III.5 Tổng quan về quá trình xử lý nƣớc cấp:
V.5.2.3. Quá trình lọc nƣớc:
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 hoăc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước. Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị bịt lại làm giảm tốc độ lọc. Để khôi phục khả năng làm việc của bể lọc phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc bằng gió hoặc nước gió 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 gia đoạn cuối cùng để làm cho nước sạch triệt để. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép( nhỏ hơn hoặc bằng 3mg/l)
Bể lọc luôn luôn phải hoàn nguyên. Chính vì vậy quá trình lọc nước được đặc trưng bởi hai thông số cơ bản là: tốc độ lọc và chu kỳ lọc. Tốc độ lọc là lượng nước được lọc qua bởi một đơn vị diện tích bề mặt của bể lọc trong một đơn vị thời gian. Chu kì lọc là khoảng thời gian giữa hai lần rữa bể lọc.
III.5.2.3.1. Phân loại bể lọc
Để thực hiện quá trình lọc nước có thể sử dụng một số loại bể lọc có nguyên tắc làm việc, cấu tạo lớp vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau, cơ bản có thể chia làm các loại bể lọc như sau:
a. Theo tốc độ lọc chia ra:
Bể lọc chậm: có tốc độ lọc 0.1 0.5 m/h
Bể lọc nhanh: có tốc độ lọc 5 15 m/h
Bể lọc cao tốc: có tốc độ lọc 36 100 m/h b. Theo chế độ dòng chảy chia ra:
Bể lọc trọng lực: là bể lọc hở, không áp.
Bể lọc áp lực: là bể lọc kính, quá trình lọc xảy ra nhờ áp lực nước phía trên lớp vật liệu lọc.
c. Theo chiều dòng nước chia ra:
Bể lọc xuôi: là oại bể lọc cho nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống như: bể lọc chậm, bể lọc nhanh,…
Bể lọc ngược: nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ dưới lên như: bể lọc tiếp xúc.
Bể lọc hai chiều: nước chảy qua lớp vật liệu lọc theo cả hai chiều từ trên xuống, từ dưới lên và thu nước ở giữa như: Bể lọc AKX.
d. Theo số lượng lớp vật liệu lọc chia ra:
Bể lọc một lớp vật liệu lọc.
Bể lọc hai chiều nhiều lớp vật liệu lọc. e. Theo cỡ hạt vật liệu lọc chia ra.
Bể lọc có cỡ hạt nhỏ: d 0.4 mm
Bể lọc cỡ hạt vừa: d = 0.4 0.8 mm
Bể lọc có cỡ hạt thô: d 0.8 mm. g. Theo cấu tạo lớp vật liệu lọc chia ra:
Bể lọc có vật liệu lọc dạng hạt.
Bể lọc lưới: Nước lọc đi qua lưới lọc kim loại hoặc vật liệu xốp.
Bể lọc có màng lọc: nước lọc đi qua màng lọc được tạo thành trên bề mặt lưới đỡ hoặc lớp vật liệu rỗng.
Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của bể lọc, nó 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. Ngoài ra còn có 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: có thành phần cấp phối tích hợp, đảm bảo đồng nhất, có độ bền cơ học cao, ổn định về hoá học.
Trong quá trình lọc người ta có 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 có bề mặt hoạt tính rất lớn chúng có khả năng hấp thụ các chất ở dạng lỏng hoà tan trong nước.
III.5.2.4. Khử trùng nƣớc:
Để đảm bảo an toàn về mặt vi trùng học, nước trước khi cấp cho người tiêu dùng phải được khử trùng. Nó là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nước cho sinh hoạt và ăn uống.
Có rất nhiều biện pháp khử trùng nước hiệu quả như: khử trùng bằng các chất oxi hoá mạnh, khử trùng bằng các tia vật lý, khử bằng phương pháp siêu âm, khử bắng
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 hoá 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 có trong nước.
Nhiệt độ của nước.
Liều lượng Clo
III.5.2.5. Khử sắt và Mangan:
Trong nước mặt sắt tồn tại ở dạng hợp chất Fe3+, thường là Fe(OH)3 không tan ở dạng keo hoặc ở dạng huyền phù. Hàm lượng sắt trong nước mặt thường không lớn và sẽ được khử trong quá trình làm trong nước. Trong nước ngầm, Fe tồn tại ở dạng ion, sắt có hoá trị 2 ( Fe2+) là thành phấn của cácmuối hoà tan như: bicácbônát Fe( HCO3)2, sunphát FeSO4. Hàm lượng sắt có trong nguồn nước ngầm thường cao. Các phương pháp khử sắt trong nước ngầm:
Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng
Khử sắt bằng phương pháp dung hoá chất
Các phương pháp khử sắt khác
Mangan trong nước ngầm thường tồn tại ở dạng Mn2+ hoà tan hoặc có thể ở dạng keo không tan. Khi Mn2+ bị oxi hoá 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 sắt.
III.5.2.6. Làm mềm nƣớc:
Làm mềm nước tức lá khử độ cứng trong nước( khử các muối Ca, Mg có trong nước). Nước cấp cho một số lĩnh vực như công nghiệp dệt, sợi nhân tạo, hoá 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 hoá học, phương pháp trao đổi ion.
III.5.2.7. Ổn định nƣớc:
Đây là quá trình khử tính xâm thực của nước đồng thời cấy lên mặt trong thành ống lớp màng bảo vệ để cách ly không cho nước tiếp xúa trực tiếp với vật liệu làm ống. Tác dụng của lớp màng bảo vệ là để chống gỉ cho lớp thép và các phụ tùng trên đường ống. Hoá chất thường dùng để ổn định nước là hexametephotphat, siliccat natri, sođa, vôi.