3.1 LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC
Chất lượng nước nguồn có một ý nghĩa vô cùng quan trọng cho quá trình xử lý nước. Do vậy trong những điều kiện cho phép cần chọn nguồn nước có chất lượng tốt nhất để có được hiệu quả cao trong quá trình xử lý.
Khu vực thiết kế có hệ thống kênh rạch chằng chịt nhưng bị ô nhiễm nặng và chủ yếu là kênh rạch nhỏ. Mặt khác, nguồn nước ngầm ở đây có chất lượng và trữ lượng tốt, cho nên nguồn nước được lựa chọn ở đây là nguồn nước ngầm thuộc tầng chứa nước Pliocen dưới (N12) có độ sâu 216 mét.
3.2 ĐẶC ĐIỂM NGUỒN NƯỚC
Nguồn nước khai thác được lấy trực tiếp tại miệng giếng theo các yêu cầu kỹ thuật lấy mẫu được quy định. Kết quả được xét nghiệm tại Phòng thí nghiệm Khoa Môi Trường, Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM.
Bảng 3.1- Phân tích chất lượng nước nguồn
STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả
1 pH - 6,44 2 Độ cứng tổng cộng mgCaCO3/l 0,14 3 Cl- mg/l 137,6 4 N-NO2- mg/l KPH 5 N-NO3- mg/l KPH 6 SO42- mg/l KPH 7 N-NH4+ mg/l KPH 8 PO43- mg/l KPH 9 Fe tổng cộng mg/l 15 10 Độ kiềm tổng cộng mgCaCO3/l 74,4 11 Chất hữu cơ mg/l KPH 12 Coliforms MPN/100ml 0
3.3 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
Nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt phải không màu, không mùi vị, không chứa các chất độc hại, các vi trùng và các tác nhân gây bệnh. Hàm lượng các chất hòa tan không được vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Các hệ thống xử lý nước hiện nay ở nước ta thường áp dụng “Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống” (Ban hành kèm theo quyết định của Bộ trưởng Bộ y tế số 1329/2002/BYT-QĐ ngày 18/04/2002). Theo đó, chất lượng nước cấp ăn uống và sinh hoạt phải có chỉ tiêu chất lượng như trong bảng:
Bảng 3.2- Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống sinh hoạt
STT Chỉ tiêu Đơn vị Tiêu chuẩn
1329/2002/BYT-QĐ1 pH - 6,5 – 8,5 1 pH - 6,5 – 8,5 2 Độ cứng tổng cộng mgCaCO3/l ≤300 3 Cl- mg/l ≤250 4 N-NO2- mg/l < 3 5 N-NO3- mg/l ≤50 6 SO42- mg/l ≤250 7 N-NH4+ mg/l ≤1,5 8 PO43- mg/l - 9 Fe tổng cộng mg/l ≤0,5 10 Độ kiềm tổng cộng mgCaCO3/l - 11 Chất hữu cơ mg/l ≤2 12 Coliforms MPN/100ml 0 13 Escherichia Coli MPN/100ml 0
Ngoài ra, đối với nước cấp cho ăn uống sinh hoạt còn có các tiêu chuẩn khác như:
Tiêu chuẩn nước cấp TCVN 5502 – 2003 Tiêu chuẩn ngành: TCXD 33 – 2006
3.4 YÊU CẦU THIẾT KẾ
Dựa trên bảng phân tích chất lượng nước tại nguồn và bảng tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống sinh hoạt, ta thấy nguồn nước này có trị số pH thấp và Fe cao, các chỉ tiêu khác nằm trong giới hạn cho phép. Yêu cầu chất lượng nước sau xử lý đối với nguồn nước này là:
Bảng 3.3- Các chỉ tiêu cần xử lý
STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả Yêu cầu nước sau xử lý
1 pH - 6,44 6,5 – 8,5
2 Hàm lượng Fe tổng cộng mg/l 15 ≤0,5
Do đó, yêu cầu phải thiết kế hệ thống xử lý nước ngầm để nâng pH, khử Fe tới giá trị quy định của tiêu chuẩn chất lượng nước ăn uống sinh hoạt.
