Đánh giá hiệu quả xử lý nước cấp và đề xuất giải pháp nâng cao khả năng xử lý nước cho Trung tâm xử lý nước Khu công nghiệp Suối Dầu

Được xem như là máu của sự sống, nước đóng vai trò ở tất cả các hoạt động của con người, đáng kể như trong sinh hoạt nước cấp dùng đáp ứng nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải tr

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG



NGUYỄN ANH THẢO

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC CẤP VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC CHO TRUNG TÂM XỬ LÝ NƯỚC CẤP KCN SUỐI DẦU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

GVHD: ThS TRẦN NGUYỄN VÂN NHI

Nha Trang, tháng 07 năm 2013

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của quý thầy, cô giáo trong Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường, trường Đại học Nha Trang đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo em trong suốt thời gian em học tại trường

Đặc biệt em xin chân thành cám ơn giáo viên hướng dẫn Th.S Trần Nguyễn Vân Nhi đã tận tình hướng dẫn, tư vấn và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện

đề tài này, các thầy cô giáo ở Tổ nghiên cứu và Trung tâm Thí nghiệm Thực hành trợ giúp về máy móc, thiết bị tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm, hoàn thành nội dung bài báo cáo

Em cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Khu Công nghiệp Suối Dầu, anh Kiều Ngọc Mười và các cán bộ nhân viên tại Trung tâm cấp nước sạch Khu Công nghiệp đã giúp đỡ nhiệt tình, quan tâm và tạo điều kiện về môi trường thực tập

Để có được như ngày hôm nay, con xin chân thành gửi lời cảm ơn đến đấng sinh thành dưỡng dục, dạy dỗ con nên người Luôn kề vai sát cánh bên con, động viên những lúc con gặp khó khăn, luôn dạy con những điều hay lẽ phải để con ngày một hoàn thiện hơn trong cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn đến bạn bè, tập thể lớp 51cnmt những người

đã luôn động viên em trong suốt quá trình học tập cũng như thời gian thực hiện

đồ tài tốt nghiệp

Cuối cùng, em xin chúc toàn thể thầy cô Trường Đại Học Nha Trang, Cô Trần Nguyễn Vân Nhi, Cha Mẹ và các thầy cô trong viện mọi điều tâm muốn, luôn thành đạt trong công việc và cuộc sống

Nha trang, tháng 07 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Anh Thảo

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

LỜI MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP SUỐI DẦU 3

1.1.1 Lịch sử hình thành 3

1.1.2 Quá trình phát triển 4

1.1.3 Định hướng phát triển trong tương lai 4

1.1.4 Vị trí địa lí KCN Suối Dầu 4

1.1.5 Chức năng và nhiệm vụ 5

1.1.5.1 Chức năng 5

1.1.5.2 Nhiệm vụ 5

1.1.6 Các hoạt động thực tế 5

1.1.7 Sơ đồ tổ chức và bố trí nhân sự 6

1.2 TỔNG QUAN VỀ TRUNG TÂM XỬ LÝ NƯỚC CẤP 6

1.3.1 Giới thiệu chung 6

1.2.2 Hoạt động cấp nước sạch 7

1.3 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC CẤP 8

1.3.1 Khái niệm xử lý nước cấp 8

1.3.2 Mục đích của quá trình xử lý nước 8

1.3.3 Các biện pháp xử lý cơ bản 8

1.3.4 Chất lượng nước thô thích hợp với các quá trình xử lý nước 9

1.3.5 Tính chất và các chỉ tiêu về chất lượng nước 9

1.3.5.1 Các chỉ tiêu lý học 9

1.3.5.2 Các chỉ tiêu hóa học 11

1.3.5.3 Các chỉ tiêu vi sinh 14

1.3.6 Các quá trình xử lý nước cấp 14

1.3.6.1 Hồ chứa và lắng sơ bộ 14

1.3.6.2 Song chắn rác và lưới chắn 15

1.3.6.3 Bể lắng cát 15

1.3.6.4 Làm thoáng 15

1.3.6.5 Clo hóa sơ bộ 16

1.3.6.6 Quá trình khuấy trộn hóa chất 17

1.3.6.7 Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn 17

1.3.6.8 Quá trình lắng 19

1.3.6.9 Quá trình lọc 20

1.3.6.10 Flo hóa nước để tăng hàm lượng flo trong nước uống 21

1.3.6.11 Khử trùng nước 21

1.3.6.12 Ổn định nước 22

1.3.7 Một số quy trình công nghệ xử lý nước cấp 22

1.3.7.1.Khi nguồn nước có hàm lượng cặn nhỏ hơn 2500mg/l 22

1.3.7.2 Khi nguồn nước có hàm lượng cặn lớn hơn 2500 mg/l 23

1.3.7.3 Khi nguồn nước là nước ngầm 23

1.3.7.5 Khi nguồn nước là nước mặt 24

CHƯƠNG 2.ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU, HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ 25

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 25

2.1.2 Hóa chất sử dụng 25

2.1.3 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 25

2.1.3.1 Thiết bị 25

2.1.3.2.Dụng cụ 26

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.2.1 Phương pháp lấy mẫu 26

2.2.1.1 Kỹ thuật lấy mẫu 26

2.2.1.2 Bảo quản mẫu phân tích 27

2.2.2 Phương pháp đo và phân tích các chỉ tiêu môi trường 28

2.2.2.1 Phương pháp đo pH 28

2.2.2.2 Phương pháp cảm quan xác định mùi 29

2.2.2.3 Phương pháp đo độ đục 30

2.2.2.4 Phương pháp đo độ màu 30

2.2.2.5 Phân tích clorua 31

2.2.2.6 Xác định độ cứng tổng có trong mẫu nước 32

2.2.2.7 Xác định hàm lượng nitrit 34

2.2.2.8 Xác định hàm lượng nitrat 36

2.2.2.9 Phân tích sắt tổng 39

2.2.2.10 Xác định hàm lượng sunfat 41

2.2.2.11 Xác định hàm lượng mangan 43

2.2.2.11 Xác đinh coliforms bằng phương pháp MPN 45

2.2.3.Phương pháp xử lý số liệu 46

1.2.4 Phương pháp đánh giá chất lượng nước theo các chỉ tiêu riêng lẻ 46

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 47

3.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC CẤP 47

3.1.1 Sơ đồ công nghệ 47

3.1.2 Thuyết minh công nghệ 48

3.1.3 Quy trình vận hành trạm xử lý nước sạch 49

3.1.3.1 Công tác kiểm tra 49

3.1.3.2 Công tác vận hành hệ thống 49

3.1.3.3 Công tác kiểm tra chất lượng sản phẩm 50

3.2 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MẪU NƯỚC PHÂN TÍCH 50

3.2.1 pH 51

3.2.2 Mùi của nước 51

3.2.3 Độ đục 52

3.2.4 Độ màu 53

3.2.5 Clorua (Cl-) 54

3.2.6 Độ cứng 55

3.2.7 Nitrit (NO2-) 55

3.2.7.1 Kết quả đo và xây dựng đường chuẩn 55

3.2.7.2 Kết quả đo nồng độ NO2- 56

3.2.8 Nitrat (NO3-) 57

3.2.8.1 Kết quả đo và xây dựng đường chuẩn 57

3.2.8.2 Kết quả đo nồng độ NO3- 58

3.2.9 Sắt (Fe) 58

3.2.9.1 Kết quả đo và xây dựng đường chuẩn 58

3.2.9.2 Kết quả đo nồng độ Fe 59

3.2.10 Mangan (Mn) 60

3.2.10.1 Kết quả đo và xây dựng đường chuẩn 60

3.2.10.2 Kết quả đo nồng độ Mn 61

3.2.11 Sunfat (SO42-) 61

3.2.11.1 Kết quả đo và xây dựng đường chuẩn 61

3.2.11.2 Kết quả đo nồng độ SO42- 62

2.3.12 Coliforms tổng số 63

3.3 ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ 64

3.3.1 Các biện pháp quản lý kỹ thuật trạm xử lý nước 64

3.3.2 Nội dung quản lí kĩ thuật trạm xử lý nước 64

3.3.3 Nội dung quản lí các công trình đơn vị xử lý nước 66

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC

SMEWW Standard Methods for the Examination of Water and

Wastewater

TIC Công ty Thương mại và Đầu tư Khánh Hòa

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức và bố trí nhân sự tại KCN Suối Dầu 6

