1.4.1. Cơng nghệ xử lý nước ngầm nhiễm sắt cao ( 40 – 60 mg/l) tại xã Phước Kiểng, huyện Nhà Bè, Thành phố Hồ Chí Minh [6]
Cl
Hình 1.9: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước ngầm tại xã Phước Kiểng, huyện Nhà Bè, Thành phố Hồ Chí Minh [6]
- Thuyết minh cơng nghệ:
Nước từ giếng khoan được bơm lên giàn mưa để thực hiện quá trình làm thống sao đĩ dẫn sang bể phản ứng cơ khí. Bể phản ứng cơ khí dùng năng lượng của cánh khuấy chuyển động trong nước để tạo ra sự xáo trộn dịng chảy. Tại bể phản ứng cơ khí nước được khuấy trộn cùng với hĩa chất châm vào để tạo điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý. Tiếp theo nước được đưa sang bể lắng vách nghiêng tại đây các cặn sẽ được lắng xuống đáng kể nhờ các tấm vách đặt nghiêng với chiều dịng chảy.
Nước sau khi ra khỏi bể lắng được dẫn tiếp sang bể lọc áp lực loại bỏ tiếp các cặn khơng lắng được trong bể lắng. Nước sau bể lọc áp lực cĩ áp 2÷3 kg.cm3 sẽ tự chảy về chứa đồng thời clo cũng được châm vào trong đường ống dẫn. Hệ thống bơm cấp 2 sẽ đưa nước lên thủy đài và vào trong hệ thống tiêu thụ.
Giếng khoan bơm cấp 1 Giàn mưa Bể phản ứng cơ khí Bể lắng vách ngăn Nơi tiêu thụ Đài nước Bể chứa nước sạch Bể lọc áp lực Hĩa chất Clo
1.4.2. Cơng nghệ xử lý nước ngầm tại Hĩc Mơn, Thành phố Hồ Chí Minh cơng suất 65.000 m3/ngày đêm [6] suất 65.000 m3/ngày đêm [6]
Hình 1.10:Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước ngầm tại Hĩc Mơn [6]
- Thuyết minh cơng nghệ:
Nước từ giếng khoan được đưa lên giàn phun mưa để làm thống. Sau đĩ người ta cho thêm hĩa chất và clo vào để tiếp tục khử Fe và khử cứng rồi đi vào bể trộn đứng để trộn đều hĩa chất với nước tạo hiệu suất phản ứng tốt nhất. Từ bể trộn nước đi vào bể lắng tiếp xúc nhằm lắng cặn sinh ra trong các quá trình trước. Nước tiếp tục vào vào bể lọc nhanh để lọc những cặn khơng lắng được trong bể lắng. Nước sau khi lọc được dẫn đưa về bể chứa đồng thời châm clo vào đường ống khử trùng và phân phối tới nơi tiêu thụ.
1.5. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
- TCVN 02:2009/BYT: Tiêu chuẩn chất lượng quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt do Cục Y tế dự phịng và Mơi trường biên soạn và được Bộ trưởng Bộ Y tế ban hành theo Thơng tư số: 05/2009/TT - BYT ngày 17 tháng 6 năm 2009. Trạm bơm
cấp 1
Tuyến ống gĩp và
chuyển tải Giàn mưa
Bể trộn đứng Tiêu thụ Bể lắng tiếp xúc Ống chuyển tải và phân phối nước
sạch Trạm bơm cấp 2 Bể chứa Bể lọc nhanh Hĩa chất Clo Clo
- TCVN 33 – 2006: Cấp nước – Mạng lưới đường ống và cơng trình tiêu chuẩn thiết kế.
- Tiêu chuẩn thiết kế TCXD VN 356 – 2005: Kết cấu bê tơng và bê tơng cốt thép.
- Tiêu chuẩn thiết kế TCXD VN 45 – 78: Nền nhà và cơng trình. - Tiêu chuẩn thiết kế TCXD VN 5575 – 1991: Kết cấu thép.
