Luận văn thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho cụm công nghiệp Tân Hội

thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho cụm công nghiệp Tân Hội. Trong bài luận văn có đầy đủ cách tính các công trình kèm với các bản vẽ kỹ thuật. Hệ thống xử lý được thiết kế theo hợp khối. Các bản vẽ kỹ thuật được vẽ rất chính xác theo đúng tỉ lệ. Các bạn có thể tham khảo.

i

LỜI CẢM ƠN

Khi luận văn tốt nghiệp này được hoàn thành, đó là lúc đánh dấu kết thúc quá trình trên giảng đường đại học của tôi Quãng thời gian được ngồi trên ghế giảng đường, được học tập, nghiên cứu và vui chơi bên bạn bè có lẽ không chỉ là quãng đời đẹp nhất của riêng tôi mà còn là của tất cả những ai đã từng là sinh viên Để hoàn thành tốt khóa học này cũng như hoàn thành tốt luận văn này ngoài nổ lực của bản thân sự giúp đỡ tận tình của gia đình, thầy cô và bạn bè là nguồn động lực không nhỏ giúp tôi vượt qua những lúc khó khăn nhất

Tôi xin cảm ơn thầy Nguyễn Phạm Khương Duy đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ, dạy dỗ cho tôi nhiều điều trong suốt quá trình học tập cũng như quá trình hoàn thành luận văn này

Tôi cũng muốn gởi lời cám ơn rất nhiều đến các thầy, cô trong khoa môi trường đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập tại khoa

Bên cạnh đó, cảm ơn các bạn cùng khóa 2008 những người đã bên cạnh tôi trong suốt thời gian theo học tại trường Các bạn đã giúp đỡ tôi trong suốt khóa học và trong quá trình hoàn thành luận văn này Hi vọng tình bạn giữa chúng ta sẽ luôn còn mãi

Và cuối cùng, xin dành lời cảm ơn cho gia đình và những người thân của tôi, những người luôn khuyến khích và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập

