kl Khéo tay hay làmKhéo tay hay làmKhéo tay hay làm

Tính ổn định của nguồn nước Mục đích của việc xử lí ổn định nước là giữ cho nước luôn ở môi trường trung tính, nhằm ngăn ngừa các quá trình xâm thực hoặc lắng đọng của cặn CaCO3 trong

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Giới thiệu

Cùng với xu hướng phát triển của toàn cầu, Việt Nam đang từng bước đi lên

trở thành một nước công nghiệp phát triển Thành phố Hồ Chí minh là một trong

những thành phố lớn của cả nước đóng góp một phần rất lớn vào sự phát triển

kinh tế của cả nước Để giữ được mức tăng trưởng như hiện nay và có thể phát

triển bền vững trong tương lai, Thành phố cần những hoạt động đầu tư nhiều hơn

nữa cho các công trình cơ sở hạ tầng như: mạng lưới điện, mạng lưới cấp nước,

thông tin liên lạc cũng như đầu tư cho việc bảo vệ môi trường Thành phố

Mỗi năm, ngoài những người dân đã định cư lâu năm thì Thành phố còn tiếp

nhận hàng ngàn người nhập cư đến đây với mục đích lao động, học tập Do đó

nằm trong tiến trình phát triển Thành phố thì việc phát triển và cung cấp đủ nước

sạch cho người dân là hết sức quan trọng

Việc phát triển xây dựng nhà máy nước ngầm Hocmôn GĐ II nhằm đáp ứng

nhu cầu sử dụng nước ngày càng lớn của người dân ở phía tây Thành phố, góp

phần trong việc quản lý việc khai thác và sử dụng nguồn nước ngầm hợp lý hơn

Nhà máy nằm trong vùng có trữ lượng nước ngầm dồi dào, có sẵn đường dây cao

thế lại nằm gần trung tâm Thành phố nên rất thuận tiện cho việc xây dựng, khai

thác và cung cấp nước cho người dân

1.2 Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu lựa chọn phương án xây dựng Nhà máy nước ngầm HocMôn

mang tính khả thi cao phù hợp với quan điểm bảo vệ môi trường và phát triển

bền vững

- Cung cấp đủ lượng nước cho các nhu cầu: sinh hoạt, công nghiệp, tưới tiêu,

thương mại, công nghiệp, dịch vụ, chữa cháy ở phía tây Thành phố, giảm áp

lực cấp nước cho Nhà máy nước Thủ Đức

1.3 Nội dung của luận văn

Qua cơ sở thu thập những số liệu khảo sát thực tế cũng như sự hướng dẫn của

giáo viên em đã đưa ra các phương án xây dựng Nhà máy nước ngầm HocMôn

GĐ II phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và công nghiệp…

- Đề xuất phương án dây chuyền công nghệ trạm xử lý

- So sánh hiệu quả kinh tế và đặc tính kỹ thuật của các phương án

- Tính toán từng công trình chi tiết

- Bản vẽ chi tiết

1.4 Phương pháp thực hiện

- Phương pháp tổng hợp và xử lý các tài liệu liên quan

- Thu thập số liệu về khu vực: điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội

- Thu thập chất lượng nước ngầm tại khu vực chuẩn bị xây dựng dự án

CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU CHUNG

2.1 Cơ sở pháp lý

- Căn cứ vào Quyết định của Bộ trưởng Bộ công nghiệp nặng về việc phê

duyệt phương án thăm dò khai thác nước dưới đất vùng Hocmôn, TPHCM

mục tiêu trữ lượng 100.000m3/ ngày do Thứ trưởng Phạm Quốc Tường ký

ngày 17/6/1992 số 227CN nặng KHKT

- Ngày 14/4/2006, UBNDTP có văn bản số 2440/UBND – ĐT giao Sở GTCC

phối hợp cùng Sở KHĐT, Tổng công ty cấp nước Thành phố, Công ty nước

ngầm Thành phố nghiên cứu lập báo cáo xác định lại nhu cầu đầu tư mở

rộng nhà máy nước ngầm Hocmôn nâng công suất nhà máy lên 100.000

m3/ngày

2.2 Vị trí xây dựng nhà máy

- Nhà máy dự định được xây dựng cạnh Nhà máy nước ngầm Hocmôn GĐ I

đang hoạt động sản xuất với công suất 50 000 m3 nằm ở phía Tây bắc TP

HCM, thuộc địa phận phường 15, Quận Tân phú và một phần Quận 12

(giếng khai thác)

- Hướng đông giáp với khu dân cư

- Hướng tây giáp với đường Chế Lan Viên

- Hướng nam giáp với nhà máy Hocmôn GĐ I

- Hướng bắc giáp với khu dân cư

2.3 Điều kiện tự nhiên

2.3.1 Địa hình

- Địa hình đồng bằng chuyển tiếp từ đông sang Tây Nam Bộ, chủ yếu là đồng

bằng và đầm lầy Tầng cấu trúc địa chất bằng lớp bột, sét bột với hàm lượng

chất hữu cơ cao

- Địa hình có cao độ từ 1 – 6 m tập trung theo Quốc lộ 1A và khu trung tâm

thành phố

2.3.2 Khí hậu

- Có 2 mùa: mùa mưa và mùa khô, mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11,

lưu lượng lớn, tập trung chủ yếu trong thời gian ngắn nên rất dễ gây ra hiện

tượng xói mòn đất

- Nhiệt độ trung bình năm: 27.00C, nhiệt độ trung bình cao nhất: 28.90C

(tháng 6), nhiệt độ trung bình thấp nhất: 25.70C (tháng 12)

- Độ ẩm trung bình năm: 79.5%, lớn nhất: 86.0%, nhỏ nhất: 71.0%

- Độ bốc hơi lớn nhất: 5.7mm, thấp nhất: 2.3mm

- Hướng gió chủ đạo từ tháng V đến tháng IX là hướng Tây Nam với tần suất

70% và tốc độ khoảng 1,2 – 1,3 m/s Từ tháng XI đến tháng II năm sau là

hướng Đông Bắc có tần suất 60% với tốc độ khoảng 1,18 – 1,44 m/s Từ

tháng II đến tháng V có gió Đông Nam với tốc độ gió trung bình là 1,36 m/s

2.3.3 Bức xạ mặt trời

- Theo số liệu điều tra, thời gian có nắng trung bình trong năm là khoảng từ

2.000 đến 2.200 giờ/năm Hàng ngày có đến 10 – 13 giờ có nắng (vào mùa

khô) và cường độ chiếu sáng vào giữa trưa có thể lên tới 100.000lux

- Cường độ bức xạ trực tiếp: vào tháng 2,3 là 0,72 – 0,79 cal/cm2.phút, tháng

6 đến tháng 12 có thể đạt 0,42 – 0,46 cal/cm2.phút vào giờ giữa trưa Lượng

bức xạ trung bình ngày 363,5 cal/cm2

2.4 Điều kiện Kinh tế – Xã hội

2.4.1 Kinh tế

- Quận Tân phú có kinh tế phát triển, là nơi tập trung nhiều khu công nghiệp,

tiểu thủ công nghiệp, dân cư đông đúc Có nhu cầu tiêu thụ sản phẩm lớn,

văn hóa tương đối phát triển

2.4.2 Xã hội

- Dân cư: Quận Tân phú tập trung dân cư lớn thứ 3 thành phố có mật độ dân

số 15.168 người/km2

- Giao thông:

+ Đường bộ: thuận lợi hệ thống đường nối liền với hệ thống đường xa lộ

vành đai và xa lộ Sài Gòn – Biên Hòa Quốc lộ nối liền với Đồng Tháp

Mười và miền Tây Nam Bộ và nối liền với hệ thống giao thông cả nước

+ Đường thủy: thuận lợi nhờ 2 sông Sài gòn – Đồng Nai rộng lớn thuận tiện

việc giao thông vận tải trên sông, gần cảng Sài Gòn thuận tiện cho việc

vận chuyển hàng hóa

CHƯƠNG 3 : TỔNG QUAN VỀ XỬ LÍ NƯỚC NGẦM

3.1 Tổng quan về nguồn nước

Để cung cấp nước sạch, có thể khai thác từ các nguồn nước thiên nhiên (thường

gọi là nước thô) là nước mặt, nước ngầm, nước mưa

 Nước mặt bao gồm các nguồn nước từ hồ chứa, sông suối Do sự kết hợp từ các

dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với với không khí nên các đặc

trưng của nước mặt là :

+ Chứa khí hoà tan, đặc biệt là oxy

+ Chứa nhiều chất rắn lơ lửng Đối với nước trong hồ chứa lượng chất rắn

còn lại tương đối thấp, chủ yếu ở dạng keo

+ Có hàm lượng chất hữu cơ cao

+ Có sự hiện diện của nhiều loại tảo

 Còn đối với nước ngầm thì được khai thác từ các tầng chứa nước ở dưới đất

Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua Khi

nước chảy qua các tầng chứa cát hoặc granít thì nước thường có tính axít và

chứa ít khoáng Trong khi nước chảy qua tầng chứa đá vôi thì nước thường có

độ kiềm bicatbonat khá cao Ngoài ra nước ngầm còn có những tính chất chung

sau:

+ Độ đục thấp

+ Nhiệt độ và thành phần hoá học tương đối ổn định

+ Không có oxy hoà tan nhưng có chứa nhiều khí H2S, CO2

+ Chứa nhiều chất khoáng hoà tan, chủ yếu là sắt, mangan, flour

+ Không có sự hiện diện của vi sinh vật

 Nước biển thường có độ mặn rất cao Hàm lượng muối trong nước biển thay đổi

phụ thuộc vào vị trí địa lí như là khu ở gần cửa sông, gần bờ hay xa bờ Ngoài

ra nước biển còn có chứa nhiều vi sinh vật lơ lửng chủ yếu là các phiêu sinh

động thực vật

3.1.1 Tính chất lí học của nguồn nước

Bao gồm:

1 Nhiệt độ: ( 0 C): nhiệt độ của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình xử lí

nước Sự thay đổi nhiệt độ của nước phụ thuộc vào từng loại nguồn nước Nhiệt

độ của nguồn nước mặt dao động rất lớn từ 4 - 400, phụ thuộc vào thời tiết và độ

sâu nguồn nước Còn nguồn nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định từ

17-270C

2 Hàm lượng cặn không tan (mg/l): được xác định bằng cách lọc qua một đơn vị

thể tích nước nguồn qua giấy lọc, rồi đem sấy khô ở nhiệt độ (105-110)0C Hàm

lượng căn của nước ngầm thường dao động nhỏ từ 30-50mg/l, chủ yếu là cát mịn

có trong nước gây ra Hàm lượng cặn của nước mặt dao động rất lớn từ

20-5000mg/l, có khi lên tới 30000mg/l Cùng một nguồn nước, hàm lượng cặn dao

động theo mùa, mùa khô nhỏ, mùa mưa lớn Cặn có trong nước sông là do các hạt

cát, sét, bùn bị dòng nước xói rửa mang theo và các chất hữu cơ nguồn gốc động

thực vật mục nát hoà tan trong nước Hàm lượng cặn là một trong những chỉ tiêu

cơ bản để chọn biện pháp xử lí đối với nguồn nước mặt Hàm lượng cặn của

nguồn nước càng cao thì quá trình xử lí càng phức tạp

3 Độ màu của nước (tính bằng độ): được xác định theo phương pháp so sánh với

thang màu coban Độ màu của nước được gây ra bởi các hợp chất hữu cơ, các

hợp chất keo sắt, nước thải công nghiệp hoặc do sự phát triển của rong rêu, tảo

Nước trong ao hồ thường có độ đục cao

4 Mùi và vị của nước: nước có mùi là do trong nước có các khí, các muối khoáng

hoà tan, các hợp chất hữu cơ và vi trùng, nước thải công nghiệp chảy vào và các

hoá chất hoà tan… Nước có thể có mùi bùn, mùi tanh, mốc mùi clo, mùi

phenol… vị mặn, vị chua, vị chát…

3.1.2 Tính chất hoá học của nguồn nước

1 Hàm lượng cặn toàn phần (mg/l): bao gồm tất cả các chất vô cơ và hữu cơ có

trong nước, không kể các chất khí Cặn toàn phần được xác định bằng cách đun

cho bốc hơi một lượng dung tích nước nguồn nhất định và được sấy khô ở nhiệt

độ 105 – 1100C cho đến khi trọng lượng không đổi

2 Độ cứng của nước: là đại lượng biểu thị hàm lượng các muối của canxi và

magiê có trong nước Có thể phân biệt thành ba loại độ cứng: độ cứng tạm thời,

độ cứng vĩnh viễn và độ cứng toàn phần Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm

lượng các muối của canxi và magiê có trong nước Độ cứng vĩnh viễn biểu thị

tổng hàm lượng các muối còn lại của canxi và magiê có trong nước Độ cứng

toàn phần là tổng của hai độ cứng trên Độ cứng có thể đo bằng độ độ đức, kí

hiệu kà 0dH, 10dH = 10mg CaO Nước có độ cứng cao gây cản trở cho sinh hoạt

và sản xuất

3 Độ pH của nước: đặc trưng bởi nồng độ ion H+ có trong nước Khi pH = 7

nước có tính trung tính, pH < 7 nứơc mang tính axít, pH > 7 nước mang tính

kiềm Nước nguồn có độ pH thấp sẽ gây khó khăn cho quá trình xử lí

4 Độ kiềm của nước (mgđl/l): có thể phân biệt thành độ kiềm toàn phần và độ

kiềm riêng phần Độ kiềm toàn phần bao gồm tổng hàm lượng các ion

bicacbonat, cacbonat, hyđroxít và anion của các muối của các axít yếu Độ kiềm

riêng phần còn gọi là độ kiềm bicacbonát Độ kiềm của nước ảnh hưởng trực tiếp

đến tốc độ và hiệu quả xử lí nước Nước có độ kiềm yếu cần phải bổ sung hóa

chất để kiềm hoá nước

5.Độ oxi hóa(mg/l O2 hay KMnO4): là lượng oxi cần thiết để oxi hoá hết các hợp

chất hữu cơ có trong nước Chỉ tiêu oxi hoá là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức

độ nhiễm bẩn của nguồn nước Độ oxi hoá của nguồn nước càng cao chứng tỏ

nước bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vi trùng

6 Hàm lượng sắt (mg/l): sắt tồn tại ở dạng sắt (II )hoặc sắt (III) Trong nguồn

nước ngầm, sắt thường tồn tại ở dạng sắt( II) hoà tan của các muối bicacbonat,

sunfat, clorua, đôi khi ở dạng keo của axit humic hoặc keo silic Khi tiếp xúc với

oxi hoặc chất oxi hoá, sắt( II) bị oxi hoá thành sắt(III ) và kết tủa Fe(OH)3 có màu

nâu đỏ Nước ngầm thường có hàm lượng sắt cao, đôi khi lên đến 30mg/l hoặc có

thể còn cao hơn nữa Nước mặt chứa sắt( III) ở dạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền

phù, thường có hàm lượng không cao và có thể khử sắt kết hợp với công nghệ

khử đục Khi trong nước có hàm lượng sắt > 0,5mg/l, nước có mùi tanh khó chịu,

làm vàng ố quần áo, hư hỏng các sản phẩm của ngành dệt…

7 Hàm lượng mangan (mg/l): mangan thường có trong nước ngầm ở dạng

mangan (II), nhưng với hàm lượng nhỏ hơn sắt rất nhiều Tuy vậy với hàm lượng

mangan > 0,05mg/l đã gây ra các tác hại cho việc sử dụng và vận chuyển nước

như sắt Công nghệ xử lí mangan thường kết hợp với khử sắt trong nước

8 Các hợp chất của axit silic (mg/l): thường gặp trong nước thiên nhiên ở dạng

keo hay ion hoà tan, tuỳ thuộc vào độ pH của nước Nồng độ axít silic trong nước

cao gây khó khăn cho việc khử sắt

9 Các hợp chất chứ nitơ (mg/l): tồn tại trong nước thiên hiên dưới dạng nitrit,

nitrat và ammoniac Các hợp chất chứa nitơ có trong nước chứng tỏ nước đã bị

nhiễm bẩn bởi nước sinh hoạt

10 Hàm lượng sunfat và clorua (mg/l): tồn tại trong thiên nhiên dưới dạng các

muối natri, canxi, magiê và axit H2SO4, HCl

11 Iốt và flo (mg/l): thường gặp trong nước dưới dạng ion và chúng có ảnh

hưởng trực tiếp đến sức khoẻ của con người Hàm lượng flo có trong nước uống

nhỏ hơn 0,7mg/l dễ gây bệnh đau răng, lớn hơn 1,5mg/l gây hỏng men răng Ở

những vùng thiếu iốt thường xuất hiện bệnh bướu cổ

12 Các chất khí hoà tan: các chất khí O2, CO2, H2S trong thiên nhiên dao động

rất lớn Khí H2S có trong nước gây ra mùi trứng thối và ăn mòn kim loại Hàm

lượng O2 hoà tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, đặc tính của nguồn

nước Các nguồn nước mặt thường có hàm lượng oxi hoà tan cao do có bề mặt

thoáng tiếp xúc trực tiếp với oxi không khí Nước ngầm có hàm lượng oxi hoà tan

thấp hoặc không có do các phản ứng oxi hoá xảy ra trong long đất đã tiêu hao hết

oxi Khí oxi có vai trò quyết định trong sự ổn định của nước thiên nhiên

3.1.3 Tính ổn định của nguồn nước

Mục đích của việc xử lí ổn định nước là giữ cho nước luôn ở môi trường trung

tính, nhằm ngăn ngừa các quá trình xâm thực hoặc lắng đọng của cặn CaCO3

trong các công trình xử lí và vận chuyển nước

Trong thực tế có hai phương pháp đánh giá tính ổn định của nước

- Phương pháp Langlier:

Dựa vào chỉ số pHs là chỉ số của pH của nước tương ứng với trạng thái cân bằng

của các hợp chất axít cacbonic và được gọi là pH bão hoà:

I = pH0-pHs

Trong đó: pH0 là pH thực của nước

Nếu pH0 < pHs thì I < 0 nước có tính xâm thực bêtông

pH0 = pHs, thì I = 0 nước ổn định, không xâm thực cũng không lắng đọng CaCO3

pH0 > pHs, thù I > 0 nước có xu hướng lắng đọng CaCO3Trong thực tế, do khó điều chỉnh chất lượng nước nên có thể chấp nhận giá trị I

từ - 0,5 đến + 0,5 Nhưng phương pháp này chỉ xác định tính xâm thực bêtông do

CO2 gây ra Giá trị pHs có thể xác định bằng thực nghiệm hoặc dùng phương

pháp toán đồ với các đại lượng cho biết là nhiệt độ, độ cứng canxi, độ kiềm và

tổng khoáng chất hoà tan có trong nước

- Phương pháp Marble Test:

Dựa vào sự thay đổi độ pH và độ kiềm sau khi bão hoà nước với CaCO3 trong 24

giờ Phương pháp này có thể đánh giá tính ổn định của nước đối với bêtông và

xác định được pH tại mức ổn định

Ngoài ra để đánh giá tính ăn mòn của kim loại của nước có thể dùng phương

pháp xác định độ ăn mòn của kim loại Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này

là ngâm sắt kim loại trong dung dịch nước không có oxi để đánh giá khả năng

hoà tan của kim loại sau một thời gian thí nghiệm 24 giờ Kết quả có thể cho biết

mức độ ăn mòn của nước

3.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước ngầm

3.2.1 Quá trình khử sắt

Trong thiên nhiên, kể cả nước mặt và nước ngầm đều có chứa sắt Hàm lượng sắt

và dạng tồn tại của chúng tuỳ thuộc vào từng loại nguồn nước, điều kiện môi

trường và nguồn gốc tạo thành chúng Trong nước mặt, sắt tồn tại ở dạng hợp

chất Fe3+ thường là Fe(OH)3 không tan ở dạng keo hoăc huyền phù, hoặc ở dạng

hợp chất hữu cơ phức tạp ít tan Hàm lượng sắt trong nước mặt thường không lớn

và sẽ được khử trong quá trình làm trong nước

Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại ở dạng Fe2+ là thành phần của muối hoà tan

như bicacbonat, sunfat Hàm lượng sắt có trong nước nước ngầm tương đối cao

và phân bố không đều trong các lớp trầm tích dưới sâu

Cho đến nay, nhiều phương pháp khử sắt đã được nghiên cứu và thực hiện có

hiệu quả các phương pháp khử sắt có thể chia làm hai dang như sau:

+ Làm thoáng và lọc hai bậc

- Phương pháp hoá học:

+ Làm thoáng, xử lí chất oxy hoá và loc

+ Kiềm hoá, tuyển nổi áp lực và lọc

+ Làm thoáng, oxy hoá, keo tụ, tuyển nổi, lắng trong tầng cặn lơ lửng và

lọc + Lọc qua lớp vật liệu lọc đặc biệt

+ Trao đổi ion

 Sơ lược quá trình khử sắt trong nước ngầm

Sắt ở trong nước tồn tại dưới dạng sắt (II) và sắt (III) tuỳ thuộc vào điều kiện nhất

định, Fe2+ tạo thành muối với hầu kết các anion, tạo thành FeCO3, Fe203, FeS

lắng cặn hoặc hoà tan trong các điều kiện khác nhau Khi tiếp xúc lâu dài với

không khí, hyđroxít sắt kết tủa chuyển hoàn toàn thành Fe2O3.H2O

Điện thế của cặp Fe3+/Fe2+ bằng 0,77V, do đó permanganatkali, ozôn,

hypochlorite OCl- cũng như oxy phân tử có thể oxy hoá Fe2+ thành Fe3+

- Trong môi trường axít, quá trình oxi hoá Fe2+ thành Fe3+ bằng oxi được biễu

diễn như sau:

Khi tăng độ axít (giảm pH), sự oxi hoá của các ion sắt bị chậm lại Nguyên nhân

của hiện tượng này là bởi vì các ion oxít sắt nằm trong nước ở dạng phức chất với

nhóm OH- Sự oxy hoá Fe2+ bởi oxy phân tử được tiến hành qua các giai đoạn tạo

thành ion FeO2+, do kết quả tương tác của các ion này với những ion của

hypooxít sắt tạo nên một liên kết trung gian có hai nhân, phản ứng tổng cộng sẽ

là:

2 ( 2 ) ( ) ( )

Dẫn đến sự tạo thành các ion hyđroperoxit, nó nhanh chóng bị phân huỷ thành

các ion sắt và HO2-, HO2- sẽ tiếp tục hoặc oxyhoá hypooxit sắt hoặc sẽ thuỷ phân

đến oxy nguyên tử

Fe3+ cũng như Fe2+ kết hợp với đa số các anion, trừ những anion có tính khử

Đặc trưng của Fe3+ trong nước là chúng có khả năng thuỷ phân và tạo phức Giai

đoạn ban đầu của quá trình thuỷ phân xảy ra ở pH gần như bằng 0, được mô tả

bằng những phản ứng sau đây:

Trong đó phản ứng đầu tiên tương ứng với phản ứng phân huỷ ion hecxan có kèm

theo việc bỏ một proton

Ion hecxan tồn tại trong nước có độ axít cao, chứa muối Fe3+ cũng như trong một

số tinh thể ngậm nước Khi tăng pH lên lớn hơn 2-3 tạo thành những liên kết clo

khả năng kết tủa mạnh hơn Khi pH = 6-8 và cao hơn oxit sắt ngậm nước sẽ kết

tủa dạng màu nâu đỏ Fe3+ có thể là chất oxy hoá, bởi vì FeS không kết tủa từ

nước Trong nước chứa FeS hoặc H2S, khi có mặt của Fe3+ sẽ tạo nên dạng keo

và FeS Cũng như vậy không thể được trong kết tủa Fe2(CO3)3 Trong nước có

chứa bicarbonate sắt và carbonat sắt thì ion Fe3+ sẽ tạo nên hyđroxit mà khi nâng

pH lên cao sẽ bị kết tủa

Cho đến nay, mặc dù các dạng tồn tại của sắt trong nước tự nhiên vẫn chưa được

nghiên cứu đầy đủ, tuy nhiên một điều rõ ràng là dạng tồn tại chủ yếu của sắt

trong nước ngầm là Fe(HCO3)2, nó chỉ bền vững khi nồng độ axit carbonic cao và

không có mặt oxy trong nước

Khi giảm nồng độ CO2, có nghĩa là tăng pH và với sự có mặt của oxy thì các

phản ứng thuỷ phân xảy ra và sắt chuyển sang dạng ít tan

2

Fe  HCO  H O Fe OH  H CO

Nhiều các liên kết trung gian được tạo thành trong quá trình này, tiếp theo đó là

Fe2+ sẽ bị oxy hoá theo phản ứng sau:

4Fe OH( ) O  2H O 4Fe OH( ) 

3.2.2 Quá trình khử mangan

Trong thực tế việc khử mangan thường được tiến hành đồng thời với khử sắt

Trong nước ngầm mangan thường tồn tại ở dạng Mn2+ hoà tan hoặc có thể ở dạng

keo không tan Khi Mn2+ bị oxi hoá sẽ chuyển hoá về dạng Mn3+ và Mn4+ ở dạng

hyđrôxít kết tủa

2Mn HCO( ) O  6H O 2Mn OH( )  4H  4HCO

Kết quả thực nghiệm cho thấy, nếu không có chất xúc tác và pH < 8 thì quá trình

oxi hoá Mn2+ diễn ra rất chậm, pH tối ưu để khử Mn2+ là 8,5 - 9,5

Khử mangan có thể bằng làm thoáng hoặc dùng hoá chất như clo, vôi, ozôn…hay

bằng phương pháp sinh học

3.3 Tổng quan về các công trình xử lý nước ngầm

3.3.1 Công trình thu nước ngầm

Công trình thu nước ngầm có thể chia thành các loại sau:

 Giếng khoan: là công trình thu nước ngầm mạch sâu Độ sâu khoan phụ thuộc

vào độ sâu tầng chứa nước, thường nằm trong khoảng 20 - 200m, đôi khi có thể

lớn hơn Giếng khoan được sử dụng rộng rải trong mọi trạm xử lí

Hiện nay có 4 loại giếng khoan đang được sử dụng:

+ Giếng khoan hoàn chỉnh, không áp

+ Giếng khoan không hoàn chỉnh, không áp

+ Giếng khoan hoàn chỉnh, có áp

+ Giếng khoan không hoàn chỉnh, có áp

Cấu tạo giếng khoan gồm:

+ Miệng giếng

+ Ống vách để gia cố và bảo vệ giếng

+ Ống lọc

+ Ống lắng

 Giếng khơi: là công trình thu nước ngầm mạch nông, thường không áp, đôi khi áp

lực yếu, chỉ áp dụng đối với các điểm dùng nước nhỏ hoặc hộ gia đình lẻ

 Đường hầm thu nước: được áp dụng để thu nước ngầm mạch nông, độ sâu tầng

chứa nước không quá 8m, cung cấp cho những điểm dùng nước với lưu lượng

nhỏ

 Công trình thu nước ngầm mạch lộ thiên

 Công trình thu nước thấm

3.3.2 Công trình làm thoáng

Mục đích làm thoáng là làm giàu oxi cho nước và tăng pH cho nước

Làm thoáng có thể là làm thoáng tự nhiên hoặc làm thoáng nhân tạo

Các công trình làm thoáng gồm:

- Làm thoáng đơn giản: thực chất là phun hoặc tràn trên bề mặt bể lọc có chiều

cao từ trên đỉnh tràn đến mực nước cao nhất > 0,6m

-Dàn mưa (cường độ tưới = 5 - 10m3/m2.h) là làm thoáng tự nhiên

Khử được 75 - 80% CO2, tăng DO (55% DO bão hoà)

Cấu tạo dàn mưa gồm có:

+ Hệ thống phân phối nước

+ Sàn tung nước (1 - 4 sàn), mỗi sàn cách nhau 0,8m

+ Sàn đỡ vật liệu tiếp xúc (than, đá cuội); khe lỗ chiếm 40% diện tích lỗ,

lớp vật liệu tiếp xúc dày 4cm + Hệ thống cửa chớp lấy và thoát khí

+ Sàn và ống thu nước

- Thùng quạt gió (cường độ tưới = 40 - 50m3/m2.h) làm thoáng tải trọng cao (làm

thoáng cưỡng bức) nghĩa là gió và nước đi ngược chiều

Khử được 85 - 90% CO2, tăng DO lên 70 - 85 % DO bão hoà

Cấu tạo:

- Hệ thống phân phối nước

- Lớp vật liệu tiếp xúc (thanh gỗ hay tre xếp xen kẽ, thẳng góc hoặc vòng tròn

bằng sứ nhựa) chiều cao từ 1,5 - 4,0 tuỳ thuộc vào độ kiềm

3.3.3 Bể lắng

Mục đích của bể lắng là nhằm lắng cặn nước, làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước

vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước Trong thực tế thường dùng

các loại bể lắng sau tùy thuộc vào công suất và chất lượng nước mà người ta sử

dụng:

 Bể lắng ngang: được sử dụng trong các trạm xử lí có công suất lớn hơn 30000

m3/ngày đối trường hợp xử lí nước có áp dụng phèn và áp dụng với bất kì công

suất nào cho các trạm xử lí không dùng phèn

 Bể lắng đứng: thường được áp dụng cho những trạm xử lí có công suất nhỏ hơn

(đến 3000 m3/ngày) Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xoáy hình

trụ Bể có thể xây bằng gạch hoặc bằng bêtông cốt thép

 Bể lắng lớp mỏng: có cấu tạo giống như bể lắng ngang thông thường nhưng

khác với bể lắng ngang ở chỗ là trong vùng lắng của bể lắng có lớp mỏng được

đặt thêm các bản vách ngăn bằng thép không rỉ hoặc bằng nhựa Các bản vách

này nghiệng một góc 45 - 600 so với mặt phẳng ngang và song song với nhau

Mặc dù tiết kiệm về diện tích so với bể lắng ngang và hiệu suất lắng cao nhưng

bể này ít được sử dụng ở Việt Nam do còn một số vấn đề chưa hoàn chỉnh như là

vấn đề thu cặn chưa được nghiên cứu hoàn chỉnh

 Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: hiệu quả xử lí cao hơn các bể lắng khác và

tốn ít diện tích xây dựng hơn nhưng bể lắng trong có kết cấu phức tạp, chế độ

quản lí chặt chẽ, đòi hỏi công trình làm việc liên tục và rất nhạy cảm với sự dao

