tính toán thiết kế nhà máy xử lý nước ngầm cho kcn phú an thạnh, xã an thạnh huyện bến lức tỉnh long an công suất 3000m3ngày đêm

Trong sinh hoạt: nước dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, cáchoạt động công cộng như cứu hoả, phun nước, tưới cây, rửa đường ...Trong công nghiệp: nước dùng làm lạ

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC CÁC BẢNG iv

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ vi

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ vi

HÌNH ẢNH vi

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP PHÚ AN THẠNH 4

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 4

1.2 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 4

1.3 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN 4

1.3.1 Địa hình 4

1.3.2 Khí hậu thuỷ văn 4

1.4 ĐỊNH HƯỚNG CÁC NGÀNH CÔNG NGHIỆP TRONG KCN 5

1.4.1 Công nghiệp sản xuất các sản phẩm phục vụ sản xuất nông nghiệp 5

1.4.2 Công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng trong nước và xuất khẩu: 6

1.4.3 Công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng: 6

1.5 PHƯƠNG ÁN PHÁT TRIỂN KHÔNG GIAN KHU CÔNG NGHIỆP 6

1.5.1 Phân cụm chức năng 6

1.5.2 Quy hoạch sử dụng đất 8

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC 9

2.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA NƯỚC CẤP 9

2.1.1 Ứng dụng của nước cấp 9

2.1.2 Các yêu cầu chung về chất lượng nước 10

2.2 CÁC NGUỒN NƯỚC TỰ NHIÊN 10

2.2.1 Thành phần và chất lượng nước mưa 10

2.3 CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG 14

2.3.1 Các chỉ tiêu vật lý 14

2.3.2 Các chỉ tiêu hoá học 16

2.3.3 Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống 21

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC 22

2.4.1 Nguyên tắc lựa chọn nguồn nước và phương pháp xử lý nước 22

2.4.2 Các dạng sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp 22

2.4.3 Một vài sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp tại Việt Nam 24

2.4.4 Các phương pháp xử lý nước thiên nhiên 26

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ 31

3.1 THÔNG SỐ THIẾT KẾ 31

3.2 YÊU CẦU SAU XỬ LÝ 31

3.3 MỤC TIÊU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 32

3.4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 32

3.4.1 Phương án 1 33

3.4.2 Phương án 2 35

3.5 Lựa chọn phương án thích hợp 36

3.5.1 Phân tích ưu nhược điểm của hai phương án 36

3.5.2 Lựa chọn phương án thích hợp cho nhà máy 38

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 39

4.1 THÙNG QUẠT GIÓ 39

4.2 BỂ TRỘN 43

4.3 BỂ LẮNG TIẾP XÚC ĐỨNG 45

4.4 BỂ CHỨA TRUNG GIAN 50

4.5 BỒN LỌC ÁP LỰC 51

4.6 BỂ CHỨA 61

4.7 TÍNH TOÁN KHỬ TRÙNG 64

5.1 DỰ TOÁN PHẦN XÂY DỰNG VÀ THIẾT BỊ 68

5.2 DỰ TOÁN CHI PHÍ VẠN HÀNH KHI NHÀ MÁY ĐI VÀO HOẠT ĐỘNG 74

5.2.1 Khấu hao hàng năm 74

5.2.2 Chi phí hóa chất 74

5.2.3 Chi phí năng lượng 74

5.2.4 Chi phí nhân công 75

5.2.5 Chi phí cho 1m3 nước sạch 75

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

- BYT: Bộ Y Tế

- KCN: Khu Công Nghiệp

- UBND: Uỷ Ban Nhân Dân

- QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam

- TCXD: Tiêu Chuẩn Xây Dựng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.2: Thành phần có trong nước ngầm, nước mặt 14

Bảng 3.1: Thành phần các chất ô nhiễm trong nước ngầm tại KCN Phú An Thạnh 31

Bảng 3.2: Phân tích ưu ngược điểm hai phương án 37

Bảng 4.1: Bảng tổng hợp nhu cầu dùng nước 61

Bảng 4.2: Thể tích bể chứa 62

Bảng 4.3: Tóm tắt thông số kích thước của các công trình đơn vị 66

Bảng 5.1: Dự toán xây dựng và thiết bị trạm xử lý nước ngầm 68

Bảng 5.2: Chi phí hóa chất 74

Bảng 5.3: Chi phí điện 74

HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Tổng quan về vòng tuần hoàn nước cấp 9

Hình 2.2: Các sơ đồ công nghệ xử lý xử lý với nguồn nước mặt có hàm lượng cặn Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ xử lý với nguồn mặt có hàm lượng cặn >2500 mg/l 23

Hình 2.4: Sơ đồ công nghệ xử lý xử lý với nguồn nước ngầm 24

Hình 2.5: Sơ đồ công nghệ xử lý nước của công ty cấp thoát nước số 2 24

Hình 2.6: Sơ đồ công nghệ CNH xử lý nước giếng nhiễm phèn 24

Hình 2.7: Xử lý nước nhiễm sắt dùng trong sinh hoạt và công nghiệp 25

Hình 2.8: Sơ đồ xử lý nước ngầm của Tp.HCM 25

Hình 2.9: Sơ đồ xử lý nước của nhà máy nước Thủ Đức 26

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm phương án 1 34

Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm phương án 2 35

LỜI MỞ ĐẦU

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay Long An đang trong quá trình chuyển đổi từ sản xuất nông nghiệp sang sảnxuất công nghiệp, thu hút nhiều loại hình đầu tư trên địa bàn tỉnh, tạo nên những lợiích to lớn về mặt kinh tế, xã hội, góp phần nâng cao đời sống của người dân

Tuy nhiên việc hình thành và phát triển các nhà máy công nghiệp nằm rải rác, xenlẫn trong khu dân cư và tập trung dọc các trục giao thông chính đã, đang nảy sinhnhiều vần đề gây ảnh hưởng đến môi trường và chất lượng cuộc sống của nhân dân

Vì thế việc hình thành các KCN và cụm công nghiệp sẽ tạo điều kiện thuận lợi choviệc kêu gọi đầu tư phát triển công nghiệp cũng như quản lý, kiểm soát, giảm thiểucác vấn đề nói trên

Chính vì vậy UBND tỉnh Long An đã quyết định chuyển đổi khu đất nông trườngK45, do Bộ Chỉ huy Quân sự tỉnh Long An quản lý, thuộc xã An Thạnh, huyện BếnLức, tỉnh Long An thành KCN tập trung và giao cho Trung tâm Phát triển Quỹ đấttỉnh Long An làm chủ đầu tư KCN này có vị trí địa lý thuận lợi về giao thủy lẫn giaothông đường bộ

Nhận thấy được tiềm năng của vị trí này và phù hợp với kế hoạch phát triển kinhdoanh của mình, Công ty cổ phần Phú An Thạnh đã đề nghị và được sự đồng ý củaUBND tỉnh Long An về việc làm chủ đầu tư dự án xây dựng KCN Phú An Thạnh tại

xã An Thạnh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An thay Trung tâm Phát triển Quỹ đất tỉnhLong An