Tp Hồ Chí Minh, 02 tháng 01 năm 2013

Phạm Anh Việt

ii

iii

iv

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xi

MỞ ĐẦU xii

1 Tính cấp thiết của đề tài xii

2 Nhiệm vụ của luận văn xiii

3 Mục tiêu nghiên cứu xiii

4 Các phương pháp nghiên cứu xiii

5 Nội dung luận văn xiii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỤM CÔNG NGHIỆP TÂN HỘI 1

1.1 Vị trí địa lý 1

1.2 Điều kiện tự nhiên 4

1.2.1 Địa hình 4

1.2.2 Khí hậu 4

1.2.3 Địa chất công trình và địa chất thủy văn: 4

1.2.4 Cảnh quan thiên nhiên 5

1.3 Ngành nghề kinh doanh - định hướng phát triển 5

1.4 Hiện trạng nguồn nước 6

1.4.1 Nguồn nước mặt 6

1.4.2 Nguồn nước ngầm 6

1.5 Lựa chọn nguồn nước 6

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 8

2.1 Tầm quan trọng của nước cấp 8

2.2 Nguồn nước cấp 8

2.2.1 Nguồn nước mặt 8

2.2.2 Nguồn nước ngầm 9

2.3 Các chỉ tiêu trong nước cấp 11

2.3.1 Các chỉ tiêu vật lý 11

v

2.3.1.2 Độ màu (Pt – Co) 11

2.3.1.3 Mùi vị 11

2.3.1.4 Độ đục (NTU) 11

2.3.1.5 Hàm lượng chất rắn trong nước 11

2.2.2 Các chỉ tiêu hóa học 12

2.2.2.1 Hàm lượng ôxi hòa tan (DO) 12

2.2.2.2 Độ pH 12

2.2.2.3 Độ kiềm của nước 12

2.2.2.4 Độ cứng của nước 12

2.2.2.5 Các hợp chất chứa Nitơ 13

2.2.2.6 Các hợp chất Photpho 13

2.2.2.7 Các hợp chất Sắt, Mangan 14

2.2.2.8 Các chất khí hoà tan 14

2.2.2.9 Clorua (Cl-) 14

2.2.2.10 Sunfat (SO42-) 14

2.2.2.11 Các kim loại nặng có tính độc cao 15

2.3.3 Các chỉ tiêu vi sinh 15

2.3.3.1 Vi trùng gây bệnh 15

2.3.2.2 Các loại rong tảo 16

2.4 Các tiêu chuẩn nước cấp 16

2.4.1 Tiêu chuẩn nước cấp cho ăn uống, sinh hoạt 16

2.4.2 Tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt 19

2.4.3 Chất lượng nước cấp cho sản xuất 21

2.5 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước cấp 23

2.5.1 Xử lý nước cấp bằng phương pháp cơ học 23

2.5.1.1 Hồ chứa và lắng sơ bộ 23

2.5.1.2 Song chắn và lưới chắn 24

2.5.1.3 Bể lắng cát 24

2.5.1.4 Lắng 24

2.5.1.5 Lọc 25

2.5.2 Xử lý nước cấp bằng phương pháp hóa lý 26

vi

2.5.2.2 Clo hóa sơ bộ 27

2.5.2.3 Keo tụ - Tạo bông 27

2.5.2.4 Khử trùng nước 29

2.5.2.5 Ổn định nước 30

2.6 Dây chuyền công nghệ xử lý nước 30

2.6.1 Phân loại 30

2.6.2 Một số sơ đồ công nghệ xử lý nước mặt 32

2.6.3 Một số sơ đồ công nghệ xử lý nước mặt tại thực tế 34

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHO CCN TÂN HỘI 38

3.1 Cơ sở lựa chọn 38

3.2 Chất lượng nguồn nước thô 38

3.3 Đề xuất quy trình công nghệ xử lý phù hợp 39

3.4 So sánh ưu điểm và nhược điểm của 2 phương án trên 40

3.5 Thuyết minh công nghệ lưa chọn thiết kế 42

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 43

4.1 Công trình thu và trạm bơm cấp I 43

4.1.11 Lướichắn rác 44

4.1.22 Son chắn rác 44

4.1.33 Ngăn ắn c t(n ăn h ) 45 )

4.1.4 Ngăn hút – Ngăn bơm 45

4.1.5 Tính toán đường kính ống hút và ống đẩy 47

4.1.6 Trạm bơm cấp 1 48

4.2 Lượng hóa chất cần dùng 49

4.2.1 Chất keo tụ 49

4.2.2 Chất kiềm hóa 51

4.3 Cô g rìn ch ẩn bị d n dịch p ènn 52

4.3.1 Bể hòa trộn phèn 53

4.3.2 Bể tiêu thụ phèn 54

4.4 Cô g rìn ch ẩn bị d n dịch v ii 56

4.4.1 Bể hòa trộn vôi (Theo điều 6.19 TCXDVN 33:2006): 56

4.4.2 Bể tiêu thụ vôi 57

vii

4.5.1 Nhiệm vụ 60

4.5.2 Tính toán 60

4.6 Bể phản ứng cơ khí 62

4.6.1 Nhiệm vụ 62

4.6.2 Tính toán 62

4.7 Bể lắng ly tâm 66

4.7.1 Nguyên tắc làm việc 66

4.7.2 Tính toán 66

4.8 Bể chứa trung gian 72

4.9 Bồn lọc áp lực 72

4.9.1 Nguyên tắc hoạt động 72

4.9.2 Cấu tạo của bồn lọc 73

4.9.3 Tính toán bồn lọc cát áp lực 73

4.10 Lọc than hoạt tính 87

4.10.1 Nhiệm vụ 87

4.10.2 Cấu tạo của bồn lọc 87

4.10.3 Tính toán bồn lọc than hoạt tính 88

4.11 Bể chứa nước sạch 100

4.12 Tính toán khử trùng 101

4.13 Thiết kế bể thu cặn và sân phơi bùn 103

4.12.1 Bể thu cặn 103

4.12.2 Sân phơi bùn 104

4.14 Hồ chứa nước thô 107

4.15 Tính toán chọn thiết bị 108

CHƯƠNG 5: KHÁI TOÁN CHI PHÍ 122

5.1 Dự toán chi phí xây dựng cơ bản 122

5.2 Dự toán chi phí vận hành hệ thống 124

5.3 Dự toán chi phí cho 1 m3 nước cấp 124

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 125

TÀI LIỆU THAM KHẢO 126

PHỤ LỤC 127

viii

Hình 1.1 Bản đồ định hướng kết nối với CCN 2 và 3 2

Hình 1.2 Sơ đồ vị trí và mối liên hệ vùng 3

Hình 2.1 Sơ đồ cấp nước trực tiếp sau khi khử trùng 32

Hình 2.2 Sơ đồ xử lý nước bằng lọc chậm 32

Hình 2.3 Sơ đồ lọc trực tiếp 32

Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ xử lý nước nguồn có hàm lượng cặn  2500 mg/l 33

Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước nguồn có hàm lượng cặn > 2500 mg/l 33

Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ xử lý nước nguồn đạt loại B 33

Hình 2.7 Sơ đồ công nghệ xử lý nước nguồn đạt loại C 34

Hình 2.9 Công nghệ xử lý nước mặt của nhà máy nước Cầu Đỏ Đà Nẵng 36

Hình 2.10 Công nghệ xử lý nước mặt của nhà máy nước Sóc Trăng 37

Hình 3.1 Sơ đồ khối công nghệ phương án 1 39

Hình 3.2 Sơ đồ khối công nghệ phương án 2 40

Hình 4.1 Sơ đồ cấu tạo công trình thu và trạm bơm cấp I 43

Hình 4.2 Độ giãn nở của vật liệu lọc ứng với vận tốc rửa ngược 90

ix

Bảng 1.1 Đặc tính nguồn nước mặt 6

Bảng 1.2 Đặc tính nguồn nước ngầm 7

Bảng 2.1 Những điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt 10

Bảng 2.2 Một số chỉ tiêu về chất lượng nước ăn uống theo QCVN 01:2009/BYT 16

Bảng 2.3 Đặc tính nước sau xử lý 20

Bảng 2.4 Chất lượng nước cấp cho làm nguội 22

Bảng 2.5 Chất lượng nước cấp cho nồi hơi 22

Bảng 4.1 Liều lượng phèn để xử lý nước đục 50

Bảng 4.2 Các thông số thiết kế của bể hòa trộn phèn 54

Bảng 4.3 Các thông số thiết kế của bể tiêu thụ phèn 56

Bảng 4.4 Các thông số thiết kế của bể hòa trộn vôi 57

Bảng 4.5 Các thông số thiết kế của bể tiêu thụ vôi 58

Bảng 4.6 Các thông số thiết kế bể trộn cơ khí 62

Bảng 4.7 Các thông số thiết kế bể phản ứng cơ khí 66

Bảng 4.8 Các thông số thiết kế bể lắng 72

Bảng 4.9 Các thông số thiết kế bể lắng 72

Bảng 4.10 Cỡ hạt và chiều dày của lớp đỡ 75

Bảng 4.11 Đặc trưng của lớp vật liệu lọc 75

Bảng 4.12 Độ nở tương đối của vật liệu lọc 76

Bảng 4.13 Thể tích cặn chiếm chỗ trong các lỗ trống 76

Bảng 4.14 Đặc tính của lớp vật liệu lọc 77

Bảng 4.15 Độ ẩm cặn có trong nước 77

Bảng 4.16 Các thông số về chân đỡ 87

Bảng 4.17 Các thông số thiết kế bồn lọc 87

Bảng 4.18 Thông số than NORIT GAC 830 88

Bảng 4.19 Các thông số về chân đỡ 100

Bảng 4.20 Các thông số thiết kế bồn lọc 100

Bảng 4.21 Các thông số xây dựng bể chứa 101 Hình 4.3 Đồ thị tra tổn thất áp lực qua vật liệu lọc Norit GAC 830 (nguồn catalogue Norit GAC 840) 111

x Bảng 5.2 Bảng dự toán chi phí phần thiết bị (giá tiền x 106) 123

xi

KCX Khu chế xuất

CCN Cụm công nghiệp

KCN Khu công nghiệp

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

BYT Bộ y tế

DTM Đánh giá tác động môi trường

COD Chemical Oxygen Demand – nhu cầu oxy hóa học

BOD Biochemical oxygen Demand – nhu cầu oxy sinh hóa

xii

MỞ ĐẦU

Tây Ninh là một tỉnh ở Đông Nam Bộ, Việt Nam Phía Tây và Tây Bắc giáp với Vương quốc Campuchia; phía Đông giáp với tỉnh Bình Dương và Bình Phước; phía Nam giáp Thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Long An

