Trong kỹ thuật xử lý nước người ta thường hay dùng các phương pháp sau:
Phương pháp cơ học
Ứng dụng các cơng trình và thiết bị thích hợp để loại bỏ các tạp chất thơ trong nước bằng trọng lực: lắng, lọc ... sử dụng quá trình làm thống tự nhiên hoặc cưỡng bức để khử sắt trong nước ngầm.
Phương pháp hố học và hố lý
Sử dụng phèn để làm trong và khử màu (quá trình keo tụ) các nguồn nước cĩ độ đục và độ màu cao; sử dụng các tác nhân oxy hố hố học để khử sắt, mangan trong nước ngầm, sử dụng clo và các hợp chất của clo để khử trùng nước. Một phương pháp hố lý khác hiện nay đang trở nên phổ biến là sử dụng các loại nhựa trao đổi ion để làm mềm nước và khử các chất khống trong nước.
Phươngpháp vật Lý
Điện phân NaCl để khử muối, dùng các tia tử ngoại để khử trùng, sử dụng các màng lọc chuyên dụng để loại bỏ các ion trong nước.
Nước sơng Đồng Nai Mạng lưới cấp nước Bể chứa nước sạch Bể trộn sơ cấp Bể lọc nhanh Bể lắng ngang Bể phản ứng Trạm bơm cấp I
(Hố An) Bể giaoliên
Bể trộn sơ cấp Bể phân phối nước Clor Dung dịch polime Flour vơi Clor Clor Dung dịch phèn
Đối với nước mặt mục đích xử lý chủ yếu là giảm độ đục, độ màu và loại bỏ các ví sinh vật gây bệnh trong nước, do đĩ cơng nghệ xử lý nước mặt thường ứng dụng quá trình keo tụ –tạo bơng với việc sử dụng phèn nhơm hay phèn sắt để kết tụ các hạt cặn lơ lửng trong nước tạo nên các bơng cĩ kích thước lớn hơn, sau đĩ lắng lọc và khử trùng trước khi phân phối vào mạng cấp nước (sử dụng).
Đối với nước ngầm mục đích xử lý chủ yếu là khử sắt và mangan cơng nghệ xử lý thường là làm thống tự nhiên (dàn mưa) hoặc nhân tạo (quạt giĩ) để oxy hố các nguyên tố Fe2+, Mn2+ ở dạng hồ tan trong nước thành Fe3+, Mn4+ ở dạng kết tủa sau đĩ tách ra bằng quá trình lắng lọc và khử trùng.
Quá trình keo tụ
Trong nước sơng suối, hồ ao,.. thường chứa các hạt cặn cĩ nguồn gốc thành phần và kích thước rất khác nhau. Đối với các loại cặn này dùng các biện pháp xử lý cơ học trong cơng nghệ xử lý nước như lắng lọc cĩ thể loại bỏ được cặn cĩ kích thước lớn hơn 10-4mm. Cịn các hạt cĩ kích thước nhỏ hơn 10-4mm khơng thể tự lắng được mà luơn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp lí cơ học kết hợp với biện pháp hố học, tức là cho vào nước cần xử lí các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo cĩ khả năng kết lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng cĩ trong nước, taọ thành các bơng cặn lớn hơn cĩ trọng lượng đáng kể.
Để thực hiện quá trình keo tụ người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp như : phèn nhơm Al2(SO4)3; phèn sắt FeSO4 hoặc FeCl3. Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hồ tan.
Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, khơng đủ để trung hồ ion H+ thì cần phải kiềm hố nước. Chất dùng để kiềm hố thơng dụng nhất là vơi CaO. Một số trường hợp khác cĩ thể dùng là Na2CO3 hoặc xút NaOH. Thơng thường phèn nhơm đạt được hiệu quả keo tụ cao nhất khi nước cĩ pH = 5,5 ÷ 7,5.
Một số nhân tố cũng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ như: các thành phần ion cĩ trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, mơi trường phản ứng, nhiệt độ…
Quá trình lắng
Lắng nước là giai đoạn làm sạch nước sơ bộ trước khi đưa vào bể lọc. Lắng là quá trình tách khỏi nước cặn lơ lửng hoặc bơng cặn hình thành trong giai đoạn keo tụ, tạo bơng.
Trong cơng nghệ xử lí nước cấp quá trình lắng được ứng dụng: - Lắng cặn phù sa khi nước mặt cĩ hàm lượng phù sa lớn.
- Lắng bơng cặn phèn/ polyme trong cơng nghệ khử đục và màu nước mặt. - Lắng bơng cặn vơi – magie trong cơng nghệ khử cứng bằng hố chất. - Lắng bơng cặn sắt và mangan trong cơng nghệ khử sắt và mangan.
Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào kết quả làm việc của bể tạo bơng cặn, để bơng cặn tạo ra những hạt cặn to, bền chắc, và càng nặng thì hiệu quả lắng càng cao.
Nhiệt độ của nước càng cao, độ nhớt của nước càng nhỏ, sức cản của nước đối với hạt cặn càng giảm làm tăng hiệu quả các quá trình lắng nước.