Hình 1.2 Quy trình xử lý nước có hàm lượng cặn nhỏ hơn 2500mg/l 22

Hình 1.3 Quy trình xử lý nước có hàm lượng cặn lớn hơn 2500mg/l 23

Hình 1.4 Một số quy trình xử lý nước ngầm 24

Hình 1.5 Một số quy trình xử lý nước mặt 24

Hình 2.1 Máy 774 pH meter – hãng Metrohm 29

Hình 2.2 Máy đo quang DR 2000 – Mỹ 31

Hình 2.3 Máy UV – Vis mini 1240 – Nhật 36

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ quy trình xử lý nước cấp tại KCN Suối Dầu 47

Hình 3.2 Biểu thị mối tương quan giữa nồng độ và độ hấp thụ của NO 2 - 56

Hình 3.3 Biểu thị mối tương quan giữa nồng độ và độ hấp thụ của NO 3 - 57

Hình 3.4 Biểu thị mối tương quan giữa nồng độ và độ hấp thụ của Fe 59

Hình 3.5 Biểu thị mối tương quan giữa nồng độ và độ hấp thụ của Mn 60

Hình 3.6 Biểu thị mối tương quan giữa nồng độ và độ hấp thụ của SO 4 2- 62

DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Diễn biến độ pH qua các tháng 51

Biểu đồ 3.2 Diễn biến độ đục qua các tháng 52

Biểu đồ 3.3 Diễn biến độ màu qua các tháng 53

Biểu đồ 3.4 Diễn biến nồng độ Cl - qua các tháng 54

Biểu đồ 3.5 Diễn biến độ cứng qua các tháng 55

Biểu đồ 3.6 Diễn biến nồng độ NO 2 - qua các tháng 56

Biểu đồ 3.7 Diễn biến nồng độ NO 3 - qua các tháng 58

Biểu đồ 3.9 Diễn biến nồng độ Mn qua các tháng 61

Biểu đồ 3.10 Diễn biến nồng độ SO 4 2- qua các tháng 62

Biểu đồ 3.11 Diễn biến nồng độ coliforms qua các tháng 63

LỜI MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nhu cầu về nước đang ngày một tăng và tỉ lệ thuận với sự gia tăng về dân số trên toàn cầu Được xem như là máu của sự sống, nước đóng vai trò ở tất cả các hoạt động của con người, đáng kể như trong sinh hoạt nước cấp dùng đáp ứng nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí và các hoạt động công cộng như cứu hỏa, phun nước, tưới đường… còn trong công nghiệp nước cấp được dùng cho quy trình làm lạnh, sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước giải khác, rượu,… Và để đáp ứng cho những nhu cầu đó con người đã sử dụng nguồn nước thiên nhiên (nước mặt

và nước ngầm) vào mục đích cấp nước chính Tuy nhiên nguồn nước từ thiên nhiên

có chất lượng rất khác nhau và phần lớn bị ô nhiễm từ các hoạt động công nghiệp của con người Vì vậy trước khi đưa vào sử dụng cần phải tiến hành xử lý chung

Trung tâm cấp nước sạch Khu Công nghiệp Suối Dầu là một trong những thành viên của công ty cấp nước Khánh Hòa, chuyên xử lý và cung cấp nguồn nước sạch cho KCN Suối Dầu và người dân xung quanh KCN Nhà máy hiện đang sử dụng nguồn nước mặt của hồ Suối Dầu để xử lý Do đặc trưng của nguồn nước này luôn thay đổi về thành phần, tính chất nên cần phải có những bước đánh giá về các chỉ tiêu chất lượng nước trước khi đi vào sử dụng thực tế

Trên nền tảng những kiến thức đã học từ nhà trường và muốn vận dụng vào

thực tế em thực hiện đề tài: "Đánh giá hiệu quả xử lý nước cấp và đề xuất giải pháp nâng cao khả năng xử lý nước cho trung tâm xử lý nước cấp KCN Suối Dầu " Nhằm mục đích nắm bắt kiến thức, kinh nghiệm từ quá trình thực tập và góp

phần cải tiến nâng cao quá trình xử lý của dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp cho Trung tâm cấp nước sạch

2 Mục đích của đề tài

Đánh giá hiệu quả xử lý nước cấp của trung tâm xử lý nước cấp KCN Suối Dầu

3 Nội dung nghiên cứu

Khảo sát quy trình và hệ thống thiết bị xử lý nước cấp tại trung tâm cấp nước sạch KCN Suối Dầu

Tìm hiểu các phương pháp xử lý nước cấp

Phân tích các chỉ tiêu môi trường cho các mẫu nước cấp trước và sau xử lý Đánh giá chất lượng nước sau xử lý

Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước cấp

4 Giới hạn nghiên cứu đề tài

Vùng nghiên cứu: khu công nghiệp Suối Dầu, nước đầu vào được lấy từ hồ Suối Dầu và nước sau khử trùng được lấy từ tram bơm cấp II

Giới hạn về đối tượng nghiên cứu: đề tài tập trung nghiên cứu về các thông

số chất lượng nước ăn uống, sinh hoạt, gồm các thông số vật lý, hóa học, sinh học

và so sánh với QCVN 01:2009/BYT

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP SUỐI DẦU

1.1.1 Lịch sử hình thành

SUDAZI (KCN Suối Dầu) được Thủ tướng Chính phủ quyết định thành lập tại quyết định số 951/TTg ngày 11/11/1997 với diện tích 152 ha làm cơ sở hạ tầng phục vụ đầu tư trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa, là doanh nghiệp Nhà nước trực thuộc Công ty Thương Mại - Đầu Tư Khánh Hòa Sau đó để trực tiếp điều hành, thực hiện

dự án, Công ty đã thành lập Ban quản lý dự án KCN Suối Dầu, tiền thân của xí nghiệp phát triển hạ tầng KCN Suối Dầu ngày nay

Dưới sự đầu tư của doanh nghiệp nhà nước Công ty Thương Mại và Đầu tư Khánh Hòa (TIC), trực thuộc ủy ban nhân dân tỉnh Khánh Hòa, SUDAZI được đưa vào khởi công và xây dựng

SUDAZI được xây dựng thu hút các nhà đầu tư trong và ngoài nước, huy động, tận dụng và tăng giá trị nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa phương Với vị trí

thuận lợi cả về giao thông đường bộ, đường sắt, đường thủy và đường hàng không Các nguồn cung cấp điện và nước cho KCN thuận lợi cho việc phát triển Với diện

tích quy hoạch 152 ha (giai đoạn I: 78,1 ha) và có thể mở rộng đến 300 ha (giai đoạn II) Nằm ở vị trí đầu mối của giao thông, cách Thành Phố Nha Trang 25km, cách cảng biển và sân bay Nha Trang 27km, cảng biển Quốc tế Cam Ranh và Ba Ngòi 35km, và cách các ga Suối Cát, Suối Tân, Hòa Tân 2- 5km thì SUDAZI là điểm hẹn công nghiệp của miền trung nói riêng và của đất nước nói chung