KCN Phú An Thạnh nằm dọc theo đường tỉnh 830, xã An Thạnh, huyện Bến Lức,tỉnh Long An với diện tích: giai đoạn 1 là 307,23 ha, giai đoạn 2 sẽ mở rộng thànhquần thể công nghiệp – dân cư và dịch vụ Phú An Thạnh với tổng diện tích: 1.002,23

ha trong đó đất công nghiệp là 692,23 ha và khu dân cư đô thị mới là 310 ha

Hiện nay, đã có nhiều doanh nghiệp lớn nhỏ trong và ngoài nước đến tìm hiểu, kýhợp đồng giữ đất và thuê đất Trong tương lai gần, KCN Phú An Thạnh giai đoạn 1

sẽ tiếp nhận nhiều nhà đầu tư với đủ các ngành nghề “thân thiện với môi trường” nhưchủ trương của chủ đầu tư đã cam kết trước đây

Việc đảm bảo cung cấp một lượng nước rất lớn cho hoạt động của các doanh nghiệpthuê đất trong KCN hoạt động hiệu quả ổn định là ưu tiên hàng đầu Vì vậy BanQuản Lý KCN đã triển khai công tác xây dựng nhà máy nước cấp cho KCN để phục

vụ cho nhu cầu trên Việc lựa chọn phương án khả thi nhất để mang lại hiệu quả caocho công tác xây dựng nhà máy cung cấp nước sạch là hết sức cấp thiết Đây cũng

chính là lý do mà đề tài “Tính toán thiết kế nhà máy xử lý nước ngầm KCN Phú

An Thạnh, công suất 3000 m 3 /ngày” được lựa chọn.

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Xây dựng một hệ thống xử lý nước cấp đảm bảo phù hợp với thực tế tại KCN Phú

An Thạnh, mang tính khả thi cao, có thể nâng cấp nhà máy khi triển khai giai đoạn 2,

3, thích hợp với quan điểm bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

NỘI DUNG THỰC HIỆN

Nội dung nghiện cứu gồm:

- Điều tra thu thập số liệu cơ sở về điều kiện tự nhiên, hiện trạng vấn đề cấp nướctại khu vực nghiên cứu

- Chọn lựa nguồn nước, các nguồn nước có sẵn trong vùng, thu thập số liệu cơbản để đánh giá tính chất – thành phần của nguồn chọn cung cấp

- Xác định lưu lượng nước cần cung cấp cho khu Công Nghiệp Phú An Thạnh

- Lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp cho Trạm xử lý nước cấp cho khu vực

- Tính toán thiết kế phương án đã chọn lựa, triển khai chi tiết các công đơn vịtrong hệ thống xử lý trên bản vẽ, khái toán chi phí đầu tư, chi phí vận hành của

hệ thống

PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về KCN, tìm hiểu thành phần,

tính chất nước ngầm và các số liệu cần thiết khác

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước cấp cho

các KCN qua các tài liệu chuyên ngành

Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có và đề

xuất công nghệ xử lý nước ngầm phù hợp

Phương pháp toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị

trong hệ thống xử lý nước ngầm, dự toán chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý

Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc các công trình

đơn vị trong hệ thống xử lý

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

- Xây dựng trạm xử lý nước ngầm đạt tiêu chuẩn môi trường giải quyết được vấn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP

PHÚ AN THẠNH

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Khu công nghiệp Phú An Thạnh tọa lạc trên tỉnh lộ 830, xã An Thạnh, huyện BếnLức, tỉnh Long An

Chủ đầu tư: Công ty cổ phần Phú An Thạnh

Quy mô khu công nghiệp Phú An Thạnh

Quần thể công nghiệp – dân cư và dịch vụ Phú An Thạnh đã được quy hoạch vớitổng diện tích là 1.002,23ha và được chia làm hai giai đoạn:

- Giai đoạn 1: KCN có quy mô 307,23 ha

- Giai đoạn 2: KCN có quy mô là 385 ha và khu dân cư – dịch vụ 310 ha

1.2 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ

KCN Phú An Thạnh nằm cách đường cao tốc khoảng 2,5 km và cách Quốc lộ 1A(ngã tư Long Kim) khoảng 6,5 km theo đường Tỉnh 830 Có các mặt giáp giới nhưsau:

- Phía Bắc giáp: Kênh Rạch Vong

- Phía Nam giáp: Kênh Nước Mục

- Phía Tây giáp: Đường Tỉnh 830 và ruộng lúa

- Phía Đông giáp: Ruộng lúa

1.3 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN

1.3.1 Địa hình

Khu đất quy hoạch KCN có địa hình tương đối bằng phẳng, nhưng thấp, được chiacắt bởi những bờ đất Phần lớn là đất trồng mía, còn lại là đất ruộng lúa, kênh rạch vàmột số nền đất được đào đắp tôn cao.Cao độ bình quân mặt ruộng thấp hơn đườngTỉnh 830 là 1,2 - 1,5 m

1.3.2 Khí hậu thuỷ văn

Khí hậu của khu vực dự án mang tính chất nhiệt đới gió mùa, có 2 mùa rõ rệt:

- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 hàng năm.

- Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 hàng năm

- Trung bình một năm có 159 ngày mưa

- Lượng mưa trung bình năm 2.109mm

- Lượng mưa tập trung phần lớn vào mùa mưa

- Lượng bốc hơi: Lượng bốc hơi trung bình 1.350mm/năm (3,7mm/ngày)

Khu vực quy hoạch không bị ảnh hưởng lũ lụt, có ảnh hưởng triều cường trong mùa

lũ, tuy nhiên nước không lớn, nước lớn nhất không ảnh hưởng đến đường Tỉnh 830

và thổ cư trong khu vực

1.4 ĐỊNH HƯỚNG CÁC NGÀNH CÔNG NGHIỆP TRONG KCN

1.4.1 Công nghiệp sản xuất các sản phẩm phục vụ sản xuất nông nghiệp

Sản xuất, chế biến nông hải sản, thực phẩm

Sản xuất, chế biến thức ăn cho gia cầm, gia súc, và chế phẩm thuốc thú y

Sản xuất các chế phẩm phục vụ cho nông nghiệp: thuốc trừ sâu, phân bón

Các ngành công nghiệp cơ khí chính xác, máy móc, thiết bị, công cụ

1.4.2 Công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng trong nước và xuất khẩu:

Gia công giập viên, đóng gói và sản xuất thuốc tân dược

Sản xuất dụng cụ và thiết bị y tế

Thiết bị điện, đồ điện gia dụng, thiết bị viễn thông và nguyên phụ liệu, phụ tùng chongành công nghiệp điện và viễn thông

Công nghiệp dệt, in ấn và các dịch vụ ngành in

Sản xuất dụng cụ, đồ dùng thể thao, gia đình, thiết bị – dụng cụ văn phòng, đồ chơitrẻ em bằng chất liệu các loại

