Tính toán và thiết kế trạm xử lý nước cấp công suất 10.000 m3/ngàyđêm cho một số xã thuộc huyện Ý Yên – tỉnh Nam Định

Tính toán và thiết kế trạm xử lý nước cấp công suất 10.000 m3/ngàyđêm cho một số xã thuộc huyện Ý Yên – tỉnh Nam Định

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Huyện Ý Yên là một huyện trực thuộc tỉnh Nam Định, được thành lập năm

2007.Huyện Ý Yên có 23995,58 ha diện tích tự nhiên với dân số 241.139 người

(theo thống kê năm 2008)

Ý Yên là một huyện nằm trong chủ trương của Nhà Nước xây dựng thành trung tâm của vùng đồng bằng sông Hồng nên rất có lợi thế trong quá trình thực hiện công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước Trong kế hoạch Ý Yên sẽ xây dựng một thị xã về công nghiệp tiểu thủ công nghiệp và có một đến hai thị trấn trên địa bàn huyện

Một trong những mục tiêu đang được nhà nước và nhân dân quan tâm hàng đầu làviệc hoàn chỉnh hệ thống cung cấp nước sạch để đảm bảo cấp nước sạch đến từng

hộ dân

Hiện nay xã Yên Phú và các xã lân cận: xã Yên Phương, Yên Nghĩa, Yên Thọ, Yên Thành, Yên Hưng, thôn Đoan ĩ (thuộc xã Thanh Hải, huyện Thanh iêm, tỉnh Hà Nam) là những xã liền kề chưa có nước máy với tổng dân số trên

35000 nhân khẩu đều dùng nguồn nước sinh hoạt lấy từ giếng khoan sông ngòi, ao

hồ và nguồn nước mưa

Do ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt và việc sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật làm cho nguồn nước mặt bị ô nhiễm trầm trọng Ngoài ra, hàm lượng arsen cùng với phèn mặn cao trong các giếng khoan đã ảnh hưởng rất lớn tới sức khỏe của người dân: tỷ lệ người nhiễm bệnh đau mắt hột, bệnh ngoài da, bệnh đường tiêu hóa, bệnh phụ khoa cao, ảnh hưởng rất lớn tới sự phát triển thể chất, trí tuệ của trẻ

em, thanh thiếu niên và lớp người kế tiếp của xã hội

Hưởng ứng “chương trình mục tiêu quốc gia nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn“ mang lợi ích cộng đồng, nâng cao chất lượng cuộc sống cộng

đồng, việc xây dựng trạm xử lý nước cấp cho cả 06 xã của huyện Ý Yên, tỉnh Nam Định và các vùng phụ cận là rất cần thiết Đó cũng là lý do hình thành đề tài “Tính toán và thiết kế trạm xử lý nước cấp công suất 10.000 m3/ngàyđêm cho một số xã thuộc huyện Ý Yên – tỉnh Nam Định”

2 Mục đích nghiên cứu

Tính toán và thiết kế trạm xử lý nước cấp công suất 10.000 m3/ngàyđêm cho một số xã thuộc huyện Ý Yên – tỉnh Nam Định từ nguồn nước mặt hiện có, nhằm đảm bảo cung cấp nước sạch cho nhu cầu dùng nước đến năm 2020, góp phần bảo

vệ sức khỏe người dân, phát triển kinh tế xã hội của vùng

3 Nội dung nghiên cứu

 Điều tra thu thập các tài liệu:

 Điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội

 Phương hướng phát triển của huyện Ý Yên

 Trữ lượng và chất lượng các nguồn nước trong khu vực

 Tính qui mô công suất trạm xử lý

 Đề xuất công nghệ xử lý phù hợp với tính chất nguồn nước lựa chọn để xử lý

và quy chuẩn nước đầu ra

 Tính toán các công trình đơn vị trong các dây chuyền xử lý nước cấp đề xuất

và thực hiện các bản vẽ

 Khái toán giá thành xử lý cho các phương ánvà lựa chọn phương án phù hợp

4 Phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu

Khảo sát, đánh giá hiện trạng thực tế của khu vực, thu thập số liệu liên quan đến nguồn cấp và các chỉ tiêu lý, hóa, sinh phục vụ cho việc thiết kế

Tham khảo các giáo trình xử lý nước cấp và các thông tin liên quan từ các nguồn khác (giáo viên hướng dẫn, internet).Sau đó tiến hành tổng hợp lại các số liệu cần thiết

 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu

Lập bảng thống kê lại các số liệu đã thu thập được, phân tích - xử lý các số liệu

đó để tìm ra phương án xử lý nước cấp hợp lý Phân tích và xử lý số liệu dựa trên các tiêu chuẩn hay các quy định về chất lượng nước mặt

 Phương pháp so sánh

So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có và đề xuất công nghệ xử lý nước phù hợp, cho kết quả xử lý tốt nhất mà vẫn đáp ứng được yêu cầu về kinh tế

 Phương pháp toán

Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống xử

lý nước cấp, dựa vào số liệu tính toán để tiến hành thiết kế, dự toán chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý

5 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài giới hạn trong việc tính toán thiết kế trạm xử lý nước cấp công suất 10.000

m3/ngàyđêm cho một số xã thuộc huyện Ý Yên – tỉnh Nam Định

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Xây dựng trạm xử lý nước cấp giải quyết được vấn đề thiếu nước sạch trong sinh hoạt của người dân

Góp phần nâng cao đời sống của người dân, xúc tiến phát triển kinh tế của vùng Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp, sinh viên tham quan, học tập

7 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp

 Mở đầu

 Chương 1: Tổng quan về huyện Ý Yên – tỉnh Nam Định

 Điều kiện tự nhiên

 Điều kiện kinh tế- xã hội

 Qui hoạch vùng dự án

 Chương 2: Tổng quan về nước cấp và các biện pháp xử lý

 Tổng quan về chất lượng nước

 Chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt

 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước

 Chương 3: Quy mô công suất trạm xử lý (TX ) – Đề xuất công nghệ xử lý

 Quy mô công suất trạm xử lý

 Đánh giá chất lượng nguồn nước – lựa chọn nguồn nước đề xử lý

 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý

 Chương 4: Tính toán các công trình đơn vị trong 2 dây chuyền xử lý nước cấp đề xuất

 Tính toán liều lượng hoá chất cần dung

 Công trình thu và trạm bơm cấp 1

 Hệ thống cấp phèn

 Hệ thống cấp vôi

 Khái toán giá thành cho phương án 1

 Khái toán giá thành cho phương án 2

 Lựa chọn phương án phù hợp

 Kết luận – Kiến nghị

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HUYỆN Ý YÊN –TỈNH NAM ĐỊNH 1.1 Điều kiện tự nhiên

1.1.1 Vị trí địa lý

Huyện Ý Yên nằm ở phía tây của thành phố Nam Định

- Phía Tây ắc giáp tỉnh Hà Nam

- Phía Tây Nam giáp tỉnh Ninh ình

- Phía Đông giáp huyện ụ ản

- Phía Đông Nam giáp huyện Nghĩa Hưng

à vùng đất hình thành sớm trong vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng

Huyện nằm ở hữu ngạn sông Đáy, chính giữa là ngã ba giao sông ân đổ vào sông Đáy Khoảng cách từ trung tâm huyện tới thành phố Nam Định trên dưới 20

km

Có vị trí thuận lợi: nằm giữa hai trung tâm kinh tế, chính trị của 2 tỉnh (Nam Định và Ninh ình), lại có hệ thống giao thông đường sắt, đường quốc lộ 10 và đường cao tốc Cầu Giẽ chạy qua

Hình 1.1 Bản đồ huyện Ý Yên – tỉnh Nam Định

Nhiệt độ trung bình trong năm từ 23 – 24°C Tháng lạnh nhất là các tháng 12

và tháng 1, với nhiệt độ trung bình từ 16 – 17°C Tháng 7 nóng nhất, nhiệt độ khoảng trên 29°C

ượng mưa trung bình trong năm từ 1.750 – 1.800 mm, chia làm 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa ít mưa từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau

Số giờ nắng trong năm: 1.650 – 1.700 giờ Độ ẩm tương đối trung bình: 80 – 85%

Mặt khác, do nằm trong cùng vịnh ắc ộ nên hàng năm Ý Yên thường chịu ảnh hưởng của bão hoặc áp thấp nhiệt đới, bình quân từ 4 – 6 cơn/năm

Sông Đáy chảy vào địa phận Nam Định từ xã Yên Phương, huyện Ý Yên qua huyện Nghĩa Hưng rồi đổ ra biển ở cửa Đáy, trở thành địa giới tự nhiên giữa Nam Định với Ninh ình

Dòng chảy của sông Hồng và sông Đáy kết hợp với chế độ nhật triều đã bồi

tụ tại vùng cửa hai sông tạo nên 2 bãi bồi lớn ven biển là Cồn Lu, Cồn Ngạn (Giao Thuỷ) và vùng Cồn Trời, Cồn Mờ (Nghĩa Hưng) Ngoài hai con sông lớn, trong tỉnh còn có những chi lưu của sông Hồng chảy sang sông Đáy hoặc đổ ra biển Từ Bắc xuống Nam có sông Đào làm địa giới quy ước cho hai vùng Nam ắc tỉnh, sông Ninh Cơ đổ ra cửa ác (thường gọi là Gót Chàng), sông Sò (còn gọi là sông Ngô Đồng) đổ ra cửa Hà ạn

1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội

1.2.1 Dân số

Huyện Ý Yên có 32 đơn vị hành chính bao gồm: 1 thị trấn âm (huyện lỵ) và

31 xã: Yên Thọ, Yên Thành, Yên Trung, Yên Nghĩa, Yên Phương, Yên Tân, Yên Chính, Yên Phú, Yên Hưng, Yên Phong, Yên ình, Yên Minh, Yên Dương, Yên

Xá, Yên Hồng, Yên Quang, Yên Tiến, Yên ằng, Yên Thắng, Yên Cường, Yên Đồng, Yên Mỹ, Yên Dương, Yên Khánh, Yên Ninh, Yên Khang, Yên ộc, Yên Phúc, Yên Trị, Yên Nhân, Yên ương

Diện tích tự nhiên 23.995,58 ha với dân số 247.718 người (theo thống kê năm 2008)

1.2.2 Nông nghiệp

Trong những năm qua, thành tựu lớn nhất trong quá trình chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp huyện Ý Yên là đã sử dụng hiệu quả quỹ đất thứ nhất (đất cát pha, đất thịt nh ) để sản xuất cây vụ đông và phát triển cây công nghiệp, cây thực phẩm có giá trị kinh tế cao Trên diện tích 5 - 6 nghìn ha, nông dân 8 xã phía nam

đồng thời đưa các cây vụ đông vào canh tác như cà chua, dưa chuột bao tử, dưa chuột to xuất khẩu

Ý Yên là một trong số ít huyện đầu tiên trong tỉnh đã ký hợp đồng tiêu thụ sản phẩm cây vụ đông với Nhà máy chế biến thực phẩm Tam Điệp và Nhà máy chế biến

cà chua xuất khẩu Hải Phòng với cơ chế chắc chắn cho người dân ở mức giá trần,

ký kết với iện khoa học kinh tế iệt Nam về việc chuyển giao tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp

Diện tích đất vùng trũng có khoảng 3.000 ha, nếu phát triển thêm ra ao bờ thì khoảng 7.200 ha ùng đất này trước kia đã từng làm cho Ý Yên nghèo đói vì cảnh mất mùa quanh năm đến nay lại là lợi thế để phát triển mô hình lúa cá Các giống cá

rô phi đơn tính, cá trắm, cá trôi, được đưa vào nuôi xen trong những ruộng thấp trồng lúa Huyện đã xây dựng đề án quy hoạch khai thác và xây dựng cơ sở vật chất nuôi trồng thuỷ sản cho vùng đất trũng, tiến hành xây dựng trại sản xuất giống lợn siêu nạc (hiện đã sản xuất và đang cung cấp giống cho cả tỉnh phục vụ chương trình nạc hoá đàn lợn phục vụ xuất khẩu của tỉnh và cả nước), xây dựng chương trình giống bò sữa, bò thịt nhằm khai thác vùng đất cao, đất bãi ven đê để trồng cỏ nuôi

bò Hệ thống thuỷ nông với những công trình lớn được xây dựng từ những năm

1960 ngày càng củng cố, mở rộng và hoàn thiện phục vụ tốt cho tưới tiêu trên toàn diện tích canh tác

Nhờ chuyển dịch cơ cấu cây trồng vật nuôi hợp lý, nên dù diện tích nông nghiệp giảm nhưng giá trị sản xuất lại tăng với tốc độ bình quân 3.5% Nông nghiệp phát triển một cách toàn diện và bền vững Chăn nuôi hiện đã hình thành các trang trại nuôi công nghiệp, bán công nghiệp với 36 trang trại theo chuẩn mực quốc gia

1.2.3 Công nghiệp và dịch vụ

Đột phá trong sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp, làng nghề với nhiều nghề thủ công truyền thống, làng nghề Ý Yên phát triển mạnh mẽ với trên 27 nghề các loại: từ thêu ren, nghề may, nghề xây, trong đó có một số nghề chính phát triển có quy mô và đóng góp lớn cho xã hội đó là nghề đúc kim loại: đúc đồng ạn

Điểm, đúc gang, nhôm ở Tống Xá, nghề chạm khắc g ở a Xuyên, nghề sơn mài ở Cát Đằng, Yên Tiến và nghề xây dựng Phúc Chỉ (Yên Thắng)

Giá trị sản xuất của các làng nghề trong huyện chiếm gần 70 tổng giá trị sản xuất công nghiệp toàn huyện Số cơ sở công nghiệp của huyện là 3733 cơ sở và 164 doanh nghiệp (công ty cổ phần, công ty trách nhiệm hữu hạn, công ty tư nhân, )

p dụng một cách linh hoạt cơ chế, chính sách của Nhà nước vào thực tiễn địa phương, Ý Yên đã kh ng định được chính mình bằng nội lực vốn có Số liệu của Cục Thống kê Nam Định cho thấy, Công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp- xây dựng đạt 35 ( tăng 0.86 so với năm 2008); thương mại – dịch vụ đạt 24.5 (tăng 0.54