1.1.2 Quá trình phát triển

SUDAZI đã hoàn thành đầu tư giai đoạn 1 gồm 78 ha, hệ thống đường giao thông nội bộ 6km đường bê tông nhựa hiện đại, 01 trạm bơm nước thô với công suất 2.750m3/ngàyđêm, 01 trạm xử lý nước sạch với công suất 3000m3/ngàyđêm, 01 trạm xử lý nước thải với công xuất 5000m3/ngàyđêm, hệ thống cấp nước với hơn 10km đường ống nhựa PVC, hơn 10km đường ống bê tông thoát nước mưa, gần 10km đường ống bê tông thoát nước bẩn, mạng lưới điện trung áp được đầu tư đến tận hàng rào của từng doanh nghiệp

Đến nay SUDAZI đã có trên 40 doanh nghiệp đã và đang thuê đất đầu tư sản xuất đạt công suất khai thác gần 70% diện tích đất cho thuê Với 80% doanh nghiệp hoạt động về chế biển thủy sản xuất khẩu nên nhiệm vụ trọng tâm của SUDAZI là đáp ứng được nhu cầu nước sạch thường xuyên, số lượng lớn và đảm bảo tiêu chuẩn, song song đó việc xử lý nước thải của doanh nghiệp là một nhiệm vụ quan trọng để đảm bảo vệ sinh môi trường xung quanh

Trong giai đoạn II của Dự án, SUDAZI sẽ tiếp tục phát triển trên phần diện tích còn lại và hoàn thiện cơ cấu quản lý để đi vào quỹ đạo ổn định

1.1.3 Định hướng phát triển trong tương lai

Với chức năng quản lý và kinh doanh hạ tầng KCN Suối Dầu, Xí nghiệp ngày càng hoàn thiện hệ thống quản lý chất lượng (theo ISO 9001:2000) trong việc sản xuất nước sạch, xử lý nước thải và cung cấp các dịch vụ khác Xí nghiệp cũng không ngừng vận động tiếp thị, quảng cáo thu hút đầu tư, cố gắng hoàn thiện hạ tầng ngày càng hiệu quả góp phần thu hút đầu tư

1.1.4 Vị trí địa lí KCN Suối Dầu

KCN nằm trên quốc lộ 1A tại huyện Cam Lâm ở phía nam tỉnh Khánh Hòa, phía bắc giáp thành phố Nha Trang và huyện Diên Khánh, phía nam giáp Thành phố Cam Ranh, phía tây giáp huyện Khánh Vĩnh, Khánh Sơn và phía đông giáp biển Đông

1.1.5 Chức năng và nhiệm vụ

1.1.5.1 Chức năng

Trực tiếp quản lý và kinh doanh hạ tầng KCN Suối Dầu

Cung cấp các dịch vụ: cho thuê lại đất, cung cấp nước sạch, xử lý nước thải

và các dịch vụ khác

1.1.5.2 Nhiệm vụ

Thực hiện những nhiệm vụ và chỉ tiêu sản xuất - kinh doanh của Công ty chủ quản giao, không ngừng hoàn thiện về bộ máy tổ chức nhân lực, trực tiếp quản lý kinh doanh và đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng của KCN, đáp ứng nhanh chóng và đầy đủ nhu cầu của các nhà đầu tư, nâng cao hiệu quả và uy tín của KCN và của Công ty

1.1.6 Các hoạt động thực tế

Xử lý cung cấp nước sạch: Trung tâm xử lý nước sạch KCN Suối Dầu

Xử lý nước thải: Trung tâm xử lý nước thải KCN Suối Dầu

Cho thuê lại đất: đây là một trong những hoạt động quan trọng nhất nhằm vừa thu hút đầu tư vừa tạo doanh thu và lợi nhuận Với chức năng quản lý và kinh doanh hạ tầng KCN Suối Dầu, và được ủy quyền của công ty chủ quản là Công ty Thương Mại và Đầu Tư Khánh Hòa (TIC), Xí nghiệp trực tiếp giao dịch, đàm phán thương thảo hợp đồng thuê lại đất với các nhà đầu tư

Thu gom và xử lý rác

Đầu tư xây dựng cơ bản

1.1.7 Sơ đồ tổ chức và bố trí nhân sự

Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức và bố trí nhân sự tại KCN Suối Dầu

1.2 TỔNG QUAN VỀ TRUNG TÂM XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Quá trình cấp nước sạch quy định việc nhận và cung cấp nước sạch cho khách hàng thuộc Khu Công nghiệp Suối Dầu Bảo đảm yêu cầu theo tiêu chuẩn nước sạch TCVN 1329/2002/BYT- QĐ

1.3.1 Giới thiệu chung

Trạm xử lý nước sạch gồm có 6 cán bộ, công nhân viên có trình độ chuyên môn và nhiều năm kinh nghiệm về việc xử lý và giải quyết các sự cố về máy móc, chuyên môn trong hệ thống xử lý nước

Trạm xử lý nước sạch hoạt động theo 2 ca/(ngày đêm), các thành viên chia thành 2 tổ trực 12h/24h luân phiên không ngừng Trong mỗi ca trực, các ca viên phải chịu trách nhiệm về mọi hoạt động hoặc sự cố xảy ra trong ca trực của mình Các ca viên có 3 công tác sau:

Trạm xử lý nước sạch

Tổ duy sữa chữa

tu-P.Tài chính-kế

toán

Tổ bảo vệ

 Công tác kiểm tra

- Kiểm tra hệ thống, thiết bị trong dây chuyền xử lý đang hoạt động

- Kiểm tra hóa chất và bể pha hóa chất đang hoạt động

- Kiểm tra nồng độ pha loãng của các hóa chất như chất keo tụ, vôi

- Kiểm tra hàm lượng clo dư trong nước tại bể chứa

- Kiểm tra hệ thống thiết bị nổi, ngầm

 Công tác vận hành

- Đo độ trong của nước nguồn bằng ống nghiệm thủy tinh Dianet

- Vận hành bơm định lượng hóa chất cho phù hợp với chất lượng nước

nguồn đang cấp

- Kiểm tra pH, độ đục, quá trình keo tụ

- Vận hành bơm clo khử trùng vào bể chứa

 Công tác kiểm tra chất lượng sản phẩm

- Đo độ trong của nước

- Đo pH của nước sau xử lý pH6,5 8, 0.