Chế tác nữ trang, đá quí, sản xuất đồ sứ

Các ngành sản xuất bao bì nhựa, giấy, gỗ

Sản xuất mỹ phẩm

1.4.3 Công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng:

Công nghiệp chế biến gỗ gia dụng phục vụ tiêu dùng trong nước và xuất khẩu

Sản xuất vật liệu trang trí nội thất, đồ thủ công mỹ nghệ

Sản xuất cấu kiện nhà lắp ghép, tấm lợp, gạch ốp lát, thép hình các loại…

1.5 PHƯƠNG ÁN PHÁT TRIỂN KHÔNG GIAN KHU CÔNG NGHIỆP

1.5.1 Phân cụm chức năng

 Đất xây dựng các xí nghiệp công nghiệp

Gồm 5 cụm chia thành 110 lô:

- Cụm A: 25 lô, diện tích: 58,81 ha

- Cụm B: 26 lô, diện tích: 66,39 ha

- Cụm C: 29 lô, diện tích: 52,17 ha

- Cụm D: 28 lô, diện tích: 46,59 ha

- Cụm E: 02 lô, diện tích: 2,83 ha

- Tổng diện tích đất xí nghiệp công nghiệp: 226,76 ha

- Mỗi lô có diện tích từ 1 đến 3 ha tùy theo từng lô đất

- Mật độ xây dựng 50% (hoặc có thể hơn tùy theo loại hình sản xuất), hệ số sử

dụng đất 0,7

 Đất công trình điều hành và dịch vụ công cộng

Tổ chức khu điều hành quản lý và khu thương mại - dịch vụ cho cụm công nghiệp tại

vị trí thuận tiện nhất nằm tại khu vực cổng vào cụm công nghiệp

Diện tích đất 2 khu là 3,38 ha, mật độ xây dựng 30 - 40%.

Hệ số sử dụng đất từ 0,6 - 0,7

 Đất công trình đầu mối hạ tầng kỹ thuật

Đất dự kiến xây dựng các công trình đầu mối gồm 4,33 ha, trong đó xây dựng cáccông trình :

- Trạm biến thế: 0,82 ha

- Trạm cấp nước: 0,63 ha

- Khu xử lý nước thải: 2,10 ha

- Bãi rác trung chuyển: 0,78 ha

- Bố trí khu xử lý nước thải nằm ở phía Tây Nam khu quy hoạch để thuận tiện

cho việc dẫn đường ống thoát nước bẩn ra kênh Nước Mục và dẫn ra sôngVàm Cỏ Đông nước bẩn phải được xử lý triệt để trước khi thải ra kênh

Bố trí bãi rác phải thuận tiện cho việc vận chuyển đến bãi rác tập trung của huyệnhoặc khu vực

 Đất giao thông

Trục đường chính nối từ đường Tỉnh 830 vào KCN theo hướng Đông Nam và đườngnhánh xen kẽ tạo thành mạng giao thông khép kín, thuận tiện quan hệ bên trong cũngnhư bên ngoài KCN

Diện tích đất đường bộ cụm công nghiệp: 37,22 ha

- Mặt đường: 199.305 m2

- Vỉa hè: 106.013 m2

- Dãy phân cách: 66.882 m2

 Đất cây xanh

Tổng diện tích đất cây xanh tập trung và công viên là: 35,54 ha

Ngoài các mảng cây xanh tập trung, trong từng xí nghiệp có tỷ lệ cây xanh nhất định(ít nhất 20% diện tích đất)

Trong KCN bố trí trồng cây xanh theo 3 loại hình :

- Trồng cây xanh cách ly giữa các khu vực không cùng chức năng hoặc tính

chất sản xuất Có thể trồng cây xanh bóng mát kết hợp với cách ly

- Cây xanh bóng mát, chủ yếu trồng theo đường phố, đường nội bộ trong khu

vực hoặc đường nội bộ trong từng nhà máy, xí nghiệp

- Cây xanh thảm cỏ trang trí tạo cảnh, chủ yếu trồng tập trung tại những quảng

trường, dãy phân cách, trước công trình, xí nghiệp Có thể kết hợp trồng câybóng mát với cây trang trí tạo cảnh

1.5.2 Quy hoạch sử dụng đất

Bố trí quy hoạch sử dụng đất như sau:

Bảng 1.1: thống kê quy hoạch sử dụng đất toàn khu

2 Đất trung tâm điều hành, dịch vụ 3,38 1,10

3 Đất kỹ thuật, công trình đầu mối 4,33 1,40

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ

LÝ NƯỚC

Nước là một nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật Không có nước cuộc sống trên tráiđất không tồn tại Nhu cầu dùng nước của con người là từ 100 - 200 l/ngày.đêm chocác hoạt động bình thường (theo tiêu chuẩn 20 TCN 33 - 85) chưa kể đến hoạt độngsản xuất Lượng nước này thông qua con đường thức ăn nước uống đi vào cơ thể đểthực hiện quá trình trao đổi chất, trao đổi năng lượng, sau đó theo đường bài tiết(nước giải, mồ hôi ) thải ra ngoài

Ngày nay với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm chonguồn nước tự nhiên bị hao kiệt và ô nhiễm dần Vì thế, con người phải xử lý cácnguồn nước để có đủ số lượng và đảm bảo đạt chất lượng cho mọi nhu cầu sinh hoạt

và sản xuất công nghiệp

Tổng quan về vòng tuần hoàn nước cấp như sau:

Hình 2.1 Tổng quan về vòng tuần hoàn nước cấp.

Con người khai thác nước từ các nguồn nước tự nhiên, dùng các biện pháp lý, hoá,sinh để xử lý nhằm đạt được số lượng và chất lượng nước mong muốn sau đó cấpđến hệ thống phân phối cho người tiêu dùng Nước sau khi sử dụng được thu gom và

xử lý tại hệ thống xử lý nước thải, rồi trả lại vào các nguồn nước tự nhiên, thực hiệnvòng tuần hoàn mới

2.1.1 Ứng dụng của nước cấp

Các nguồn nước tự nhiên Khai thác và xử lý

Thu gom và xử lý

Phân phối và sử dụng

Trong sinh hoạt: nước dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, cáchoạt động công cộng như cứu hoả, phun nước, tưới cây, rửa đường

Trong công nghiệp: nước dùng làm lạnh, sản xuất như đồ hộp, nước giải khát, rượubia… Hầu hết mọi ngành công nghiệp đều sử dụng nước như là một nguồn nguyênliệu không gì thay thế trong sản xuất

Tuỳ thuộc vào mức độ phát triển công nghiệp và mức sinh hoạt cao thấp mà nhu cầu

về nước với chất lượng khác nhau cũng rất khác nhau Ở các nước phát triển, nhu cầu

về nước có thể gấp nhiều lần so với các nước đang phát triển

2.1.2 Các yêu cầu chung về chất lượng nước

Mỗi quốc gia đều có những tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp trong đó có thể

có các chỉ tiêu cao thấp khác nhau, nhưng nhìn chung các chỉ tiêu này phải đạt tiêuchuẩn an toàn vệ sinh về mặt vi sinh của nước và không có chất độc hại làm nguy hạiđến sức khoẻ con người