% so với năm 2008) Những thành tựu đã đạt được càng thể hiện tính đúng đắn trong từng quyết sách của lãnh đạo cấp uỷ, chính quyền Ý Yên trong sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội của địa phương

Các khu công nghiệp và cụm công nghiệp dự kiến phát triển huyện Ý Yên:

 Cụm công nghiệp a Xuyên:

- Vị trí: xã Yên Ninh, huyện Ý Yên tỉnh Nam Định

- Diện tích: 18.076m2

- Cơ quan chủ quản: Ban Quản lý các khu công nghiệp tỉnh Nam Định

- Thuận lợi: có lực lượng lao động lành nghề

 Khu công nghiệp Hồng Tiến

- Vị trí: Thuộc địa bàn 2 xã Yên Hồng và Yên Tiến, huyện Ý Yên

- Diện tích: 150 ha

- Thuận lợi: cách thành phố Nam Định khoảng 25km, cách thành phố Ninh ình khoảng 6km, nằm gần cảng Ninh Phúc (Ninh ình), cạnh tuyến đường cao tốc Cầu Giẽ - Ninh ình, và tuyến đường sắt Bắc Nam KCN Hồng Tiến có thể mở rộng với quy mô khoảng 250ha Khu công nghiệp

đã được Tập đoàn Dầu khí iệt Nam đăng ký đầu tư kinh doanh hạ tầng

- Cơ quan chủ quản: Ban Quản lý các khu công nghiệp tỉnh Nam Định

 Khu công nghiệp Trung Thành

- Diện tích: 150 ha

- Cơ quan chủ quản: Ban Quản lý các khu công nghiệp tỉnh Nam Định

1.2.4 Văn hóa xã hội

ên cạnh các kế hoạch phát triển kinh tế, các mặt văn hoá xã hội cũng được quan tâm phát triển Các chỉ tiêu phấn đấu về điện - đường - trường - trạm đến năm

2005 và 2010 đặt ra từ đầu nhiệm k Đại hội Đảng bộ huyện lần thứ XX (2001 - 2005) đến nay cơ bản hoàn thành đúng tiến độ

Nông thôn Ý Yên cơ bản đã được đổi mới, văn minh, người Ý Yên được sử dụng điện lưới quốc gia, nước sạch và được hưởng các chế độ chăm sóc sức khoẻ đầy đủ với mạng lưới y tế từ huyện đến thôn, xóm được đầu tư cơ sở vật chất, bác sĩ

và trang thiết bị tương đối hiện đại Các chương trình y tế dự phòng được triển khai sâu rộng đạt hiệu quả nên nhiều năm qua trên địa bàn không xảy ra dịch lớn, 100 trẻ em được uống itamin và 6 loại vắcxin phòng bệnh

Các phong trào văn hoá, văn nghệ, thể dục thể thao, phát thanh truyền hình được

tổ chức sôi nổi trong địa bàn huyện, vừa tham gia tuyên truyền, giáo dục chủ trương, chính sách của Đảng, Nhà nước, vừa từng bước nâng cao đời sống tinh thần cho nhân dân

ề giáo dục, Ý Yên vốn là vùng đất hiếu học, thời xa xưa có nhiều nhân tài cống hiến cho đất nước Ý Yên đã từng dẫn đầu chương trình ình dân học vụ , còn ngày nay Ý Yên cũng vẫn là đất học, học giỏi

n ninh chính trị, an ninh nông thôn ổn định, trật tự an toàn xã hội được đảm bảo

Nguồn lực phát triển chính của vùng:

 Phát triển công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp

 Phát triển thương mại, dịch vụ, đầu tư khai thác tốt hiệu quả kinh tế

 Nông nghiệp phát triển mạnh, chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp đạt được thành tựu cao, sử dụng hiệu quả quỹ đất thứ nhất (đất cát pha, đất thịt nh )

để sản xuất cây vụ đông và phát triển cây công nghiệp, cây thực phẩm có giá trị kinh tế cao

1.3.2 Định hướng về cấp nước và vệ sinh môi trường

Dự kiến ưu tiên phát triển mạng lưới cấp nước cho 06 xã bao gồm xã Yên Thọ, Yên Nghĩa, Yên Phú, Yên Phương,Yên Hưng và Yên Thành, đảm bảo yêu cầu cấp nước sinh hoạt cho dân cư khu vực

 Nhu cầu dùng nước sinh hoạt

 Đến năm 2015: Tiêu chuẩn dùng nước 80 l/người.ngày Tỷ lệ dân số cấp nước là 80

 Đến năm 2020: Tiêu chuẩn dùng nước 100 l/ngày Tỷ lệ dân số cấp nước

là 90

 Nhu cầu cho công cộng

 Năm 2015 nhu cầu cấp nước công cộng lấy bằng 10% nhu cầu cấp nước sinh hoạt

 Năm 2020 nhu cầu này lấy bằng 10% nhu cầu cấp nước sinh hoạt

 Nhu cầu cho dịch vụ và tiểu thủ công nghiệp

 Năm 2015 nhu cầu cấp nước dịch vụ và tiểu thủ công nghiệp lấy bằng 30% nhu cầu cấp nước sinh hoạt

 Năm 2020 nhu cầu này lấy bằng 40% nhu cầu cấp nước sinh hoạt

 Nước cho tưới cây tưới đường

 Năm 2015 nhu cầu cấp nước cho tưới cây, tưới đường lấy bằng 10% nhu

 Nước thất thoát rò rỉ

 Khoảng 15% lượng nước cung cấp vào mạng đường ống

 Nhu cầu cho bản thân trạm cấp nước

 ượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý lấy 10% tổng sản lượng nước sản suất

1.3.3 Hiện trạng sử dụng nguồn nước tại khu vực

Hiện nay, cả 6 xã liền kề nhau của huyện Ý Yên bao gồm các xã Yên Thọ, Yên Nghĩa, Yên Phú, Yên Phương, Yên Thành, Yên Hưng, thôn Đoan ĩ (thuộc xã Thanh Hải, huyện Thanh iêm, tỉnh Hà Nam) đều chưa có nước sạch sinh hoạt nên nhân dân khu vực này đang sử dụng nguồn nước mưa, nước ngầm mạch nông Tuy nhiên, nguồn nước ngầm mạch nông ngày càng bị ô nhiễm nặng do việc sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật Đặc biệt, hàm lượng arsen cùng với độ phèn,

độ mặn cao trong các giếng khoan đã ảnh hưởng rất lớn tới sức khỏe của người dân

ào mùa khô nguồn nước mưa dự trữ cạn kiệt, toàn khu vực đang bị thiếu nước sinh hoạt trầm trọng, do vậy người dân sẵn sàng chi trả một mức phí hợp lý để được

sử dụng một nguồn nước antoàn trong sinh hoạt hàng ngày

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ

LÝ NƯỚC MẶT 2.1 Tổng quan về chất lượng nước

2.1.1 Tính chất lý học của nước

 Nhiệt độ

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  400C) phụ thuộc vào thời tiết và độ sâu nguồn nước.Nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định (từ 17  270C)

 Hàm lượng cặn không tan

Được xác định bằng cách lọc một đơn vị thể tích nước nguồn qua giấy lọc, rồi đem sấy khô ở nhiệt độ (105  1100oC)