- Đo hàm lượng clo dư trong nước, clo = 0,2÷0,5 ppm

1.2.2 Hoạt động cấp nước sạch

Xí nghiệp phát triển hạ tầng KCN Suối Dầu – Trạm xử lý nước sạch làm nhiệm vụ xử lý nước, cung cấp cho khách hàng là các doanh nghiệp sản xuất trong KCN và những người dân sống xung quanh Việc cung cấp nước này được thực hiện thông qua hợp đồng kinh tế về việc mua bán nước sạch, căn cứ theo Luật Thương Mại năm 2005 và theo nhu cầu của các bên

Hiện nay, tổng lượng nước sạch mà xí nghiệp cấp cho khách hàng là 3.000

m3/ngàyđêm, lượng nước cấp này vẫn còn nằm dưới khả năng tối đa của trạm Trong tương lai dự đoán cần tới 7.000 m3/ngàyđêm Nước đầu ra phải đạt quy chuẩn theo QCVN 01:2009/BYT

1.3 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC CẤP

1.3.1 Khái niệm xử lý nước cấp [5]

Xử lý nước cấp là quá trình làm thay đổi thành phần, tính chất nước tự nhiên theo yêu cầu 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

1.3.2 Mục đích của quá trình xử lý nước [3]

Cung cấp số lượng nước đầy đủ và an toàn về mặt hóa học, vi trùng học để thỏa mãn các nhu cầu về ăn uống sinh hoạt, dịch vụ, sản xuất công nghiệp và phục

vụ sinh hoạt công cộng của các đối tượng dùng nước

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

Cung cấp nước có đủ thành phần khoáng chất cần thiết bảo vệ sức khỏe của người tiêu dùng

Để thỏa mãn các yêu cầu nêu trong các điểm trên thì nước sau xử lý phải đạt các chỉ tiêu chất lượng thỏa mãn tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước cấp cho

ăn uống và sinh hoạt

1.3.4 Chất lượng nước thô thích hợp với các quá trình xử lý nước [6]

Phần lớn các nguồn nước từ thiên nhiên dùng làm nguồn nước ở Việt Nam

có chỉ tiêu chất lượng không thỏa mãn quy chuẩn về chất lượng nước ăn uống (QCVN 01 :2009/BYT) Do đó phải xử lý nước thô trước khi cấp cho các đối tượng tiêu thụ Nhà nước đã ban hành tiêu chuẩn TCVN 5942-1995 quy định nguồn nước mặt sử dụng làm nguồn nước cấp

Tiêu chuẩn đã chia nguồn nước mặt và nước ngầm dùng làm nguồn cấp nước thành ba loại theo các chỉ tiêu chất lượng của nước thô như sau:

- Nước thô đạt chỉ tiêu chất lượng loại A: áp dụng các quy trình xử lý đơn

giản, lọc trực tiếp, khử trùng rồi cấp cho người tiêu thụ

- Nước thô đạt chỉ tiêu chất lượng loại B: áp dụng các quy trình xử lý truyền

thống như pha phèn, khuấy trộn, keo tụ, lắng, lọc, khử trùng

- Nước thô đạt chỉ tiêu chất lượng loại C: áp dụng quy trình xử lý đặc biệt như

khử NH3, NO2, H2S, khử mangan, sắt, khử màu, khử mùi, khử trùng, trước khi cấp cho người tiêu thụ

 Độ màu

Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo nên: các hợp chất sắt, mangan không hòa tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất mùn humic gây ra màu vàng, còn các loại thủy 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 độ theo thang màu Platin – Coban Nước thiên nhiên thường có độ màu thấp hơn 200 độ (PtCo) 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 phải dùng các biện pháp hóa

lí kết hợp

 Độ đục

Nước là một môi trường truyền ánh sáng tốt, khi trong nước có các vật lạ như các chất huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi sinh vật,… thì khả năng truyền ánh sáng bị 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 NTU và FTU là tương đương nhau Nước mặt thường có độ đục là 20 – 100 NTU, mùa lũ có khi cao đến 500 – 600 NTU Nước dùng để ăn uống thường có độ đục không quá 5 NTU

 Mùi vị

Mùi trong nước thường do các hợp chất hóa học, chủ yếu là các hợp chất hữu

cơ hay các sản phẩm từ các quá trình phân hủy vật chất gây nên Nước thiên nhiên

có thể có mùi tanh hay hôi thối, mùi đất Nước sau khi khử trùng với các hợp chất clo có thể bị nhiễm mùi clo hay clophenol

Tùy theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hòa tan trong nước có thể có các vị mặn, ngọt, chát, đắng

Thông số này thường được dùng để đánh giá tổng hàm lượng chất khoáng hòa tan trong nước

1.3.5.2 Các chỉ tiêu hóa học [6]

 Độ cứng của nước

Độ cứng của nước gây nên bởi các ion đa hóa trị có mặt trong nước Chúng phản ứng với một số anion tao thành kết tủa, các ion hóa trị I không gây nên độ cứng của nước Trên thực tế vì các ion Ca2+ và Mg2+ chiếm hàm lượng chủ yếu trong các ion đa hóa trị nên độ cứng của nước xem như là tổng hàm lượng của các ion Ca2+ và Mg2+ Người ta phân biệt các loại độ cứng khác nhau:

- Độ cứng cacbonat (thường kí hiệu là CH: Carbonate Hardness): là độ cứng gây ra bởi hàm lượng Ca2+ và Mg2+ tồn tại dưới dạng HCO3- Độ cứng carbonat còn được gọi là độ cứng tạm thời vì sẽ mất đi khi bị đun sôi

- Độ cứng phi cacbonat (thường kí hiệu là NCH: non-Carbonate Hardness):

là độ cứng gây ra bởi hàm lượng Ca2+

và Mg2+ liên kết với các anion khác HCO3như SO42-, Cl-,… Độ cứng phi cacbonat còn được gọi là độ cứng thường trực hay độ cứng vĩnh cửu

- Độ pH của nước

pH có định nghĩa về mặt toán học: pH = -log[H+] pH là một chỉ tiêu cần để xác định để đánh giá chất lượng nguồn nước Sự thay đổi pH dẫn tới sự thay đổi thành phần hóa học của nước (sự kết tủa, sự hòa tan, cân bằng cacbonat), các quá trình sinh học trong nước Giá trị pH của nguồn nước góp phần quyết định phương pháp xử lý nước pH được xác định bằng máy đo pH hoặc bằng phương pháp chuẩn

độ

 Độ kiềm của nước

Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng các ion HCO3 ‾

, CO32-, OH- có trong nước Độ kiềm trong nước tự nhiên thường gây nên bởi các muối của axit yếu, đặc biệt là các muối cacbonat và bicacbonat Độ kiềm cũng có thể gây nên bởi sự hiện diện của các ion silicat, borat, phosphat và một số axit hoặc bazơ hữu cơ trong

nước, nhưng hàm lượng của những ion này thường rất ít so với các ion HCO3‾,

CO32-, OH- nên thường được bỏ qua

Độ kiềm của nước thiên nhiên có độ pH < 8,4 chính là lượng hydrocacbonat HCO3‾ đôi khi cả hợp chất của các acid hữu cơ Độ kiềm của nước khi làm mềm bằng phương pháp trao đổi ion trên các bể Na-cationit cũng được xác định bằng lượng ion HCO3‾ đôi khi cả hợp chất hữu cơ nếu nó tồn tại trong nước nguồn

 Độ oxi hóa (mg/l O 2 hay KMnO 4 )

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

 Các hợp chất nitơ

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ tạo ra amoniac, nitrit, nitrat trong tự nhiên, trong các chất thải, trong các nguồn phân bón mà con người trực tiếp hay gián tiếp đưa vào nguồn nước Do đó các hợp chất này thường được xem là những chất chỉ thị dùng để nhận biết mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước

Tùy theo mức độ có mặt của từng loại hợp chất nitơ mà có thể biết mức độ

và thời gian nguồn nước bị ô nhiễm

- Khi nước bị ô nhiễm do phân bón hay nước thải, trong nguồn gây ô nhiễm

chủ yếu là NH4+ (nước nguy hiểm)