Tây Ninh là một trong 15 tỉnh, thành phố thuộc Trung ương đã tự cân đối được ngân sách và thực hiện nghĩa vụ với Trung ương Phương hướng phát triển của Tây Ninh trong thời gian tới gắn liền với phương hướng phát triển kinh tế – xã hội của Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, một trong những vùng kinh tế năng động, có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao và giữ vai trò quyết định đóng góp vào tăng trưởng kinh tế của cả nước

Phấn đấu đến 2010, tỷ trọng trong GDP của các ngành nông, lâm, ngư nghiệp - công nghiệp, xây dựng - dịch vụ là 28 - 32 - 40; GDP bình quân đầu người 1.000 USD, phấn đấu đến năm 2020 Tây Ninh trở thành một tỉnh công nghiệp phát triển bền vững

Để thực hiện mục tiêu trên trong thời gian qua tỉnh Tây Ninh tập trung phát triển xây dựng các Khu Công nghiệp, các Khu Chế Xuất, các Cụm Công Nghiệp trên địa bàn toàn tỉnh nhằm kêu gọi các nhà đầu tư trong và ngoài nước đầu tư vào Các Khu công nghiệp hiện đang tập trung nhiều tại các huyện Trảng Bàng, Gò Dầu… như KCN Trảng Bàng, KCN Trâm Vàng, KCN Dịch vụ Bourbon An Hòa… Có 1 KCX là KCX Linh Trung 3 (Trảng Bàng) và các Cụm Công Nghiệp chủ yếu ở huyện Tân Châu,Tân Biên thị

xã Tây Ninh…như CCN Cơ Khí, CCN Suối Cạn, CCN Tân Phú…Trong đó CCN Tân Hội (Tân Châu) là một cụm công nghiệp của tỉnh được ưu tiên đầu tư trong giai đoạn

2010 ÷ 2020 Hiện CCN đang khẩn trương tiến hành xây dựng hạ tầng kỹ thuật để đáp ứng yêu cầu của các nhà đầu tư Trong đó nguồn nước cung cấp cho CCN để phục vụ sản xuất và sinh hoạt của doanh nghiệp là vấn đề hết sức cấp thiết đòi hỏi phải nhanh chóng giải quyết để sớm đưa CCN đi vào hoạt động nhằm góp phần giải quyết việc làm cho người dân và thực hiện mục tiêu công nghiệp hóa của tỉnh

Chính nhu cầu cấp thiết trên, đề tài: “ Thiết kế nhà máy xử lý nước cấp cho CCN Tân Hội, huyện Tân Châu, tỉnh Tây Ninh với công suất 3000 m3/ngày.đêm” được thực hiện vì lí do đó

xiii

Thiết kế nhà máy xử lý nước cấp cho CCN Tân Hội, huyện Tân Châu, tỉnh Tây Ninh với công suất: 3000 m3/ngày.đêm

- Khảo sát hiện trạng cấp nước và số liệu nguồn nước khu vực để lựa chọn nguồn nước cung cấp

- Tính toán thiết kế xây dựng nhà máy xử lý nước cấp cho CCN Tân Hội, huyện Tân Châu, tỉnh Tây Ninh với công suất: 3000 m3/ngày.đêm

- Đảm bảo nguồn nước cung cấp cho CCN khi đi vào vào hoạt động

- Phương pháp điều tra thực nghiệm: Điều tra số liệu ghi chép sẵn có về vị trí địa

lí, địa hình, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của khu vực Về chất lượng nguồn nước, tình hình cấp nước và sử dụng nước của người dân Bên cạnh đo, kết hợp với việc hỏi thăm trực tiếp người dân

- Phương pháp thống kê và xử lí số liệu: Các kết quả phân tích sẽ thống kê lại dưới dạng bảng và điều chỉnh hợp lí

- Phương pháp so sánh: So sánh kết quả phân tích với QCVN 02:2009/BYT từ đó xác định chỉ tiêu cần phải xử lí

- Phương pháp phân tích tổng hợp: Thu thập các kiến thức từ các tài liệu sau đó rút

ra phương án xử lí hiệu quả nhất

- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo, thu thập các ý kiến từ các chuyên gia, thầy

cô

- Phương pháp tính toán lựa chọn: Từ quá trình phân tích ta lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy, lựa chọn hệ thống nước ngầm cho phù hợp

 Thu thập số liệu phục vụ cho việc thiết kế

 Xác định nhu cầu dùng nước

 Phân tích số liệu để tính toán thiết kế

 Đề xuất công nghệ xử lý

xiv

 Tính toán các công trình đơn vị

 Khái toán giá thành xử lý

 Kết luận và kiến nghị

 Thực hiện các bản vẽ kĩ thuật

Trang 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỤM CÔNG

NGHIỆP TÂN HỘI

- Phía Đông Bắc : giáp đất nông nghiệp

- Phía Tây Bắc : giáp nhà máy mì Nước Trong

- Phía Tây Nam : giáp với đường nhựa

- Phía Đông Nam : giáp đất nông nghiệp

Trang 2

Hình 1.1 Bản đồ định hướng kết nối với CCN 2 và 3

Trang 3

Hình 1.2 Sơ đồ vị trí và mối liên hệ vùng

 Nhiệt độ không khí: nhiệt độ trung bình khoảng 27,4°C, biên độ dao động thấp (3,9°C)