Hàm lượng cặn là một trong những chỉ tiêu cơ bản để chọn biện pháp xử lí đối với các nguồn nước mặt.Hàm lượng cặn của nước nguồn càng cao thì việc xử lí càng tốn kém và phức tạp

 Độ màu của nước

Đơn vị đo độ màu thường dùng là Platin – Coban.Nước thiên nhiên thường

có độ mầu thấp hơn 200PtCo 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, để loại bỏ màu thực của nước (do các chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hóa lý kết hợp

 Mùi và vị của nước

Nước có mùi là do trong nước có các chất khí, các muối khoáng hoà tan, các hợp chất hữu cơ và vi trùng, nước thải công nghiệp chảy vào, các hoá chất hoà tan,…Nước có thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi cỏ lá, mùi clo, mùi phenol,

… ị mặn, vị chua, vị chát, vị đắng, …

Độ đục thường được đo bằng máy so màu quang học dự trên cơ sở thay đổi cường độ ánh sáng khi đi qua lớp nước mẫu Đơn vị đo độ đục xác định theo phương pháp này à NTU (Nepheometric Turbidity Unit) 1NTU tương ứng 0.58

mg foomazin trong một lít nước

 Độ dẫn điện

Nước có độ dẫn điện kém Nước tinh khiết ở 20oC có độ dẫn điện là 4.2 µS/m (tương ứng điện trở 23.8 mΩ/cm Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng

các chất khoáng hòa tan trong nước và dao động theo nhiệt độ

2.1.2 Tính chất hóa học của nước

 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

Khi pH =7 nước có tính trung tính

pH<7 nước co tính axit pH>7 nước co tính kiềm

Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hòa tan trong nước Ở độ pH<5, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồn nước có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hòa tan và một số loại khí như

CO2, H2S tồn tại ở dạng tự do trong nước

 Độ kiềm

Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của cá ion bicacbonat, cacbonat, hydroxyt và anion của các muối của các axit yếu Do hàm lượng các muối này có trong nước rất nhỏ nên có thể bỏ qua

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 hóa chất như phèn thì độ pH của nước cũng ít thay đổi nên sẽ tiết kiệm được các hóa chất dùng để điều chỉnh pH

 Độ cứng

Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magie có trong nước

Nước có độ cứng cao gây trở ngại cho sinh hoạt và sản xuất: giặt quần áo tốn

xà phòng, nấu thức ăn lâu chín, gây đóng cặn nồi hơi, giảm chất lượng sản phẩm, …

 Độ oxy hoá

à lượng oxy cần thiết để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ có trong nước.Chỉ tiêu oxy hoá là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước Độ oxy hoá của nguồn nước càng cao, chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vi trùng

 Clorua

Clorua làm cho nươc có vị mặn Ion này thâm nhập vào nước qua sự hòa tan các muối khoáng hoặc bọ ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay ở đoạn sông gần biển iệc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thể gây ra mắc bệnh về thận Ngoài ra, nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với

 Hàm lượng sắt

Sắt tồn tại trong nước dưới dạng sắt (II) hoặc sắt (III).Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng sắt (II) hoà tan của các muối bicacbonat, sunfat, clorua, đôi khi dưới dạng keo của axit humic hoặc keo silic

iệc tiến hành khử sắt chủ yếu đối với các nguồn nước ngầm Khi trong nước có hàm lượng sắt > 0,5 mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt, làm hư hỏng sản phẩm của ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp và làm giảm tiết diện vận chuyển nước của đường ống

 Hàm lượng mangan

Mangan thường được gặp trong nước nguồn ở dạng mangan (II), nhưng với hàm lượng nhỏ hơn sắt rất nhiều Tuy vậy với hàm lượng mangan > 0,05 mg/l đã gây ra các tác hại cho việc sử dụng và vận chuyển nước như sắt Công nghệ khử mangan thường kết hợp với khử sắt trong nước

 Nhôm

ào mùa mưa, ở nững vùng đất phèn, đát ở trong điều kiện khử không co oxy, nên các chất như Fe2O3 và Jarosite tác dộng qua lại, lấy oxy của nhau và tạo thành sắt , nhôm, sunfat hòa tan trong nước Do đó, nước mặt ở vung náy thường rấ chua, pH = 2.5÷4.5, sắt tồn tại chủ yếu là Fe2+ (có khi dến 300 mg/l), nhôm hòa tan

ở dạng ion l3+( từ 5 ÷ 70mg/l)

Khi chứa niều nhôm hào tan nước thường có màu trong xanh và vị rất chua Nhôm có đọc tính đối với sức khỏe con người Khi uống nước co chứa hàm lượng nhôm cao có thể gây t\ra các bênh về não như lzheimer

 Các chất khí hoà tan

Các chất khí hoà O2, CO2, H2S trong nước thiên nhiên dao động rất lớn.Khí

H2S là sản phẩm của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, phân rác Khi trong nước

có H2S làm nước có mùi trứng thối khó chịu và ăn mòn kim loại

Hàm lượng O2 hoà tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, đặc tính của nguồn nước Nước ngầm có hàm lượng oxy hoà tan rất thấp hoặc không có, do các phản ứng oxy hoá khử xảy ra trong lòng đất đã tiêu hao hết oxy

Khí CO2 hoà tan đóng vai trò quyết định trong sự ổn định của nước thiên nhiên Trong kỹ thuật xử lý nước, sự ổn định của nước có vai trò rất quan trọng iệc đánh giá độ ổn định trong sự ổn định nước được thực hiện bằng cách xác định hàm lượng CO2cân bằng và CO2 tự do ượng CO2cân bằng là lượng CO2 đúng bằng lượng ion HCO-

3 cùng tồn tại trong nước Nếu trong nước có lượng CO2 hoà tan vượt quá lượng CO2 cân bằng, thì nước mất ổn định và sẽ gây ăn mòn bêtông

2.1.3 Các chỉ tiêu vi sinh

Trong nước thiên nhiên có rất nhiều vi trùng, rong tảo và các đơn bào Chúng

nước.Trong đó có một số sinh vật gây bệnh cần phải được loại bỏ khỏi nươc trước khi sử dụng

Trong thực tế không thể xác định tất cả các loại sinh vật gây bệnh qua đường nước vì phức tạp và tốn thời gian Mục đích của việc kiểm tra vệ sinh nước là xác định mức độ an toàn của nước đối với sức khỏe con người Do vậy có thể dùng vài

vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân để đánh giá ô niễm từ rác, phân người và động vật

Có 3 nhóm vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân:

 Nhóm Coliform đặc trưng là Escherichia Coli ( E.coli)

 Nhóm Streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis

 Nhóm Clostridia khử sunfit đặc trưng là Clostridum perfringents

Đây là những nhóm vi khuẩn thường xuyên có mặt trong phân người Trong

đó E.coli là loại trực khuẩn đường ruột, có thời gian bảo tồn trong nước gần giống những vi sinh vật gây bệnh khác Sự có mặt E.coli chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn phân rác và có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác

2.2 Chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt

Theo tiêu chuẩn QC N 01:2009/ YT “ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng ăn uống” phải đạt được những chi tiêu về lí hóa học và vi trùng như bảng 2.1