- Nước chứa chủ yếu NO2‾ thì nguồn nước đã bị ô nhiễm một thời gian dài

- Nước chứa chủ yếu là NO3‾ thì quá trình oxi hóa đã kết thúc

Nồng độ nitrat cao là môi trường dinh dưỡng 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 có thể ảnh hưởng đến máu thường gây bệnh xanh xao ở trẻ em

và có thể dẫn đến tử vong

 Các hợp chất photpho

Trong nước tự nhiên các hợp chất thường gặp nhất là photphat, khi nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi rác và các hợp chất hữu cơ trong quá trình phân hủy, giải phóng ion PO43- có thể tồn tại dưới dạng H3PO43-, HPO43-, PO43-

Photphat không thuộc loại độc hại đối với con người nhưng sự tồn tại của chất này với hàm lượng cao trong nước sẽ gây cản trở trong quá trinh quản lý Đặc biệt là hoạt động của bể lắng

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

 Hàm lượng sắt

Sắt chỉ tồn tại dạng hòa tan trong nước ngầm dưới dạng muối Fe2+ của HCO3‾, SO42-, Cl‾… Còn trong nước bề mặt, Fe2+

nhanh chóng bị oxi hóa về Fe3+ và

bị kết tủa dưới dạng Fe(OH)3

2Fe(HCO3)2 + O2 + H2O = 2Fe(OH)3 + 4CO2 Với hàm lượng sắt lớn hơn 0,5 mg/l nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt Các cặn kết tủa của sắt có thể gây tắc nghẽn đường ống dẫn nước Trong quá trình xử lý nước, sắt được loại bỏ bằng phương pháp thông khí và keo tụ

 Hàm lượng mangan (mg/l)

Mangan thường được gặp trong nước ngầm 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

 Iốt và Flo

Thường gặp trong nước dưới dạng ion và chúng có ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người Hàm lượng flo có trong nước ăn uống nhỏ hơn 0,7 mg/l dễ gây bệnh đau răng, lớn hơn 1,5 mg/l sinh hỏng men răng Ở những vùng thiếu iốt thường xuất hiện bệnh bướu cổ, ngược lai nếu iốt quá nhiều cũng gây tác hại cho sức khỏe

1.3.5.3 Các chỉ tiêu vi sinh [6]

 Vi trùng gây bệnh

Nguồn nước của vi trùng gây bệnh có trong nước là do sự nhiễm bẩn rác, phân người và động vật 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 tùy thuộc vào mức độ nhiễm bẩn

 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 loài gây hại chủ yếu và khó loại trừ là nhóm tảo diệp và tảo đơn bào Hai loài tảo này khi phát triển trong đường ống có thể gây tắc nghẽn đường ống đồng thời làm cho nước có tính ăn mòn do quá trình hô hấp thải ra khí cacbonat

1.3.6 Các quá trình xử lý nước cấp [6]

1.3.6.1 Hồ chứa và lắng sơ bộ

Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ là tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tác động của các điều kiện môi trường, thực hiện các phản ứng oxy hóa do tác dụng của oxy hòa tan

trong nước, làm nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm cấp I cấp cho nhà máy xử lý nước

1.3.6.2 Song chắn rác và lưới chắn

Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụ loại trừ vật nổi, vật lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu quả làm sạch của các công trình xử lý Vật nổi và vật lơ lửng trong nước có kích thước như cành cây, nhánh cây con khi đi qua máy bơm vào các công trình xử lý có thể bị tán nhở hoặc thối rữa làm tăng hàm lượng cặn và độ màu của nước

1.3.6.3 Bể lắng cát

Ở các nguồn nước mặt có độ đục lớn hơn hoặc bằng 250 mg/l sau lưới chắn, các hặt cặn lơ lửng vô cơ, có kích thước nhỏ, tỷ trọng lớn hơn nước, cứng, có khả năng lắng nhanh được giữ lại ở bể lắng cát

Bể lắng cát tạo điều kiện để lắng các hạt cát có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,6, để loại trừ hiện tượng bào mòn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể tạo bông và bể lắng

1.3.6.4 Làm thoáng

 Nhiệm vụ của công trình làm thoáng trong dây chuyền công nghệ xử lý là:

Hòa tan oxy trong không khí vào nước để oxy hóa sắt II, Mangan II về sắt III, mangan IV thành các hợp chất Fe(OH)3 và Mn(OH)4 ở dạng kết tủa, dễ lắng đọng để khử ra khỏi nước bằng quá trình lắng và lọc

Khử khí CO2, H2S có trong nước, làm tăng pH của nước, tạo điều kiện thuận lợi và đẩy nhanh quá trình oxy hóa, thủy phân sắt và mangan, nâng cao năng suất của các công trình lắng và lọc với mục đích khử sắt và mangan

Quá trình làm thoáng tăng hàm lượng oxy hòa tan trong nước, nâng cao thế oxy hóa khử của nước để thực hiện dễ dàng các quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong quá trình khử mùi và màu của nước

 Có hai phương pháp làm thoáng sau:

Đưa nước vào trong không khí: cho nước phun thành tia hay thành mang mỏng chảy trong không khí ở các dàn làm thoáng tự nhiên, hoặc chảy trong các thùng kín rồi thổi không khí vào thùng như ở các dàn làm thoáng cưỡng bức

Đưa không khí vào nước: dẫn và phân phối không khí nén thành các bọt nhỏ theo dàn phân phối đặt ở đáy bể chứa nước, các bọt khí nổi lên, nước được làm thoáng

 Hiệu quả của quá trình làm thoáng phụ thuộc vào:

Chênh lệch nồng độ (hay còn biểu thị bằng chênh lệc áp suất riêng phần) của khí cần trao đổi trong hai pha khí-nước, độ chênh lệch nồng độ biểu thị thực tế bằng cường độ tưới nếu dùng giàn làm thoáng tự nhiên, hoặc bằng tỷ lệ gió-nước nếu dùng giàn làm thoáng cưỡng bức

Diện tích tiếp xúc giữa hai pha khí và nước, diện tích tiếp xúc càng lớn quá trình trao đổi khí diễn ra càng nhanh

Thời gian tiếp xúc giữa hai pha khí-nước trong công trình, thời gian tiếp xúc càng lớn mức độ trao đổi càng triệt để

Nhiệt độ của môi trường, nhiệt độ tăng có lợi cho quá trình khử khí ra khỏi nước và bất lợi cho quá trình hấp thụ và hòa tan khí vào nước và ngược lại

Bản chất của khí được trao đổi

1.3.6.5 Clo hóa sơ bộ

 Clo hóa sơ bộ là quá trình đưa clo vào nước trước bể lắng, bể lọc nhằm:

- Kéo dài thời gian tiếp xúc để tiệt trùng khi nguồn nước bị nhiễm bẩn nặng

- Oxi hóa sắt hòa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo

thành các kết tủa tương đương

- Oxi hóa chất hữu cơ để khử màu

- Trung hòa amoni, cloramin có tính chất tiệt trùng kéo dài

- Ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu trong bể phản ứng tạo bông cặn và bể

lắng, phá hủy tế bào của các vi sinh sản ra các chất nhầy nhớt trên bề mặt lọc, làm tăng thời gian chu kỳ lọc

 Clo hóa sơ bộ có các nhược điểm sau:

Tiêu tốn lượng clo gấp ba đến bốn lần lượng clo cần dùng cho khử trùng nước sau bể lọc, làm tăng giá thành nước sau xử lý

Gần đây các nhà dịch tễ học phát hiện ra phản ứng của clo với các chất hữu

cơ trong nước tạo ra các hợp chất trihalomethane, là chất gây ra bệnh ung thư cho người sử dụng nước, vậy không nên áp dụng quy trình clo hóa sơ bộ cho các nguồn nước mặt chứa nhiều chất hữu cơ