Thông thường nước cấp cho sinh hoạt cần phải đảm bảo các chỉ tiêu lý học, hoá họccùng các chỉ tiêu vệ sinh an toàn khác như số vi sinh vật trong nước

Nước cấp cho nhu cầu công nghiệp ngoài các chỉ tiêu chung về chất lượng, còn tuỳthuộc vào từng mục đích sử dụng mà đặt ra những yêu cầu riêng

Trong xử lý nước cấp tuỳ thuộc vào chất lượng nguồn nước và yêu cầu về chất lượngnước cấp mà quyết định quá trình xử lý để có được chất lượng nước cấp đảm bảo cácchỉ tiêu và ổn định chất lượng cấp cho các nhu cầu sử dụng

Để cung cấp nước sạch, có thể khai thác nước từ các nguồn nước thiên nhiên (thườnggọi là nước thô) gồm :

- Nước mưa

- Nước bề mặt: nước sông, hồ,suối

- Nước ngầm

Tuỳ thuộc vào địa hình và các điều kiện môi trường xung quanh mà các nguồn nước

tự nhiên có thể có chất lượng khác nhau

2.2.1 Thành phần và chất lượng nước mưa

Nước mưa, dân gian còn gọi là nước không rễ được nhiều người coi là nước sạch.Một số người dân thích uống nước mưa không đun sôi vì nhiều lý do: nó chứa ít các

loại muối khoáng hoà tan, chứa ít sắt làm cho nước không tanh… người ta còn chorằng nước mưa, nước tuyết tan không có thành phần nước nặng, nên rất có lợi chosức khoẻ con người.

Thực tế, khi mưa rơi xuống một phần bụi bặm và vi khuẩn sẽ bám vào hạt mưa Gầnnhững khu vực có nhà máy lớn, các chất khói độc hại thải ra và khí có hại cho sứckhoẻ như NOx, SOx,… gây ra mưa axit Hơn nữa nước mưa được hứng từ mái nhà lànơi tích luỹ rất nhiều chất bẩn Vì thế không nên uống trực tiếp nước mưa hứngđược

2.2.2 Thành phần và chất lượng nước bề mặt

Bao gồm nước trong các hồ chứa, sông suối Do sự kết hợp từ các dòng chảy trên bềmặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nước mặt là:

- Các chất hoà tan dưới dạng ion, phân tử có nguồn gốc vô cơ hoặc hữu cơ

- Chứa nhiều chất rắn lơ lửng (riêng trường hợp nước ao, đầm, hồ chứa ít chất

rắn lơ lửng hơn và chủ yếu ở dạng keo)

- Hàm lượng chất hữu cơ cao

- Chứa nhiều vi sinh vật

- Có sự hiện diện của nhiều loại tảo

Bảng 2.1 Thành phần các chất gây nhiễm bẩn nước bề mặt

Nguồn: Hoàng Văn Huệ, Công nghệ môi trường, Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội, 2004.

Nước bề mặt là nguồn nước tự nhiên gần gũi với con người nhất và cũng chính vìvậy mà nước bề mặt cũng là nguồn nước dễ bị ô nhiễm nhất Ngày càng hiếm có một

nguồn nước bề mặt nào đáp ứng được chất lượng tối thiểu cho nhu cầu sinh hoạt vàcông nghiệp mà không cần xử lý trước khi đưa vào sử dụng

Do hàm lượng cao của các chất có hại cho sức khoẻ và có nhiều vi sinh vật có khảnăng gây bệnh cho con người nên trong nước bề mặt phải giám định chất lượngnguồn nước, kiểm tra các thành phần hoá học, lý học, sinh học, mức độ ô nhiễmphóng xạ nguồn nước và nhất thiết phải khử trùng nếu như nước cấp được dùng chomục đích sinh hoạt

Đối với nước sông thì chất lượng nước phụ thuộc vào các yếu tố xung quanh nhưmức độ phát triển công nghiệp, mật độ dân số trong lưu vực, hiệu quả của công tácquản lý các dòng thải vào sông Ngoài ra chất lượng nước sông còn phụ thuộc vàođiều kiện thuỷ văn, tốc độ dòng chảy, thời gian lưu và thời tiết trong khu vực

Khu vực có mật độ dân số cao, công nghiệp phát triển mà công tác quản lý các dòngthải công nghiệp, dòng thải 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 mưanhiều, điều kiện xói mòn, phong hoá dễ dàng thì nước sông thường bị ô nhiễm bởicác chất khoáng hoà tan, độ đục cao do các chất huyền phù và các chất rắn, chất mùn

có trong nguồn nước

Chất lượng nước hồ phụ thuộc vào thời gian lưu vào các điều kiện thời tiết, sinh tháimôi trường và chất lượng các nguồn nước chảy vào hồ, trong đó có cả nguồn nướcthải sinh hoạt và nước thải công nghiệp Nơi thiếu ánh sáng mặt trời, điều kiện lưuthông kém và chất thải hữu cơ nhiều, nước hồ sẽ có lượng oxy hoà tan thấp, điềukiện yếm khí tăng, nước sẽ có mùi vị khó chịu Nơi có nhiều ánh sáng mặt trời, điềukiện quang hợp dễ dàng, các chất dinh dưỡng tích tụ nhiều sẽ thúc đẩy quá trình phúdưỡng cũng gây tác hại đến chất lượng nước hồ Thường nước hồ cũng không đảmbảo chất lượng của tiêu chuẩn nước cấp

Tuy nhiên nước sông, hồ vẫn thường xuyên xảy ra quá trình tự làm sạch như quátrình lắng các chất huyền phù trong thời gian lưu, quá trình khoáng hoá các chất hữu

cơ, quá trình nitrat hoá các hợp chất chứa nitơ, quá trình bốc hơi

2.2.3 Thành phần và chất lượng nước ngầm

Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích bở rờinhư cặn, sạn, cát bột kết trong các khe nứt có thể khai thác cho các hoạt động sống

của con người Đặc điểm chung của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh trongcác lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình Chất lượng nước ngầmthường tốt hơn nước mặt Đặc trưng chung của nước ngầm:

- Độ đục thấp

- Nhiệt độ, thành phần hoá học tương đối ổn định

- Không có oxi nhưng chứa nhiều H2S và CO2…

- Chứa nhiều chất khoáng hoà tan chủ yếu là Fe, Mn, Ca, Mg, Flo

- Ít sự hiện diện của vi sinh vật

Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng nông và nướcngầm tầng sâu:

- Nước ngầm tầng nông: thường không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt vì

thế thành phần và mực nước biến thay đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thái củanước mặt Loại nước ngầm tầng nông rất dễ bị ô nhiễm

- Nước ngầm tầng sâu: thường nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên

trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước Theo không gian phân bố,một lớp nước ngầm tầng sâu thường có ba vùng chức năng: vùng thu nhậnnước,vùng chuyển tải nước,vùng khai thác nước có áp