 Độ ẩm tương đối: ẩm trung bình trong năm vào khoảng 70 ÷ 80%

 Gió: tốc độ gió 1,7 m/s và thổi điều hòa trong năm, Tây Ninh chịu ảnh hưởng của

2 loại gió chủ yếu là gió Tây – Tây Nam vào mùa mưa và gió Bắc – Đông Bắc vào mùa khô

 Bão: Tây Ninh không bị các thiên tai như bão, lụt

 Nắng: lượng ánh sáng quanh năm dồi dào, mỗi ngày trung bình có đến 6 giờ nắng Chế độ bức xạ dồi dào, nhiệt độ cao và ổn định

 Mưa: Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.800 ÷ 2.200 mm Mùa mưa từ tháng

5 đến tháng 11, mùa nắng từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau

1.2.3 Địa chất công trình và địa chất thủy văn

Thủy văn: gần khu đất quy hoạch về hướng Nam có suối Nước Trong

Địa chất: khu vực đất có nền đất tốt Khu vực này khá thuận lợi cho việc xây dựng công trình hạ tầng kỹ thuật và các nhà máy công nghiệp

Trang 5

1.2.4 Cảnh quan thiên nhiên

Cảnh quan thiên nhiên trong khu vực thiết kế quy hoạch còn khá trong lành, xanh mát, chủ yếu là đất trồng cây công nghiệp (mía, mì, cao su) nên không gian xanh chiếm

đa số Chỉ có một vài hộ dân sinh sống đơn lẻ nên môi trường ít bị tác động của con người

1.3 Ngành nghề kinh doanh - định hướng phát triển

Ðịnh hướng phát triển Cụm công nghiệp Tân Hội bước đầu đầu tư xây dựng dự án với diện tích 150 ha Giai đoạn tiếp theo sẽ mở rộng lên 200 ha

Mục tiêu của Cụm công nghiệp Tân Hội kêu gọi đầu tư theo 3 nhóm ngành công

nghiệp chính, trong đó bao gồm nhiều ngành khác nhau như:

- Công nghiệp chế biến thực phẩm (trừ chế biến tinh bột mì)

- Công nghiệp chế biến nông sản, hải sản

- Công nghiệp chế biến thức ăn gia súc

- Cán đúc kim loại màu quy mô nhỏ

- Công nghiệp điện tử, phương tiện thông tin, phương tiện thông tin viễn

thông

- Công nghiệp dược phẩm, thiết bị y tế

Trang 6

- Và các ngành công nghiệp khác (trừ các ngành dệt, nhuộm, thuộc da)

1.4 Hiện trạng nguồn nước

1.4.1 Nguồn nước mặt

Chủ yếu dựa vào hệ thống kênh rạch trên địa bàn toàn Tỉnh, với chiều dài của toàn

bộ hệ thống 617 km, trung bình 0,11 km/km2 và chủ yếu dựa vào 2 sông lớn là sông Sài Gòn và sông Vàm Cỏ Đông (chiều dài 220 km, trong đó có 151 km chảy trong địa phận Tây Ninh); hồ Dầu Tiếng có diện tích 27.000 ha, dung tích 1,45 tỷ m3 và 1.053 tuyến kênh có tổng chiều dài 1.000 km đã phát huy hiệu quả trong cân bằng sinh thái, phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp, cung cấp nước cho nuôi trồng thủy sản, sinh hoạt tiêu dùng

và cho sản xuất công nghiệp; hệ thống suối, kênh, rạch đã tạo ra một mạng lưới thủy văn phân bố tương đối đồng đều trên địa bàn, đạt 0,314 km/km2 và 2.500 ha đầm lầy nằm rải rác ở các vùng trũng ven sông Vàm Cỏ Đông; đồng thời với tổng diện tích ao, hồ lớn có khả năng khai thác, nuôi trồng thủy sản khoảng 1.680 ha, trong đó đã sử dụng nuôi trồng thủy sản khoảng 490 ha

1.4.2 Nguồn nước ngầm

Khá phong phú, phân bố rộng khắp trên địa bàn Tỉnh, với tổng lưu lượng nước ngầm có thể khai thác được 50 ÷ 100 ngàn m3/giờ Vào mùa khô, vẫn có thể khai thác nước ngầm, đảm bảo chất lượng cho sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp, công nghiệp

Mỗi quốc gia đều có những tiêu chuẩn riêng về tiêu chuẩn nước cấp Trong đó, các chỉ tiêu cao thấp khác nhau nhưng nhìn chung các chỉ tiêu phải đảm bảo an toàVn vệ sinh

về số lượng vi sinh có trong nước, không có các chất độc hại làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người, các chỉ tiêu về pH, độ cứng, độ đục, độ màu, hàm lượng kim loại hòa tan, mùi vị…

Các nguồn nước trong tự nhiên ít khi đảm bảo được hết các tiêu chuẩn chung về nước cấp Do đó, tính chất có sẵn của nguồn nước hay bị ô nhiễm nên tùy thuộc vào từng chất lượng nước và yêu cầu về chất lượng nước cấp mà cần phải có quá trình xử lí cho thích hợp, đảm bảo cung cấp nước có chất lượng nước tốt và ổn định chất lượng nước cho từng nhu cầu sử dụng

2.2 Nguồn nước cấp

2.2.1 Nguồn nước mặt

Nguồn nước mặt là nguồn nước tự nhiên gần gũi vối con người nhất và cũng chính

vì vậy mà nguồn nước mặt cũng dễ ô nhiễm do điều kiện môi trường, do các hoạt động của con người khi khai thác và sử dụng nguồn nước Nước mặt chủ yếu là nước sông và nước hồ

Chất lượng nước sông phụ thuộc vào nơi có mât độ dân số cao, công nghiệp phát triển mà công tác quản lí các dòng thải không được chú trọng thì nước sông bị ô nhiễm bởi các chất độc hại, các chất hữu cơ ô nhiễm

Chất lượng nước hồ phụ thuộc vào thời gian lưu, điều kiện thời tiết và chất lượng nguồn nước chảy vào hồ cả nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp Ngoài ra còn

