Thiết kế hệ thống xử lý nước nhiễm mặn cấp cho khu du lịch Vàm Sát - Cần Giờ công suất 60m3/ngày.đêm bằng phương pháp thẩm thấu ngược (RO)

Chất lượng nước thô

Nhiệm vụ cần hoàn thành của hệ thống xử lý nước nhiễm mặn này là cần phải đảm bảo chất lượng nước cấp ăn uống và sinh hoạt theo tiêu chuẩn của Bộ Y Tế Việt Nam. Tuy nhiên lượng nước này vẫn còn thiếu so với nhu cầu 10.000m3/ngày.đêm, do đó ngân sách thành phố hàng năm phải trợ giá gần 50 tỉ đồng để bù giá nước và chi phí vận chuyển nước bằng xà lan từ nội thành ra cung cấp cho người dân. Vì giá đất hiện nay khá cao và phải hạn chế khai thác sang phần đất ngập mặn dùng cho mục đích bảo tồn và du lịch nên khi thiết kế hệ thống cần chú ý đến diện tích đất sử dụng.

Nếu cần thiết nên sử dụng đất không còn có thể khai thác kinh tế để xây dựng hệ thống. Do đó diện tích đất được yêu cầu ở đây là phải nhỏ hơn 650m2 (chọn kích thước bói đất như sau dàiìrộng là 32mì20m). Tất cả hệ thống trong dây chuyển xử lý đều hoạt động tự động, do đó cần một nhân viên chuyên môn kỹ thuật có khả năng giải quyết sự cố trong quá trình vận hành.

Đề xuất lựa chọn công nghệ xử lý .1 Một số công nghệ xử lý nước nhiễm mặn

Tiếp đó nước được bơm vào hệ thống lọc RO, hệ thống này sẽ loại bỏ ion Cl- là tác nhân gây ra độ mặn trong nước.Nước sau quá trình lọc thẩm thấu ngược sẽ tự chảy vào bề chứa thành phẩm. Nhà máy Tajura khử mặn bằng công nghệ RO ( SWRO – Seawater Reverse Osmosis ) với mục đích cung cấp nước chất lượng cao cho ăn uống và một số ngành công nghiệp. Hệ thống xử lí được chia thành 3 phần : Công trình thu nước biền, các công trình tiền xử lí ( pretreament ), 2 giàn lọc màng RO chia thành 2 cụm riêng biệt.

Nước từ sông Vàm Sát được bơm vào bể chứa trung gian nhằm điều hòa hàm lượng SS, độ mặn, lượng ion hòa tan, hàm lượng vi sinh, độ màu, chất hữu cơ…vv của nước sông. Nước từ đây chảy tiếp qua bồn lọc than hoạt tính để khử màu, mùi, tiếp theo là bồn lọc tinh 10àm và 5 àm nhằm bảo vệ màng lọc RO phớa sau. Sau khi lọc RO, nước cần được khử trùng bằng Clo nhằm tạo dư lượng Clo như chất lượng nước thủy cục và tạo cảm giác an toàn cho người sử dụng.

Công trình thu

Lưu lượng cần bơm mỗi ngày là 130m3/ngày.đêm hay 11m3/h (một ngày làm việc 2 lần, mỗi lần 6 tiếng vào lúc thủy triều kém, tránh hàm lượng cặn cao và độ mặn cao lúc triều cường).  Hd + Hh: Tổng tổn thất thuỷ lực trên ống đẩy và ống hút của bơm. (Nguồn: Các bảng tính toán thủy lực_Bảng độ dốc thủy lực của ống nhựa dẻo_Th.S Nguyễn Thị Hồng_NXB Xây dựng).

Hồ chứa nước thô

Trên đường ống dẫn tới ngăn phản ứng tạo bông ta dùng bơm định lượng bơm dung dịch phèn nhôm vào hòa trộn ngay trên đường ống (sử dụng ống trộn).

Tính tóan lượng phèn nhôm cần thiết cho quá trình keo tụ tạo bông

Để hòa trộn phèn, ta sử dụng một bồn nhựa PE có dung tích 200 lít dùng trong một ngày.

Bể phản ứng tạo bông kết hợp lắng vách nghiêng .1 Ngăn phản ứng

Trong đó chiều cao ngăn phản ứng phải bằng chiều cao ngăn lắng trừ đi chiều cao vùng chứa cặn, và chiều rộng cũng bằng chiều rộng ngăn lắng. Trong đó: R (m) là bán kính chuyển động của cánh khuấy, tính từ mép ngoài của cánh đến tâm trục quay. Bằng cách đưa vào vùng lắng của bể lắng ngang các ô lắng hình trụ đặt nghiêng một góc 60o so với phương ngang làm tăng diện tích bề mặt đáy bể lắng (cặn lắng chạm đáy hình trụ và trượt theo góc nghiêng xuống vùng thu cặn của bể).

