Kết quả điều tra cho thấy thành phố Cẩm Phả đang sử dụng nguồn nƣớc từ nhà máy nƣớc Diễn Vọng, đồng thời còn sử dụng một số trạm bơm giếng để khai thác nƣớc ngầm và bơm trực tiếp vào mạng lƣới. Nhà máy nƣớc Diễn Vọng có công suất 60.000 m3/ngđ, từ năm 2002 hồ Cao Vân đƣợc sử dụng thay thế sông Diễn Vọng trở thành nguồn cấp nƣớc cho nhà máy nƣớc Diễn Vọng. Từ hồ Cao Vân nƣớc đƣợc dẫn về công trình thu và trạm bơm nƣớc thô bằng ống thép D900 dài 6.100 m. Nhìn chung, hệ thống thoát nƣớc thành phố Cẩm Phả đã đƣợc xây dựng và nâng cấp qua các giai đoạn phát triển của thành phố. Tuy nhiên, sự hoạt động chƣa đạt nhƣ kỳ vọng. Một trong những nguyên nhân là do quá trình đô thị hoá đang diễn ra rất nhanh ở tất cả các đô thị đã làm các hệ thống thoát nƣớc ngày càng không đáp ứng kịp, một phần đang xuống cấp. Công tác quản lý, duy tu gặp nhiều khó khăn bất cập, trang thiết bị quản lý lạc hậu làm cho tình trạng thoát nƣớc tại các đô thị càng trở nghiêm trọng.
Các đô thị còn lại xả nƣớc thải trực tiếp ra môi trƣờng mà không đƣợc xử lý. Tình hình này làm cho vấn đề ô nhiễm môi trƣờng ngày càng trầm trọng đặc biệt là môi trƣờng nƣớc. Nƣớc thải công nghiệp là một trong những nguồn gây ô nhiễm chính ảnh hƣởng đến chất lƣợng môi trƣờng nƣớc. Tuy nhiên, việc thu gom và xử lý nƣớc thải công nghiệp chiếm tỷ lệ không đáng kể trong tổng số lƣợng nƣớc thải công nghiệp đang thải ra hàng ngày tại các khu công nghiệp.
Khu vực dự án có tuyến đƣờng quản lý từ nhà máy Diễn Vọng đến ngã ba giao với đƣờng tránh Trới - Vũ Oai và dọc quốc lộ 18, thoát nƣớc chỉ là thoát nƣớc mặt đƣờng và các ngọn đồi, núi xung quanh chảy xuống đƣờng và thoát ra các lƣu vực suối xung quanh [7].
Công suất hoạt động của nhà máy nƣớc Diễn Vọng: Nhà máy nƣớc Diễn Vọng với công suất thiết kế 60.000 m3/ngđ, song hiện đang vận hành công suất 65.000 m3/ngđ, lấy nƣớc từ hồ Cao Vân.
Hồ Cao Vân: Hồ Cao Vân có diện tích lƣu vực là 46,5 km2. Cụ thể: - Dung tích tổng cộng (106 m3): 10,80; - Dung tích hữu ích (106 m3): 9,2; - Dung tích chết (106 m3): 1,6; - Mực nƣớc dâng gia cƣờng (m): 36,20; - Mực nƣớc dâng bình thƣờng (m): 33,20; - Mực nƣớc chết (m): 23,50; - Cống lấy nƣớc, tháo nƣớc: + Vị trí: Vai trái, dƣới đập chính; + Lƣu lƣợng thiết kế (Qtk, m3/s): 2,10; + Kết cấu: Ống thép bọc BTCT; + Chế độ chảy: Có p; + Chiều di cống (m): 132,50; + Kích thƣớc cống (m): Ống thép ĐK 1.200 mm; + Cao trình đáy cống (m): 21,50.
- Chất lƣợng nƣớc thô: Nguồn nƣớc có đặc trung là hàm lƣợng sắt cao và độ màu lớn [4].
Hình 4.1. Một góc hồ Cao Vân
Đập Đá Bạc: Nguồn nƣớc Đập Đá Bạc đƣợc đổ về từ 2 nhánh sông, gồm có nhánh 1 từ hạ lƣu của Đập Cao Vân; nhánh 2 từ hạ lƣu của đập Khe Giữa. Hai nhánh sông này thuộc địa phân của xã Hòa Bình, huyện Hoành Bồ và xã Dƣơng Huy, thành phố Cẩm Phả.
