Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho tàu du lịch PANDAW 7 công suất 80m3/Ngày đêm

Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho tàu du lịch PANDAW 7 công suất 80m3/Ngày đêm

CHƯƠNG MỞ ĐẦU Đặt vấn đề:

Tàu du lịch là một loại tàu hành khách lớn dùng trên những chuyến du ngoạn,vừa để dưa khách đến những thắng cảnh,vừa để khách hưởng ngoạn dịch vụ và tiện nghi trên tàu

Tàu du lịch được tổ chức như một khách sạn nổi vì ngoài thủy thủ đoàn còn có đội phục vụ riêng cho hành khách,để cung ứng đầy đủ các tiện nghi cho khách tàu du lịch cần phải vận chuyển nguồn nhu yếu phẩm,trong đó nước là phần quan trọng nhất

Để giải quyết cấp nước cho sinh hoạt ,dịch vụ du lịch là vấn đề trọng tâm cần được giải quyết cấp bách

Tính cấp thiết:

Hiện tại nhiều tàu du lich trên sông vấn đề nước sạch thường được giải quyết chứa trử nước lấy tại các bến xuất phát hoặc các chặn nghỉ.Việc thiếu nước thường xuyên diễn ra ảnh hưởng lớn đến sinh hoạt của du khách cũng như chất lượng phục vụ chưa thật tốt

Do đó xây dựng ngay trên tàu một hệ thống cấp nước để cung cấp đầy đủ cho sinh hoạt và nghĩ dưỡng là cần thiết

Giải pháp nước sạch toàn diện đã ứng dụng rất hiệu quả trên nhiều con tàu du lịch trong nước và quốc tế

Nhiệm vụ và nội dung của luận văn:

Hệ thống cấp nước bao gồm các công trình chính:

 Trạm bơm nước sông

 Khu xử lý nước

 Bể chứa nước sạch

 Mạng lưới phân phối sử dụng

Trong phạm vi thực hiện luận văn tốt nghiệp ,nhiệm vụ của em là thiết kế hệ thống

xử lý nước cấp trên tàu du lịch PANDAW 7 – công suất 80 m3/ngđ

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP

I Tổng quan về các nguồn nước cấp:

1 Tài nguyên nước Việt Nam:

 Lịch sử phát triển nền văn minh của nhân loại đã chứng minh sự gắn bó chặt chẽ giữa nước và nhân loại Một số thành phố và nền văn minh đã biến mất vì thiếu nguồn nước do những thay đổi về khí hậu

 Nước là một khoáng chất phổ biến nhất trên bề mặt địa cầu Nó tạo nên một quả cầu nước Thể tích vào khoảng 1,370 triệu Km3, trong đó từ 500,000 đến 1 triệu

km3 nước ngọt phân bố trong các sông hồ và nước ngầm, băng ở các cực của trái đất chiếm thể tích khoảng 25 triệu km3 cũng là nước ngọt Cuối cùng có 50,000

km3 nước trong khí quyển có dạng hơi và mây Lượng mưa hoá hơi hàng năm khoảng 500,000 km3

và quay trở lại các lục địa vào khoảng 120,000 km3/năm

2 Tài nguyên nước mặt:

 Tổng lượng nước mặt bình quân toàn lãnh thổ Việt Nam ước khoảng 880 tỷ

m3/năm Nhưng lượng nước sản sinh trên lãnh thổ dưới dạng mưa chiếm 37% tức

là khoảng 325 tỷ m3/năm

 Nếu tính theo đầu người, tổng lượng phát sinh trên lãnh thổ khoảng 4700 m3/năm, trong khi đó bình quân của hành tinh là 7400 m3/năm Nếu mức độ tăng dân số như hiện nay thì sau mỗi thập niên lượng nước tính trên đầu người cũng giảm đáng kể Một điểm bất lợi là lượng nước rơi trên lãnh thổ lại phân bố không đều theo thời gian và không gian

 Ở nước ta, với lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2000 mm phân bố tương đối đều so với các nước trên thế giới Hệ thống sông ngòi chằng chịt có lưu lượng tương đối lớn Nước ta hẹp từ Trường Sơn ra Biển Đông, độ dốc lớn lại ít hồ thiên nhiên và nhân tạo nên lượng nước phân bố không đều trong năm Về mùa mưa thừa nước nên gây ra lụt úng Về mùa khô nước không đủ cung cấp cho công nghiệp, nông nghiệp và đô thị Nước ta có khoảng 3000 km đường bờ biển

Nước ngầm vùng đồng bằng ven biển cũng bị ngập mặn do ảnh hưởng của biển trước đây và hiện nay thấm sâu vào lục địa có nơi tới 10m

 Để khắc phục nhược điểm này người ta đã và sẽ xây dựng nhiều hồ chứa vừa để điều hoà dòng chảy vừa để sản xuất điện Tuy nhiên bất cứ biện pháp nào cũng có mặt trái của nó đố với môi trường Chẳng hạn xây hồ chứa sẽ làm thay đổi hệ sinh thái của khu vực và hiện tượng phú dưỡng hoá trong hồ là rất khó tránh khỏi

3 Tài nguyên nước ngầm:

 Theo đánh giá của ngành địa chất trữ lượng nước ngầm ở nước ta khoảng 50- 60

tỷ bằng 16- 19% lượng nước phát sinh trên lãnh thổ Nhưng khả năng khai thác tối đa cũng chỉ khoảng 10-12 tỷ m3, hơn nữa lượng nước ngầm lại là nguồn nước

bổ sung cho dòng chảy của sông ngòi vào mùa khô

 Cũng như nước mặt tài nguyên nước ngầm phân bố không đồng đều đối với các vùng khác nhau

II Tầm quan trọng của nước cấp:

 Nước là một nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật trên trái đất Không có nước cuộc sống trên trái đất không thể tồn tại Nhu cầu dùng nước của con người là từ 100 đến 150 l/ngày.đêm cho các hoạt động bình thường chưa kể đến hoạt động sản xuất

 Nước cấp cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh và các hoạt động giải trí, các hoạt động như cứu hỏa, phun nước, tưới cây, rửa đường,…Và mọi ngành công nghiệp hầu như sử dụng nguồn nước cấp như là một nguồn nguyên liệu không thể thay thế được trong sản xuất