Bảng 2.1 Chất lượng nước cấp cho sinh hoạt ăn uống

TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa

2.3 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước

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 lửng 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 l2(SO4)3; phèn sắt FeSO4 hoặc 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 hoà ion H+thì cần phải kiềm hóa nước.Chất dùng để kiềm hoá thông dụng nhất là vôi CaO.Một

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

Một số nhân tố 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, nhiệt độ…

 Hấp phụ

Hấp phụ là quá trình tập trung chất lên bề mặt phân chia pha và gọi la hấp phụ bề mặt Khi phân tử các chất bị hấp phụ đi sâu và trong lòng chất hấp phụ, người ta gọi quá trình này là sự hấp phụ

Trong quá trình hấp phụ có tỏa ra một nhiệt lượng gọi là nhiệp hấp phụ ề mặt càng lớn tức là độ xốp chất hấp phụ càng cao thì nhiệt hấp phụ tỏa ra càng lớn

ản chất của quá trình hấp phụ: hấp phụ các chất hòa tan là kết quả của sự chuyển phân tử của những chất có từ nước vào bề mặt chất hấp phụ dưới tác dụng của trường bề mặt Trường lực bề mặt gồm có:

 Hydrat hóa các phân tử chất tan, tức là tác dụng tương h giữa các phân tử chất rắn hòa tan với những phân tử nước

 Tác dụng tương h giữa các phân tử chất rắn bị hấp phụ thì đầu tiên sẽ loại được các phân tử trên bề mặt chất rắn

+ Năng lượng trạng thái của chất bị hấp phụ không thay đổi + Thuận nghịch

 Hấp phụ hóa học

ực tương tác giữa phân tử bị hấp phụ và chất hấp phụ bằng lực hóa học tạo nên những hợp chất bề mặt nào đó.Nhiệt hấp phụ hóa học lớn và vì vậy khó khử chất bị hấp phụ

Đặc trưng của hấp phụ hóa học:

+ Xảy ra ở nhiệt độ cao

+ ực tương tác: xảy ra lực liên kết cộng hóa trị giữa chất bị hấp phụ

+ Chỉ xảy ra thuận nghịch ở nhiệt độ cao

2.3.2 Biện pháp hóa học

 Khử trùng

Ngoài các tạp chất hữu cơ và vô cơ, nước thiên nhiên còn chứa rất nhiều vi sinh vật, vi khuẩn và các loại vi trùng gây bênh như tả, lỵ , thương hàn mà các quá trình xử lý cơ học không thể loại trừ được Để ngăn ngừng các bệnh dịch, nước cấp cho sinh hoạt phải được diệt trùng

ới các hệ thống cấp nước công nghiệp cũng cần phải diệt trùng để ngăn ngừa sự kết bám của các vi sinh vật lê thành ống dẫn nước trong các thiết bị làm lạnh, làm giảm khả năng truyền nhiệt đồng thời làm tăng tổn thất thủy lực của hệ thống

Các quá trình khử trùng

 Khử trùng bằng phương pháp hóa học

 Khử trùng bằng Clo và các hợp của Clo

Clo là một chất oxi hóa mạnh ở bất cứ dạng nào.Khi Clo tác dụng với nước tạo thành axit hypoclorit (HOCl) có tác dụng diệt trùng mạnh Khi cho Clo vào nước, chất diệt trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vaatjvaf gây phản ứng với men bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt

Khi cho Clo vào nước, phản ứng diễn ra theo phương trình

Cl2 + H2O -> HOCl + HCl

Hoặc có thể ở dạng phương trình phân li

Cl2 + H2O -> H+ + OCl- + Cl

-Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra theo phương trình

Ca(OCl)2 + H2O -> CaO + 2HOCl

2HOCl -> 2H+ + 22OCl

-pH của nước cang cao, hiệu quả khử trùng bằng Clo cang giảm

 Khử trùng bằng Clo và amôniac

Khi khử trùng bằng Clo, mà trong nước có chứa phenol, để ngăn chặn mùi Clophenol, phải đặt thiết bị để cho khí amoniac vào nước moniac phải được bảo quản trong bình hoặc thùng đặt tại kho tiêu thụ

Thiết bị amoniac hóa được bố trí trong buồng riêng, cách li với buồng định liều lượng Clo và phải được trang bị cơ gới hóa để di chuyển các bình và thùng

 Dùng ôzôn để khử trùng

Ôzôn là 1 chất khí có màu ánh tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đối với con người Ở trong nước, ôzôn phân hủy rất nhanh thành i phân tử và nguyên tử.Ôzôn có tính hoạt hóa mạnh hơm Clo, nên khả năng diệt trùng mạnh hơn Clo rất nhiều lần

ượng ozon cần thiết cho vào nước không lớn Thời gian tiếp xúc rất ngắn (5 phút), không gây mùi khó chịu cho nước kể cả khi trong nước có phenol

 Khử trùng nước bằng tia tử ngoại

Tia tử ngoại hay còn gọi là tia cực tím, là các tia có bước sóng ngắn có tác dụng diệt trùng rất mạnh

Dùng các đèn bức xạ tử ngoại, đặt trong dòng chảy của nước Các tia cực tím phát ra sẽ tác dụng lên các phân tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc và mất khả năng trao đỏi chất, vì thế chúng bị tiêu diệt Hiệu quả khử trùng chỉ đạt được triệt để khi trong nước không có các chất hữu cơ và cặn lơ lửng

Đây là phương pháp cổ truyền Đun sôi nước ở nhiệt độ 100oC có thể tiêu diêu phần lớn các vi khuẩn có trong nước Chỉ trừ nhóm vi khuẩn khi gặp nhiệt độ cao sẽ chuyển sang dạng bào tử vững chắc

Tuy nhiên, nhóm vi khuẩn này chiếm tỉ lệ rất nhỏ Phương pháp đun sôi nước tuy đơn giản,nhưng tốn nhiên liệu và cồng kềnh, nên chỉ dùng trong quy mô gia đình

 Khử trùng bằng Ion bạc

Ion bạc có thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước ới hàm lượng 10ion g/l đã có tác dụng diệt trùng Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là: nếu trong nước có độ màu cao, có chất hữu cơ, có nhiều loại muối … thì ion bạc không phát huy được khả năng diệt trùng

2- Làm mềm nước

Nước có độ cứng cao thường gây nên nhiều tác hại cho người sử dụng làm lãng phí xà phòng và các chất tẩy, tạo ra cặn kết bám bên trong đường ống, thiết bị công nghiệp làm giảm khả năng hoạt động và tuổi thọ của chúng

àm mềm nước thực chất là quá trình xử lý giảm hàm lượng canxi và magie nhằm hạ độ cứng của nước xuống đến mức cho phép

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 ->2CaCO3 + 2H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 ->Mg(HCO3)2 + 2CaCO3 + 2H2O

2NaHCO3 + Ca(OH)2 ->CaCO3 + Na2CO3 + H2O

Để tăng cường cho quá trình lắng cặn CaCO3 và Mg(OH)2 khi làm mềm nước bằng vôi, pha thêm phèn vào nước Do phản ứng làm mềm nước diễn ra ở pH lớn hơn 9 nên không dùng được phèn nhôm, trong môi trường kiềm phèn nhôm tạo

ra aluminat hòa tan

Để kiểm tra hiệu quả của trình làm mềm bằng vôi, chỉ cần xác định giá trị pH sau khi pha vôi vào nước Phản ứng sẽ diễn ra triệt để khi đã đạt đến sự cân bằng bão hòa CaCO3 và Mg(OH)2 trong nước Tương ứng với trạng thái bão hòa đó, độ