1.3.6.6 Quá trình khuấy trộn hóa chất

Mục đích cơ bản của quá trình khuấy trộn hóa chất là tạo ra điều kiện phân tán nhanh và đều hóa chất vào toàn bộ khối nước cần xử lý Quá trình trộn phèn đòi hỏi phải trộn nhanh và đều phèn vào nước xử lý, vì phản ứng thủy phân tạo nhân keo tụ xảy ra rất nhanh chóng, nếu không trộn đều và trộn kéo dài thì không tạo ra

đủ các nhân keo tụ chắc và đều trong khối thể tích nước, hiệu quả lắng sẽ kém và tốn hóa chất Việc lựa chọn điểm cho hóa chất vào để trộn đều với căn cứ vào tính chất và phản ứng hóa học tương hỗ giữa các hóa chất với nhau, giữa hóa chất với các chất có trong nước xử lý theo quy trình công nghệ được chọn

1.3.6.7 Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn

Mục đích của quá trình keo tụ và tạo bông cặn là tạo ra tác nhân có khả năng dính kết các chất làm bẩn nước ở dạng hòa tan lơ lửng thành các bông cặn có khả năng lắng trong các bể lắng và dính kết trên bề mặt hạt của lớp vật liệu lọc với tốc

độ nhanh và kinh tế nhất

Khi trộn đều phèn với nước xử lý lập tức xảy ra các phản ứng hóa học và lý hóa tạo thành hệ keo dương phân tán đều trong nước, khi được trung hòa hệ keo dương này là các hạt nhân có khả năng dính kết với các keo âm phân tán trong nước

để tạo thành các bông cặn, do đó quá trình tạo nhân dính kết gọi là quá trình keo tụ, quá trình dính kết cặn bẩn và nhân keo tụ gọi là quá trình phản ứng tạo bông cặn

Trong kỹ thuật xử lý thường dùng phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt FeCl3,

Fe2(SO4)3, và FeSO4 Hiện nay đã có hai nhà máy sản xuất phèn nhôm (một ở KCN Việt Trì, còn lại là ở Tân Bình Thành phố Hồ Chí Minh) Quá trình sản xuất pha chế

định lượng đơn giản nên tại Việt Nam thường dùng phèn nhôm Còn phèn sắt tuy có hiệu quả keo tụ cao, nhưng các quá trình khác như sản xuất, vận chuyển và định lượng phức tạp nên chưa được sử dụng Hiệu quả của quá trình keo tụ phụ thuộc vào điều kiện khuấy trộn (nhanh và đều), nhiệt độ của nước (nhiệt độ càng cao càng tốt), pH của nước (nếu sử dụng phèn nhôm thì pH nằm trong khoảng 5,7 – 6,8) và phụ thuộc vào độ kiềm (độ kiềm của nước sau khi pha phèn còn lại >= 1mđlg/l)

Quá trình dùng phèn nhôm:

Khi phèn nhôm vào nước, chúng phân ly thành các ion Al3+, các ion bi thủy phân trở thành Al(OH)3

Al3+ + 2H2O Al(OH)3 + 3H+Trong khi đó dùng phèn sắt, phèn sắt chia làm hai loại: phèn sắt II và phèn thành Fe(OH)3

Fe2+ + 2H2OFe(OH)2 +2H+Fe(OH)2 vừa được tạo thành vẫn có độ hòa tan trong nước lớn, trong nước có oxy hòa tan, Fe(OH)2 sẽ oxy hóa thành Fe(OH)3

4Fe(OH)2 + O2 +2H2O  4Fe(OH)3 Phèn sắt III (loại FeCl3 hay Fe2(SO4)3) khi cho vào nước phân ly thành Fe3+

và bị thủy phân thành Fe(OH)3

Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 +3H+Hiệu quả của quá trình tạo bông cặn phụ thuộc vào: cường độ và thời gian khuấy trộn để các nhân keo tụ và cặn bẩn va chạm và dính kết vào nhau nếu là keo

tụ trong môi trường thể tích, phụ thuộc vào độ đục và nồng độ cặn của nước thô đã được dính kết từ trước nếu keo tụ trong lớp vật liệu lọc

Để tăng quá trình tạo bông, thường cho vào bể phản ứng tạo bông cặn chất trợ keo tụ polyme Khi tan trong nước, polymer sẽ tạo ra liên kết lưới loại anion nếu trong nước cần xử lý thiếu ion đối (như SO42-) hay loại trung tính nếu thành phần ion và độ kiềm của nước nguồn thỏa mãn điều kiện keo tụ

1.3.6.8 Quá trình lắng

 Lắng là quá trình làm giảm hàm lượng cặn lơ lửng trong nước bằng các biện pháp sau:

- Lắng trọng lực trong các bể lắng, khi đó các hạt cặn có tỷ trọng lớn hơn nước

ở chế độ thủy lực thích hợp sẽ lắng xuống đáy bể

- Bằng lực ly tâm tác dụng vào các hạt cặn, trong các bể lắng ly tâm và xiclon

thủy lực

- Bằng lực đẩy nổi do các bọt khí dính bám vào hạt cặn ở các bể tuyển nổi

Cùng với việc lắng cặn quá trình lắng còn làm giảm được 90 – 95% vi trùng có trong nước do vi trùng bị hấp phụ và dính bám vào các hạt bông cặn trong quá trình lắng

 Có ba loại cặn cơ bản thường gắn liền với quá trình lắng trong xử lý nước như sau:

- Lắng các hạt cặn phân tách riêng lẻ, trong quá trình lắng hạt cặn không thay

đổi hình dáng, độ lớn, tỷ trọng, trong xử lý nước thiên nhiên thường là cặn không pha phèn và công trình lắng thường gọi là lắng sơ bộ để giảm độ đục của nước nguồn

- Lắng các hạt cặn dạng keo phân tán, trong xử lý nước thiên nhiên gọi lắng

cặn đã được pha phèn Trong quá trình lắng, các hạt cặn có khả năng dính kết với nhau thành các bông cặn lớn, và ngược lại các bông cặn lớn có thể bị vỡ ra thành các mảng nhỏ hơn nên trong khi lắng các bông cặn thường bị thay đổi kích thước, hình dạng và tỷ trọng

- Lắng các hạt cặn đã đánh phèn có khả năng dính kết với nhau như loại cặn

đã nêu trên nhưng với nồng độ lớn, thường lớn hơn 1000mg/l, với nồng độ cặn lớn

do tuần hoàn lại cặn, do tạo ra lớp cặn lơ lửng trong bể lắng, các bông cặn này tạo thành đám mây cặn liên kết với nhau và dính kết để giữ lại các hạt cặn bé phân tán trong nước

 Trong thực tế xử lý nước thường phải lắng cặn loại 2 và loại 3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng cặn keo tụ là:

- Kích thước, hình dạng và tỷ trọng của bông cặn

- Độ nhớt và nhiệt độ của nước

- Thời gian lưu nước trong bể lắng

- Chiều cao lớp nước trong bể lắng

- Diện tích bề mặt bể lắng

- Tải trọng bề mặt của bể lắng hay tốc độ rơi của hạt cặn

- Vận tốc dòng nước cháy trong bể lắng

- Hệ thống phân phối nước vào bể và hệ máng thu nước ra khỏi bể

 Hiệu quả lắng phụ thuộc nhiều vào kết quả làm việc của bể tạo bông cặn Bể tạo bông cặn tạo ra các hạt càng to, bền và nặng thì hiệu quả lắng càng cao

 Nhiệt độ nước càng cao, độ nhớt càng nhỏ, sức cản của nước đối với các hạt cặn càng giảm làm tăng hiệu quả quá trình lắng Hiệu quả sẽ tăng 2 -3 lần khi tăng nhiệt độ trong nước 10oC