Nước trong đi lên vùng thu nước chảy vào máng thu ra ngoài, chế độ chảy trong các ống hình trụ luôn là chế độ chảy tầng Re < 2000 và dòng luôn ở trạng thái ổn định. (Nguồn: Đường cong lắng của các hạt cặn keo tụ theo cách chiều cao lắng khác nhau_Trịnh Xuân Lai_Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp). Trong bể lắng đặt các tấm thép hình chữ nhật được đặt cách nhau 50cm, chiều dài lắng l = 1m đặt nghiêng 60o.

Bể chứa trung gian

Máng răng cưa được bắt dính với máng thu nước bê tông bằng các bu lông qua các khe dịch chuyển. Nước sau khi lắng được thu bằng máng theo cơ chế chảy tràn ra rãnh thu nước.

Bồn lọc áp lực

• Do bể lọc kín, khi rửa không quan sát được bên trong nên không khống chế được lượng cát mất đi, bể lọc làm việc kém hiệu quả dần. • Khi mất điện đột ngột, nếu van một chiều bị hỏng hay rò nước hoặc xảy ra tình trạng rửa ngược thì cát lọc sẽ bị đưa về bơm. Chọn lớp vật liệu lọc nằm trên là than Anthacide còn lớp dưới là cát thạch anh.(Lớp trên của vật liệu lọc phải có đường kính hạt lớn hơn như trọng lượng riêng nhỏ hơn lớp vật liệu nằm ở dưới).

Khi tổn thất áp lực lọc đạt tới tổn thất giới hạn hgh > 6-8m do cặn bẩn làm bít tắc các lỗ rỗng của hạt vật liệu. • Tách cặn bám ra khỏi bề mặt hạt lọc bằng lực ma sát và lực cắt của dòng nước với cường độ lớn đi qua bề mặt hạt tạo ra. • Làm giãn nở lớp lọc để tăng thể tích các khe rỗng, tạo điều kiện thuận lợi cho các hạt cặn đã được tách ra khỏi bề mặt hạt chuyển động lên trên cùng nước tháo ra ngoài.

Bồn lọc than hoạt tính

Để đảm bảo sử dụng hết khả năng hấp phụ chất hữu cơ của than, trước khi cho nước vào bể lọc than phải khử hết các cặn lơ lửng có trong nước bằng các biện pháp keo tụ bình thường hoặc qua lọc áp lực. Nâng cao pH làm tăng khả năng hấp phụ chất hữu cơ của than hoạt tính, còn nếu nâng cao nhiệt độ xử lý lại làm giảm hiệu quả làm sạch của than. - Đây là sản phẩm có giá rẻ so với hàng nhập ngoại, đạt tiêu chuẩn chất lượng cao, có thể ứng dụng trong các công trình xử lý nước cấp và nước thải.

Hp là chiều cao từ miệng phễu thu đến mức giãn nở của lớp than khi rửa ngược, chọn Hp = 0,1m. Do đó cần phải thu thập số liệu và đo đạc thường xuyên mẫu nước ra để thay mới lớp than. Vì cột lọc than hoạt tính chịu áp lực nhỏ hơn bồn lọc áp lực nên để đơn giản ta chọn bề dày thân, đáy và nắp của cột trao đổi bằng bề dày của bồn lọc áp lực.

Bể chứa trung gian

(Nguồn: Kết quả chạy pilot trên mô hình xử lý nước tại xã Tam Thôn Hiệp-Cần Giờ). Như vậy, khi nồng độ TDS của nguồn nước càng tăng thì áp lực hoạt động tối ưu của hệ thống cũng tăng theo.

Hệ thống lọc RO .1 Lựa chọn màng lọc

Việc chọn bơm và điều chỉnh van (7) cho phép xác định áp lực nước trước màng lọc và hệ số lọc nước Y( tỷ số giữa lưu lượng nước lọc qua màng và lưu lượng do máy bơm cấp vào để lọc ). (Theo khuyến cáo của hãng FILMTEC) Với tỉ số thu hồi được chọn là 50% cho nước lợ thì ta chỉ cần một cấp lọc duy nhất với 4 element /vessel. Vậy sau khi vào hệ thống RO, nước đầu ra thừa yờu cầu cho phộp với hàm lượng muối là 33,21ppm (nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép) và có lưu lượng đầu ra là 65m3/ngày.đờm thừa cụng suất yờu cầu.

Trong quá trình vận hành màng RO sẽ bị dơ do đóng khoáng, các chất hữu cơ hoặc bụi bẩn nên cần phải rửa màng. Màng phải được rửa bằng dung dịch acide và kiềm với nước sau xử lý không có chứa Clo, vì Clo là chất oxy hóa mạnh sẽ làm hư màng. • Để tăng hiệu quả tẩy rửa, tất cả các dung dịch rửa màng đều pha thêm dung dịch H2O2 0,2% với mục đích oxy hóa các cặn bẩn có thể làm tổn hại màng.

Chi phí xây dựng .1 Phần xây dựng

-Đồng hồ áp lực -Rơle phao -Hệ thống điện -Hệ thống ống dẫn -Thiết bị đo pH.