Nước ngầm là nguồn cung cấp nước sinh hoạt chủ yếu ở nhiều quốc gia và vùng dân

cư trên thế giới Do vậy ô nhiễm nước ngầm có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượngmôi trường sống của con người Các tác nhân ô nhiễm và suy thoái nước ngầm gồm:các tác nhân tự nhiên (nhiễm mặn, phèn, hàm lượng Fe, Mn ) Các tác nhân nhântạo (nồng độ kim loại nặng cao, hàm lượng NO3-, NO2-, NH4 ,PO43-, ) vượt tiêuchuẩn cho phép, ô nhiễm bởi vi sinh vật

Suy thoái trữ lượng nước ngầm giảm bởi công suất khai thác, hạ thấp mực nướcngầm, lún đất

Ngày nay, tình trạng ô nhiễm và suy thoái nước ngầm đang phổ biến Để hạn chế tácđộng ô nhiễm và suy thoái nước ngầm cần phải tiến hành đồng bộ các công tác điềutra, thăm dò trữ lượng và chất lượng nguồn nước ngầm, xử lý nước thải và chống ônhiễm các nguồn nước mặt, quan trắc thường xuyên trữ lượng và chất lượng nướcngầm

Bảng 2.2 Thành phần có trong nước ngầm, nước mặt

Thông số Nước bề mặt Nước ngầm

mangan(Mn2+) Rất thấp, trừ dưới đáy hồ Thường xuyên có

Khí CO2 hoà tan Thường rất thấp hoặc gần

bằng không

Thường xuất hiện ở nồng

độ caoKhí 02 hoà tan Thường gần bão hoà Thường không tồn tại

amon hoá, nitrat hoá

Các vi khuẩn sắt nhưleptothrix ochracea,

Nguồn: Nguyễn Thị Thu Thuỷ, Xử lý nước cấp sinh hoạt và công nghiệp, Nhà xuất bản

Khoa học và Kỹ thuật, 2000.

2.3 CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG

Nước cấp cho ăn uống độ đục không vượt quá 5 NTU Nước mặt thường có độ đục

20 – 100 NTU, mùa lũ có khi cao đến 500 – 600 NTU

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

 Độ màu

Được xác định theo phương pháp so màu với thang độ màu Coban

Độ màu của nước bị gây bởi các hợp chất hữu cơ, các hợp chất sắt và mangan khônghoà tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất mùn humic gây ra màu vàng còn các loạithuỷ sinh tạo cho nước có màu xanh lá cây Nước bị nhiễm bẩn nước thải côngnghiệp hay sinh hoạt có màu đen

 Mùi ,vị của nước

Các chất khí và các chất hoà tan trong nước làm cho nước có mùi vị Nước thiênnhiên có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối hoặc mùi đặc trưng của các hoá chất hoàtan trong nó như mùi clo, amoniac, sunfua hydro… Nước có thể có vị mặn, ngọt,chát… tuỳ theo thành phần và hàm lượng muối hoà tan trong nước

 Hàm lượng cặn không tan (mg/l)

Được xác định bằng cách lọc một thể tích nước nguồn qua giấy lọc, rồi đem sấy ở(105-110oC)

Hàm lượng cặn trong nước ngầm thường nhỏ 30 - 50mg/l, chủ yếu do cát mịn trongnước gây ra

Hàm lượng trong nước sông lớn dao động 20 - 5000 mg/l, có khi lên đến 30.000mg/l

 Hàm lượng chất rắn trong nước

Gồm có chất rắn vô cơ (các muối hoà tan, chất rắn không tan như huyền phù đất,cát…), chất rắn hữu cơ (gồm các vi sinh vật, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo vàcác chất rắn hữu cơ vô sinh như phân rác, chất thải công nghiệp…) Trong xử lýnước khi nói đến hàm lượng chất rắn, người ta đưa ra các khái niệm:

- Tổng hàm lượng cặn lơ lửng TSS (Total Suspended Solid): trọng lượng khô

tính bằng miligam của phần còn lại sau khi bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồicách thuỷ rồi sấy khô ở 1030C tới khi có trọng lượng không đổi, đơn vị làmg/l

- Cặn lơ lửng SS (Suspended Solid): phần trọng lượng khô tính bằng miligam

của phần còn lại trên giấy lọc khi lọc 1 lít mẫu nước qua phễu, sấy khô ở

1030C-1050C tới khi có trọng lượng không đổi, đơn vị là mg/l

- Chất rắn hoà tan DS (Disolved Solid): bằng hiệu giữa tổng lượng cặn lơ lửng

TSS và cặn lơ lửng SS DS = TSS – SS

- Chất rắn bay hơi VS (Volatile Solid): phần mất đi khi nung ở 5500C trong một

thời gian nhất định Phần mất đi là chất rắn bay hơi, phần còn lại là chất rắnkhông bay hơi

2.3.2 Các chỉ tiêu hoá học

 Độ pH của nước

pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được dùng đểbiểu thị tính axit và tính kiềm của nước

Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hoà tan trong nước pH

có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước Độ pH có ảnh hưởng đến cácquá trình trao đổi chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước Do vậy rất có ý nghĩa

về khía cạnh sinh thái môi trường

- Độ cứng tạm thời: biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie trong các

muối cacbonat (hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magie) có trong nước

- Độ cứng vĩnh cửu: biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie trong các

muối axit mạnh của canxi và magie.

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

Là kết quả của quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên, các chất thải

và các nguồn phân bón mà con người trực tiếp hoặc gián tiếp đưa vào nguồn nước.Các hợp chất này thường tồn tại dưới dạng amoniac, nitric, nitrat và cả dạng nguyên

tố nitơ (N2) Tuỳ theo mức độ có mặt của các hợp chất niơ mà ta có thể biết đượcmức độ ô nhiễm nguồn nước Khi nước mới bị nhiễm bẩn bởi phân bón hoặc nướcthải, trong nguồn nước có NH3, NO2-, NO3- Sau một thời gian NH3, NO2- bị oxy hoáthành NO3- Nếu nước chứa NH3 và nitơ hữu cơ thì coi như nước mới bị nhiễm bẩn

và nguy hiểm Nếu nước chủ yếu có NO2- thì nước đã bị ô nhiễm thời gian dài hơn,

ít nguy hiểm hơn Nếu nước chủ yếu có NO3- thì quá trình oxy hoá đã kết thúc

Ở điều kiện yếm khí NO3- sẽ bị khử thành N2 bay lên Amoniac là chất gây nhiễmđộc trầm trọng cho nước, gây độc cho loài cá

Việc sử dụng rộng rãi các nguồn phân bón hoá học cũng làm cho hàm lượng amoniactrong nước tự nhiên tăng lên Trong nước ngầm và nước đầm lầy hay gặp NO3- vàamoniac hàm lượng cao Nếu trong nước uống chứa hàm lượng cao NO3- thường gâybệnh xanh xao ở trẻ nhỏ có thể dẫn đến tử vong

 Clorua

Tồn tại ở dạng Cl-, ở nồng độ cho phép không gây độc hại, nồng độ cao (>250mg/l)nước có vị mặn Nguồn nước ngầm có thể có hàm lượng clo lên tới 500 1000 mg/l

Sử dụng nước có hàm lượng clo cao có thể gây bệnh thận Nước chứa nhiều ion Cl

-có tính xâm thực đối với bêtông Ion Cl- có trong nước do sự hoà tan muối khoáng,

do quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ

 Các hợp chất của axit silic

Trong thiên nhiên thường có các hợp chất của axit silic, mức độ tồn tại của chúngphụ thuộc vào độ pH của nước Ở pH< 8 - 11 silic chuyển hoá dạng HSiO3-, các hợpchất này có thể tồn tại dạng keo hay dạng ion hoà tan.