 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 phần 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 mạnh, hiệu quả lắng

sẽ giảm đi rất 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 dòng nước

1.3.6.9 Quá trình lọc

Lọc là quá trình không chỉ giữ lại các hạt cặn lơ lửng trong nước có kích thước lớn hơn kích thước các lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt lọc mà còn giữ lại các hạt keo sắt, keo hữu cơ gây ra độ đục và độ màu, có kích thước bé hơn nhiều lần kích thước các lỗ rỗng nhưng có khả năng dính kết và hấp thụ lên bề mặt hạt lớp vật liệu lọc Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc nước qua bể lọc hạt là:

- Kích thước hạt lọc và sự phân bố các cỡ hạt trong lớp vật liệu lọc

- Kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng, nồng độ và khả năng dính kết của

cặn bẩn lơ lửng trong nước xử lý

- Tốc độ lọc, chiều cao lớp lọc, thành phần của lớp vật liệu lọc và độ chênh áp

lực dành cho tổn thất của một chu kỳ lọc

- Nhiệt độ và độ nhớt của nước

1.3.6.10 Flo hóa nước để tăng hàm lượng flo trong nước uống

Khi nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống có hàm lượng flo < 0,5 mg/l thì cần phải pha thêm flo vào nước

Để flo hóa có thể dùng các hóa chất sau: silic florua natri, florua natri, silic florua amoni

Hiện nay, nhà máy nước Thủ Đức với công suất 700 000 m3/ngày và nhà máy nước biên hòa có công suất 40 000 m3/ngày có quá trình flo hóa

1.3.6.11 Khử trùng nước

Để đảm bảo an toàn về mặt vi trùng học, nước trước khi cấp cho người tiêu thụ phải được khử trùng Để khử trùng thường dùng các biện pháp tiêu diệt vi khuẩn và vi trùng có trong nước như:

- Đun sôi nước

- Dùng tia tử ngoại

- Dùng siêu âm

- Dùng các hóa chất có tính chất diệt trùng cao như: ozon, clo và các hợp chất

của clo, ido, KMnO4

Trong kĩ thuật xử lý nước chất tiệt trùng được dùng phổ biến nhất là clo và các hợp chất của clo vì lí do rẻ, dễ kiếm và quản lý vận hành đơn giản Quá trình khử trùng bằng clo phụ thuộc vào:

- Tính chất xử lý nước như: số lượng vi khuẩn, hàm lượng chất hữu cơ và các

chất khử có trong nước

- Nhiệt độ trong nước

- Liều lượng clo

- Thời gian khuấy trộn và tiếp xúc của clo tự do với nước:

- Thời gian tiếp xúc của clo với nước theo quy định của tiêu chuẩn Việt Nam

phải lấy trên 30 phút

- Thời gian tiếp xúc 30phút, lượng clo tự do dư trong nước 0,3mg/l

1.3.6.12 Ổn định nước

Xử lý ổn định nước là quá trình khử tính xâm thực của nước, tạo ra mặt trong

thành ống màng bảo vệ cách li không cho nước tiếp xúc trực tiếp vật liệu làm ống

Tác dụng của màng bảo vệ là:

- Chống gỉ cho ống thép và các phụ tùng trên đường ống

- Không cho nước hòa tan vôi trong thành phần xi măng của lớp tráng mặt

trong ống gang, mặt thành trong của các ống bêtông

Hóa chất dùng ổn định nước: hexametaphotphat, silicat natri, sôđa, vôi 1.3.7 Một số quy trình công nghệ xử lý nước cấp

Để lựa chọn đúng dây chuyền công nghệ xử lý nước thường phải thí nghiệm,

xử lý thử trước trong phòng thí nghiệm

Để xác định các chỉ tiêu thiết kế các công trình trong dây chuyền xử lý phải thử trên mô hình thí nghiệm hoặc tham khảo so sánh với các chỉ tiêu của các công trình có sẵn đang làm việc với nguồn nước có chất lượng tương tự

1.3.7.1 Khi nguồn nước có hàm lượng cặn nhỏ hơn 2500mg/l [7]

Hình 1.2 Quy trình xử lý nước có hàm lượng cặn nhỏ hơn 2500mg/l

Bể trộn Bể phản

ứng

Bể lắng

Bể lọc nhanh

Bể chứa nước sạch Chất khử trùng

Chất kiềm

Chất keo tụ

Nguồn

1.3.7.2 Khi nguồn nước có hàm lượng cặn lớn hơn 2500 mg/l [7]

Hình 1.3 Quy trình xử lý nước có hàm lượng cặn lớn hơn 2500mg/l

1.3.7.3 Khi nguồn nước là nước ngầm [7]

Giàn mưa hay thùng quạt gió

Bể lọc nhanh

Bể chứa nước sạch

Từ trạm

bơm giếng

Chất khử trùng

Bể lắng tiếp xúc

Bể phản ứng

Bể lắng

Bể lọc nhanh

Bể chứa nước sạch Chất keo tụ

Chất kiềm

Chất khử trùng

Nguồn

Phun mưa trên bề mặt lọc

Bể lắng nhanh

Bể chứa nước sạch

Từ trạm

bơm giếng

Chất khử trùng

Bể trộn

Bể trộn

cơ khí

Bể lắng ngang Lọc nhanh Nguồn

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU, HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là nước đầu vào lấy tại đường dẫn nước thô vào trạm bơm cấp I và nước đầu ra lấy trên đường ống dẫn trạm bơm cấp II của Trung tâm cấp nước sạch KCN Suối Dầu Nước thô và nước sau khử trùng được lấy vào chai nhựa 500ml, 1500ml và vận chuyển từ trạm xử lý về phòng thí nghiệm Trường Đại

học Nha Trang

2.1.2 Hóa chất sử dụng

Hóa chất nghiên cứu các chỉ tiêu: K2CrO4, AgNO3,KAl(SO4).12H2O,

NH4OH, H2O2, EDTA, ETOO, NaCl, NH4Cl, Mg- EDTA, NaNO2, axit sunfanilic (C6H7NOS3), α_Naphtylamin (C10H7NH2), KNO3, Natri silixylat (C7H5NaO3), NaOH, NaN3, CH3COOH 99%, H2SO4 đậm đặc, HCl đậm đặc, NH2OH.HCl, dung dịch NH3 đậm đặc, Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O, CH3COONa, MgCl2.6H2O, MnSO4.H2O, BaCl2, HCHO, LSB (Laryl sulphate broth)

2.1.3 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm

2.1.3.1 Thiết bị

- Máy đo quang spectrophotometer HACH - DR2000

- Máy UV –VIS mini 1240 – Nhật

- Máy 774 pH meter – hãng Metrohm

- Cân phân tích điện tử SATORIUS với độ chính xác 0,1 mg- Nhật

- Bếp nung

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Phương pháp lấy mẫu

Trong quá trình phân tích việc lấy mẫu là khâu quan trọng đầu tiên Nếu lấy mẫu không đúng quy cách thì sẽ dẫn đến kết quả phân tích sai lệch và ảnh hưởng đến sự đánh giá chất lượng nước sinh hoạt Vô tình đánh giá sai thực trạng về chất lượng nước hoặc kết quả phân tích có thể vượt quá tiêu chuẩn qui định Để tránh được đều này đòi hỏi người phân tích tuân thủ đầy đủ kỹ thuật lấy mẫu