- Năm 2011: Công ty Cổ phần nƣớc sạch Quảng Ninh đã tiến hành cải tạo, nâng cấp đập Đá Bạc, có rất nhiều khai trƣờng khai thác than. Vì vậy, nguồn nƣớc này đang bị ô nhiễm. Đặc biệt vào mùa mƣa lũ, tình trạng đất đá bồi lấp ồ ạt về khu vực đập rất nhiều và chất lƣợng nƣớc luôn trong tình trạng không đảm bảo.
Sơ đồ 4.1. Quy trình công nghệ nhà máy nƣớc Diễn Vọng Trạm bơm cấp I Hồ Cao Vân (11,8 triệu m3) Ống nƣớc thô DN900 Cụm bể phản ứng, lắng lamen Cụm bể lọc nhanh Trạm bơm cấp II Bơm biến tần Tuyến ống thép D800 Bể chứa mới (3000m3) Mạng lƣới cấp nƣớc TP. Cẩm Phả Trạm van Quang Hanh
Mạng lƣới cấp nƣớc Đông Hạ Long PAC Polyme Clo Clo D600 D600
Sơ đồ 4.2. Quy trình xử lý nƣớc tại nhà máy nƣớc Diễn Vọng lấy nƣớc từ Hồ Cao Vân
Qua sơ đồ 4.1 và 4.2 cho thấy nƣớc từ Hồ Cao Vân, qua cửa thu bằng ống dẫn nƣớc thô DN900 đến trạm bơm cấp I. Tại trạm bơm cấp I nƣớc sẽ đƣợc châm Clo (Trƣờng hợp độ màu cao > 50 TCU).từ nhà pha hóa chất đến bể trộn. Tại bể trộn, tiếp tục đƣợc châm hóa chất keo tụ (Thƣờng sử dụng PAC - Poly Aluminium Chloride làm hoá chất keo tụ cặn trong nƣớc; NaOH
Clo sơ bộ Hóa chất keo tụ Nƣớc thải bùn cặn Hệ thống xử lý bùn cặn Nguồn tiếp nhận
Hồ Cao Vân Cửa thu Trạm bơm nƣớc cấp
Bể trộn Bể phản ứng Bể lắng Bể lọc Bể chứa nƣớc sạch Trạm bơm tiêu thụ Mạng lƣới cấp Dung dịch Clo khử trùng Nhà pha hóa chất Đƣờng nƣớc chính Đƣờng nƣớc thải
Một đơn nguyên của gồm các bể xử lý
hoặc vôi để nâng PH lên giá trị ~ 7; chất trợ lắng (PAA) để tạo liên kết giữa các bông cặn) sau đó nƣớc đƣợc thu vào bể phản ứng và bể lắng (bể lắng lamen) rồi chuyển đến bể lọc. Trong quá trình nƣớc đƣợc xử lý tại các hệ thống bể, nƣớc thải và bùn cặn đƣợc di chuyển đến hệ thống xử lý bùn cặn (nƣớc thải từ quá trình thổi rửa bể lọc và xả đáy bể lắng sẽ đƣợc bơm ra hố lắng bùn hoặc sân phơi bùn. Nƣớc trong tuần hoàn lại bể trộn hoặc xả ra ngoài môi trƣờng. Bùn sẽ thuê đơn vị có chức năng thu gom). Nƣớc thô trải qua quá trình xử lý sẽ thu về bể chứa nƣớc sạch. Tại bể chứa nƣớc sạch (3.000 m3), nƣớc sau khi đƣợc xử lý vẫn tiếp tục đƣợc châm dung dịch Clo khử trùng từ nhà pha hóa chất rồi di chuyển đến trạm bơm cấp II. Từ trạm bơm cấp II, nƣớc di chuyển qua các ống tuyến thép D800 đến các trạm van. Từ các trạm van, nƣớc tiếp tục di chuyển qua các ống D600 đến các mạng lƣới cấp nƣớc: Mạng lƣới cấp nƣớc đông Hạ Long và Mạng lƣới cấp nƣớc Thành phố Cẩm Phả.