3.5 CÔNG NGHỆ ĐƯỢC ĐỀ XUẤT
Dựa trên tính chất của nước nguồn ta thấy hàm lượng sắt của nước nguồn khá cao (15mg/l) và pH thấp (6,44) nên công nghệ xử lý được đề xuất như sau:
Mạng lưới nước cấp Tháp giải nhiệt Giếng-Trạm bơm cấp 1 Bồn lọc áp lực Bể lắng đứng Bể chứa cặn Ngăn chứa trung gian Thủy đài Bể chứa nước sạch
Nâng pH Châm Clo
Thuyết minh công nghệ xử lý:
Nước ngầm từ giếng khoan sẽ được bơm lên theo đường ống chính và đưa lên tháp giải nhiệt. Tháp này có chức năng cung cấp oxi cho nước và khử CO2 có trong nước để tạo điều kiện cho Fe2+ oxi hoá thành Fe3+, sau đó Fe3+ thực hiện quá trình thủy phân để tạo thành những hợp chất ít tan Fe(OH)3. Lúc này pH đã được nâng lên, nên đã đạt tiêu chuẩn cho phép. Nước tiếp tục cho qua bể lắng với chức năng lưu nước lại trong bể để tạo điều kiện cho quá trình oxi hoá và thuỷ phân diễn ra hoàn toàn, đồng thời giữ một phần cặn trước khi qua bể lọc.
Sau khi qua bể lắng, nước tự chảy vào ngăn chứa trung gian. Tiếp đó, nước được bơm vào bồn lọc áp lực để loại bỏ cặn lơ lửng nhỏ còn sót lại sau khi qua bể lắng. Nước sau khi lọc xong sẽ theo đường ống dẫn vào bể chứa nước sạch. Trên đường ống này ta bố trí thiết bị châm clo vào đường ống dẫn nước để khử trùng trước khi đưa nước vào sử dụng. Nước sau khi qua hệ thống đạt tiêu chuẩn của bộ y tế cho nước ăn uống và sinh hoạt.
Cặn xả ra từ bể lắng và nước rửa lọc sẽ được dẫn vào bể chứa cặn và đem đi chôn lấp.
So với các hệ thống xử lý truyền thống khác thì công nghệ này có ưu điểm:
- Công trình đơn giản, hiệu quả cao và ổn định. - Có khả năng khử CO2cao.
- Bồn lọc áp lực được chế tạo bằng thép và lắp ráp thành cụm nên khi cần di dời thì chỉ cần tháo các ống nối, thời gian xây dựng lắp đạt nhanh. Mặt trong thiết bị được phủ lớp chống ăn mòn, tăng thời gian sử dụng. Hệ thống được điều khiển hoàn toàn tự động, chiếm diện tích mặt bằng ít hơn so với công nghệ truyền thống là các bể xây bằng xi măng.
- Thời gian chu kỳ lọc gần như gấp đôi so với các bể lọc một lớp thông thường. Nước có áp lực nên không xảy ra hiện tượng chân không trong các bể lọc, chiều cao lớp nước trên vật liệu lọc chỉ cần 0,4 ÷ 0,6 (m).
Bên cạnh những ưu đểm trên thì hệ thống này cũng còn tồn tại một số khuyết điểm:
- Bồn lọc sử dụng sắt thép nhiều nên chi phí đầu tư lớn. - Khi mất điện đột ngột, vận hành lại bể khó khăn. - Khó phát hiện lượng nước bị rò rĩ.
- Nếu rửa ngược không tốt, đưa cát lọc về bơm.
- Bể lọc kín nên không quan sát được lượng vật liệu lọc mất đi có thể dẫn đến việc bể lọc làm việc kém hiệu quả dần.