 Hiện nay tổ chức liên hợp quốc đã thống kê có một phần ba điểm dân cư trên thế giới thiếu nước sạch sinh hoạt Do đó người dân phải sử dụng các nguồn nước không sạch Điều này dẫn tới hàng năm có tới 500 triệu người mắc bệnh và một triệu người( chủ yếu là trẻ em) bị chết, 80% các trường hợp mắc bệnh tại các nước đang phát triển có nguyên nhân từ việc sử dụng nguồn nước không hợp vệ sinh

 Việc cung cấp nước sạch, chống ô nhiễm nguồn nước do tác động của nước thải sinh hoạt và sản xuất đang là vấn đề quan tâm đặc biệt Mỗi quốc gia đều có

những tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp, trong đó các chỉ tiêu cao thấp khác nhau Nhưng nhìn chung, các chỉ tiêu này phải đảm bảo an toàn vệ sinh về một số vi trùng trong nước, không có chất độc hại làm ảnh hưởng đến sức khoẻ con người, các chỉ tiêu về độ pH, nồng độ oxi hoà tan, độ đục, hàm lượng kim loại hoà tan, độ cứng, mùi, vị,….Tiêu chuẩn chung nhất của Tổ Chức Sức Khoẻ Thế Giới(WTO) hay của công đồng Châu Âu Ngoài ra nước cấp cho công nghiệp bên cạnh các chỉ tiêu chung về chất lượng nước cấp còn tuỳ thuộc vào từng mục đích sử dụng mà đặt ra những yêu cầu riêng

 Các nguồn nước trong thiên nhiên ít khi đảm bảo các tiêu chuẩn,do tính chất có sẵn của nguồn nước hay bị ô nhiễm Nên tuỳ thuộc vào chất lượng nguồn nước và chất lượng về nước cấp mà cần thiết phải có quá trình xử lý nước thích hợp đảm bảo cung cấp có chất lượng tốt và ổn định chất lượng nước cấp cho các nhu cầu

III Tổng quan về chất lượng nước:

 Để cung cấp nước sạch, có thể khai thác từ nguồn nước thiên nhiên là nước mặt , nước ngầm, nước biển,

 Việc chọn nguồn nước phải dực trên cơ sở kinh tế kỹ thuật của các phương án nhưng cần lưu ý:

o Nguồn nước phải có lưu lượng trung bình hàng năm theo tần suất yêu cầu của đối tượng tiêu thụ.Trữ lượng nguồn nước phải đảm bảo khai thác nhiều năm

o Chất lượng nước đáp ứng nhu cầu vệ sinh TCXD- 33- 68 ưu tiên chọn nguồn nước dễ xử lý và ít dùng hóa chất

o Ưu tiên chọn nguồn nước gần nơi tiêu thụ có sẵn thế năng để tiết kiệm năng lượng, có địa chất công trình phù hợp với yêu cầu xây dựng, có điều kiện bảo vệ nguồn nước

o Cần ưu tiên chọn nguồn nước ngầm nếu lưu lượng đáp ứng nhu cầu sử dụng Vì nước ngầm kinh tế trong khai thác và có nhiều ưu điểm khác

1 Thành phần và chất lượng nước mặt:

 Thành phần và chất lượng nước bề mặt chịu nhiều ảnh hưởng của yếu tố tự nhiên, nguồn gốc xuất xứ, các điều kiện môi trường xung quanh và các tác động của con

người khi khai thác và sử dụng nguồn nước, thông thường nước bề mặt chứa thành phần sau:

i Chứa khí hoà tan đặc biệt là oxy

ii Chứa nhiều chất lơ lửng Riêng trường hợp nước chứa trong hồ chất rắn lơ lửng còn lại thấp và chủ yếu ở dạng keo

iii Có hàm lượng chất lơ lửng cao Có sự hiện diện của nhiều tảo

Bảng1: Thành phần các chất gây nhiễm bẩn nước bề mặt

Chất rắn lơ lửng

d >1m

Các chất keo

d = 0,001 -1m (chủ yếu 0,05 – 0,2mm)

 Nguồn chủ yếu của nước bề mặt là nước sông, chất lượng nước sông phụ thuộc vào các yếu tố xung quanh như mức độ phát triển công nghiệp, mật độ dân số trong khu vực, hiệu quả của công tác quản lý các dòng thải vào sông Ngoài ra chất lượng nước sông còn phụ thuộc vào điều kiện thuỷ văn, tốc độ dòng chảy, thời gian lưu và thời tiết trong khu vực Nơi có mật độ dân số cao, công nghiệp

phát triển mà công tác quản lý các dòng thải công nghiệp, dòng thải nước sinh hoạt không được chú trọng thì nước sông thường bị ô nhiễm bởi các hoá chất độc hại, các chất hữu cơ ô nhiễm… nơi có lượng mưa nhiều, điều kiện xói mòn, phong hoá dễ dàng thì nước sông thường bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan,

độ đục cao do các chất huyền phù và các chất rắn, chất mùn có trong nguồn nước Ngày nay, hiếm thấy có nguồn nước sông nào đạt được chất lượng cho tiêu chuẩn nước cấp mà không cần xử lý

 Nghiên cứu thành phần và chất lượng nước mặt, Tổ Chức Y Tế thế giới đưa ra cách phân loại sau về các loại nhiễm bẩn nước:

 Nước nhiễm bẩn do vi trùng, virut và các chất hữu cơ gây bệnh

 Nguồn nhiễm bẩn do các chất hữu cơ phân huỷ từ động thực vật và các chất thải nông nghiệp

 Nguồn nhiễm bẩn do các chất thải công nghiệp, các chất thải rắn có chứa các chất độc hại của các cơ sở công nghiệp như: phenol, cianua, crom, cađium, chì, kẽm…

 Nguồn ô nhiễm dầu mỏ và các sản phẩm từ dầu mỏ trong quá trình khai thác, sản xuất, chế biến và vận chuyển làm ô nhiễm nặng nguồn nước mặt và gây trở ngại lớn trong công trình xử lý nước bề mặt