Quy trình xử lý nƣớc mặt tại khu vực nghiên cứu:
Sơ đồ 4.3. Qui trình xử lý nƣớc mặt tại nhà máy nƣớc Diễn Vọng
Hóa chất keo tụ Hệ thống hòa trộn Bể phản ứng Bể lắng Bể lọc Bể chứa sạch Clo (Javen) Nƣớc thô Hố thu bùn hoặc sân phơi bùn Clo (Javen)
Qua sơ đồ 4.3 cho thấy nƣớc thô đƣợc châm hóa chất hỗ trợ keo tụ để tạo bông nhƣ phèn PAC, chất trợ lắng. Đối với nguồn nƣớc có pH thấp cần châm bổ sung vôi hoặc sút để nâng pH lên khoảng 7,2 ÷ 7,5 (pH tối ƣu để tạo bông). Nƣớc thô cùng hóa chất đi qua hệ thống hòa trộn sang bể phản ứng, tại đây diễn ra phản ứng tạo bông, các bông cặn liên kết với nhau trƣớc khi sang bể lắng. Tại bể lắng, các bông cặn liên kết với nhau, lắng xuống đáy bể, nƣớc trong đƣợc thu vào mƣơng trƣớc khi sang bể lọc. Bể lọc đƣợc thiết kế bao gồm 2 lớp vật liệu lọc cát và sỏi đƣợc xếp chồng lên nhau có tác dụng giữ lại những bông cặn nhẹ không lắng đƣợc ở bể lắng, nƣớc sau lọc có độ đục < 2 NTU và đƣa sang bể chứa nƣớc sạch. Tại đây châm Clo hoặc Javen để khử trùng trƣớc khi cấp ra ngoài mạng lƣới, hàm lƣợng Clo dƣ trong khoảng 0,3 ÷ 0,5.
Khi nguồn nƣớc thô có độ màu, hàm lƣợng hữu cơ cao, cần vận hành hệ thống Clo để xử lý sơ bộ nguồn nƣớc thô, giảm độ màu, hàm lƣợng hữu cơ giúp cho quá trính định lƣợng hóa chất đạt hiệu quả cao. Nƣớc xả rửa bể lắng, thổi rửa bể lọc thu về bể lắng bùn (sân phơi bùn). Nƣớc trong đƣợc tuần hoàn lại hệ thống bể trộn hoặc xả ra ngoài môi trƣờng. Bùn thải sẽ đƣợc Công ty thuê đơn vị có chức năng thu gom, vận chuyển và xử lý.
- Bể phản ứng: Bể phản ứng tạo bông cặn và bể phản ứng có tầng cặn lơ lửng. Thƣờng đƣợc xây dựng hợp khối với bể lắng ngang. Đáy bể có cấu tạo giống bể phản ứng xoáy hình côn để tạo các bông cặn nhỏ hình thành từ dƣới đáy tiếp tục các hạt cặn nhỏ, lớn dần lên (tốc độ dòng chảy giảm) lên đến bề mặt bể tràn qua bể lắng ngang [15].
Nếu dùng ống phân phối thì ống đƣợc đục 2 hàng lỗ: α = 45° hƣớng xuống dƣới. Đƣờng kính lỗ: d ≥ 25 mm và khoảng cách giữa 2 lỗ : S = 300 - 500 mm.
- Bể lắng: Các loại bể lắng thƣờng gặp: Bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng ly tâm, bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng (bể lắng trong), bể lắng lớp mỏng (Lamen)[15].
Bể lắng đứng: Có dạng hình tròn hay vuông trên mặt bằng. Thƣờng sử dụng kết hợp với bể phản ứng xoáy [15].
- Q ≤ 10.000 m³/ngđ (dùng cho trạm có công suất nhỏ). Sử dụng nơi có điều kiện địa chất tốt (mực nƣớc ngầm thấp).
Bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng.
Nguyên tắc hoạt động: Nƣớc nguồn sau khi trộn với hóa chất (phèn) và tách khí → vào bể lắng trong bằng hệ thống phân phối → chuyển động từ dƣới lên trên → hình thành 1 lớp cặn lơ lửng do kết quả của quá trình keo tụ (vận tốc giảm dần trong phần hình côn). Lớp cặn này ở trạng thái cân bằng động [15].