Chương II: LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ
2.1. HIỆN TRẠNG CUNG CẤP SỬ DỤNG NƯỚC TẠI NHÀ MÁY VÀ TRONG KHU VỰC [16] TRONG KHU VỰC [16]
2.1.1 Hiện trạng cung cấp và sử dụng nước tại Vĩnh Lương – Nha Trang:
Thành phố Nha Trang cĩ diện tích 251km2, dân số 361.454 người, mật độ 1.403 người/km2. Thành phố Nha Trang nằm ở vị trí trung tâm tỉnh Khánh Hịa, Bắc giáp huyện Ninh Hịa, Nam giáp thị xã Cam Ranh, Tây giáp Diên Khánh_ trong một thung lũng núi vây 3 phía Bắc - Tây - Nam và tiếp giáp với bờ biển về phía Đơng. Sơng Cái Nha Trang và sơng Cửa Bé chia Nha Trang thành 3 phần, gồm 27 xã, phường:
- Phía Bắc sơng Cái gồm các xã Vĩnh Lương, Vĩnh Phương, Vĩnh Ngọc và khu vực Đồng Đế gồm các phường Vĩnh Phước, Vĩnh Hải, Vĩnh Hịa, Vĩnh Thọ.
- Phía Nam sơng Cửa Bé là xã Phước Đồng với địa danh “ Chiến khu Đồng Bị” và một vùng lý tưởng cho du lịch trong tương lai là rừng dừa sơng Lơ.
Hiện nay, hệ thống nước cấp cho thành phố Nha Trang và khu vực Diên Khánh – Khánh Hịa do 2 nhà máy nước cấp chính là nhà máy nước Võ Cạnh cĩ cơng suất 60.000m3/ngày.đêm và nhà máy nước Xuân Phong cĩ cơng suất 15.000m3/ngày.đêm. Như vậy, tính đến nay tổng cơng suất cấp nước sạch cho 2 khu vực trên là 75.000m3/ngày.đêm. Do địa hình đồi dốc và xa nguồn cấp nước nên một số khu vực ở phía Bắc thành phố Nha Trang chưa cĩ nước cấp sinh hoạt gây ảnh hưởng đến đời sống và sản xuất của người dân khu vực này, thiếu nước sinh hoạt trở thành mối lo hằng ngày của người dân.
Theo ơng Nguyễn Thanh Vân - Chủ tịch UBND xã Vĩnh Lương - TP.Nha Trang cho biết thì người dân tại địa phương này đang thiếu nghiêm trọng nước sạch dùng cho sinh hoạt và sản xuất. Tồn xã Vĩnh Lương cĩ 3.141 hộ dân, để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của người dân thì mỗi ngày cần khoảng 2.000m3 nước sạch. Tuy nhiên, hiện tại xã chỉ cĩ một giếng nước sạch, cĩ thể bơm dẫn nước về các tụ điểm cơng cộng để bà con lấy nước về dùng, nhưng mỗi ngày chỉ cung cấp được 240m3.
Do khơng đủ nước sạch trong khi xã chưa cĩ hệ thống nước máy nên nhiều hộ dân đã phải đi mua nước sạch về để nấu ăn hoặc phải dùng nước giếng bị nhiễm mặn và cĩ độ cứng rất cao. Hàng ngàn hộ dân Vĩnh Lương sẽ cịn khĩ khăn hơn khi mùa khơ hạn đang đến gần, giếng nước sạch duy nhất của xã cũng gần khơ đáy.
Hình 2.1: Những tụ điểm nước cơng cộng khơng đủ đáp ứng nhu cầu sinh hoạt hằng ngày của người dân xã Vĩnh Lương [15]
2.1.2. Hiện trạng cung cấp và sử dụng nước ở nhà máy sản xuất đá cây tại Vĩnh Lương – Nha Trang [1]
Nhà máy sản xuất đá cây tại thơn Lương Sơn, xã Vĩnh Lương thuộc Thành phố Nha Trang cĩ cơng xuất 400cây đá/ngày, tức là cần lượng nước cấp mỗi ngày là 20m3/ngày. Khu vực này cĩ lượng nước ngầm chưa được khai thác nhưng do độ cứng cao nên nhà máy khơng sử dụng được, hiện nước cấp được nhà máy sử dụng để sản xuất đá cây, nhà máy phải mua và vận chuyển từ Thành phố Nha Trang cách đĩ khoảng 12km về để sử dụng.