động lưu lượng và nhiệt độ của nước Bể chỉ áp dụng với đối với các trạm có

công suất đến 3000 m3/ngày

 Bể lắng li tâm: có dạng hình tròn, đường kính từ 5m trở lên Bể thường được áp

dụng để sơ lắng các nguồn nước có hàm lượng cặn cao (lớn hơn 2000mg/l) với

công suất lớn hơn hoặc bằng 30000 m3/ngày thì có hoặc không dùng chất keo tụ

Bể lắng li tâm là trung tâm của bể lắng ngang và bể lắng đứng

 Xiclon thuỷ lực: dùng để xử lí sơ bộ nguồn nước mặt có nhiều thành phần cặn

thô, nhất là những nguồn nước có độ đục đột xuất trong khoảng thời gian không

lâu là rất thích hợp Có kích thước gọn nhẹ, hiệu quả lắng cao, thích hợp cho

những trạm xử lí có công suất nhỏ và làm việc không liên tục

3.3.4 Bể lọc

 Bể lọc chậm: dùng để xử lí cặn bẩn, vi trùng có trong nước bị giữ lại trên lớp

màng lọc Ngoài ra bể lọc chậm dùng để xử lí nước không dùng phèn, không đòi

hỏi sử dụng nhiều máy móc, thiết bị phức tạp, quản lí vận hành đơn giản Nhược

điểm lớn nhất là tốc độ lọc nhỏ, khó cơ giới hoá và tự động hoá quá trình rửa lọc

vì vậy phải quản lí bằng thủ công nặng nhọc Bể lọc chậm thường áp dụng cho

các nhà máy có công suất đến 1000 m3/ngày với hàm lượng cặn đấn 50 mg/l, độ

màu đến 50 độ

 Bể lọc nhanh: là bể lọc nhanh một chiều, dòng nước lọc đi từ trên xuống, có

một lớp vậ liệu là cát thạch anh, và là lọc trọng lực Bể lọc nhanh phổ thông được

sử dụng trong dây chuyền xử lí nước mặt có dùng chất keo tụ hay trong dây

chuyền xử lí nước ngầm

 Bể lọc nhanh 2 lớp: có nguyên tắc làm việc giống bể lọc nhanh phổ thông

nhưng có 2 lớp vật liệu lọc là cát thạch anh và lớp than ăngtraxít nhằm tăng tốc

độ lọc và kéo dài chu kì làm việc của bể

 Bể lọc sơ bộ: còn gọi là bể lọc phá được sử dụng để làm sạch nước sơ bộ trước

khi làm sạch triệt để trong bể lọc chậm Bể lọc này làm việc theo nguyên tắc bể

lọc nhanh phổ thông

 Bể lọc áp lực: là một loại bể lọc nhanh kín, thường được chế tạo bằng thép có

dạng hình trụ đứng cho công suất nhỏ và hình trụ ngang cho công suất lớn

Loại bể này được áp dụng trong dây chuyền xử lí nước mặt có dùng chất phản

ứng khi hàm lượng cặn của nguồn nước lên đến 50mg/l, độ đục lên đến 80 độ với

công suất trạm xử lí lên đến 3000 m3/ngày, hay dùng trong dây chuyền công nghệ

khử sắt khi dùng ejector thu khí với công suất nhỏ hơn 500 m3/ngày và dùng máy

nén khí cho công suất bất kì

 Bể lọc tiếp xúc: thường được sử dụng trong dây chuyền xử lí nước mặt có dùng

chất phản ứng với nguồn nước có hàm lượng cặn đến 150mg/l, có độ màu đến

150 độ với công suất bất kì hoặc khử sắt trong nước ngầm cho trạm xử lí có công

- Khử trùng bằng các ion kim loại nặng

Ở Việt Nam, sử dụng phổ biến nhất là phương pháp khử trùng bằng các chất oxi

hoá mạnh

3.3.6 Bể chứa nước sạch

Bể chứa nước sạch có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp I và

trạm bơm cấp II Nó còn có nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy trong 3 giờ, nước xả

cặn bể lắng, nước rửa bể lọc và nước dùng cho các nhu cầu khác của nhà máy

Bể có thể làm bằng bêtông cốt thép hoặc bằng gạch có dạng hình chữ nhật hoặc

hình tròn trên mặt bằng Bể có thể xây dựng chìm, nổi hoặc nửa chìm nửa nổi tuỳ

thuộc vào điều kiện cụ thể

3.4 Các công nghệ xử lí nước ngầm

Quá trình xử lí nước phải qua nhiều công đoạn, mỗi công đoạn được thực hiện

trong các công trình đơn vị khác nhau Tập hợp các công trình đơn vị từ đầu đến

cuối gọi là dây chuyền công nghệ Căn cứ vào chỉ tiêu chất lượng nguồn nước,

yêu cầu nước sử dụng có thể xây dựng các sơ đồ dây chuyền công nghệ khác

nhau

Trong dây chuyền xử lí nước ngầm, chủ yếu là quá trình khử sắt và khử trùng

+ Khử sắt được thực hiện trong công trình làm thoáng tự nhiên (dàn mưa), làm

thoáng nhân tạo (thùng quạt gió), bể lắng tiếp xúc, bể lọc

+ Khử trùng : chất khử trùng sử dụng phổ biến hiện nay là hợp chất clo (clorua

vôi, nước javen, clo lỏng) được đưa vào ống dẫn nước từ bể lọc sang bể

chứa hoặc đưa trực tiếp vào bể chứa Để khử trùng hiệu quả thời gian tiếp

xúc giữa nước và clo tối thiểu là 30 phút Ngoài ra có thể dùng ozôn, các tia

vật lí, sóng siêu âm để diệt trùng

Sau đây là một số sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lí nước uống sinh hoạt sử dụng

phổ biến ở Việt Nam

Để xử lí nước ngầm người ta dùng các sơ đồ sau :

Ejector thu khí hay máy nén khí

Bầu trộn khí

Bể lọc áp lực

nhanh

Bể chứa nước sạch

Chất khử trùng

Từ trạm

CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

4.1 Sơ lược tình hình GĐ I và hướng phát triển GĐ II

4.1.1 Sơ lược tình hình GĐ I

Các hạng mục công trình đều thực hiện theo đúng thiết kế được duyệt Công ty tư

vấn thiết kế cấp thoát nước số 2 – BXD (WASECO) đảm nhận hoàn thành công

trình từ thiết kế đến thi công Đến nay GĐ I đã hoàn tất và đã đưa vào sử dụng

một trạm xử lý nước và 42 giếng khoan trong đó số giếng thường xuyên hoạt

động từ 29 đến 32 giếng với lưu lượng khai thác 50.000 m3 nước sạch/ngày

 Hiện trạng giếng khoan khai thác nước

Theo luận chứng kinh tế kỹ thuật đã được duyệt trong GĐ I với thiết kế 23 giếng

cho công suất 50.000 m3/ngày Hiện tại nhà máy đã khoan và đưa vào sử dụng 42

giếng trong đó một số giếng cũ có chất lượng nước xấu phải ngưng hoạt động

đồng thời thăm dò, khoan khai thác các giếng mới

Cấu tạo của giếng

 Dây chuyền công nghệ: nước thô được khai thác từ các trạm bơm giếng lắp

máy bơm trục đứng đưa nước lên dàn mưa Tại dàn mưa nước được tiếp xúc

với oxi không khí và giải phóng CO2 để oxy hóa sắt Sau dàn mưa, Clo được

đưa vào nước và hòa trộn trong bể trộn đứng với định lượng trung bình 9 – 10

mg/l Mục đích đưa clo vào nước nhằm giải quyết oxy hóa Mangan trong

nước Vôi được đưa vào nước cùng với clo Từ bể trộn nước chảy sang bể

lắng tiếp xúc Tại bể lắng tiếp xúc, quá trình chuyển hóa Fe2+ thành Fe3+ và

Mn2+ thành Mn3+ được tiến hành và cặn vôi, cặn sắt Fe(OH)3 được lắng, tách

ra khỏi nước đã lắng Sau bể lắng tiếp xúc, nước chảy sang bể lọc sau đó bơm

vào bể chứa Trạm bơm cấp II bơm nước vào mạng lưới cấp nước thành phố

 Hai đơn nguyên xử lý nước, mỗi đơn nguyên có công suất thiết kế 25.000

m3/ngày bao gồm

Hệ thống dàn mưa : 1 đơn nguyên

Bể lắng tiếp xúc : 2 đơn nguyên

Bể lọc nhanh : 6 đơn nguyên

 Các công trình khác như :