 Nguồn ô nhiễm do các chất tẩy rửa tổng hợp trong sinh hoạt và trong công nghiệp

 Các chất phóng xạ từ các cơ sở sản xuất và sử dụng phóng xạ như các nhà máy phóng xạ, các bệnh viện, các cơ sở nghiên cứu và công nghiệp

 Các hoá chất bảo vệ thực vật cùng với ưu điểm là dùng để phòng chống sâu bọ, côn trùng, nấm… Giúp ít cho nông nghiệp, nó còn mang lại tác hại là gây ô nhiễm cho các nguồn nước, nhất là khi chúng không được sử dụng đúng mức

 Các hoá chất hữu cơ tổng hợp được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như chất dẻo, dược phẩm, vải sợi…

 Các hoá chất vô cơ nhất là các chất dùng làm phân bón cho nông nghiệp như các hợp chất photphat, nitrat…

 Một nguồn nước thải đáng kể từ các nhà máy nhiệt điện tuy không gây ô nhiễm trầm trọng nhưng cũng là giảm chất lượng nước bề mặt với nhiệt độ quá cao của

 Tóm lại, ngoài các yếu tố địa hình, thời tiết là những yếu tố khách quan gây ảnh hưởng đến chất lượng nước bề mặt, chúng ta cần xét đến các yếu tố khác chủ quan hơn đó là các tác động của con người trực tiếp hay gián tiếp vào quá trình gây ô nhiễm môi trường nước bề mặt

2 Thành phần và chất lượng nước ngầm:

 Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt Trong nước ngầm hầu như không có các hạt keo hay các hạt cặn lơ lửng, các chỉ tiêu vi sinh trong nước ngầm cũng tốt hơn các chỉ tiêu vi sinh trong nước bề mặt Trong nước ngầm không chứa rong tảo là những thứ dễ gây ô nhiễm nguồn nước Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các tạp chất hoà tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết nắng mưa, các quá trình phong hoá và sinh hoá trong khu vực Ở những vùng có điều kiện phong hoá tốt, có nhiều chất thải bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa thấm vào nguồn nước

 Nước ngầm cũng có thể nhiễm bẩn do tác động của con người Các chất thải của con người và động vật, các chất thải hoá học, các chất thải sinh hoạt cũng như việc sử dụng phân bón hoá học… tất cả những chất thải đó theo thời gian ngấm dần vào nguồn nước, tích tụ dần và dẫn đến làm hư hỏng nguồn nước ngầm Đã

có không ít nguồn nước ngầm do tác động của con người đã bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ khó phân huỷ, các vi khuẩn gây bệnh và nhất là các hoá chất độc hại như các kim loại nặng và không loại trừ cả các chất phóng xạ

Bảng2: Một số thành phần có trong nước ngầm, trong nước bề mặt và

những điểm khác nhau giữa hai nguồn nước này

Nhiệt độ Thay đổi theo mùa Tương đối ổn định Hàm lượng chất rắn lơ

Chất khoáng hoà tan Thay đổi theo chất

lượng đất, lượng mưa

Ít thay đổi, cao hơn nước bề mặt ở cùng

một vùng Hàm lượng sắt

Các vi trùng do sắt gây ra thường xuất hiện

3 Thành phần và chất lượng nước biển:

 Nước biển thường có độ mặn rất cao Hàm lượng muối trong nước biển thay đổi tuỳ theo vị trí địa lý như: khu cửa sông, gần hay xa bờ Ngoài ra trong nước thường có nhiều chất lơ lửng, chủ yếu là các phiêu sinh động thực vật

IV Các thông số đánh giá chất lượng nước

1 Các chỉ tiêu vật lý:

a Nhiệt độ:

 Nhiệt độ của nước là một đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu Nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lý nước và nhu cầu tiêu thụ Nước mặt thường có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ môi trường

 Ví dụ: ở miền Bắc Việt Nam nhiệt độ nước thường giao động từ 13 – 34 0C Trong khi đó nhiệt độ trong các nguồn nước mặt ở miền Nam tương đối ổn định

26 – 29 0C Nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định 17 – 27 0C

b Hàm lượng cặn không tan (mg/l)

 Được xác định bằng cách lọc một đơn vị thể tích nước nguồn qua giấy lọc, rồi đem sấy ở 105 – 110 0

C

 Hàm lượng cặn nước ngầm thường < 30 – 50 mg/l

 Hàm lượng cặn nước sông lớn 20 – 5000 mg/l

 Hàm lượng cặn là một trong những chỉ tiêu cơ bản của phương pháp xử lý

c Độ màu:

 Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo nên Các hợp chất sắt, mangan không hoà tan làm nước có màu đỏ Các chất mùn humic gây ra màu vàng, còn các loài thuỷ sinh tạo cho nước màu xanh lá cây Nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải sinh hoạt hay công nghiệp thường có màu xanh hoặc đen

 Đơn vị đo độ màu thường dùng là Platin – Coban Nước thiên nhiên thường có độ màu thấp hơn 200 Pt-Co Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ lửng trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc Trong khi đó muốn loại bỏ màu thực của nước (do các chất hoà tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hoá lý kết hợp

d Độ đục:

 Nước là một môi trường truyền ánh sáng tốt Khi trong nước có các hạt lạ như các chất huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi sinh vật… Khả năng truyền ánh sáng giảm đi Nước có độ đục lớn chứng tỏ có chứa nhiều cặn bẩn Đơn vị đo độ đục thường là mg SiO2/l, NTU, FTU, trong đó đơn vị NTU và FTU là tương đương nhau Nước mặt thường có độ đục 20 – 100 NTU, mùa lũ có khi cao đến

500 – 600 NTU Nước cấp cho ăn uống thường có độ đục không vượt quá 5 NTU

 Hàm lượng chất rắn lơ lửng cũng là một đại lượng tương quan đến độ đục của nước

Theo tiêu chuẩn Việt Nam, độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước thấy được, gọi là độ trong, ở độ sâu đó người ta có thể đọc được hàng chữ tiêu chuẩn Đối với nước sinh hoạt, độ đục phải lớn hơn 30cm

 Các chất gây mùi vị trong nước có thể chia thành ba nhóm:

 Các chất gây mùi vị có nguồn gốc vô cơ như NaCl, MgSO4 gây vị mặn, muối đồng gây mùi tanh, các chất gây tính kiềm, tính axit của nước, mùi Clo do Cl2, ClO2 hoặc mùi trứng thối của H2S