Sự tồn tại của các hợp chất này gây lắng đọng cặn silicat trên thành ống, nồi hơi, làmgiảm khả năng vận chuyển và khả năng truyền nhiệt

Mangan có trong nước ngầm dưới dạng Mn2+ Nước có hàm lượng mangan khoảng1mg/l sẽ gây trở ngại giống như khi sử dụng nước có hàm lượng sắt cao Công nghệkhử mangan thường kết hợp với khử sắt trong nước Mangan thường gặp trong nướcngầm nhưng ít hơn sắt nhiều, ít khi lớn hơn 5 mg/l

 Các hợp chất photpho

Trong nước tự nhiên các hợp chất ít gặp nhất là photphat, khi nguồn nước bị nhiễmbẩn bởi rác và các chất hữu cơ trong quá trình phân huỷ, giải phóng ion PO43-, có thểtồn tại dưới dạng H2PO4-, HPO42-, PO43-, Na3(PO4)3

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

 Các hợp chất của florua

Nước ngầm ở giếng sâu hoặc ở các vùng đất có chứa cặn apatit thường có hàm lượngcác hợp chất florua cao (2  2,5 mg/l), tồn tại dạng cơ bản là canxi florua và magieflorua

Các hợp chất florua khá bền vững, khó bị phân huỷ ở quá trình tự làm sạch Hàmlượng florua trong nước cấp ảnh hưởng đến việc bảo vệ răng Nếu thường xuyên

dùng nước có hàm lượng florua lớn hơn 1,3 mg/l hoặc nhỏ hơn 0,7 mg/l đều dễ mắcbệnh loại men răng.

Trong nước ngầm khí H2S là sản phẩm của quá trình khử diễn ra trong nước Nócũng xuất hiện trong nước ngầm mạch nông khi nước ngầm nhiễm bẩn các loại nướcthải Hàm lượng khí H2S hoà tan trong nước nhỏ hơn 0,5 mg/l đã tạo cho nước cómùi khó chịu và làm cho nước có tính ăn mòn kim loại

 Các kim loại có tính độc cao

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

 Vi trùng gây bệnh

Vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước gây tác hại cho mục đích sử dụng nước trongsinh hoạt Các vi sinh vật này vốn không bắt nguồn từ nước, chúng cần vật chủ đểsống kí sinh phát triển và sinh sản Một số vi sinh vật gây bệnh sống một thời giankhá dài trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng

Vi khuẩn: Các loại vi khuẩn trong nước thường gây các bệnh về đường ruột như:

- Vi khuẩn Shigella spp: chủ yếu gây nên các triệu chứng lỵ Biểu hiện bệnh từ

tiêu chảy nhẹ đến nghiêm trọng như đi tiêu ra máu, mất nước, sốt cao và bị corút thành bụng Các triệu chứng này có thể kéo dài 12 - 14 ngày thậm chí hơn

- Vi khuẩn Salmonella typhii : gây sốt thương hàn.

- Vi khuẩn Vibrio cholerae: tác nhân gây nên các vụ dịch tả trên toàn thế giới.

Dịch tả gây bởi Vibrio cholerae thường được lan truyền rất nhanh qua đường

nước

Virus: Các bệnh do virus gây ra thường mang tính triệu chứng và cấp tính với giai

đoạn mắc bệnh tương đối ngắn, virut sản sinh với mức độ cao, liều lây nhiễm thấp vàgiới hạn động vật chủ Gồm:

- Virus Adenovirus bệnh khuẩn xâm nhập từ khí quản: virus đậu mùa, thuỷ

đậu, virus zona,

- Virus Poliovirus : virus bại liệt

- Hepatitis -A Virus (HAV) : virus viêm gan siêu vi A

- Reovirus, rotavirus, norwalk virus :viêm dạ dày ruột

Động vật đơn bào ( protozoa): Các loại động vật đơn bào dễ dàng thích nghi với điều

kiện bên ngoài nên chúng tồn tại rất phổ biến trong nước tự nhiên Trong điều kiệnmôi trường không thuận lợi, các loại động vật đơn bào thường tạo lớp vỏ kén baobọc (cyst), rất khó tiêu diệt trong quá trình khử trùng Vì vậy thông thường trong quátrình xử lý nước sinh hoạt cần có công đoạn lọc để loại bỏ các động vật đơn bào ởdạng vỏ kén này

- Giardia spp : nhiễm trùng đường ruột

- Cryptospridium spp : gây bệnh thương hàn, ỉa chảy

Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là do nhiễm bẩn rác, phân người vàđộng 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 mặtcủa E.Coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi phân rác và khả năng lớn tồn tạicác loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào mức độ nhiễmbẩn 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 nhiễmbẩn vi trùng gây bệng của nước qua việc xác định số lượng số lượng E.coli đơn giản

và nhanh chóng Do đó vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việcxác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước

 Các loại rong tảo

Rong tảo phát triển trong nước làm nước bị nhiễm bẩn hữu cơ và làm cho nước cómàu xanh Nước mặt có nhiều loại rong tảo sinh sống trong đó có loại gây hại chủyếu và khó loại trừ là nhóm tảo diệp lục và tảo đơn bào Hai loại tảo này khi pháttriển 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

2.3.3 Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống

Người ta thường sử dụng nước mặt và nước ngầm để cấp nước uống và sinh hoạt.Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt do ít thay đổi hơntheo thời gian và thời tiết, dây chuyễn công nghệ cũng đơn giản hơn, cần ít hoá chấthơn và chất lượng 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 đó sẽ gây ảnh hưởng xấuđến địa tầng của khu vực

Nước sau xử lý cần đảm bảo an toàn cho sử dụng Các tiêu chuẩn phải đảm bảo antoàn về sức khoẻ, mùi vị, thẩm mỹ, và phù hợp càng nhiều càng tốt các tiêu chuẩnquốc tế Nước cấp sinh hoạt phải đảm bảo không có vi sinh vật gây bệnh, nồng độcác chất độc, các chất gây bệnh mãn tính phải đạt tiêu chuẩn Độ trong, độ mặn, mùi

vị và tính ổn định phải cao

Quy chuẩn kỷ thuật Quốc Gia về chất lượng nước ăn uống: QCVN01:2009/BYT

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC

2.4.1 Nguyên tắc lựa chọn nguồn nước và phương pháp xử lý nước

 Lựa chọn nguồn nước cho mục đích cấp nước

Chất lượng nguồn nước có ý nghĩa quan trọng trong xử lý nước, quyết định dâychuyền xử lý Do vậy trong những điều kiện cho phép, cần chọn nguồn nước có chấtlượng tốt nhất để có được hiệu quả cao trong quá trình xử lý