- Bể chứa gồm 2 bể 5000m3/bể

- Nhà hóa chất (pha vôi và clo):

+ Trạm pha clo : gồm kho chứa bình clo, nhà đặt thiết bị clo, bình chứa

clo loại 1.000kg, cân bàn loại 0 – 3.000kg, 3 bộ clorator C7 Lượng clo đưa vào nước: trước bể trộn 9 -10 mg/l và tại bể chứa 1 mg/l

+ Trạm pha vôi: do pH nguồn thấp, vôi cho vào nước sau giàn mưa với

hàm lượng 40 – 50 mg/l để nâng pH trong nước tạo điều kiện tốt cho quá trình xử lý sắt và nhằm ổn định nước Vôi sử dụng là vôi bột Hòa trộn vôi bột trong bể tiêu thụ Bể tiêu thụ có lắp đặt máy khuấy công suất động cơ N = 3,2 KW Máy bơm định lượng chuyển dung dịch vôi đến vị trí trước bể trộn

- Xưởng sữa chữa và bảo trì thiết bị

- Nhà quản lý hành chính và thí nghiệm là nhà 2 tầng: 12 * 17m

- Trạm bơm nước sạch và rửa lọc: phần đặt máy bơm chìm dưới đất, được bố

trí các bơm như sau:

+ Máy bơm D1250-65T có Q = 1.250 m3/h, H = 65m, N = 320 KW

(Trong đó 2 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng)

+ 1 máy bơm nước rửa lọc Q = 1.500 m3/h, H = 15m, N = 28 KW

+ 1 máy bơm gió rửa lọc Q = 28 m3/phút, H = 3m, N = 28m, N = 4,5 KW

- Hệ thống cấp điện: gồm các đường dây trung thế 15 KV và 2 trạm hạ thế,

ngoài ra còn 1 đường dây ưu tiên để đảm bảo sản xuất liên tục

- Hệ thống thoát nước: gồm hệ thống thoát nước trong nhà máy và mương lộ

thiên dẫn ra kênh Tham Lương

- Các tuyến ống: gồm tuyến ống nước thô: trong đó đường ống chính có D =

900 – 1000 và đường ống góp có D = 250 – 500 có nhiệm vụ chuyển tải

nước thô về nhà máy xử lý và tuyến ống nước sạch bắt đầu từ nhà máy đến

đường Hùng Vương có D = 800 – 1000

4.1.2 Hướng phát triển GĐ II của Nhà máy

 Hiện nay Thành phố Hồ Chí Minh lấy nguồn cấp nước chủ yếu từ Nhà máy

nước Thủ Đức và Nhà máy nước ngầm Hocmôn với tổng công suất khoảng

730 000 m3/ngày Do đó hiện trạng cấp nước của Thành phố có những tồn tại

như sau:

- Không phân phối đủ nước cần dùng cho các đối tượng tiêu thụ

- Y thức sử dụng nước của người tiêu thụ còn kém, nhiều vùng ở cuối mạng

lưới nhân dân còn tự đục ống, xây bể ngầm, lắp máy bơm hút trực tiếp từ

đường ống gây tụt áp cho toàn mạng lưới

- Tỉ lệ tổn thất lớn ( 1985: lượng thất thoát chiếm 29%, 1993 – 1994 là 40%,

hiện nay lượng thất thoát đã giảm còn khoảng 31%)

- Phần lớn đường ống đã quá cũ, chưa được cải tạo một cách đồng bộ

- Các thiết bị phụ tùng, đồng hồ, vòi nước công cộng hư hỏng không được bảo

dưỡng gây thất thoát nhiều

 Sự cần thiết phải xây dựng nhà máy nước ngầm Hocmôn trong GĐ II

- Hiện nay, tình hình khai thác và sử dụng nước ngầm vẫn chưa có một sự quản

lý tập trung của các cơ quan hữu trách do đó việc khai thác và sử dụng nguồn

tài nguyên này vẫn còn tràn lan chưa có những quy dịnh rõ ràng Y thức cũng

như sự hiểu biết của những cơ sở khoan giếng tư nhân vẫn chưa cao Các cơ

sở này đều có kiến thức rất hạn chế về tầng nước ngầm của Thành phố, khoan

giếng không theo quy trình, quy hoạch mà chỉ nhằm đáp ứng nhu cầu của

khách hàng Do đó cần phải xây dựng Nhà máy nước ngầm Hocmôn GĐ II

nhằm cung cấp đủ nước cho người dân ngoại thành và cũng góp phần cho

việc quản lý việc khai thác và sử dụng nước ngầm của Thành phố được dễ

dàng hơn

- Một vấn đề khác, đó là tình hình ô nhiễm nước sông Đồng Nai – Sài Gòn hiện

nay là một vấn đề đáng báo động Mỗi ngày hệ thống sông này phải nhận

khoảng 111.600 m3 nước thải từ các khu công nghiệp, khu chế xuất, trong đó

chứa hàng chục tấn hóa chất gây ô nhiễm vượt quá tiêu chuẩn cho phép, gây

khó khăn cho việc khai thác nguồn nước mặt từ hệ thống sông này trong

tương lai

- Do địa hình của Thành phố Hồ Chí Minh trải dài từ đông sang tây trên 15 km

nên lượng nước cấp từ Nhà máy nước Thủ Đức và Nhà máy nước HocMôn

vẫn chưa thể cấp đủ nước cho người dân ở những vùng ngoại thành

- Theo khảo sát thăm dò trong GĐ I của Nhà máy nước ngầm Hocmôn thì khu

vực Tân bình – Hocmôn có trữ lượng lớn và dồi dào về nguồn nước ngầm thuận lợi cho việc xây dựng tăng công suất nhà máy trong GĐ II

- Nhà máy nước được xây dựng trong GĐ II ở khu vực Hocmôn – Tân Bình

gần nội thành, không bị ngăn cách bởi sông lớn, có sẵn đường dây điện cao thế, thuận lợi để đưa nước về phía tây thành phố

- Trong GĐ I và chuẩn bị cho bước phát triển của GĐ II Ngân hàng đầu tư và

phát triển châu Á (ADB) đã và sẽ đầu tư cho việc phát triển dự án với lãi suất thấp

4.2 Các loại nguồn nước có trong khu vực

4.2.1 Nước mưa

Mức độ ô nhiễm của nước mưa chảy tràn phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Tình trạng vệ sinh trong khu vực