 Các chất gây mùi có nguồn gốc hữu cơ trong chất thải công nghiệp, chất thải mạ, dầu mỡ, phenol…

 Các chất gây mùi từ các quá trình sinh hoá, các hoạt động của vi khuẩn, rong tảo như CH3 –S-CH3 cho mùi tanh cá, C12H22O, C12H18O2 cho mùi tanh bùn

f Độ nhớt:

 Độ nhớt là đại lượng biểu thị độ ma sát nội, sinh ra trong quá trình dịch chuyển giữa các lớp chất lỏng với nhau Đây là yếu tố chính gây nên tổn thất áp lực và do vậy nó đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nước Độ nhớt tăng khi hàm lượng muối hoà tan trong nước tăng và giảm khi nhiệt độ tăng

g Độ dẫn điện:

 Nước có tính dẫn điện kém Nước tinh khiết ở 200C có độ dẫn điện là 4,2µS/m

Độ dẫn điện nước tăng theo hàm lượng các chất khoáng hoà tan trong nước và dao động theo nhiệt độ

h Tính phóng xạ:

 Tính phóng xạ của nước là do sự phân huỷ các chất phóng xạ có trong nước tạo nên Nước ngầm thường nhiễm các chất phóng xạ tự nhiên, các chất này có thời gian bán phân hủy ngắn nên nước thường vô hại Tuy nhiên khi nhiễm bẩn phóng

xạ từ nước thải và không khí thì tính phóng xạ của nước có thể vượt quá giới hạn cho phép

 Hai thông số tổng hoạt độ phóng xạ là và thường được dùng để xác định tính phóng xạ của nước Trong đó các hạt bao gồm 2 proton và 2 neutron có năng lượng xuyên thấu nhỏ, nhưng có thể xuyên vào cơ thể sống qua đường hô hấp hoặc tiêu hoá, gây tác hại cho cơ thể do tính iôn hoá mạnh Các hạt có khả năng xuyên thấu mạnh hơn, nhưng dễ bị ngăn lại bởi các lớp nước và cũng gây tác hại cho cơ thể

k Hàm lượng chất rắn trong nước

 Hàm lượng chất rắn trong nước gồm các chất rắn vô cơ ( các muối hoà tan, chất rắn không hoà tan như huyền phù, sắt, cát,…), chất rắn hữu cơ ( gồm các vi sinh vật, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, chất thải sinh hoạt, công nghiệp, ) Trong xử

lý nước, về hàm lượng chất rắn có các khái niệm sau:

o Tổng hàm lượng cặn lơ lủng TSS( Total Suspended Solid) là trọng lượng khô tính bằng miligam của phần còn lại sau khi cho bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách thuỷ rồi sấy khô ở 1050C tới khi có trọng lượng không đổi, đơi vị là mg/l

o Cặn lơ lửng SS( Suspended Solid) phần trọng lượng khô tính bằng miligam của phần còn lại trên giấy lọc khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu, sấy khô ở 1050C tới khi có trọng lượng không đổi, đơi vị đo là mg/l

o Chất rắn hoà tan DS( Dissolved Solid) bằng hiệu giữa tổng lượng cặn TDS và cặn

lơ lửng SS

DS= TSS - SS

o Chất rắn hoá hơi VS( Volatile Solid) là phần mất đi khi nung ở 1050C trong một thời gian nhất định Phần mất đi là phần chất rắn hoá hơi, phần còn lại là chất rắn không hoá hơi

2 Các chỉ tiêu hoá học:

a Độ pH

 pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được dùng

để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước

 pH được xác định bằng phương pháp sau:

vì thế không chỉ đáp ứng những kỹ thuật cho phù hợp yêu cầu của từng khâu quản lý mà còn đảm bảo chất lượng nước đến tận người tiêu dùng

 Có nhiều cách xác định pH: dùng chỉ thị, dùng pH kế, chuẩn độ…

b Độ kiềm:

 Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của các iôn bicacbonat, cacbonat, hydroxyt

nước rất nhỏ nên độ kiềm toàn phần được đặc trưng bằng tổng hàm lượng các ion sau:

Kt = [OH-] + [CO32-] = [HCO3-]

 Ở nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụ thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO2 tự do trong nước

 Độ kiềm bicacbonat và cacbonat góp phần tạo nên tính đệm cho dung dịch nước Nguồn nước có tính đệm cao, nếu trong quá trình xử lý có dùng thêm các hoá chất như phèn, thì độ pH của nước cũng ít thay đổi nên sẽ tiết kiệm được các hoá chất dùng để điều chỉnh pH

, 12 04 , 20 02

, 61

3 2

2

khi HCO

, 12 04 , 20

3 2

2

HCO Mg

 Độ cứng vĩnh cữu biểu thị tổng hàm lượng các muối còn lại của canxi và magiê

có trong nước.Độ cứng vĩnh cửu được xác định theo công thức:

Cv = C0 - Ck

 Dùng nước có độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ gây lãng phí xà phòng do canxi và magiê phản ứng với các axit béo tạo thành các hợp chất khó tan Trong sản xuất, nước cứng có thể tạo lớp cặn trong các lò hơi hoặc gây kết tủa ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

 Có nhiều đơn vị đo độ cứng khác nhau:

e Hàm lượng oxi hoà tan DO( Dissolved Oxygen):

 Oxy hoà tan trong nước phụ thuộc vào yếu tố như áp suất, nhiệt độ, thành phần hoá học, vi sinh, thuỷ sinh là đặc tính của nguồn nước Oxy hoà tan trong nước không tác dụng với nước về mặt hoá học Các nguồn nước mặt có bề mặt thoáng tiếp xúc trực tiếp với không khí nên thường có hàm lượng oxy hoà tan cao Nước ngầm thường có hàm lượng oxy hoà tan thấp do các phản ứng oxy hoá khử xẩy ra trong lòng đất đã tiêu thụ một phần oxy

 Hàm lượng oxy hoà tan trong nước tuân theo định luật Henry, trong nước ngọt ở điều kiện 1at và O0C, lượng oxy hoà tan trong nước đạt tới 14,6 mg/l, ở 350C và 1

at, oxy hoà tan trong nước chỉ còn 7mg/l Thông thường nồng độ oxy hoá tan trong nước ở điều kiện tới hạn là 8 mg/l