ổn định của nước phải được thể hiện ở một giá trị pHo nào đó Tại trạng thái bão hòa tự nhiên ứng với pHs của nước, tốc độ phản ứng lắng cặn diễn ra rất chậm Để tăng tốc độ lên, cần phải có một lượng dư ion OH biểu thị bằng giá trị pH Như vậy giá trị pHo sẽ có được biểu thị bằng công thức

pHo = pHs + pH Trong đó

pHo: độ pH bão hòa của nước ở cuối quá trình làm mềm

pHs: có thể xác định bằng phương pháp anglier để đánh giá độ ổn định của nước

 àm mềm nước bằng vôi và sođa

Khi tổng hàm lượng các ion Mg2+ và Ca2+ lớn hơn tổng hàm lượng các ion HCO3- và CO32+ nếu sử dụng vôi được độ cứng magie, nhưng độ cứng toàn phần không giảm Để khắc phục điều này, cho thêm sođa vào nước các phản ứng sẽ là:

MgSO4 + Ca(OH)2 -> Mg(OH)2 + CaSO4

MgCl2 + Ca(OH)2 -> Mg(OH)2 + CaCl2

à

CaSO4 + Na2CO3 -> CaCO3 + Na2SO4

CaCl2 + Na2CO3 -> CaCO3 + 2NaCl2

Như vậy ion CO32- của sođa đã thay thế ion của các axit mạnh tạo ra CaCO3 kết tủa

 àm mềm nước bằng photphat

Khi cần làm mềm triệt để, sử dụng vôi và sođa vẫn chưa hạ độ cứng của nước xuống được đến mức tối thiểu Để đạt được điều này, cho vào nước Na3PO4 sẽ khử được hết các ion Ca2+ và Mg2+ ra khỏi nước ở dạng muối không tan theo phản ứng:

3CaCl2 + 2Na3PO4 -> Ca3(PO4)2 + 6NaCl

3MgSO4 + 2Na3PO4 -> Mg3(PO4)2 + 3Na2 SO4 3Ca(HCO3)2+2Na3PO4 -> Ca3(PO4)2 + 6NaHCO3 3Mg(HCO3)2+2Na3PO4 -> Mg3(PO4)2 + 6NaHCO3

Quá trình làm mềm nước bằng photphat chỉ diện ra ở nhiệt độ lớn hơn

100oC Sau xử lý, độ cứng của nước giảm xuống còn 0,04 đến 0,05 mđlg/l Do giá thành của Na3PO4 cao nên thường chỉ dùng nó với liều lượng nhỏ sau khi đã làm mềm bằng vôi và sođa

 Phương pháp nhiệt

Nguyên lý cơ bản của phương pháp là khi đun nóng nước, khí cacbonic hòa tan sẽ bị khử hết thông qua sự bốc hơi, trạng thái cân bằng của các hợp chất cacbonic sẽ chuyển dịch theo phương trình

Ca(HCO3)2 -> CaCO3 + CO2 + H2O Tuy nhiên đun sôi nước chỉ khử hết khí CO2 và giảm độ cứng cabonat của nước, trong nước vẫn còn một lượng CaCO3 hòa tan Đối với magie quá trình lắng cặn xảy ra qua hai bước, khi nhiệt độ nước đạt 18oC:

Mg(HCO3)2 -> MgCO3 + CO2 + H2O Khi tiếp tục tăng nhiệt độ thì MgCO3 bị thủy phân

MgCO3 + H2O -> Mg(OH)2 + CO2 Như vậy khi đun nóng nước, độ cứng ccbonat sẽ giảm đi đáng kể Nếu kết hợp xử lý hóa chất với đun nóng, bông cặn tạo ra có kích thước lớn và lắng nhanh

do độ nhớt của nước giảm, đồng thời giảm được lượng hóa chất cần sử dụng

àm mềm nước bằng đun nóng thường chỉ áp dụng cho các hệ thống cấp nước nóng công nghiệp như nước nồi hơi vì kết hợp sử dụng nhiệt lượng nhiệt dư của nồi hơi Các công trình làm mềm bao gồm: pha chế, và định lượng hóa chất, thiết bị đung nống nước, bể lắng và bể lọc

2.3.3 Biện pháp cơ học

 Lắng nước

ắng nước là giai đoạn là sạch sơ bộ trước khi đưa nươc vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước Quá trình lắng xảy ra rất phức tạp, có thể tóm tắt là:

 ắng ở trạng thái động (nước luôn chuyển động)

 Các hạt cặn không tan không đồng nhất (có hình dạn, kích thước khác nhau

…)

 Không ổn định (luôn thay đổi)

 Lắng ngang

Để nghiên cứu quá trình lắng cặn ở bể lắng ngang, trước tiên xét chuyển động của các hạt cặn tự do trong điều kiện chảy tầng lí tưởng úc này quỹ đạo chuyển động của các hạt cặn tự do là tổng hợp của lực rơi tự do và lực đẩy của dòng nước theo phương năm ngang có dạng đường th ng

Trường hợp lắng nước có dùng chất keo tụ, quỹ đạo chuyển động của các hạt cặn là những đường cong có bán kính cong nhỏ hơn so với trường hợp lắng không dùng chất keo tụ Càng xa điểm xuất phát, kích thước hạt càng tăng lên do quá trình

va chạm, kết dính Do đó tốc độ lắng cũng tăng lên So với lắng không keo tụ, lắng

có keo tụ có hiệu quả lắng hơn nhiều

 Bể lắng ngang

à loại nước chuyển động theo chiều ngang

Có kích thước hình chữ nhật, làm bằng bê tông cốt thép

Sử dụng khi công suất lớn hơn 300m3/ngàyđêm

Cấu tạo bể lắng ngang: bộ phận phân phối nước vào bể; vùng lắng cặn; hệ thống thu nước đã lắng; hệ thống thu nước xã cặn

Có 2 loại bể lắng ngang: bể lắng ngang thu nước ở cuối và bể lắng ngang thu nước đều trên bề mặt

 Bể lắng đứng

à loại nước chuyển động theo phương th ng đứng từ dưới lên trên, còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên xuống

hoặc bằng tốc độ dâng của dòng nước, sẽ chỉ lơ lửng hoặc bị cuốn theo dòng nước lên phía trên bể

Khi sử dụng nước có dùng chất keo tụ, tức là trong nước có các hạt cặn kết dính, thì ngoài các hạt cặn có tốc độ rơi ban đầu lớn hơn tốc độ rơi của dòng nước lắng xuống được, còn các hạt cặn khác cũng lắng xuống được