- Khả năng tiêu thoát nước mưa của hệ thống cống

- Chất lượng môi trường không khí Lượng mưa trong khu vực tương đối dồi dào nhưng do chịu ảnh hưởng của khí

thải từ những nhà máy, xí nghiệp và các khu công nghiệp tập trung nên chất

lượng nước mưa có nhiều chất bẩn công nghiệp Đồng thời lượng nước mưa

phân bố không đều chỉ có nhiều từ tháng 6 – 11 trong năm Lượng mưa trung

bình tháng được thể hiện tại trạm đo mưa Tân sơn nhất gần khu dự án

Bảng 4.1: LƯỢNG MƯA TRUNG BÌNH TẠI TRẠM TÂN SƠN NHẤT

Nguồn nước mặt gần khu dự án nhất là kênh Tham Lương, trong quá trình hoạt

động, nước thải của nhà máy thải ra kênh này Ngoài ra kênh này cũng tiếp

nhận nguồn thải từ các nhà máy, xí nghiệp trong khu vực nên nguồn nước tại

kênh này bị ô nhiễm khá nặng Chất lượng nước kênh Tham lương được trình

này trong bảng 4.2

Bảng 4.2 CHẤT LƯỢNG NƯỚC KÊNH THAM LƯƠNG

- Vị trí bãi giếng chuẩn bị khai thác cho GĐ II nằm trong khu vực phường Tân

An, Tân Chánh, Tân Thới Hiệp thuộc huyện Hocmôn Hiện nay một số giếng

đã được khai thác cung cấp cho Nhà máy nước Hocmôn GĐ I Chất lượng

nguồn nước ngầm từ giếng khoan được thể hiện trong bảng

Bảng 4.3 CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC NGẦM

STT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị

Nguồn số liệu : Nhà máy nước ngầm HocMôn

4.3 Lựa chọn nguồn nước

- Qua khảo sát chất lượng các nguồn nước ở trên cho thấy:

 Nguồn nước mưa tuy nhiều nhưng không phân bố đều các tháng trong năm

Mặt khác lại bị ô nhiễm do khí thải của các nhà máy, xí nghiệp và các khu

công nghiệp trong khu vực

 Nguồn nước mặt từ kênh Tham Lương hiện nay cũng đã bị ô nhiễm khá

nặng do chất thải từ nhà máy Hocmôn 1 và các nhà máy, xí nghiệp sản xuất

trong khu vực

 Đối với nguồn nước ngầm tại khu vực dự án có các ưu và khuyết điểm sau:

 Nước ngầm tại khu vực dự án có trữ lượng dồi dào, lại là một nguồn tài

nguyên thường xuyên, ít chịu ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu như hạn hán Chất lượng nước ổn định ít bị biến đổi theo mùa như nước mặt

 Việc xây dựng các công trình xử lý ít tốn kém so với nước mặt

 Chủ động vấn đề cấp nước cho đối tượng sử dụng ở cuối Thành phố,

cũng như ở cuối mạng lưới cấp từ Nhà máy nước Thủ Đức

 Nguồn nước ngầm có pH thấp Hàm lượng CO2 hòa tan cao Môi trường

pH này không thuận lợi cho việc khử sắt và mangan

 Sắt và mangan không tồn tại ở dạng keo mà tồn tại ở dạng vô cơ của

muối HCO3- và Cl-

- Qua so sánh các yếu tố trữ lượng cũng như chất lượng của các nguồn nước

có trong khu vực dự án( không xét đến nước mưa vì có sự phân bố không

đều) ta thấy nguồn nước mặt từ kênh Tham Lương không thể sử dụng cho

mục đích cấp nước do chất lượng nước đã bị ô nhiễm, trữ lượng lại không

nhiều và khả năng tư làm sạch của kênh là rất kém Do đó ta chọn nguồn

nước ngầm để cấp cho Nhà máy nước ngầm Hocmôn trong GĐ II

4.4 Lựa chọn công nghệ xử lý

4.4.1 Mục đích của việc xử lý

Vì nước nguồn chưa đạt tiêu chuẩn cấp nước trực tiếp cho sinh hoạt và ăn uống

nên cần phải xử lý trước khi đưa đến các đối tượng sử dụng Qua so sánh ta

thấy để sử dụng được nước khoan tai các giếng khoan cấp cho mục đích sinh

hoạt và ăn uống thì chủ yếu là xử lý sắt và nâng pH của nước lên đúng tiêu

chuẩn cho phép

4.4.2 Đề xuất phương án xử lý

Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước phụ thuộc vào chất lượng và đặc trưng của

nguồn nước thô Các vấn đề cần đề cập đến khi thiết kế hệ thống xử lý nước

bao gồm chất lượng nước thô, yêu cầu và tiêu chuẩn sau xử lý Dựa vào các số

liệu đã có, so sánh chất lượng nước thô và nước sau xử lý để quyết định cần xử

lý những chất gì, chọn những thông số chính về chất lượng nước và đưa ra kỹ

thuật xử lý cụ thể Theo chất lượng nước nguồn đã có thì các phương án xử lý

Clo khử trùng

MLCN

Bể trộn

Vôi

Bể phản ứng

Bể lắng ngang

- Nước sau khi qua giàn mưa được cho thêm vào hóa chất là vôi, rồi dẫn qua bể

trộn Nhờ bể trộn hóa chất được khuấy trộn đều với nước nhằm nâng pH và

tăng hiệu quả quá trình khử sắt và mangan trong bể lắng

- Nước sau khi qua bể trộn được dẫn vào bể phản ứng kết hợp bể lắng ngang tạo

điều kiện cho quá trình oxy hóa và thủy phân sắt diễn ra hoàn toàn, đồng thời

giữ lại một phần bông cặn trước khi qua bể lọc

- Tại bể lọc, những cặn còn lại của quá trình lắng sẽ được giữ lại trong lớp vật

liệu lọc và giữ lại các chất như sắt và mangan Sau đó nước được bơm về bể

chứa nước sạch Nước được giữ lại tại đây và được bơm clo vào khử trùng

trước khi qua trạm bơm cấp II bơm vào mạng lưới sử dụng

 Phương án 2:

- Tương tự phương án 1, nhưng ở phương án 2 ta không dùng công trình khử sắt

là giàn mưa mà sử dụng thùng quạt gió Và ở phương án 2 ta sử dụng bể lắng

trong có lớp cặn lơ lửng

Thùng quạt gió

Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Bể lọc nhanh Bể chứa

4.4.4 So sánh hai phương án

So sánh Phương án 1 Phương án 2

Ưu điểm - Giàn mưa dễ vận hành và

cải tạo khi chất lượng nước đầu vào thay đổi

- Bể lắng ngang hoạt động

ổn định, có thể hoạt động tốt ngay khi chất lượng nước đầu vào thay đổi Vận hành đơn giản

- Các công trình được hợp khối nên chiếm diện tích không đáng kể

- Chủ động trong việc tăng giảm lưu lượng hằng ngày hay tăng công suất xử lý khi cần thiết

- Khi nước qua bể lắng ngang kết hợp bể phản ứng thì hiệu suất xử lý gần như tương đương so với bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

- Hệ số khử khí CO2 trong thùng quạt gió là 90 – 95% cao hơn so với trong giàn mưa là 80 – 85%

- Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng đạt hiệu suất cao hơn bể lắng ngang trong xử lý

- Khối lượng công trình nhỏ ít chiếm diện tích xây dựng

Nhược điểm - Giàn mưa tạo tiếng ồn khi

hoạt động, khối lượng công trình chiếm diện tích lớn

- Thùng quạt gió vận hành khó hơn giàn mưa, khó cải tạo khi chất lượng nước đầu vào thay đổi, hao phí điện khi vận hành

- Khi tăng công suất phải xây dựng thêm thùng quạt gió chứ không thể cải tạo

- Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng xây dựng và vận hành phức tạp, đòi hỏi người xây dựng và vận hành phải có trình độ và kinh nghiệm

- Bể lắng trong rất nhạy cảm với

sự dao động về lưu lượng và nhiệt

độ nguồn nước khó khăn khi tăng giảm lưu lượng nước đầu vào

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

5.1 Tính toán công trình đơn vị theo phương án 1

5.1.1 Giàn mưa làm thoáng

 Kích thước giàn mưa

Diện tích mặt bằng giàn mưa

2 2083

208,3 10

Chọn số ngăn trên giàn mưa N = 10

Diện tích mỗi ngăn:

2 n

Chọn kích thước mỗi ngăn : 5 x 4,2 m

- Với hàm lượng sắt từ 18 – 20 mg/l chọn giàn mưa có 4 sàn tung nước bằng

những tấm inox được đục lỗ có d = 3mm, khoảng cách giữa các lỗ là 100mm

Khoảng cách giữa các sàn tung nước là 0,7m Chọn chiều cao ngăn thu nước là

0,3m; chiều cao trên sàn tung nước cao nhất là 0,1m

Chiều cao 1 giàn mưa = 0,7 x 4 + 0,3 + 0,1 = 3,2 m

 Ong phân phối nước

Lưu lượng trên mỗi ngăn của giàn mưa:

3 n

Theo quy phạm khoảng cách giữa các trục ông nhánh nằm trong khoảng 200 –

300mm Với kích thước giàn mưa 5 x 4,2m lấy khoảng cách giữa các ống nhánh

là 300mm

Vậy số ống nhánh trên 1 ngăn là : 4,2 0,6 12

0,3 -

= ống

- Chọn đường kính ống nhánh d = 100mm Trên mỗi ống khoan 2 hàng lỗ so le

nhau hướng xuống dưới nghiêng một góc 450 so với phương ngang Đường kính

lỗ khoan lấy là d = 8mm ( Theo TCVN 33:2006 : 5 – 10mm) Khoảng cách giữa

các lỗ là 100mm

- Với Q = 578 l/s Tính được đường kính ống thu nước cùa sàn thu dẫn qua bể

trộn Chọn 4 đường ống d = 400 mm, v = 1,48 m/s dẫn sang 4 bể trộn (Theo

TCVN 33 : 2006 v = 1,5m/s)

- Bố trí 4 vòi phun nước rửa sàn d = 40 mm, nằm về một phía của giàn mưa, với

khoảng cách phục vụ xa nhất là 10m

- Trang bị 10 ống thoát nước sàn d = 100 mm để xả nước thau rửa giàn mưa

 Xác định các chỉ tiêu sau khi làm thoáng

 Độ kiềm sau khi làm thoáng

Chọn vận tốc nước trong ống dẫn nước nguồn vào bể v = 1,2m/s khi đó đường

kính của ống dẫn nước nguồn ở đáy bể là 390 mm

Đường kính ngoài của ống dẫn nước là 400mm

Do đó diện tích đáy bể (chỗ nối với ống) sẽ là:

31

Thiết kế thu nước bằng máng vòng có lỗ ngập trong nước Nước chảy trong máng

đến chỗ ống dẫn nước ra khỏi bể theo 2 hướng ngược chiều nhau nên lượng nước

của máng thu nước sẽ là:

3 m

là:

m m

Độ dốc của máng về phía ống tháo nước ra lấy bằng 0,02 tổng diện tích các lỗ

ngập thu nước ở thành máng với tốc độ nước chảy qua lỗ vl = 1m/s sẽ là:

l l

f n

Lấy chiều rộng bể phản ứng bằng chiều rộng bể lắng ngang B = 8,7 m

Chiều dài ngăn phản ứng

90,310,38,7

Chọn chiều rộng đáy ngăn bđ = 0,3m

Chọn chiều cao phần hình chóp đáy : hđ = 1 m

Vậy tổng chiều cao bể kể cả chiều cao bảo vệ hbv = 0,4 m là :

H = h + hđ + hbv = 3 + 1 + 0,4 = 4,4 m

 Hệ thống phân phối nước

Nước theo mương vào máng kết hợp ngăn tách khí Nước từ máng phân

phối đầu xuống đáy bể bằng ống đứng chạc ba

 Mương phân phối nước Diện tích mặt cắt mương với vận tốc nước chảy trong mương vm = 0,7 m/s là :

2

0,578

0,770,75

 Máng phân phối nước (đóng vai trò ngăn tách khí )

- Tổng số máng phân phối nước : 3N = 3 x 4 = 12

- Tốc độ nước đi xuống ống phân phối 0,5 m/s (Theo TCVN 33 : 2006

- Vận tốc nước chảy trong ống:

3

4 4 1,5.10

0,7 /0,1

 Ong nhánh phân phối nước

Từ ống chính nước sẽ được phân phối theo 2 hướng bời 2 ống nhánh

Lưu lượng nước qua mỗi ống nhánh

n n

- Trong ngăn phản ứng đặt 3 vách ngăn hướng dòng

- Lấy mép dưới vách ngăn cách đáy bể 0,2m

- Khoảng cách giữa các vách ngăn : 10,3/4 = 2,575 < 3 (đúng theo quy phạm)

- Chọn chiều cao lớp nước trên vách ngăn lấy hvn = 0,5m

 Tường tràn sang bể lắng Nước được đưa từ bể phản ứng sang bể lắng bằng tường tràn Tốc độ nước qua tường tràn nhỏ hơn 0,05m/s (Theo TCVN 33 : 2006)

- Vậy ta chọn lớp nước qua tường tràn htt = hvn = 0,5m

- Chiều cao tường tràn Htt = H – hbv – htt = 4,4 – 0,4 – 0,5 = 3,5m

- Ơ sau tường tràn đặt 1 vách treo lơ lửng nhưng ngập sâu ¼ chiều cao bể lắng để hướng dòng nước chảy xuống, phân bố đều trên bể

và tránh xáo động bề mặt bể

 Hệ thống ống xả kiệt: Chọn mỗi bể có 3 ống xả kiệt có d=150 mm

5.1.4 Bể lắng ngang

Diện tích mặt bằng bể lắng

2 0

1,3 2083

15783,6 3,6 0,55

Nếu chiều rộng mỗi ngăn b = 2,9 m, hàng lỗ cuối cùng nằm cao hơn mức cặn tính

toán là 0,3 m (Theo TCVN 33 : 2006: 0,3 – 0,5m) thì diện tích công tác của vách

ngăn phân phối vào bể, đặt cách đầu bể 1,5m (Theo TCVN 33: 2006 : 1 – 2m) sẽ

là

2 0

2 1

1

0,048

0,160,3

n lo

2

0,048

0,0960,5

n lo

Lấy đường kính lỗ ở vách ngăn phân phối thứ nhất d1 = 0,06 m (Theo TCVN

33:2006 : d = 0,05 – 0,15m) Diện tích một lỗ flo 1 = 0,00285 m2, tổng số lỗ ở

vách ngăn phân phối thứ nhất là:

1 1

1

0,16

560,00285

lo lo

f n

f

Đường kính lỗ ở vách ngăn thu nước thứ hai là d2 = 0,05 m, diện tích lỗ flo 2 =

0,00196 m2 Tổng số lỗ ở vách ngăn thu nước thứ hai là:

2 2

2

0,096

490,00196

lo lo

f n

f

Ơ vách ngăn phân phối bố trí thành 8 hàng dọc và 7 hàng ngang, tổng số lỗ đục là

8 x 7 = 56 lỗ Khoảng cách giữa trục các lỗ theo hàng dọc là:

(3 – 0,3) : 7 = 0,38m

Khoảng cách giữa các trục lỗ theo hàng ngang là : 3,5 : 8 = 0,44 m

Việc xả cặn dự kiến tiến hành theo chu kì với thời gian giữa hai lần xả cặn là T =

4 ngày Thể tích vùng chứa nén cặn của 1 bể lắng là :

3 max

Với Cn : hàm lượng cặn trong nước nguồn, Cn = 50 mg/l

M : độ màu của nước nguồn với thang màu Coban – Platin, M = 25

v : hàm lượng vôi dùng để nâng pH, v = 50 mg/l

 : nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt,  = 15000g/m3

Diện tích mặt bằng 1 bể lắng

21578

3954

c c