 Lựa chọn phương pháp xử lý

Xử lý nước là quá trình làm thay đổi thành phần, tính chất nước tự nhiên Theo yêucầu của các đối tượng sử dụng phụ thuộc vào thành phần, tính chất của nước nguồn

và yêu cầu chất lượng của nước, của đối tượng sử dụng

Cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý nước dựa vào các yếu tố sau:

- Chất lượng của nước nguồn (nước thô) trước khi xử lý

- Chất lượng của nước yêu cầu (sau xử lý) phụ thuộc mục đích của đối tượng sử

dụng

- Công suất của nhà máy nước

- Điều kiện kinh tế kỹ thuật

- Điều kiện của địa phương

2.4.2 Các dạng sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp

 Đối với nguồn nước mặt có hàm lượng cặn 2500 mg/l

 Đối với nguồn nước mặt có hàm lượng cặn >2500 mg/l

Bể

trộn

Bể lắng trong

có lớp cặn lơ lửng

Bể lọc nhanh nước sạchBể chứa

Bể trộn Bể lọc tiếp

xúc Bể chứa nước sạch

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ xử lý với nguồn mặt có hàm lượng cặn >2500 mg/l

 `Các sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm

Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ xử lý xử lý với nguồn nước ngầm.

2.4.3 Một vài sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp tại Việt Nam.

 Công ty tư vấn cấp thoát nước số 2 - Trung tâm nghiên cứu khoa học công

Bể lọc nhanh

Trạm bơm

Bể

Phảnứng Bể lọc nhanh

Bể

Trộn

Bể lắng

Chất kiềm hoá

Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước của công ty cấp thoát nước số 2

 Trung tâm khoa học và công nghệ quốc gia – Viện công nghệ hoá học

Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ CNH xử lý nước giếng nhiễm phèn.

 Công nghệ KAWATA xử lý nước nhiễm sắt dùng trong sinh hoạt và công

nghiệp

Hình 2.7 Xử lý nước nhiễm sắt dùng trong sinh hoạt và công nghiệp.

 Trung tâm khai thác nước ngầm Thành Phố Hồ Chí Minh

Lọc nổi V= 5m/l Bể chứa nước

sạch

Clo

tiêuthụBơm cấp II

Bồn xúc tác CNH

Bồn xúc tác CNH

Bồn lọc

Bể

chứa nước sạch

Giếng

bơm

Bồn chứa nước sạch

Bộ khử khí

Cung cấp

Nước từ giếng

vào khí bằng hệ AIRWANạp bảo hoà không

Tháp oxi hoá trên xúc tác KATAWA

Giànmưa

trạm bơm

bể lọc nhanh

Bể trộnđứng

Bể lắng tiếp xúcNước

ClorNước vôi

Cung

Hình 2.8 Sơ đồ xử lý nước ngầm của Tp.HCM.

 Nhà máy nước Thủ Đức

Hình 2.9 Sơ đồ xử lý nước của nhà máy nước Thủ Đức.

2.4.4 Các phương pháp xử lý nước thiên nhiên.

Trong kỹ thuật xử lý nước người ta thường hay dùng các phương pháp sau:

 Phương pháp cơ học

Ứng dụng các công trình và thiết bị thích hợp để loại bỏ các tạp chất thô trong nướcbằng trọng lực: lắng, lọc sử dụng quá trình làm thoáng tự nhiên hoặc cưỡng bức đểkhử sắt trong nước ngầm

 Phương pháp 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 nướcngầm, sử dụng clo và các hợp chất của clo để khử trùng nước Một phương pháp hoá

lý khác hiện nay đang trở nên phổ biến là sử dụng các loại nhựa trao đổi ion để làmmềm nước và khử các chất khoáng trong nước

Trạm bơm cấp I(Hoá An) Bể giaoliên Bể trộnsơ cấp

Bể phânphối nước

Clor

Dung dịchpolimeFlour

vôiClor

Clor

Dung dịchphèn

Đối với nước mặt mục đích xử lý chủ yếu là giảm độ đục, độ màu và loại bỏ các vísinh vật gây bệnh trong nước, do đó công nghệ xử lý nước mặt thường ứng dụng quátrình keo tụ –tạo bông với việc sử dụng phèn nhôm hay phèn sắt để kết tụ các hạt cặn

lơ lửng trong nước tạo nên các bông có kích thước lớn hơn, sau đó lắng lọc và khửtrùng trước khi phân phối vào mạng cấp nước (sử dụng)

Đối với nước ngầm mục đích xử lý chủ yếu là khử sắt và mangan công nghệ xử lýthường là làm thoáng tự nhiên (dàn mưa) hoặc nhân tạo (quạt gió) để oxy hoá cácnguyên tố Fe2+, Mn2+ ở dạng hoà tan trong nước thành Fe3+, Mn4+ ở dạng kết tủa sau

đó tách ra bằng quá trình lắng lọc và khử trùng

 Quá trình keo tụ

Trong nước sông suối, hồ ao, thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành phần vàkích thước rất khác nhau Đối với các loại cặn này dùng các biện pháp xử lý cơ họctrong công nghệ xử lý nước như lắng lọc có thể loại bỏ được cặn có kích thước lớnhơn 10-4mm Còn các hạt có kích thước nhỏ hơn 10-4mm không thể tự lắng được màluôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biệnpháp lí cơ học kết hợp với biện pháp hoá học, tức là cho vào nước cần xử lí các chấtphản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơlửng có trong nước, taọ 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 Al2(SO4)3; phèn sắt FeSO4 hoặc FeCl3 Các loại phèn này được đưa vàonước dưới dạng dung dịch hoà tan

Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ để trung hoà ion H+ thì cầnphải kiềm hoá nước Chất dùng để kiềm hoá thông dụng nhất là vôi CaO Một sốtrường hợp khác có thể dùng là Na2CO3 hoặc xút NaOH Thông thường phèn nhômđạt 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 cótrong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trườngphản ứng, nhiệt độ…

 Quá trình lắng

Lắng nước là giai đoạn làm sạch nước sơ bộ trước khi đưa vào bể lọc Lắng là quátrình tách khỏi nước cặn lơ lửng hoặc bông cặn hình thành trong giai đoạn keo tụ, tạobông.