Ước tính mỗi ngày nhà máy sử dụng xe chở 6m3 nước, giá 1m3 nước là 8.000 đồng vận chuyển 3 – 4 chuyến và mỗi chuyến chi phí mất 100.000 đồng tiền xăng dầu. Như vậy, để sản xuất 1 tháng nhà máy phải tốn 15,3 triệu đồng cho tiền nước cấp chưa tính đến tiền nhân cơng và phương tiện vận chuyển. Do đĩ, chủ nhà máy hiện đang tìm cách sử lý nguồn nước ngầm hiện cĩ để tiết kiệm chi phí sản xuất.
2.2. ẢNH HƯỞNG CỦA TẠP CHẤT ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĐÁ CƠNG
NGHIỆP:
Nước đá cĩ vai trị rất quan trọng trong đời sống và trong cơng nghiệp. Trong cơng nghiệp người ta sử dụng nước đá để ướp lạnh bảo quản thực phẩm, rau quả chống hư hỏng. Trong đời sống vai trị nước đá càng quang trong hơn như phục vụ giải khát, giải trí. Nước đá cịn cĩ vai trị quan trọng như tạo sân băng trược băng nghệ thuật.
Trong cơng nghiệp chế biến thực phẩm nước đá thường được sử dụng dưới nhiều dạng: Đá cây, đá vảy, đá tấm,… Chúng đều được sử dụng để ướp đá thực phẩm trong quá trình chế biến.
Chất lượng nước đá chịu tác động của nhiều yếu tố: Các thành phần trong nước, phương pháp làm lạnh.Thơng thường, nước đá được lấy từ mạng lưới thủy cục, các tạp chất và vi sinh vật trong nước khơng được vượt quá các giá trị qui định.
Bảng 2.1: Hàm lượng tạp chất trong nước đá cơng nghiệp [2]
STT Tạp chất Hàm lượng
1 Số lượng vi khuẩn 100/con
2 Vi khuẩn đường ruột 3con/l
3 Chất khơ 1g/l
4 Độ cứng 7mg/l
5 Độ đục 1,5mg/l
6 Hàm lượng sắt 0,3mg/l
7 pH 6,5 – 9,5
Tạp chất hồ tan trong nước làm cho chất lượng và thẩm mỹ của đá bị biến đổi. Các tạp chất cĩ thể tạo ra màu sắc, màu đục khơng trong suốt. Một số tạp chất làm cho đá dễ bị nứt nẻ. Một số tạp chất tách ra được khi đơng đá tạo thành cặn bẫn nằm ở đáy, nhưng một số tạp chất lại khơng tách ra được trong quá trình đĩng băng, cĩ tạp chất khi hồ tan trong nước làm cho đá khĩ đơng hơn, do nhiệt độ đĩng băng giảm.
