kích thích sinh trưởng…) Các hợp chất thường tác nhân gây ô nhiễm nguy hiểm, có mặt với nồng độ nhỏ môi trường Các vi sinh vật gây bệnh Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt nước gây tác hại cho mục đích sử dụng nước trong sinh hoạt Các sinh vật truyền hay gây bệnh cho người Các sinh vật gây bệnh vốn không bắt nguồn từ nước, chúng cần có vật chủ để sống ký sinh, phát triển sinh sản Một số sinh vật gây bệnh sống thời gian dài nước nguy truyền bệnh tiềm tàng Các sinh vật vi khuẩn, virút, động vật đơn bào, giun sán Ngồi cịn có số tác nhân chất có màu, chất gây mùi vị… * Các thành phần nhiễm bẩn ảnh hưởng người Nhiễm kim loại nặng Các kim loại nặng có nước cần thiết cho sinh vật và con người chúng những nguyên tố vi lượng mà sinh vật cần nhiên với hàm lượng cao lại nguyên nhân gây độc cho người, gây nhiều bệnh hiểm nghèo ung thư, đột biến Đặc biệt đau lòng là nguyên nhân gây nên làng ung thư Các ion kim loại phát hợp chất kìm hãm ezyme mạnh Chúng tác dụng lên phôi tử nhóm –SCH3 SH methionin cystein Các kim loại nặng có tính độc cao như chì (pb), thủy ngân (hg), asen (as)… Do hợp chất hữu Trên thế giới hàng năm có khoảng 60.105 chất hữu tổng hợp bao gồm chất nhiên liệu,chất màu, thuốc trừ sâu, thuốc kích thích tăng trưởng, phụ gia dược phẩm thực phẩm Các chất thường độc có độ bền sinh học cao, đặc biệt hydrocarbon thơm gây ô nhiễm môi trường mạnh, gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe người Các hợp chất hữu như: hợp chất hữu phenol, hợp chất bảo vệ thực vật thuốc trừ sâu DDT, linden(666), endrin, parathion, sevin, bassa… Các chất tẩy rửa có hoạt tính bề mặt cao chất ảnh hưởng khơng tốt đến sức khỏe, bị nghi ngờ gây ung thư Vi khuẩn có nước thải Vi khuẩn có hại nước bị nhiễm có từ chất thải sinh hoạt người, động vật gây bệnh tả,ung thư da, thương hàn bại liệt