Tổ chức y tế Thế Giới đưa ra một số nguồn ô nhiễm chính trong nước mặt như sau:

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

- Nước nhiễm bẩn do các chất hữu cơ phân hủy từ động thực vật và các chất thải trong nông nghiệp

- Nguồn nước nhiễm bẩn do chất thải công nghiệp, chất thải rắn có chứa các chất độc hại của các cơ sở công nghiệp như phenol, xianua, crôm, cađimi, chì, kẽm…

- Nguồn nước nhiễm bẩn do các chất tẩy rửa tổng hợp trong sinh hoạt và trong công nghiệp

- Nguồn nước nhiễm bẩn do chất phóng xạ, các hóa chất bảo vệ thực vật, các hóa chất hữu cơ tổng hợp trong công nghiệp chất dẻo, vải sợi, các hóa chất vô cơ dùng làm phân bón, nguồn nước thải từ các nhà may nhiệt điện tất cả đều gây ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước mặt

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

bề mặt

2.2.2 Nguồn nước ngầm

Nước ngầm ít chịu ảnh hưởng yếu tố tác động của con người hơn nước mặt Chất lượng nước ngầm tốt hơn chất lượng nước mặt Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các tạp chất hòa tan do ảnh hưởng của điều kiện địa hình, điều kiện địa tầng, thời tiết, các quá trình phong hóa, sinh hóa trong khu vực

Mặt dù vậy, nước ngầm cũng có thể nhiễm bẩn do tác động của con người Các chất thải của con người và động vật, các chất thải hóa học, các chất thải sinh hoạt, cũng như việc sử dụng phân bón hóa học… Tất cả các chất thải đó theo thời gian sẽ ngấm dần vào nguồn nước, tích tụ dần và dẫn đến làm hư hỏng nguồn nước ngầm

Trang 10

Bảng 2.1 Những điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt

Độ đục Thường cao và thay đổi theo mùa Thấp hay hầu như không có Chất khoáng hoà tan Thay đổi theo chất lương đất, lượng

mưa

Ít thay đổi, cao hơn nước mặt ở cùng một vùng

Fe và Mn hoá trị II (ở

trạng thái hoà tan)

Rất thấp, trừ dưới đáy hồ Thường xuyên có

Khí CO2 hoà tan Thường rất thấp hay gần bằng không Thường xuất hiện ở nồng độ cao

NH4+ Xuất hiện có các nguồn nước nhiễm

bẩn

Thường có

SiO2 Thường có nồng độ trung bình thấp Thường có ở nồng độ cao

phân hóa học Các vi sinh vật Vi trùng (nhiều loại gây bệnh) virut

các loại tảo

Các vi khuẩn do sắt gây ra thường xuất hiện

Bản chất địa chất có ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học của nước ngầm Nước luôn tiếp xúc với đất trong trạng thái bị giữ lại hay lưu thông trong đất Nó tạo nên sự cân bằng giữa nước và đất

Tại những khu vực được bảo vệ tốt, ít có nguồn thải gây ô nhiễm, nước ngầm nói chung được đảm bảo bề mặt vệ sinh và có chất lượng khá ổn định

Người ta chia nước ngầm làm 2 loại khác nhau:

- Nước ngầm hiếu khí (có ôxy): Thông thường loại này có chất lượng tốt, có trường hợp không cần xử lí mà có thể cấp trực tiếp cho người tiêu dùng

- Nước ngầm yếm khí (không có ôxy): Trong quá trình nước thấm qua các tầng đất, đá, ôxy bị tiêu thụ Lượng ôxy hòa tan bị tiêu thụ hết, các chất hòa tan như Fe2+

, Mn2+

sẽ tạo thành

Độ đục thường đo bằng máy so màu quang học dựa trên cơ sở thay đổi cường độ ánh sáng khi đi qua lớp nước mẫu Đơn vị của độ đục xác định theo phương pháp này là NTU 1 NTU tương ứng với 0,58 mg foocmazin trong 1 lít nước

2.3.1.5 Hàm lượng chất rắn trong nước

Hàm lượng chất rắn trong nước bao gồm có chất rắn vô cơ (các muối hòa tan, chất rắn không tan như huyền phù, đất cát…), các chất rắn hữu cơ (các vi sinh vật, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, chất thải sinh hoạt, công nghiệp) Trong xử lí nước, về hàm lượng chất rắn có các khái niệm sau:

- Tổng hàm lượng cặn lơ lửng TSS (total suppended solid)

- Cặn lơ lửng SS (Suppended Solid)

- Chất rắn hòa tan DS ( Dissolved Solid ): DS = TDS – SS

Trang 12

- Chất rắn hóa hơi VS (Volatile Solid)

2.2.2 Các chỉ tiêu hóa học

2.2.2.1 Hàm lượng ôxi hòa tan (DO)

Oxy hòa tan trong nước phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ, áp suất, đặc tính của nguồn nước bào gồm các thành phần hóa học, vi sinh và thủy sinh Oxy hòa tan trong nước không tác dụng với nước về mặt hóa học

có trong nước bằng biện pháp làm thoáng

Ngoài ra khi tăng pH và có thêm tác nhân oxi hóa, các kim loại hòa tan trong nước chuyển thành dạng kết tủa và dễ dàng tách ra khỏi nước bằng biện pháp lắng, lọc

Độ pH trong nước có ý nghĩa quan trọng trong các quá trình lý, hoá khi xử lý bằng hóa chất Quá trình chỉ có hiệu quả tối ưu khi ở một khoảng pH ấn định trong những điều kiện nhất định

2.2.2.3 Độ kiềm của nước

Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng các ion Hydrocacbonat, Cacbonat, Hydroxyt

và Anion của các muối của các axit yếu Do hàm lượng các muối của các axit yếu có trong nước rất nhỏ nên độ kiềm toàn phần được đặc trưng bằng tổng hàm lượng các ion sau: Kt = [OH] + [CO32