2.2.1.1 Kỹ thuật lấy mẫu

 Dụng cụ lấy mẫu

- Can, thùng nhựa có nút kín, chai, lọ bình (thủy tinh hay nhựa) có nút kín

- Các chai lấy mẫu cần được dán nhãn ghi đầy đủ các chi tiết: địa điểm, ngày,

giờ, tên người lấy mẫu, kết quả đo được tại chỗ nhận xét sơ bộ, màu sắc, mùi vị, ngoại cảnh, vị trí lấy mẫu

- Ghi rõ công trình, nhà máy lấy mẫu

- Trước khi lấy mẫu dụng cụ cần phải rửa sạch và đươc tráng rửa kỹ bằng

nước cất Khi lấy mẫu cần tráng rửa bình lấy mẫu 2 đến 3 lần bằng dung dịch mẫu

- Cần lưu ý là chai lấy mẫu không đựng các chất lỏng khác

 Phương thức lấy mẫu

 Lấy mẫu trên đường ống dẫn

Mở vòi nước chảy mạnh 5 đến 10 phút, sau đó mở nút dụng cụ cho miệng dụng cụ vào đầu vòi nước và để chảy tràn 2 đến 3 phút Vặn nút bình mẫu lại

 Lấy mẫu nơi ao, hồ, giếng, ruộng

Ta lấy mẫu ở các điểm khác nhau với độ nông sâu khác nhau Có thể lấy mẫu trực tiếp hoặc bằng dụng cụ lấy mẫu riêng theo chế độ nông sâu (độ sâu có thể từ mức 0,5m; 1m; 1,5m; 2m) Nếu là nước bề mặt thì lấy điểm giữa, xung quang và những điểm bất kỳ

 Lý lịch mẫu phân tích

- Mẫu nước đầu vào: lấy tại đường dẫn nước thô vào trạm bơm cấp I

- Mẫu nước đầu ra: lấy trên đường ống dẫn của trạm bơm cấp II

2.2.1.2 Bảo quản mẫu phân tích

 Chuyên chở mẫu từ nơi lấy về kho và phòng thí nghiệm

Để đảm bảo không làm ảnh hưởng đến kết quả phân tích, việc chuyên chở cũng phải đảm bảo các điều kiện:

- Bằng các phương tiện phù hợp, không tốn kém, kịp thời

- Lấy mẫu cần phải đưa ngay về kho và phòng thí nghiệm

- Không làm hư hỏng mẫu, long tróc nhãn, hư hỏng đồ bao gói, chứa đựng

- Sắp xếp mẫu sao cho các chai, lọ, bình tránh va chạm vào nhau

- Nếu thời gian vận chuyển quá 2h thì mẫu phải được bảo quản nơi thoáng

mát, tránh nhiệt độ trực tiếp

- Vận chuyển mẫu không quá 24h

 Quản lý và bảo quản mẫu phân tích [1]

Việc quản lý, bảo quản mẫu là một khâu kế tiếp của công việc lấy mẫu phân tích Lấy mẫu tốt nhưng bảo quản không tốt thì sẽ làm hỏng mẫu phân tích Để riêng từng loại, từng lô, từng nhóm

- Mẫu phân tích các thông số độ đục, độ màu, clorua, độ cứng, sunfat được

đựng trong chai nhựa 1,5 lít, được bảo quản lạnh trong tủ đá từ 1-4o

C

- Mẫu phân tích hàm lượng sắt, mangan được đựng trong chai nhựa 0,5 lít,

bảo quản bằng HNO3 đặc 1:1 và để trong tủ đá từ 1-4oC

- Mẫu phân tích hàm lượng nitrit, nitrat được đựng trong chai nhựa 0,5 lít, bảo

- Lấy được hoàn toàn, không làm mất chất phân tích

- Không làm nhiễm bẩn thêm chất phân tích đã chọn

- Dùng các hóa chất phải đảm bảo độ sạch đúng yêu cầu

- Không đưa thêm các chất có ảnh hưởng vào mẫu

- Đối với mẫu nước đóng chai, bình thì không cần phải xử lý mẫu

2.2.2 Phương pháp đo và phân tích các chỉ tiêu môi trường

2.2.2.1 Phương pháp đo pH

 Cách tiến hành

- Lắc đều mẫu trước khi đổ ra cốc 100ml để đo

- Rửa sạch dụng cụ bằng nước cất đựng trong bình tia

- Bật máy, nhúng điện cực vào mẫu cần đo

- Đợi cho giá trị pH, nhiệt độ trên máy ổn định rồi đọc trực tiếp kết quả trên

màn hình

- Rửa sạch điện cực bằng nước cất, ngâm điện cực vào dung dịch bảo quản

điện cực

Hình 2.1 Máy 774 pH meter – hãng Metrohm

2.2.2.2 Phương pháp cảm quan xác định mùi

Xác định theo TCVN 2653:1978

 Tiến hành xác định mùi của nước

Lấy 100ml nước chuyển vào bình cầu có nút mài 250ml đậy nút lại, lắc mạnh mẫu Sau đó, mở nút ra rồi dùng khứu giác của mình để xác định mùi của nước

- Nếu bằng cảm giác mà không nhận thấy mùi ta có thể đánh giá là không có

mùi

- Nếu người bình thường không nhận thấy nhưng phát hiện được trong phòng

thí nghiệm ta đánh giá nước có mùi ở mức độ 1

- Nếu người bình thường chú ý sẽ phát hiện được thì ta đánh giá nước có mùi

2.2.2.3 Phương pháp đo độ đục

 Nguyên tắc

Dựa trên sự so sánh của cường độ phân tán ánh sáng bởi một chất lơ lửng trong những điều kiện xác định và cường độ phân tán ánh sáng của mẫu ở cùng điều kiện Cường độ phân tán ánh sáng của mẫu càng cao thì độ đục càng cao

 Cách tiến hành

- Sử dụng máy spectrophotometer HACH-DR 2000

- Bật máy, vào mã chương trình 750 – Enter, chỉnh bước sóng về 450nm

- Cho nước cất vào cuvet ngang đến vạch trắng (25ml), nhấn ZERO cho đến

khi màn hình xuất hiện 0 (FTU)

- Cho mẫu vào cuvet tương tự với mẫu nước cất, bấm READ đọc giá trị đo

- Sử dụng máy Spectrophotometer HACH-DR2000

- Bật máy vào mã chương trình 120-Enter

Hình 2.2 Máy đo quang DR 2000 – Mỹ

Ag+ + Cl-  AgCl ↓ (1)

(trắng đục) 2Ag+ + CrO42- Ag2CrO4 ↓ (2)

Dung dịch huyền phù Aluminium hydroxide: hòa tan 125g aluminium potassium sulfate KAl(SO4).12H2O, làm ấm đến 60oC, thêm từ từ 55ml NH4OH đậm đặc lắc đều Đợi 1 giờ rửa huyền phù với nước cất cho đến khi nước rửa không còn Cl- (thử nghiệm bằng AgNO3) sau đó thêm nước cất cho đủ 1 lít

Nếu mẫu có hàm lượng Cl- cao thì phải tiến hành pha loãng mẫu

Nếu mẫu có độ màu cao thi thêm 3ml dung dịch huyền phù, khuấy kỹ, lắng lọc, rửa giấy lọc, nước rửa nhập chung vào nước qua lọc

 Tính kết quả

Clorua (mg/l) = Trong đó:

V1: thể tích dung dịch AgNO3 dùng định phân mẫu thật (ml)

V0: thể tích dung dịch AgNO3 dùng định phân mẫu trắng (ml)

N: nồng độ đương lượng của AgNO3 (N)

V: thể tích mẫu đem phân tích (ml)