Bảng 2.2: Ảnh hưởng một số tạp chất đến chất lượng nước đá [2]
TT Tạp chất Ảnh hưởng Kết quả sau chế
biến
1 Cacbonat canxi CaCO3
- Tạo thành chất lắng bẩn ở dưới hoặc ở giữa cây Tách ra được 2 Cacbonat magiê MgCO3 - Tạo thành chất lắng bẩn và bọt khí, làm nứt đá ở nhiệt độ thấp Tách ra được
3 Ơxit sắt - Tạo chất lắng màu vàng hay nâu và nhuộm màu chất lắng canxi và magiê
Tách ra được
4 Ơxit silic và ơxit nhơm
- Tạo chất lắng bẩn Tách ra được
5 Chất lơ lửng - Tạo cặn bẩn Tách ra được
6 Sunfat natri clorua va sunfat canxi
- Tạo các vết trắng ở lõi, làm đục lõi và tăng thời gian đĩng băng. Khơng tạo chất lắng
7 Clorua canxi và sunfat magiê
- Tạo chất lắng xanh nhạt hay xám nhạt ở lõi, kéo dài thời gian đơng và tạo lõi khơng trong suốt
Biến đổi thành sunfua canxi
8 Clorua magiê - Tạo vết trắng, khơng cĩ cặn Biến đổi thành clorua canxi 9 Cacbonat
natri
- Chỉ cần một lượng nhỏ cũng làm nứt đá ở nhiệt độ dưới -9oC. Tạo vết màu trắng ở lõi, kéo dài thời gian đĩng băng. Tạo đục cao và khơng cĩ cặn
Biến đổi thành cacbonat natri
2.3. LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC CHO NHÀ MÁY
Nước là một nhu cầu cần thiết cho cuộc sống. Khơng cĩ nước thì cuộc sống trên trái đất khơng thể tồn tại. Hằng ngày cơ thể con người cần từ 3 đến 10 lít nước cho các hoạt động bình thường. Lượng nước này thong qua con đường thức ăn, uống đi vào cơ thể thực hiện quá trình trao đổi chất, trao đổi năng lượng, sau đĩ theo đường bài tiết (mồ hơi, nước giải,..) thải ra ngồi.
Ngày nay, do sự cơng nghiệp hĩa, đơ thị hĩa và sự bùng nổ dân số đã làm cho nguồn nước thiên nhiên bị cạn kiệt và ơ nhiễm dần. Vì thế, con người phải biết xử lý các nguồn nước cấp để cĩ được đủ lượng nước sử dụng và đảm bảo đạt chất lượng vệ sinh cho các nhu cầu sinh hoạt và sản xuất cơng nghiệp, cho chính mình và giải quyết những hậu quả do mình gây ra.
Trong xử lý nước, chất lượng nguồn nước cĩ một ý nghĩa vơ cùng quan trọng. Vì vậy trong những điều kiện cho phép cần chọn nguồn nước cĩ chất lượng tốt nhất để cĩ được hiệu quả xử lý cao. Một số yêu cầu khi lựa chọn nguồn nước là:
- Nguồn nước phải cĩ lưu lượng trung bình nhiều năm theo tầng xuất tiêu thụ, trữ lượng đảm bảo khai thác trong nhiều năm.
- Chất lượng nước đáp ứng tiêu chuẩn Việt Nam.
- Ưu tiên chọn nguồn nước gần nơi tiêu thụ cĩ sẵn thế năng tiết kiệm năng lượng. - Cĩ địa chất cơng trình phù hợp với yêu cầu xây dựng
Khu vực thiết kế cách xa hệ thống sơng ngịi, kênh rạch nhưng khu vực này lại cĩ nguồn nước ngầm rất phong phú nhưng chưa được khai thác và sử dụng hợp lý. Vì vậy, nguồn nước được lựa chọn ở đây là nguồn nước ngầm cĩ độ sâu khoảng 200m.
2.4.ĐẶC ĐIỂM NGUỒN NƯỚC NGẦM TẠI LƯƠNG SƠN – NHA TRANG
Nguồn nước phân tích được lấy trực tiếp tại giếng theo tiêu chuẩn lấy mẫu TCVN 5993: 1995. Kết quả được xét nghiệm tại Phịng thí nghiệm Viện cơng nghệ Sinh học và Mơi trường, Trường Đại Học Nha Trang từ ngày 25/03 đến ngày 05/04/2012.