Nguyên nhân là do quá trình các hạt cặn có tốc độ rơi nhỏ hơn tốc độ dòng nước

bị đẩy lên trên, chúng đã kết dính lại với nhau và tăng dần kích thước, cho đến khi

có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ chuyển động của dòng nước sẽ rơi xuống Như vậy lắng keo tụ trong bể lắng đứng có hiệu quả lắng cao hơn nhiều so với lắng tự nhiên Tuy nhiên hiệu quả lắng trong bể lắng đứng không chỉ phu thuộc vào chất keo tụ,

mà còn phụ thuộc vào sự phân bố đều của dòng nước đi lên và chiều cao vùng lắng phải đủ lớn thì các hạt cặn mới kết dính với nhau được

ể thường có dạng hình vuông hoặc hình tròn được xây bằng gạch hoặc bê tông cốt thép

Được sử dụng cho những trạm xử lý có công suất nhỏ hơn 3000m3/ ngàyđêm

ể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xoáy hình trụ

Cấu tạo bể: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở phía trên và vùng chứa nến cặn ở dạng hình nón hoặc hinh chóp ở phía dưới, Cặn tích lũy ở vùng chứa nén cặn được thải ra ngoài theo chu kì bằng ống và van xả cặn

Nguyên tắc làm việc bể: đầu tiên nước chảy vào ống trung tâm ở giữa bể, rồi đi xuống dưới qua bộ phận hãm là triệt tiêu chuẩn động xoáy rồi vào bể lắng Trong bể lắng đứng, nước chuyển động theo chiều đứng từ dưới lên trên, cặn rơi từ trên xuống đáy bể Nước đã lắng trong được thu vào máng vòng bố trí xung quanh thành

bể và được đưa sang bể lọc

 Bể lắng lớp mỏng

ể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang nhưng khác với lang ngang là trong vùng lắng của bể được đặt thêm các bảnh vách ngăn bằng thép không rỉ hoặc bằng nhựa Các bản vách ngăn này nghiêng một góc 45o ÷ 60o so với mặt ph ng nằm ngang và song song với nhau

Do có cấu tạo thêm các bản vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu suất lắng cao hơn so với bể lắng ngang ì vậy kích thước bể lắng lớp mỏng nhỏ hơn bể lắng ngang, tiết kiệm diện tích đất xây dựng và khối lượng xây dựng công trình

Tuy nhiên do phải đặc nhiều bản vách ngăn song song ở vùng lắng, nên việc lắp ráp phức tạp và tốn vật liệu làm vách ngăn Mặt khác do bể có chế độ làm việc ổn định, nên đòi hỏi nước đã hòa trộn chất phản ứng cho vào bể phải co chất lượng tương đối ổn định

ì vậy, trước mắt nên xử dụng bể lắng lớp mỏng cho những trạm xử lý có công suất không lớn, khi xây mới, hoặc có thể sử dụng khi cần cải tạo bể lắng ngang cũ

để nâng công suất trong điều kiện diện tích không cho phép xây dựng thêm công trình mới

Theo chiều của dòng chảy, bể lắng lớp mỏng được chia làm 3 loại: bể lắng lớp mỏng với dòng chảy ngang; bể lắng lớp mỏng với dòng chảy nghiêng cùng chiều;

bể lắng lớp mỏng với dòng chảy ngược chiều

 Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Nước cần xử lí sau khi đã trộn đều với chất phản ứng ở bể trộn ( không qua bể phản ứng) đi theo đường ống dẫn nước vào, qua hệ thống phân phối với tốc độ thích hợp vào ngăn lắng

Khi đi qua lớp cặn ở trạng thái lơ lửng, các hạt cặn tự nhiên có trong nước sẽ va chạm và kết dính với các hạt cặn lơ lửng và được giữ lại Kết quả nước được làm trong

Thông thường ở lắng trong, tầng cặn lơ lửng gồm 2 ngăn: ngăn lắng và ngăn chứa nén cặn ớp nước ở phía trên tầng cặn lơ lửng gọi là tầng bảo vệ Nếu không

có tầng bảo vệ, lớp cặn lơ lửng sẽ bị cuốn theo dòng nước qua máng tràn làm giảm hiệu quả lắng cặn

Mặc khác để bể lắng trong làm việc được tốt, nước đưa vào bể phải có lưu lượng

và nhiệt độ ổn định

Ngoài ra nước trước khi đưa vào bể lắng trong phải qua ngăn tách khí Nếu không trong quá trình chuyển động từ dưới lên trên, các bọt khí sẽ kéo theo các hạt cặn tràn vào máng thu nước trong làm giảm chất lượng nước sau lắng

ể lắng trong có ưu điểm là không cần xây dựng bể phản ứng, bởi vì quá trình phản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong điều kiện keo tụ tiếp xúc, ngay trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng

Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn 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 suốt ngày đêm và rất nhạy cảm với dao động lưu lượng và nhiệt độ của nước

ể lắng trong chỉ sử dụng cho các trạm xử lý có công suất đến 3000 m3/ngàyđêm

 Bể lắng li tâm

Nước cần xử lí theo ống trung tâm vào giữa ngăn phân phối , rồi được phân phối vào vùng lắng Trong vùng lắng nước chuyển động chậm dần từ tâm bể ra ngoài Ở đây cặn được lắng xuống đáy, nước trong thì được thu vào máng vòng và theo đường ống sang bể lọc

ể lắng li tâm có dạng hình tròn, đường kính có thể từ 5m trở lên ể lắng li tâm thường được sử dụng sơ lắng các nguồn nước có hàm lượng cặn cao (lớn hơn 2000mh/l) với công suất lớn hơn hoặc bằng 30.000 m3/ngàyđêm và có hoặc không dùng chất keo tụ

ể lắng li tâm là loại trung gian giữ bể lắng ngang và bể lắng đứng.Nước từ vùng lắng chuyển động từ trong ra ngoài và từ dưới lên trên So với một số kiểu bể lắng khác, bể lắng li tâm có một số ưu điểm sau: nhờ có thiết bị gạt bùn, nên đáy bể có

độ dốc nhỏ hơn so với bể lắng đứng ( 5 ÷ 8 ), do đó chiều cao công tác bể nhỏ (1,5

÷ 3,5 m) nên thích hợp xây dựng ở những khu vực có mực nước ngầm cao

ể vừa làm việc vừa xả cặn liên tục nên khi xả cặn bể vẫn làm việc bình thường Nhưng bể lắng li tâm có kết quả lắng cặn kém hơn so với các bể lắng khác do bể có đường kính lớn, tốc độ dòng nước chuyển động chậm dần từ trong ra ngoài, ở vùng trong do tốc độ lớn, cặn khó lắng đôi khi xuất hiện chuyển động khối

Mặc khác nước trong chỉ có thể thu vào bằng hệ thống máng vòng xung quanh bể nên thu nước khó đều Ngoài ra hệ thống gạt bùn cấu tạo phức tạp và làm việc trong điều kiện ẩm ướt nên chống bị hư hỏng

 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 hoặc giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước

Trong dây chuyền xử lý nước ăn uống sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối cùng để làm trong nước triệt để Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép

Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị khít lại làm tốc độ lọc giảm dần.Để

nguyên Chính vì vậy quá trình lọc nước được đặc trưng bởi hai thông số cơ bản là: tốc độ lọc và chu kì lọc

ể lọc chậm có dạng hình chữ nhật hoặc vuông, bề rộng m i ngăn của bể không được lớn hơn 6m và bề dày không lớn hơn 60m