 Sự tồn tại các hợp chất này có trong nước cấp cho nồi hơi rất nguy hiểm do cặn silicat đóng thành nồi hơi, thành ống làm giảm khả năng truyền nhiệt và gây tắc ống

 Nước mặt thường chứa sắt ở dạng Fe3+, tồn tại keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù

 Với hàm lượng sắt lớn hơn 0,5ng/l: nước có mùi tanh khó chịu, vàng quần áo, hỏng sản phẩm dệt…

j Mangan:

 Nước có hàm lượng mangan khoảng 1mg/l sẽ gây trở ngại giống như khi sử dụng nước có hàm lượng sắt cao Công nghệ khử mangan thường kết hợp với khử sắt trong nước Mangan thường gặp trong nước ngầm nhưng ít hơn sắt nhiều, ít khi lớn hơn 5mg/l

k Các hợp chất nitơ:

 Quá trình phân hủy các chất hữu cơ tạo ra amoniac, nitrit và nitrat trong tự nhiên, trong các chất thải,trong các nguồn phân bón mà con người trực tiếp hay dán tiếp đưa vào nguồn nước Do đó các hợp chất này thường được xem là các chất chỉ thị dùng để nhận biết mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước Khi mới bị nhiễm bẩn, ngoài các chỉ tiêu có giá trị cao như độ oxy hóa, amoniac, trong nước còn có một

ít nitrit và nitrat Sau một thời gian amoniac, nitrit bị ô oxy hóa thành nitrat

 Có thể mô tả quá trình quá trình tạo thành hỗn hợp chứa nitơ trong nước như sau:

Vk Vk

Protein NH4+ NO2- NO3- N2

O2 O2

 Tuỳ theo mức độ có mặt của từng loại hợp chất nitơ mà ta có thể biết được mức

độ và thời gian nguồn nước bị ô nhiễm

 Khi nước bị ô nhiễm do phân bón hay nước thải, trong nguồc gây ô nhiễm củ yếu

là NH4( nước nguy hiểm)

 Nước chứa chủ yếu là NO2- thì nguồn nước bị ô nhiễm một thời gian dài hơn( nước ít ô nhiễm hơn)

 Nước chứa chủ yếu NO3- thì quá trình oxy hoá đã kết thúc( nước ít nguy hiểm)

 Nồng độ nitrat cao là môi trường rất tốt cho tảo, rong phát triển gây ảnh hưởng đến chất lượng nước dùng cho sinh hoạt Nếu dùng nước uống có hàm lượng nitrat cao ảnh hưởng đến sức khoẻ, thường gây bệnh xanh xao ở trẻ và có thể dẫn tới tử vong

l Các hợp chất Photpho

 Trong nước tự nhiên các hợp chất ít gặp nhất là photphat, khi nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi rác và các chất hữu cơ trong quá trình phân huỷ, giải phóng ion

PO43 có thể tồn tại dưới dạng H3PO43-, HPO43-, PO43-

 Photpho không thuộc loại độc hại với con người nhưng sự tồn tại của chất này với hàm lượng cao trong nước sẽ gây cản trở cho quá trình xử lý, đặc biệt là hoạt động của bể lắng

 Đối với những nguồn nước có hàm lượng chất hữu cơ, nitrat, photphat cao, các bông cặn tạo thành đám nổi trên mặt nước, nhất là lúc trời nắng

n Các kim loại có tính độc cao

Thuỷ ngân(Hg):

 Thuỷ ngân có trong nước bề mặt và nước ngầm ở dạng vô cơ Thuỷ ngân trong môi trường nước có thể hấp thụ vào cơ thể sinh vật, đặc biệt là cá và loại động

vật không xương sống Cá hấp thụ thuỷ ngân và chuyển hoá thành metyl thuỷ ngân, (CH3Hg+) rất độc với cơ thể người Chất này hoà tan trong mỡ, phần chất béo của màng và trong não tuỷ Thuỷ ngân vô cơ tác động chủ yếu đến thận, trong khi đó metyl thuỷ ngân ảnh hưởng chính đến hệ thần kinh trung ương Chì(Pb):

 Đây là kim loại nặng có ảnh hưởng đến môi trường rất nhiều Vì nó có khả năng tích luỹ lâu dài trong cơ thể và gây nhiễm độc cho người, thuỷ sinh qua dây chuyền thực phẩm Chì tác dụng lên hệ thống enzyme vận chuyển hydro Khi nhiễm độc, người bệnh có một số rối loại trong cơ thể, trong đó chủ yếu là rối loạn bộ phận tạo huyết( tuỷ xương) Tuỳ theo mức độ nhiễm độc có thể gây

ra những tai biến như đau bụng chì, đường viền đen Burto ở lợi, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp vĩnh viễn, liệt, tai biến não, Nếu bị nặng có thể dẫn tới

tử vong

o Hoá chất bảo vệ thực vật

 Hiện nay có rất nhiều hoá chất được sử dụng trong nông nghiệp để diệt sâu, rầy, nấm, cỏ Các nhóm hoá chất chính:

 Photpho hữu cơ

 Clo hữu cơ

 Cacbonat

 Hầu hết các chất này đều có độc tính cao đối với người Đặc biệt là Clo hữu cơ có tính bền vững cao trong môi trường và có khả năng tích luỹ trong cơ thể Việc sử dụng một lượng lớn hoá chất này trên đồng ruộng đang đe doạ làm ô nhiễm nguồn nước Vì thế hiện nay nhiều nước đã cấm sử dụng một số loại thuốc trừ sâu nhất định và quy định liều lượng cũng như cách thức sử dụng

p Các chất hoạt động bề mặt:

 Một số chất hoạt động bề mặt như xà phòng, chất tẩy rửa, chất tạo bọt có trong nước thải sinh hoạt và nước thải một số ngành công nghiệp đang được xả vào nguồn nước Đây là những hợp chất khó phân huỷ sinh học nên ngày càng tích tụ trong nước đến mức có thể gây hại cho con ngưới khi sử dụng Ngoài ra các chất

này còn tạo một lớp màng phủ bề mặt các nguồn nước, ngăn cản sự hoà tan oxi vào nước và làm chậm quá trình tự làm sạch của nước