Bảng 2.3: Kết quả xét nghiệm nước ngầm tại Lương Sơn – Nha Trang [5]
STT CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ KẾT
QUẢ
PHƯƠNG PHÁP QCVN
02:2009/BYT
1 pH 7,7 Máy đo pH 6 – 8,5
2 Nhiệt độ 0C 28 Máy đo t0 -
3 Độ màu TCU 2 Spectrophotometer
HACH-DR 2000 ≤15 4 Mùi vị Khơng cĩ mùi, vị lạ Cảm quan, hoặc SMEWW 2150 B và 2160 B Khơng cĩ mùi, vị lạ 5 Độ đục FTU 1 Spectrophotometer HACH-DR 2000 ≤5
6 TSS mg/l 20 Standard Methods for
the Examination of Water and Wastewater 20th Edition 1990- 2540D 1000 7 Độ cứng tổng tính theo CaCO3
mg/l 538 Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition 1990- 2540D
8 Fe tổng (Fe2+ + Fe3+)
mg/l 3 Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition 1990- 2540D
≤0,5
9 Mangan tổng mg/l 0,34 Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition 1990- 2540D
≤0,5
10 SO42- mg/l 0,096 Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition 1990- 2540D
≤250
11 HCO3- mg/l 647 Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition 1990- 2540D
12 Cl- mg/l 29 Standard Methods for
the Examination of Water and Wastewater 20th Edition 1990- 2540D
250
13 Na+ mg/l 148,5 Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition 1990- 2540D
≤200
14 Coliform tổng Vi khuẩn/100ml
5 Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20th Edition 1990- 2540D
2.5. ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐÁ CÂY VĨNH LƯƠNG – NHA TRANG XUẤT ĐÁ CÂY VĨNH LƯƠNG – NHA TRANG
2.5.1. Lựa chọn cơng nghệ: 2.5.1.1. Quá trình làm thống: 2.5.1.1. Quá trình làm thống:
Cĩ thể sử dụng giàn mưa hoặc tháp oxy hĩa (thùng quạt giĩ):
• Nếu sử dụng giàn mưa thì tốn diện tích cũng như chi phí xây dựng ban đầu nhưng khi hoạt động thì việc quản lý tương tối dễ dàng và thuận tiện. Việc duy tu, bảo dưỡng và vệ sinh định kỳ giàn mưa cũng khơng gặp nhiều khĩ khăn. Cần tiến hành vệ sinh thường xuyên do các cặn Fe dễ dàng bám trên các sàn tung làm bít các lỗ dẫn đến giảm hiệu quả giàn mưa.
• Nếu sử dụng tháp oxy hĩa thì sẽ tiết kiệm được mặt bằng xây dựng và chi phí xây dựng ban đầu nhưng khi vận hành thì tốn chi phí hơn so với sử dụng giàn mưa (do phải cung cấp điện năng để hoạt động máy thổi khí), quản lý cũng gặp khĩ khăn hơn. Việc duy tu bảo dưỡng cũng gặp khĩ khăn do lâu ngày cặn Fe dễ bám trên lớp vật liệu tiếp xúc (hay sàn tiếp xúc). Lúc này phải ngưng hoạt động của tháp để tiến hành vệ sinh.
Vì vậy, trong quy trình này sử dụng giàn mưa để khử sắt, giảm CO2 và khuếch tán O2 vào nước.
2.5.1.2. Bể trộn:
Các cơng trình dùng trộn hĩa chất cĩ thể chia làm hai loại là: Khuấy trộn bằng cơ học và khuấy trộn bằng thủy lực. Cơng trình dùng khuấy trộn hĩa chất thì nên sử dụng bể trộn cơ khí vì cơng suất xử lý ở đây thấp và thời gian lưu nước trong bể trộn cơ khí khơng cao nên thể tích của bể nhỏ dễ vận hành, cịn nếu sử dụng bể trộn đứng thì thời gian trộn vơi trong bể lâu hơn nên bể khĩ vận hành. Vì vậy, sử dụng bể trộn cơ khí trong hệ thống xử lý này là hồn tồn hợp lý.
2.5.1.3. Bể lắng:
Đối với hệ thống cĩ cơng suất nhỏ 30m3/ngày nên sử dụng bể lắng đứng để tiết kiệm diện tích mặt bằng xây dựng.
Đối với hệ thống cĩ cơng suất lớn người ta thường sử dụng bể lọc nhanh với vận tốc lọc khoảng 5 – 8 m3/h. Ở đây ta cĩ thể sử dụng bồn lọc áp lực với vận tốc > 10 m/h nhưng nếu sử dụng loại bể lọc này sẽ tốn chi phí đầu tư cao.