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 – magie trong công nghệ khử cứng bằng hoá chất

- Lắng bông cặn sắt và mangan trong công nghệ khử sắt và mangan

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

Nhiệt độ của nước càng cao, độ nhớt của nước càng nhỏ, sức cản của nước đối vớihạt cặn càng giảm làm tăng hiệu quả các quá trình lắng nước

Thời gian lưu nước trong bể lắng là chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả củabể lắng Để đảm bảo lắng tốt thời gian lưu nước trung bình của các phân tử nướctrong bể lắng phải đạt từ 70 – 80% thời gian lưu nước trong bể theo tính toán, nếu đểcho bể lắng có vùng nước chết, vùng chảy quá nhanh hiệu quả lắng sẽ giảm đi nhiều

 Quá trình lọc nước

Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủđể giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vitrùng có trong nước Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị bịt lại làm giảmtốc độ lọc Để khôi phục khả năng làm việc của bể lọc phải thổi rửa bể lọc bằng nướchoặc gió hoặc bằng 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 giai đoạn cuối cùng để làmcho nước sạch triệt để Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạttiêu chuẩn cho phép (nhỏ hơn hoặc bằng 3 mg/l)

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 cácyêu cầu sau: có thành phần cấp phối thích hợp, đảm bảo đồng nhất, có độ bền cơ họccao, ổn định về hoá học

Trong quá trình lọc người ta có thể dùng thêm than hoạt tính như là một hoặc nhiềulớp vật liệu lọc để hấp thu chất mùi và màu của nước Các bột than hoạt tính có bềmặt hoạt tính rất lớn chúng có khả năng hấp thụ các chất ở dạng lỏng hoà tan trongnước.

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 vớikhử mangan

 Làm mềm nước

Là khử độ cứng trong nước ( khử các muối Ca, Mg có trong nước) nước cấp chomột số lĩnh vực như công nghiệp dệt, sợi nhân tạo, hoá chất, chất dẻo, giấy,… vànước cấp cho các loại nồi hơi thì phải làm mềm nước các phương pháp làm mềmnước phổ biến như : phương pháp nhiệt, phương pháp hoá học, phương pháp trao đổiion

 Khử trùng nước

Để đảm bảo an toàn về mặt vi sinh vật, nước trước khi cấp cho người tiêu dùng phảiđược khử trùng Nó là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nước cho sinh hoạt và ănuống.

Có rất nhiều biện pháp khử trùng nước hiệu quả như: khử trùng bằng các chất oxihoá mạnh, khử trùng bằng các tia vật lý, khử bằng phương pháp siêu âm, khử bằngphương pháp nhiệt, khử bằng phương pháp ion kim loại nặng,…Hiện nay ở ViệtNam 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 thànhthấp, dễ sử dụng, vận hành và bảo quản đơn giản.Quá trình khử trùng của Clo phụthuộc vào:

- 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

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

XỬ LÝ PHÙ HỢP CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ

Nhà máy xử lý nước ngầm KCN Phú An Thạnh được quy hoach ở phía Đông NamKCN … Nhà máy được thiết kế với công suất là 10.000m3/ng.đêm Được chia ra làm

ba giai đoạn, trong đó giai đoạn đầu được xây dựng với công suất 3.000m3/ng.đêm

3.2 YÊU CẦU SAU XỬ LÝ

Để nước đáp ứng yêu cầu dùng cho sinh hoạt và sản xuất cần loại bỏ các cặn bẩn, cáccặn hòa tan trong nước, sắt hòa tan, giúp nước đạt độ tinh khiết cao nhất

Vì vậy nước sau xử lý của nhà máy xử lý nước ngầm KCN Phú An Thạnh phải đạtQCVN01:2009/BYT

3.3 MỤC TIÊU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

Tiêu chuẩn nước dùng sinh hoạt QCVN01:2009/BYT

Tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng, lắp đặt hệ thống

Chi phí vận hành nhà máy thấp nhất

Vận hành đơn giản, dễ bảo trì, bảo dưỡng

Kiến trúc xây dựng, lắp đặt phù hợp với yêu cầu chung của KCN

Thuận tiện cho việc nâng công suất xử lý của nhà máy khi triển khai giai đoạn II, III

3.4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

Để đưa ra giải pháp công nghệ hợp lý cho hệ thống xử lý nước ngầm KCN Phú AnThạnh, đã tiến hành phân tích các chỉ tiêu hóa, lý, sinh của nguồn nước ngầm tại cácgiếng khoan của KCN và so sánh với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng

nước ăn uống, đánh giá khả năng mở rộng công suất cho các giai đoạn trong tương

lai, khảo sát các vị trí có khả năng đặt trạm xử lý đồng thời đã tham khảo các dâychuyền công nghệ của nhiều hãng nước ngoài Sau khi phân tích, đánh giá giải phápcông nghệ được lựa chọn là:

Ghi chú:

Đường nước xử lý:

Đường xử lý bùn:

Bể trung gian

Tuần hoàn nước nước

NaOH,

polymer

NaOH,Cl2

Nước từ giếng khoan

Tháp làm thoáng

Bể nén bùn

Thu gom

Cl2

Mạng lưới(QCVN01:2009/BYT

3.4.1 Phương án 1

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm phương án 1.

 Thuyết Minh Công Nghệ Xử Lý

Nước ngầm để cung cấp cho nhà máy được cấp bởi 3 giếng khoan có công suất mỗigiếng là 1.000 m3/ngày.đêm Nước ngầm từ giếng khoan được điều chỉnh pH trướckhi bơm thẳng lên tháp làm thoáng, tại đây nước được tiếp xúc với O2 được cung cấpbởi quạt gió do đó các ion dạng hòa tan Fe2+,Mn2+ bị oxi hóa thành Fe3+,Mn4+ ở dạngkết tủa Fe(OH)3, MnO2, đồng thời khí CO2 ,H2S có trong nước ngầm cũng được giảiphóng ra ngoài, Clo được đưa vào trước tháp làm thoáng với chức năng tăng cườngquá trình oxy hóa Fe2+,Mn2+ Nước ngầm tiếp tục chảy qua bể phản ứng

Tại bể phản ứng hàm lượng Fe2+ vẫn còn cao nên ta tiếp tục oxi hóa Fe2+, đồng thờikết tủa Fe(OH)3, MnO2 tạo thành bằng cách bổ sung vào bể này NaOH và chất keo

tụ Polymer để các bông cặn hình thành tạo thành khối lớn và dễ dàng lắng trước khichảy sang bể lắng

Tại bể lắng các bông cặn sẽ được loại bỏ hoàn toàn theo phương pháp trọng lực, bùnlắng được thu ở đáy và bơm về bể nén bùn, định kỳ bùn tại bể nén được bơm vàomáy ép bùn thành những bánh bùn và được thu gom bởi đơn vị có chức năng Nướctrong trên mặt bể lắng được thu bằng máng răng cưa và tiếp tục chảy sang bể trunggian

Bể trung gian được thiết kế với mục đích để ổn định lưu lượng nước trước khi bơmvào hệ thống lọc áp lực Sau khi nước từ bể lắng chảy qua bể trung gian, tới thờiđiểm bể trung gian chứa một thể tích nước nhất định theo tính toán thì lượng nướctrên sẽ được bơm vào hệ thống lọc áp lực Khi nước chảy qua lớp vật liệu lọc là cátthạch anh và than thì các loại cặn không thể lắng được ở bể lắng sẽ được giữ lại,nước sạch ra khỏi bồn được khử trùng bằng Clorin trước khi vào bể chứa nước sạch.Khi tổn thất áp lực trong bồn đạt một giá trị nhất định thì tiến hành rửa ngược, nướcsau khi rửa ngược được dẫn về bể nén bùn, phần nước trong thu được sau đó đượcbơm tuần hoàn lại tháp làm thoáng