Trang 13

- Độ cứng vĩnh cửu

Dùng nước có độ cứng cao trong sinh hoạt gây lãng phí xà phòng do Canxi và Magiê phản ứng với các axit béo tạo thành các hợp chất khó hòa tan Trong sản xuất, Canxi và Magiê có thể tham gia các phản ứng kết tủa khác gây trở ngại cho quy trình sản xuất

2.2.2.5 Các hợp chất chứa Nitơ

Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ tạo ra Amoniac, Nitrit, Nitrat Vì vậy, các hợp chất chứa nitơ có trong nước là kết quả của quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ có 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

Khi nước mới bị ô nhiễm do phân bón hay nước thải, trong nguồn nước chủ yếu là

NH4 (nước nguy hiểm)

Nước chủ yếu là NO2 thì nguồn nước đã bị ô nhiễm một thời gian dài hơn (nước ít nguy hiểm hơn)

Nước chủ yếu là NO3 thì quá trình oxy hoá đã kết thúc (nước ít nguy hiểm hơn) Việc sử dụng rộng rải các loại phân bón cũng làm cho hàm lượng Nitrat trong nước tự nhiên cao Ngoài ra, do cấu trúc địa tầng và ở một số đầm lầy, nước thường bị nhiễm Nitrat

2.2.2.6 Các hợp chất Photpho

Trong nước tự nhiên thường gặp nhất là photphat Khi nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi rác và các hợp chất hữu cơ quá trình phân huỷ giải phóng ion PO43- sản phẩm của quá trình có thể tồn tại ở dạng: H2PO4-, HPO42-, PO43-

Nguồn Photphat đưa vào môi trường nước là từ nước thải sinh hoạt, nước thải của một số ngành công nghiệp, phân bón dùng trên đồng ruộng

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 trình xử lý Đặc biệt là hoạt động của bể lắng

2.2.2.8 Các chất khí hoà tan

Các loại khí hoà tan thường gặp trong nước thiên nhiên là khí Cacbonic (CO2), khí Oxy (O2) và Sunfua Dihydro (H2S) Hàm lượng CO2 hoà tan trong nước cao thường làm cho nước có tính ăn mòn bê tông và ngăn cản việc tăng pH của nước

Trong nước mặt Sunfua Dihydro được oxy hóa thành dạng Sunfat Do vậy, sự có mặt của khí H2S trong nước chứng tỏ nguồn nước mặt đó đã bị nhiễm bẩn và có quá thừa chất hữu cơ chưa phân huỷ, tích tụ ở đáy các nguồn nước

Hàm lượng khí H2S hoà tan trong nước nhỏ hơn 0.5mg/l đã tạo cho nước có mùi khó chịu và làm cho nước có tính ăn mòn kim loại

2.2.2.9 Clorua (Cl - )

Muối khoáng hay bị ảnh hưởng quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay

ở các đoạn sông gần biển Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thể gây ra mắc bệnh thận cho người sử dụng Ngoài ra nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bêtông

2.2.2.10 Sunfat (SO4 2- )

Ion sunfat thường có nguồn gốc khoáng chất hay nguồn gốc hữu cơ Nước có hàm lượng sunfat lớn hơn 250mg/l có tính độc hại cho sức khoẻ người sử dụng

Trang 15

2.2.2.11 Các kim loại nặng có tính độc cao

- Arsen (As): Arsen là kim loại có thể tồn tại ở dạng hợp chất vô cơ và hữu cơ

Trong nước arsen thường ở dạng Arsenic Arsen có khả năng gây: Ung thư biểu mô da, phế quản, phổi, các xoang…

- Crom (Cr): Trong địa quyển, Crom tồn tại chủ yếu ở dạng quặng cromit

FeO.C2O3 Crom đưa vào nguồn nước tự nhiên do hoạt động nhân tạo và tự nhiên (phong hóa) Hợp chất Cr+6 là chất oxy hoá mạnh và độc dễ gây: Viêm loét da, xuất hiện mụn cơm, viêm gan, viêm thận, thủng vách ngăn giữa hai lá mía, ung thư phổi,…

- Thuỷ ngân (Hg): Thuỷ ngân còn có trong nước bề mặt và nước ngầm ở dạng vô

cơ Thuỷ ngân vô cơ tác động chủ yếu đến thận, trong khi đó Metyl thuỷ ngân ảnh hưởng chính đến hệ thần kinh trung ương

- Chì (Pb): Đây là một kim loại nặng ảnh hưởng đến ô nhiễm môi trường rất

nhiều Vì nó có khả năng tích luỹ lâu dài trong cơ thể và gây nhiễm độc người, thuỷ sinh qua dây chuyền thực phẩm Chì tác dụng lên hệ thống Enzim vận chuyển Hydro Khi bị nhiễm độc, người bệnh có một số rối loạn cơ thể

2.3.3 Các chỉ tiêu vi sinh

Trong tự nhiên, môi trường nước cũng là nơi sống của rất nhiều loại vi sinh vật, rong tảo và các đơn bào Tùy tính chất các loại vi sinh phân thành hai nhóm: có hại và vô hại Nhóm có hại gồm các vi trùng gây bệnh và các loại rong, rêu, tảo Chúng cần được giảm thiểu trước khi đưa vào sử dụng

2.3.3.1 Vi trùng gây bệnh

Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là do sự nhiễm bẩn rác, phân người

và động vật Trong người và động vật thường có vi khuẩn E.coli sinh sống và phát triển Đây là loại vi khuẩn đường ruột vô hại, thường được bài tiết qua phân ra môi trường Sự

có mặt của E.coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn phân rác và khả năng tồn tại của các loại vi khuẩn gây bệnh kèm theo là cao Số lượng nhiều hay ít tùy thuộc vào mức độ nhiểm bẩn Khả năng tồn tại của vi khuẩn E.coli cao hơn các loại vi khuẩn gây bệnh khác

Do đó, vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng cho việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước

Trang 16

2.3.2.2 Các loại rong tảo

Rong tảo phát triển trong nước làm nước bị nhiễm bẩn hữu cơ và làm cho nước có màu xanh Trong nước mặt có nhiều loại rong tảo sinh sống, các loại gây hại chủ yếu và khó loại trừ là nhóm tảo diệp lục và tảo đơn bào Trong kỹ thuật xử lý và cung cấp nước, hai loại tảo trên thường vượt qua bể lắng và đọng lại trên bề mặt lọc làm tổn thất tăng nhanh Khi phát triển trong các đường ống dẫn nước, rong tảo có thể làm tắc ống, đồng thời còn làm cho nước có tính ăn mòn do quá trình hô hấp thải khí Cacbonic Do vậy để tránh tác hại của rong tảo, cần có biện pháp phòng ngừa sự phát triển của chúng ngay tại nguồn nước

2.4 Các tiêu chuẩn nước cấp

2.4.1 Tiêu chuẩn nước cấp cho ăn uống, sinh hoạt

Nước cấp dùng trong sinh hoạt phải không màu, không mùi, không chứa các chất độc hại, các vi trùng và tác nhân gây bệnh Hàm lượng chất hòa tan không được vượt quá giới hạn cho phép Theo QCVN 01:2009/BYT do Cục Y tế dự phòng và Môi trường biên soạn và được Bộ trưởng Bộ Y tế ban hành theo Thông tư số: 04/2009/TT - BYT ngày 17 tháng 6 năm 2009 về chất lượng nước ăn uống như ở bảng sau: (trích dẫn một số chỉ tiêu quan trọng)

Bảng 2.2 Một số chỉ tiêu về chất lượng nước ăn uống theo QCVN 01:2009/BYT

vị

Giới hạn tối đa cho phép

A

Trang 17

4 pH(*) -

Trong khoảng 6.5-8.5

TCVN 6492:1999 hoặc SMEWW 4500 - H+ A

C

13 Hàm lượng Cadimi mg/l 0.003

TCVN6197 - 1996 (ISO 5961 - 1994) hoặc SMEWW 3500 Cd

A

15 Hàm lượng Crom tổng

TCVN 6222 - 1996 (ISO 9174 - 1990) hoặc SMEWW 3500 - Cr -

C

16 Hàm lượng Đồng tổng

8288 - 1986) hoặc C

Trang 18

SMEWW 3500 - Cu

17 Hàm lượng Xianua mg/l 0.07

TCVN 6171 - 1996 (ISO 6703/1 - 1984) hoặc SMEWW 4500 -

CN

-C

18 Hàm lượng Florua mg/l 1.5

TCVN 6195 - 1996 (ISO10359 - 1 - 1992) hoặc SMEWW 4500 - F-

A

21 Hàm lượng Chì mg/l 0.01

TCVN 6193 - 1996 (ISO

8286 - 1986) SMEWW 3500 - Pb A

B

22 Hàm lượng Mangan

TCVN 6002 - 1995 (ISO 6333 - 1986) A

23

Hàm lượng Thuỷ ngân

TCVN 5991 - 1995 (ISO 5666/1-1983 - ISO 5666/3 -1983)

B

24 Hàm lượng Molybden mg/l 0.07 US EPA 200.7 C

25 Hàm lượng Niken mg/l 0.02

TCVN 6180 -1996 (ISO8288 -1986)

SMEWW 4500Cl hoặc

34 Coliform tổng số

Vi khuẩn/

100ml

0

TCVN 6187 - 1,2 :1996 (ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc SMEWW 9222

100ml

0

TCVN 6187 - 1,2 : 1996 (ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc SMEWW 9222

A

(Nguồn: Cục Y tế dự phòng & Môi trường – Bộ Y tế)

2.4.2 Tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt

Quy chuẩn này quy định mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt thông thường không sử dụng để ăn uống trực tiếp hoặc dùng cho chế biến thực phẩm tại các cơ sở chế biến thực phẩm (sau đây gọi tắt là nước sinh hoạt) Tiêu chuẩn nước sau xử lý: QCVN 02:2009/BYT do Cục Y tế dự phòng và Môi trường biên soạn và được Bộ trưởng Bộ Y tế ban hành theo Thông tư số: 05/2009/TT - BYT ngày 17 tháng 6 năm 2009

Giới hạn tối đa cho phép Phương pháp thử Mức độ

giám sát

1 Màu sắc(*) TCU 15 15

TCVN 6185 - 1996 (ISO 7887 - 1985) hoặc SMEWW 2120

A

2 Mùi vị(*) - Không có

mùi vị lạ

Không có mùi vị lạ

Cảm quan, hoặc SMEWW 2150 B và

2160 B

A

TCVN 6184 - 1996 (ISO 7027 - 1990) hoặc SMEWW 2130 B

A

4 Clo dư mg/l

Trong khoảng 0,3-0,5

Trong khoảng 6,0 - 8,5

Trong khoảng 6,0

A

11 Hàm lượng

TCVN 6195 - 1996 (ISO10359 - 1 - 1992) hoặc SMEWW 4500 - F-

100ml

TCVN 6187 - 1,2:1996 (ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc SMEWW 9222

100ml

TCVN6187 - 1,2:1996 (ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc SMEWW 9222

và độ cứng

Trong sản xuất công nghiệp, lượng nước làm nguội chiếm phần lớn nhu cầu cho sản xuất nói chung Yêu cầu chất lượng nước làm nguội theo bảng sau:

(Nguồn: Công ty TNHH Formosa Việt Nam)

Bên cạnh đó là nồi hơi động lực, nồi hơi cấp nhiệt tuy không có yêu cầu cao về các chỉ tiêu hóa sinh, vi sinh, nhưng lại có các yêu cầu rất cao về các chỉ tiêu hoá học, chất lượng nước cấp cho nồi hơi ở bảng:

Bảng 2.5 Chất lượng nước cấp cho nồi hơi

Oxy hoà tan, mg/l < 50 < 50 < 50 < 20 < 20

Dầu mỡ, mg/l < 3 < 3 < 3 < 1 < 1

Độ oxy hoá KmnO4, mg/l CÀNG THẤP CÀNG TỐT

Trong quá trình xử lý nước cấp cần phải thực hiện các biện pháp như sau:

Biện pháp cơ học: dùng các công trình và thiết bị làm sạch như:lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc

Biện pháp hoá học: dùng các hoá chất cho vào nước để xử lý nước như: dùng phèn làm chất keo tụ, dùng vôi để kiềm hoá nước, cho Clo vào nước để khử trùng

Biện pháp lý học: dùng các tia vật lý để khử trùng nước như tia tử ngoại, sóng siêu

âm Điện phân nước biển để khử muối Khử khí CO2 hoà tan trong nước bằng phương pháp làm thoáng

Trong ba biện pháp xử lý nêu ra trên đây thì biện pháp cơ học là biện pháp xử lý nước cơ bản nhất Có thể dùng biện pháp cơ học để xử lý nước một cách độc lập hoặc kết hợp với các biện pháp hoá học và lý học để rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả xử lý nước Trong thực tế để đạt được mục đích xử lý một nguồn nước nào đó một cách kinh tế

và hiệu quả nhất phải thực hiện quá trình xử lý bằng việc kết hợp của nhiều phương pháp Thực ra cách phân chia các biện pháp như trên chỉ là tương đối, nhiều khi bản thân biện pháp xử lý này lại mang cả tính chất của biện pháp xử lý khác

2.5.1 Xử lý nước cấp bằng phương pháp cơ học

2.5.1.1 Hồ chứa và lắng sơ bộ

Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) 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, và làm nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn nước vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước thô bơm cấp cho nhà máy xử lý nước

Trang 24

2.5.1.2 Song chắn 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 trôi 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 thể có kích thước nhỏ như que tăm nổi, hoặc nhành cây non khi đi qua máy bơm vào các công trình xử lý có thể bị tán nhỏ hoặc thối rữa làm tăng hàm lượng cặn và độ màu của nước

2.5.1.3 Bể lắng cát

Ở các nguồn nước mặt có độ đục lớn hơn hoặc bằng 250 mg/l sau lưới chắn, các hạt 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

Nhiệm vụ của bể lắng cát là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,5; 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

Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang thông thường, nhưng khác với bể lắng ngang là trong vùng lắng của bể lắng lớp mỏng được đặt thêm các bản vách ngăn bằng thép không gỉ hoặc bằng nhựa Các bản vách ngăn này nghiêng một góc 450 ÷

600 so với mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau Do có cấu tạo thêm các bản vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu suất cao hơn so với bể lắng ngang Diện tích bể lắng lớp mỏng giảm 5,26 lần so với bể lắng ngang thuần túy

Trang 25

Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng có ưu điểm là không cần xây dựng bể phản ứng, bởi vì quá trình phản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong điều kiện keo tụ tiếp xúc, ngay trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn ít diện tích xây dựng hơn Tuy nhiên, bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, kỹ thuật vận hành cao Vận tốc nước đi từ dưới lên ở vùng lắng nhỏ hơn hoặc bằng 0,85 mm/s và thời gian lưu nước khoảng 1,5 ÷ 2 giờ

2.5.1.5 Lọc

Bể lọc được dùng để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước tùy thuộc vào yêu cầu đối với chất lượng nước của các đối tượng dùng nước Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại, làm tăng tổn thất áp lực, tốc độ lọc giảm dần Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc, phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc

Tốc độ lọc là lượng nước được lọc qua một đơn vị diện tích bề mặt của bể lọc trong một đơn vị thời gian (m/h) Chu kỳ lọc là khoảng thời gian giữa hai lần rửa bể lọc T (h) Để thực hiện quá trình lọc nước có thể sử dụng một số loại bể lọc có nguyên tắc làm việc, cấu tạo lớp vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau

Thiết bị lọc có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo đặc tính như lọc gián đoạn và lọc liên tục; theo dạng của quá trình như làm đặc và lọc trong; theo áp suất trong quá trình lọc như lọc chân không (áp suất 0,085 MPa), lọc áp lực ( từ 0,3 đến 1,5 Mpa ) hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng

Trong các hệ thống xử lý nước công suất lớn không cần sử dụng các thiết bị lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt Vật liệu lọc có thể sử dụng là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi nghiền, thậm chí cả than nâu hoặc than gỗ Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa phương Quá trình lọc xảy ra theo những cơ chế sau:

- Sàng lọc để tách các hạt rắn hoàn toàn bằng nguyên lý cơ học

- Lắng trọng lực

- Giữ hạt rắn theo quán tính

Trang 26

- Hấp phụ hóa học

- Hấp phụ vật lý

- Quá trình dính bám

- Quá trình lắng tạo bông

Thiết bị lọc với lớp hạt có thể được phân loại thành thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc nhanh, thiết bị lọc hở và thiết bị lọc kín Chiều cao lớp vật liệu lọc trong thiết bị lọc hở dao động trong khoảng 1 ÷ 2 m và trong thiết bị lọc kín từ 0,5 ÷ 1 m

2.5.2 Xử lý nước cấp bằng phương pháp hóa lý

2.5.2.1 Làm thoáng

Bản chất của quá trình làm thoáng là hòa tan oxy từ không khí vào nước để oxy hóa sắt hóa trị II, mangan hóa trị II thành sắt hóa trị III, mangan hóa trị IV tạo thành các hợp chất hydroxyl sắt hóa trị III và hydroxyl mangan hóa trị IV Mn(OH)4 kết tủa dễ lắng đọng để khử ra khỏi nước bằng lắng, lọc

Làm thoáng để khử CO2, H2S có trong nước, làm tăng pH của nước, tạo điều kiện thuận lợi và đẩy nhanh quá trình oxy hóa và thủy phân sắt và mangan, nâng cao công suất của các công trình lắng và lọc trong quy trình khử sắt và mangan Quá trình làm thoáng làm 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 mùi của nước

Có hai phương pháp làm thoáng:

- Đưa nước vào trong không khí: cho nước phun thành tia hay thành màng mỏng chảy trong không khí ở các dàn làm thoáng tự nhiên, hay cho nước phun thành tia và màng mỏng 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

- Hỗn hợp hai phương pháp trên: làm thoáng bằng máng tràn nhiều bậc và phun trên mặt nước