3 Các chỉ tiêu vi sinh:

 Trong nước thiên nhiên có rất nhiều loại vi trùng và siêu vi trùng, trong đó có các loại vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm là: kiết lị, thương hàn, dịch tả, bại liệt… việc xác định sự có mặt của các vi trùng gây bệnh này thường rất khó khăn và mất nhiều thời gian Trong thực tế việc xác định số vi khuẩn trong nước thường là xác định E.coli vi đặc tính của nó có khả năng tồn tại cao hơn các vi trùng gây bệnh khác Do đó, sau khi xử lý, nếu trong nước không còn phát hiện thấy E.coli chứng

tỏ các loài vi trùng khác cũng đã bị tiêu diệt, mặt khác việc xác định loại vi khuẩn này đơn giản và nhanh chóng

a Vi trùng gây bệnh

 Vi trùng gây bệnh có mặt trong môi trường nước là vi trùng lị, thương hàn, dịch

tả, bại liệt, Mục đích của việc kiểm tra chất lượng nước theo chỉ tiêu này nhằm đánh giá mức độ nhiễm bẩn và khả năng gây bệnh của nguồn nước Do sự đa dạng về chủng loại nên việc xác định sự có mặt của chúng tiêu tốn nhiều thời gian và khó khăn Trong thực tế thường áp dụng bằng phương pháp xác định chỉ

số vi trùng đặc trưng

 Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là do nhiễm bẩn rác, phân người và động vật Trong người và động vật thường có vi khuẩn E coli sinh sống và phát triển Đây là loại vi khuẩn vô hại thường được bài tiết qua phân ra môi trường

Sự có mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi phân rác và khả năng lớn tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào mức độ nhiễm bẩn Khả năng tồn tại của vi khuẩn E.coli cao hơn các vi khuẩn gây bệnh khác Do đó nếu sau xử lý trong nước không còn phát hiện thấy

vi khuẩn E.coli chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết Mặt khác, việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệng của nước qua việc xác địng số lượng số lượng E.coli đơn giản và nhanh chóng Do đó vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước

 Các chỉ tiêu thưởng sử dụng là chỉ số coli và trị số coli Trị số coli là đơn vị thể tích nước có chứa một vi khuẩn E.coli Còn chỉ số coli là lượng vi khuẩn E.coli

có trong 1 lít nước Tiêu chuẩn nước cấp sinh hoạt các nước tiên tiến quy định trị

số coli không nhỏ hơn 190 ml tương ứng với chỉ số coli là 10 Tiêu chuẩn vệ sinh Việt Nam quy định chỉ số coli của nước sinh hoạt phải nhỏ hơn 20

 Ngoài ra, một số trường hợp vi khuẩn hiếu khí và kị khí cũng được xác định để tham khảo them trong việc đánh giá mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước

b Các loại rong tảo

 Rong tảo phát triển trong nước làm nước bị nhiễm bẩn hữu cơ và làm cho nước

có màu xanh Nước mặt có nhiều loại rong tảo sinh sống trong đó có loại gây hại chủ yếu và khó loại trừ là nhóm tảo diệp lục và tảo đơn bào Hai loại tảo này khi phát triển trong đường ống có thể gây tắc ngẽn đường ống đồng thời làm cho nước có tính ăn mòn do quá trình hô hấp thải ra khí cacbonic

V Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp:

1 Tiêu chuẩn Chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống:

 Người ta thường sử dụng nguồn nước bề mặt và nước ngầm để xử lý cấp nước uống và nước sinh hoạt Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn nước bề mặt do ít thay đổi hơn do thời gian và thời tiết, dây chuyền công nghệ cũng đơn giản hơn, cần ít hoá chất hơn và chất lượng nước sau xử lý cũng tốt hơn Tuy nhiên nguồn nước ngầm không phải là vô hạn nên nếu chỉ sử dụng nước ngầm thì đến một lúc nào sẽ gây ảnh hưởng xấu đến địa tầng của khu vực

 Nước sau xử lý cần đảm bảo an toàn cho sử dụng Các tiêu chuẩn phải đảm bảo

an toàn về sức khỏe, mùi vị, thẩm mỹ và phù hợp càng nhiều càng tốt các tiêu chuẩn quốc tế Nước cấp sinh hoạt đảm bảo không có vi sinh vật gây bệnh, nồng

độ các chất độc, các chất gây bệnh mãn tính phải đạt tiêu chuẩn Độ trong, độ mặn, mùi vị và tính ổn định phải cao

 Sau đây là Tiêu chuẩn chất lượng nước để thiết kế các công trình xử lý nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt

 Về lý hoá

Bảng 3:(Bảng 1.1 XLNC – Nguyễn Ngọc Dung)

TT Yếu tố Đối với hệ thống cấp

nước đô thị

Đối với các trạm lẻ và nông thôn

29 Nồng độ Clo dư ở cuối

mạng lưới

> 0,05 mg/l, nhưng không lớn đến mức có mùi khó chịu

> 0,05 mg/l, nhưng không lớn đến mức có mùi khó chịu

Ghi chú: Những chỉ tiêu chất lượng khác không có trong Tiêu chuẩn này lấy theo Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt hiện hành do Bộ Y tế qui định

 Về vi sinh vật

1 Trong nước không được có các loại sinh vật mà mắt thường có thể trông thấy được, không có trứng giun sán và vi sinh vật gây bệnh

2 Tổng số Coliform bằng 0 trong 100 ml nước kiểm nghiệm

3 E.Coliform hay Fecal Coliform bằng 0 trong 100 ml nước kiểm nghiệm

 Quản lý chất lượng nước

1 Địa điểm lấy nước thử thường lấy ở trạm xử lý, bể chứa, đài nước và ở các vòi nước Số mẫu thử trong 1 ngày ở địa điểm lấy nước do trạm vệ sinh phòng dịch địa phương phối hợp với nhà máy nước để quyết định Phương pháp lấy mẫu và phân tích lý hoá học và vi sinh vật học của nước phải tuân theo các Tiêu chuẩn Nhà nước hiện hành