- Nƣớc chảy qua lớp cặn lơ lửng → tạo điều kiện tiếp xúc giữa các chất bẩn trong nƣớc và bông cặn trong điều kiện dòng chảy động → lực hút phân tử thẳng đƣợc lực đẩy tĩnh điện → quá trình keo tụ xảy ra với cƣờng độ lớn hơn so với quá trình keo tụ các phân tử chất bẩn riêng biệt trong một thể tích tự do → E tăng, tiết kiệm hóa chất và khối tích công trình [15]. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kết quả quá trình xử lý: Các hạt cặn đƣợc hấp phụ trên bề mặt bông cặn, nƣớc đƣợc làm trong. Bông cặn một mặt tăng kích thƣớc do hấp phụ chất bẩn, mặt khác chúng cũng có thể bị phá vỡ do tác dụng dòng nƣớc nếu vận tốc nƣớc chảy lên quá lớn.
Việc tách nƣớc và cặn sau lắng: Để giữ chất lƣợng nƣớc ổn định và loại bỏ các lƣợng cặn tích tụ trong bể lắng ngƣời ta làm các khe (cửa sổ) tràn cặn từ ngăn lắng sang ngăn nén → ở đây cặn sẽ đƣợc lắng xuống → xả ra ngoài.
Nƣớc trong đƣợc thu qua máng tràn hay ống đục lỗ đặt ngập trong nƣớc, cách mặt nƣớc ≥ 0,3 m và cách khe tràn cặn ≥ 1,5 m.
Điều kiện áp dụng: Làm việc với hàm lƣợng cặn vừa và lớn (nếu cặn ít thì khó tạo lớp cặn lơ lửng).
- Xử lý bằng hóa chất. - Q và t° nƣớc ít thay đổi.
- Làm việc liên tục suốt ngày đêm.
Bể lắng ly tâm: Nƣớc chảy trong bể theo hƣớng ly tâm từ giữa bể → các máng theo chu vi bể.
Thiết bị gạt cặn (chuyển động vòng tròn) → xả cặn bằng hệ thống thủy lực hay bơm (liên tục hay định kỳ).
Sử dụng với Q lớn (≥ 30.000 m³/ngđ).
Bể lắng lớp mỏng (lamen): Bể lắng với nhiều lớp mỏng, đó là các bể lắng kín hoặc hở, giống các bể lắng thông thƣờng và cũng gồm 3 vùng: Vùng phân phối nƣớc; Vùng lắng; Vùng tập trung và chứa cặn [15].
- Đặc điểm của loại bể này là vùng lắng đƣợc chia thành nhiều lớp mỏng với không gian nhỏ hẹp, nhờ các tấm hoặc ống đặt nghiêng. Khoảng cách giữa các tấm 5 - 15 cm.
- Tác dụng: khi giảm chiều cao lắng thì giảm độ chảy rối của dòng chảy tự do Re ≤ 500, giảm đƣợc độ dao động của thành phần tốc độ thẳng đứng của dòng nƣớc. Kết quả là tăng hệ số sử dụng dung tích và giảm đƣợc thời gian lắng (chỉ cần một vài phút). Nếu cải tạo các bể lắng thông thƣờng thành bể lắng với nhiều lớp mỏng thì công suất sẽ tăng đƣợc 2 - 4 lần.
- Bể lọc:
Nguyên lý hoạt động: Dùng vật liệu lọc là các hạt hay lƣới. Nƣớc đi qua vật liệu lọc, các chất bẩn đƣợc giữ lại cả ở thể hạt keo ở các khe rỗng hoặc trên bề mặt các hạt do lực liên kết phân tử.
Đánh giá chung quá trình lắng bề mặt; hấp phụ, dính; hóa học và khử trùng nƣớc cấp đƣợc thực hiện nhằm ngăn ngừa các bệnh dịch, nƣớc cấp cho sinh hoạt phải đƣợc diệt trùng. Ngoài ra, các hệ thống cấp nƣớc công nghiệp
cũng cần phải đƣợc diệt trùng để ngăn ngừa sự kết bám của các VSV lên thành ống dẫn nƣớc trong các thiết bị làm lạnh, làm giảm khả năng truyền nhiệt đồng thời làm tăng tổn thất thủy lực của hệ thống. Các quá trình cơ học không thể loại trừ đƣợc toàn bộ VSV và vi trùng có trong nƣớc, do đó cần tiến hành các biện pháp lý học và hóa học để khử trùng nƣớc [15].