Số bể lọc không được ít hơn 2

ể lọc chậm có thể xây bằng gạch hoặc làm bằng bê tông cốt thép Đáy bể thường có độ đốc 5 về phía xả đáy

Trước khi cho bể vào làm việc phải đưa nước vào bể qua ống thu nước ở phía dưới và dâng dần lên, nhầm dồn hết không khí ra khỏi lớp cát lọc Khi mực

nước dâng lên trên mặt lớp cát lọc từ 20 ÷ 30 cm thì ngừng lại và mở van cho nước nguồn vào bể đến ngang cao độ thiết kế

Mở van điều chỉnh tốc độ lọc và điều chỉnh cho bể lọc làm việc đúng tốc độ tính toán.Trong quá trình làm việc, tổn thất qua bể lọc tăng dần lên, hàng ngày phải điều chỉnh van thu nước một vài lần để đảm bảo tốc độ lọc ổn định Khi tổn thất áp lực đạt đến trị số giới hạn (1÷2m) thì ngừng vận hành để rửa lọc

 ể lọc nhanh

Theo nguyên tắc cấu tạo và hoạt động, bể lọc nhanh bao gồm bể lọc một chiều và bể lọc 2 chiều Trong bể lọc một chiều gồm 1 lớp vật liệu lọc hoặc hai hay nhiều lớp vật liệu lọc

Khi lọc: nước được được dẫn từ bể lắng sang, qua máng phân phối vào bể lọc, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong và được đưa vào bể chứa nước sạch

Khi rửa: Nước rửa do bơm hoặc đài nước cung cấp, qua hệ thống phân phối nước rửa lọc, qua lớp sỏi đỡ , lớp vật liệu lọc và kéo theo cặn bẩn tràn vào máng thu nước rửa, thu về máng tập trung, rồi được xả ra ngoài theo mương thoát nước

Sau khi rửa, nước được đưa vào bể đến mực nước thiết kế, rồi cho bể làm việc Do cát mới rửa chưa được sắp xếp lại, độ r ng lớn, nên chất lượng nước lọc ngay sau khi rửa chưa đảm bảo, phải xả lọc đầu, không đưa ngay vào bể chứa

Hiệu quả làm việc của bể lọc phụ thuộc vào chu kì công tác của bể lọc, tức là phụ thuộc vào khoảng thời gian giữa 2 lần rửa bể Chu kì công tác của bể lọc dài hay ngắn phụ thuộc vào bể chứa Thời gian xả nước lọc đầu quy định là 10 phút

- ể lọc nhanh 2 lớp

ể lọc nhanh 2 lớp, có nguyên tắc làm việc, cấu tạo và tính toán hoàn toàn giống bể lọc nhanh phổ thông ể này chỉ khác bể lọc nhanh phổ thông là có 2 lớp vật liệu lọc: lớp phía dưới là cát thạch anh, lớp phía trên là lớp than ngtraxit

Nhờ có lớp vật liệu lọc phía trên có cỡ hạt lớn hơn nên độ r ng lớn hơn Do

đó sức chứa cặn bẩn của bể lắng lên từ 2 ÷ 2,5 lần so với bể lọc nhanh phổ thông

ì vậy có thể tăng tốc độ lọc của bể và kéo dài chu kì làm việc của bể

Tuy nhiên khi rửa bể lọc 2 lớp vật liệu lọc thì cát và than rất dễ xáo trộn lẫn nhau Do đó chỉ dùng biện pháp rửa nước thuần túy để rửa bể lọc nhanh 2 lớp vật liệu lọc

- ể lọc sơ bộ

ể lọc sơ bộ còn được gọi là bể lọc phá được sử dụng để làm sạch nước sơ

bộ trước khi làm sạch triệt để trong bể lọc chậm

ể lọc sơ bộ có nguyên tắc làm việc giống như bể lọc nhanh phổ thông

Số bể lọc sơ bộ trong 1 trạm không được nhỏ hơn 2

Do bể làm việc dưới áp lực, nên nước cần xử lý được đưa trực tiếp từ trạm bơm cấp 1 vào bể, rồi đưa trực tiếp vào mạng lưới không cần trạm bơm cấp 2

ể lọc áp lực có thể chế tạo sẵn trong xưởng.Khi không có điều kiện chế tạo sẵn có thể dùng thép tấm hàn, ống thép … để chế tạo bể

Nước được đưa vào bể qua 1 phễu bố trí ở đỉnh bể, qua lớp cát lọc, lớp đỡ vào hệ thống thu nước trong, đi vào đáy bể và phát vào mạng lưới Khi rửa bể, nước

từ đường ống áp lực chảy ngược từ dưới lên trên qua lớp cát lọc và qua phễu thu, chảy theo ống thoát nước rửa xuống mương thoát nước dưới sàn

- ể lọc tiếp xúc

ể lọc tiếp xúc được sử dụng trong dây truyền công nghệ xử lí nước mặt có dùng chất phản ứng đối với nguồn nước có hàm lượng cặn đến 150 mg/l, độ màu đến 150o (thường là nước hồ) với công suất bất kì hoặc khử sắt trong nước ngầm cho trạm xử lí có công suất đến 10.000 m3/ngàyđêm

Khi dùng bể lọc tiếp xúc, dây chuyền công nghệ xử lý nước mặt sẽ không cần có bể phản ứng và bể lắng

H n hợp nước phèn sau khi qua bể trộn vào th ng bể lọc tiếp xúc, còn dây chuyền khử sắt sẽ không cần có bể lắng tiếp xúc, nước ngầm sau khi qua dàn mưa hoặc thung quạt gió vào th ng bể lọc tiếp xúc

Trong bể lọc tiếp xúc, quá trình lọc xảy ra theo chiều từ dưới lên trên Nước

đã pha phèn theo ống dẫn nước vào bể qua hệ thống phân phối nước lọc, qua lớp cát lọc rồi tràn vào máng thu nước và theo đường ống dẫn nước sạch sang bể chứa

ể lọc tiếp xúc có thể làm việc với tốc độ không đổi trong suốt một chu kì làm việc hoặc với tốc độ lọc thay đổi giảm dần đến cuối chu kì sao cho tốc độ lọc trung bình phải bằng tốc độ lọc tính toán

Ưu điểm của bể lọc tiếp xúc: Khả năng chứa cặn cao, chu kì làm việc kéo dài Đơn giản hóa dây truyền công nghệ xử lí

Nhược điểm: tốc độ lọc bị hạn chế nên diện tích bể lọc lớn Hệ thống phân phối hay bị tắt, nhất là trường hợp nước chứa nhiều sinh vật và phù du rong tảo

2.4 Một số dây chuyền xử lý nước mặt hiện có tại Việt Nam

 Nhà máy nước Thiện Tân, Đồng Nai

Bể trộn cơ khí

Bể lọc nhanh

Châm Clo

Trạm bơm cấp 1

Châm vôi

 Nhà máy nước Dĩ An, Bình Dương

Trạm bơm cấp I

Công trình thu

Châm ôi Châm P C Bể Trộn

Bể Phân Chia ưu Lượng

Bể Phản

Ứng

Bể acelerator

Cấp II

Mạng ưới Cấp Nước

Bể Thu Hồi Nước Rửa

Bể Nén ùn

2 Bậc

Clor Sân Phơi ùn