2 Đơn vị quản lý kinh doanh sản xuất nước có trách nhiệm đảm bảo chất lượng nước sinh hoạt và ăn uống Trạm vệ sinh phòng dịch địa phương thường xuyên định kỳ kiểm tra Khi có những hiện tượng bất thường hay những yếu tố không đảm bảo chất lượng yêu cầu thì trạm vệ sinh phòng dịch phải phối hợp với đơn vị quản lý nhà

3 Những trạm cấp nước riêng lẻ cho 1 khu dân cư hay trạm cấp nước của xí nghiệp có kết hợp nước sinh hoạt ăn uống thì bộ phận quản lý cấp nước có trách nhiệm đảm bảo chất lượng nước Phòng thí nghiệm của đơn vị có trách nhiệm kiểm nghiệm chất lượng nước và đề ra những biện pháp bảo vệ nguồn nước và chất lượng nước Trạm

vệ sinh phòng dịch địa phương định kỳ kiểm tra Những đơn vị không có Phòng thí nghiệm hay những trạm cấp nước nông thôn thì bộ phận quản lý cần phải theo đúng những quy định và chỉ dẫn của trạm vệ sinh phòng dịch địa phương Trạm vệ sinh phòng dịch địa phương sẽ định kỳ kiểm tra

2 Tiêu chuẩn Chất lượng nước cấp cho sản xuất:

Nước cấp cho các ngành công nghiệp như thực phẩm, dệt, giày da, phim ảnh, hoá chất… điều cần đến chất lượng nước sinh hoạt, đồng thời cần có những yêu cầu riêng về độ cứng, hàm lượng sắt, magan Ngoài ra trong các ngành công nghiệp khác, lượng nước dùng cho quá trình làm nguội cần tương đối nhiều

Bảng4: chất lượng nước cấp cho làm nguội(TCVN)

Chỉ tiêu chất lượng ĐVT Làm nguội một

lần

Làm nguội nhiều lần

để đề phòng cháy nổ, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, nâng cao tuổi thọ của thiết bị

Bảng5: chất lượng nước cấp cho nồi hơi.(TCVN)

Chỉ tiêu chất lượng

Áp suất nồi hơi, atm

Độ cứng toàn phần, 0dH <0.1 <0.1 <0.05 <0.01 <0.01 Acid cacbonic toàn phần,

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC CẤP

I Mục đích của xử lý nước cấp:

 Cung cấp số lượng nước đầy đủ và an toàn về mặt hoá học, vi trùng học để thoả mãn yêu cầu về ăn uống và sinh hoạt, dịch vụ, sản xuất công nghiệp và phục vụ cho hoạt động công cộng của các đối tượng dùng nước

 Cung cấp nước có chất lượng tốt, ngon, không chứa các chất vẫn đục gây ra màu, mùi, vị của nước

 Cung cấp nước có đầy đủ thành phần khoáng chất cần thiết cho việc bảo vệ sứa khoẻ con người

 Nước sau khi xử lý phải thoả mãn ”Tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt” ( Bộ y tế số 1329/ 2002/ BYT/QĐ ngày 18/4/2002.)

II Cơ sở lựa chọn nguồn nước

Dựa vào 3 yếu tố sau:

Về mặt số lượng:

Nên lựa chọn nguồn nước có đủ lượng nước để cung cấp trong mọi tình huống.Đối với những vùng mà nguồn nước ngọt không đảm bảo ngọt quanh năm

mà có vài tháng bị nhiễm mặn thì có thể xây dựng hồ chứa nước ngọt trong mùa

mưa để trữ nước cấp cho mùa khô hoặc những tháng bị nhiễm mặn

Về mặt chất lượng:

Cần lựa chọn nguồn nước có chất lượng tốt hoặc có thể xử lý đạt yêu cầu cho nhu cầu nước uống.Nguồn nước được lựa chọn có thể là nước mặt hay nước ngầm tuỳ theo quy mô công suất với chất lượng nước được cân nhắc lựa chọn

kỹ Cần đặc biệt lưu ý đối với các nguồn nước có khả năng bị ô nhiễm do nước thải sinh hoạt hay công nghiệp hoặc ô nhiễm do tự nhiên

III Các phương pháp xử lý nước thiên nhiên

Phương pháp xử lý cơ học:

 Ứng dụng các công trình và thiết bị thích hợp để loại bỏ các tạp chất thô trong nước bằng trọng lực: lắng, lọc….sử dụng quá trình làm thoáng tự nhiên hay cưỡng bức để khử sắt trong nước ngầm

Phương pháp xử lý hoá học và hoá lý:

 Sử dụng phèn để làm trong và khử màu ( quá trình keo tụ) các nguồn nước có độ đục và độ màu cao

 Sử dụng các tác nhân oxy hoá hoá học để khử sắt, mangan trong nước ngầm

 Sử dụng clo và các hoá chất của clo để khử trùng nước

Phương pháp trao đổi ion:

 Sử dụng các loại nhựa trao đổi ion để làm mềm nước và khử các chất khoáng trong nước

Phương pháp vật lý:

o Điện phân NaCl để khử muối

o Dùng các tia tử ngoại để khử trùng

o Sử dụng các màng lọc chuyên dụng để loại bỏ các ion trong nước

IV Một số công trình xử lý nước cấp:

1 Quá trình keo tụ:

 Trong nước sông suối, hồ ao,… thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành phần và kích thước rất khác nhau Đối với các loại cặn này dùng các biện pháp

xử lí cơ học trong công nghệ xử lí nước như lắng lọc có thể loại bỏ được các cặn

có kích thước lớn hơn 10-4 mm Còn các hạt có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm không thể tự lắng được, mà luôn luôn tồn tại ở trạng thái lơ lững Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lững, phải dùng biện pháp lí cơ học kết hợp với biện pháp hoá học, tức là cho vào nước cần xử lí các chất phản ứng, để tạo ra các hạt keo có khả năng kết lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lững có trong nước, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể

 Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp như: phèn nhôm Al(SO4)3 ; phèn sắt FeSO4 hoặc loại FeCl3 Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hoà tan

 Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ để trung hòa ion H+

thì

Một số trường hợp khác có thể dùng Na2CO3 hoặc xút NaOH Thông thường phèn nhôm đạt được hiệu quả keo tụ cao nhất khi nước có pH=5.57.5