Thời gian lưu nước trong bể lắng là chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả của bể lắng. Để đảm bảo lắng tốt thời gian lưu nước trung bình của các phân tử nước trong bể lắng phải đạt từ 70 – 80% thời gian lưu nước trong bể theo tính tốn, nếu để cho bể lắng cĩ vùng nước chết, vùng chảy quá nhanh hiệu quả lắng sẽ giảm đi nhiều.
Quá trình lọc 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 cĩ trong nước. Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị bịt lại làm giảm tốc độ lọc. Để khơi phục khả năng làm việc của bể lọc phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc giĩ hoặc bằng nước giĩ kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc. Trong dây chuyền xử lý nước ăn uống và sinh hoạt lọc là giai đoạn cuối cùng để làm cho nước sạch triệt để. Hàm lượng cặn cịn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép (nhỏ hơn hoặc bằng 3 mg/l).
Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của bể lọc, nĩ mang 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. Ngồi ra cịn cĩ thể sử dụng một số vật liệu khác như cát thạch anh nghiền, đá hoa nghiền, than antraxit, polymer,… các vật liệu lọc nước cần phải thoả mãn các
yêu cầu sau: cĩ thành phần cấp phối thích hợp, đảm bảo đồng nhất, cĩ độ bền cơ học cao, ổn định về hố học.
Trong quá trình lọc người ta cĩ thể dùng thêm than hoạt tính như là một hoặc nhiều lớp vật liệu lọc để hấp thu chất mùi và màu của nước. Các bột than hoạt tính cĩ bề mặt hoạt tính rất lớn chúng cĩ khả năng hấp thụ các chất ở dạng lỏng hồ tan trong nước.
Khử sắt và mangan
Trong nước mặt sắt tồn tại ở dạng hợp chất Fe3+, thường là Fe(OH)3 khơng tan ở
dạng keo hoặc dạng huyền phù. Hàm lượng sắt trong nước mặt thường khơng lớn và
sẽ được khử trong quá trình làm trong nước. Trong nước ngầm , sắt tồn ở dạng ion,
sắt cĩ hố trị 2 (Fe2+) là thành phần của các muối hồ tan như :bicacbonat
Fe(HCO3)2, sunphat FeSO4. Hàm lượng sắt cĩ trong nguồn nước ngầm thường cao.
Các phương pháp khử sắt trong nước ngầm:
- Khử sắt bằng phương pháp làm thống. - Khử sắt bằng phương pháp dùng hố chất. - Các phương pháp khử sắt khác.
Mangan trong nước ngầm thường tồn tại ở dạng Mn2+ hồ tan hoặc cĩ thể ở dạng keo khơng tan. Khi Mn2+ bị oxy hố sẽ chuyển sang dạng Mn3+ và Mn4+ ở dạng hydroxit kết tủa.
2Mn(HCO3)2 + O2 + H2O → 2Mn(OH)4 +4H+ + 4HCO3-.
Trong thực tế việc khử sắt trong nước ngầm thường được tiến hành đồng thời với khử mangan.
Làm mềm nước
Là khử độ cứng trong nước ( khử các muối Ca, Mg cĩ trong nước). nước cấp cho một số lĩnh vực như cơng nghiệp dệt, sợi nhân tạo, hố chất, chất dẻo, giấy,… và nước cấp cho các loại nồi hơi thì phải làm mềm nước. các phương pháp làm mềm nước phổ biến như : phương pháp nhiệt, phương pháp hố học, phương pháp trao đổi ion.
Khử trùng nước
Để đảm bảo an tồn về mặt vi sinh vật, nước trước khi cấp cho người tiêu dùng phải được khử trùng. Nĩ là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nước cho sinh hoạt và ăn uống.
Cĩ rất nhiều biện pháp khử trùng nước hiệu quả như: khử trùng bằng các chất oxi hố mạnh, khử trùng bằng các tia vật lý, khử bằng phương pháp siêu âm, khử bằng phương pháp nhiệt, khử bằng phương pháp ion kim loại nặng,…Hiện nay ở Việt Nam đang sử dụng phổ biến nhất là phương pháp khử trùng bằng chất oxi hố mạnh. Các chất được sử dụng phổ biến nhất là Clo và các hợp chất của Clo vì giá thành thấp, dễ sử dụng, vận hành và bảo quản đơn giản.Quá trình khử trùng của Clo phụ thuộc vào:
- Tính chất của nước xử lý: số vi khuẩn, hàm lượng chất hữu cơ và chất khử cĩ trong nước.
- Nhiệt độ của nước. - Liều lượng Clo.
CHƯƠNG 3
ĐÊ XUẤT PHƯƠNG ÁN, LỰA CHỌN CƠNG NGHỆXƯ LÝ PHÙ HỢP CHO NHÀ MÁY XƯ LÝ
XƯ LÝ PHÙ HỢP CHO NHÀ MÁY XƯ LÝ
Nhà máy xử lý nước ngầm KCN Phú An Thạnh được quy hoach ở phía Đơng Nam KCN … Nhà máy được thiết kế với cơng suất là 10.000m3/ng.đêm. Được chia ra làm ba giai đoạn, trong đĩ giai đoạn đầu được xây dựng với cơng suất 3.000m3/ng.đêm.