 Yếu tố nhiệt độ cũng có ảnh hưởng đến quá trình keo tụ Nhiệt độ của nước cao, tốc độ keo tụ xảy ra nhanh chóng, hiệu quả keo tụ đạt được càng cao, giảm lượng phèn cho vào nước Độ đục của nước nguồn càng cao, thì ảnh hưởng của nhiệt độ càng rõ rệt Nhiệt độ của nước thích hợp khi dùng phèn nhôm vào khoảng 20  400C, tốt nhất là 35  400C

 Ngoài ra còn có một số nhân tố khác cũng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ như: các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng…

Quá trình keo tụ bao gồm:

1 Công trình chuẩn bị dung dịch phèn

 Các công trình và thiết bị chuẩn bị dung dịch và định liều lượng chất phản ứng gồm: thùng hoà trộn, thùng tiêu thụ, thiết bị định lượng chất phản ứng

 Các công trình hòa trộn đều dung dịch chất phản ứng với nước nguồn cần xử lí như: ống trộn, bể trộn

 Các công trình tạo điều kiện cho phản ứng tạo bông kết tủa xảy ra hoàn toàn: ngăn phản ứng, bể phản ứng

 Lắng nước là giai đoạn làm sạch nước sơ bộ trước khi đưa vào bể lọc Quá trình xảy ra rất phức tạp Lắng là quá trình tách khỏi nước cặn lơ lững hoặc bông cặn hình thành trong giai đoạn keo tụ tạo bông

 Trong công nghệ xử lí nước cấp quá trình lắng được ứng dụng:

+ Lắng cặn phù sa khi nước mặt có hàm lượng phù sa lớn

+ Lắng bông cặn phèn /polyme trong công nghệ khử đục và màu nước mặt

+ Lắng bông cặn vôi – magiê trong công nghệ khử cứng bằng hóa chất + Lắng bông cặn sắt và mangan trong công nghệ khử sắt và mangan

 Hai đại lượng quan trọng trong việc thiết kế bể lắng chính là tốc độ lắng và tốc

độ chảy tràn Để thiết kế một bể lắng lý tưởng, đầu tiên người ta xác định tốc độ lắng của hạt cần được loại và khi đó đặt tốc độ chảy tràn nhỏ hơn tốc độ lắng

 Tính chất lắng của các hạt có thể chia thành 3 dạng như sau:

o Lắng dạng 1: Lắng bông cặn Quá trình lắng được đặc trưng bởi các hạt ( bông cặn) kết dính với nhau trong suốt quá trình lắng Do quá trình tạo bông cặn xảy

ra liên tục nên các bông cặn tăng dần kích thước và tốc độ lắng cũng tăng theo Không có một công thức toán học thích hợp nào để biểu thị giá trị này Vì vậy để

có các thông số thiết kế về bể lắng dạng này, người ta thí nghiệm xác định tốc độ chảy tràn và thời gian lắng ở hiệu quả khử bông cặn cho trước từ cột lắng thí nghiệm, từ đó nhân với hệ số quy mô ta có tốc độ chảy tràn và thời gian lắng thiết kế

o Lắng dạng II: Lắng các hạt rời rạc Quá trình lắng được đặc trưng bởi các hạt lắng một cách rời rạc và ở tốc độ lắng không đối Các hạt lắng một cách riêng lẽ không có khả năng keo tụ, không dính bám vào nhau suốt quá trình lắng Để có thể xác định tốc độ lắng ở dạng này có thể ứng dụng định luật cổ điển của Niutơn và Stoke trên hạt cặn Tốc độ lắng ở dạng này hoàn toàn có thể tính toán được

o Lắng dạng III: Lắng cản trở Quá trình lắng được đặc trưng bởi các hạt cặn có nồng độ cao ( > 1000 mg/l) Các hạt cặn có khuynh hướng duy trì vị trí không

đổi so với các vị trí khác, khi đó cả khối hạt như là một thể thống nhất lắng xuống với vận tốc không đổi Lắng dạng này thường thấy ở bể nén bùn

 Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào kết quả làm việc của bể tạo bông cặn, để bông cặn tạo ra những hạt cặn to, bền chắc, và càng nặng thì hiệu quả lắng càng cao

o 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 của quá trình lăng` nước

o Hiệu quả lắng tăng lên 2 -3 lần khi tăng nhiệt độ của nước lên 100

C

o 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 toán, nếu để cho bể lắng có vùng nước chết, vùng chảy quá nhanh hiệu quả lắng

sẽ giảm đi nhiều

 Vận tốc dòng nước trong bể lắng không được lớn hơn trị số vận tốc xoáy và tải cặn đã lắng lơ lửng trở lại trong dòng nước

 Bể lắng đứng: nước chuyển động theo chiều đứng từ dưới lên trên

 Bể lắng li tâm: nước chuyển động từ trung tâm bể ra phía ngoài

 Bể lắng lớp mỏng: gồm 3 kiểu tùy theo hướng chuyển động của lớp nước

và cặn: dòng chảy nghiêng cùng chiều và dòng chảy nghiêng ngược chiều

 Bể lắng trong có lớp cặn lơ lững: lắng qua môi trường hạt, nước chuyển động từ dưới lên

3 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 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

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

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:

c Theo chiều dòng nước chia ra:

o 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,…

o Bể lọc ngược: nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ dưới lên như: bể lọc tiếp xúc

o 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

o d Theo số lượng lớp vật liệu lọc chia ra:

o Bể lọc một lớp vật liệu lọc

e Theo cỡ hạt vật liệu lọc chia ra

o Bể lọc lưới: Nước lọc đi qua lưới lọc kim loại hoặc vật liệu xốp

o 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

4 Khử trùng nước:

 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

 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

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

6 Làm mềm nước:

 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

7 Ổn định nước:

 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

V Một số sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp:

1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước nguồn có hàm lượng cặn  2500 mg/l

Bể chứa nước sạch

Chất khử trùng Chất keo tụ

Bể trộn

Bể lọc nhanh

Bể chứa nước sạch

Chất khử trùng Chất keo tụ

Chất kiềm hoá

Cấp 1

Bể phản ứng

Bể lắng