khảo sát hiện trạng và phân tích hệ thống xử lý nước cấp và mạng lưới đường ống cấp nước ở thành phố sóc trăng, tỉnh sóc trăng

Đối với việc đánh giá chất lượng nước đầu vào đầu ra ở từng công đoạn xử lý của xí nghiệp cấp nước thuộc khu công nghiệp An Nghiệp thì nguồn nước cung cấp cho hệ thống xử lý tương đối đã

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

Cán bộ hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

TS Phạm Văn Toàn Đỗ Thanh Sử 1110857

Th.S Nguyễn Văn Tuyến Lê Thành Nghĩa 1110841

2014

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

LỜI CẢM TẠ

Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

- Cha, Mẹ đã hết lòng nuôi dưỡng và dạy bảo con khôn lớn nên người

- Thầy Phạm Văn Toàn và thầy Nguyễn Văn Tuyến, người đã tận tình hướng dẫn, gợi ý và cho những lời khuyên hết sức quan trọng trong việc nghiên cứu

và hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp

- Thầy Đinh Diệp Anh Tuấn đã hỗ trợ và liên hệ và tạo cơ hội, điều kiện để nhóm có thể tiếp xúc và thực hiện đề tài một cách thuận lợi

Xin chân thành cảm ơn:

- Thầy Nguyễn Văn Nàng là cố vấn học tập đã tận tình chỉ dẫn và dạy bảo chúng

em có nhiều nghị lực hơn trong học tập và trong cuộc sống

- Các thầy cô, các anh chị thuộc bộ môn Kỹ thuật môi trường, khoa Môi trường

& Tài nguyên thiên nhiên đã hết lòng quan tâm, giúp đỡ chúng em trong thời gian học tập và thực hiện đề tài luận văn này

- Các anh chị học viên và các bạn sinh viên tham gia dự án “Biến đổi khí hậu và Cấp nước ở Đồng bằng Sông Cửu Long” đã hỗ trợ và chia sẽ thông tin trong suốt quá trình thực hiện đề tài

- Ban lãnh đạo và các cán bộ làm việc trong Công ty TNHH MTV cấp nước Sóc Trăng đã tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm hoàn thành luận văn và cũng xin cám ơn các nhân viên vận hành xí nghiệp cấp nước thuộc khu công nghiệp An Nghiệp đã tận tình giúp đỡ chỉ dẫn chúng em trong quá trình vận hành nhà máy

Xin trân trọng ghi nhớ sự nhiệt tình, cảm thông, chia sẻ và giúp đỡ của tất cả các bạn lớp Kỹ thuật môi trường khóa 37 trong suốt thời gian cùng ngồi chung giảng đường đại học

Xin chân thành cảm ơn!

Lê Thành Nghĩa Đỗ Thanh Sử

TÓM TẮT

Nhằm góp phần nâng cao hiệu quả cấp nước cho Công ty TNHH MTV cấp nước Sóc Trăng bằng việc đánh giá hiện trạng hoạt động của hệ thống xử lý nước cấp của nhà máy nước thuộc khu công nghiệp An Nghiệp, đánh giá hiện trạng hoạt động của mạng lưới đường ống cấp nước ở khu dân cư 586 và tình hình sử dụng nước của người dân và chất lượng nước cấp tại hộ dân trong khu dân cư 586 Để thực hiện các vấn đề nêu trên, nghiên cứu tiến hành khảo sát mạng lưới đường ống cấp nước, tình hình sử dụng nước ở khu dân cư 586, khảo sát và đánh giá chất lượng nước sinh hoạt tại khu dân cư 586 Ngoài ra, nghiên cứu còn tiến hành song song với việc đánh giá chất lượng nước đầu vào đầu ra của từng công đoạn xử lý nước của xí nghiệp cấp nước thuộc khu công nghiệp An Nghiệp Nghiên cứu được tiến hành bằng các phương pháp chính như: khảo sát thực địa mạng lưới đường ống cấp nước

ở khu dân cư 586 và hệ thống công trình xử lý nước cấp trong khu công nghiệp An Nghiệp, lấy mẫu và phân tích mẫu nước ở từng công đoạn xử lý của nhà máy và tại vòi sử dụng nước của 10 hộ dân ở khu dân cư 586, thu thập bản vẽ hệ thống xử lý nước cấp, bản vẽ mạng lưới đường ống cấp nước…

Kết quả nghiên cứu từ tháng 9/2014 đến tháng 11/2014 cho thấy nước sinh hoạt tại khu dân cư tương đối ổn định tại các địa điểm thu mẫu, hầu hết các chỉ tiêu về chất lượng nước đều đạt tiêu chuẩn cấp nước ăn uống của Bộ Y tế QCVN 01/2009 BYT như: pH, độ đục, sắt, clo dư, độ cứng, coliform riêng chỉ tiêu độ mặn thì vượt tiêu chuẩn do nguồn nước cung cấp cho xí nghiệp xử lý nước bị nhiễm mặn, độ mặn biến động trong khoảng 383,3 – 405 mg/L gấp quy chuẩn cho phép 1,5 lần Bên cạnh đó xí nghiệp lại không có công đoạn xử lý mặn, do đó độ mặn của nước không giảm xuống Đối với việc đánh giá chất lượng nước đầu vào đầu ra ở từng công đoạn xử lý của xí nghiệp cấp nước thuộc khu công nghiệp An Nghiệp thì nguồn nước cung cấp cho hệ thống xử lý tương đối đã đạt các tiêu chuẩn cấp nước về độ đục, pH, độ cứng, độ mặn, nên việc khử sắt trên hệ thống là quá trình chủ yếu, tuy nhiên nước sau xử lý có độ cứng tương đối cao dao động trung bình từ 256 – 270

mg CaCO3/L Qua kết quả phân tích thì hiệu quả xử lý sắt đạt qua các công đoạn xử

lý đạt gần 99,51%, nước đầu ra cuối hệ thống xử lý đều đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống (QCVN 01:2009/BYT) Từ kết quả nghiên cứu Công ty cần bổ sung thêm công đoạn khử mặn đối với hệ thống xử lý nước cấp của nhà máy cấp nước Phú Lợi để loại ion Cl- ra khỏi nước, nhằm nâng cao hiệu quả cấp nước cũng như đảm bảo tốt sức khỏe của người dân sử dụng nước

CAM KẾT KẾT QUẢ

Chúng tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của chúng tôi trong khuôn khổ của dự án “Biến đổi khí hậu và Cấp nước ở Đồng bằng Sông Cửu Long” Dự án có quyền sử dụng kết quả của luận văn này để phục vụ cho dự án

Cần Thơ, ngày 01 tháng 12 năm 2014

Tác giả luận văn

Lê Thành Nghĩa Đỗ Thanh Sử

MỤC LỤC

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ii

LỜI CẢM TẠ iii

TÓM TẮT iv

CAM KẾT KẾT QUẢ v

MỤC LỤC vi

DANH SÁCH BẢNG ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xii

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2

1.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN 2

1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

1.4.1 Địa bàn nghiên cứu 2

1.4.2 Thời gian nghiên cứu: học kỳ I năm học 2014 – 2015 2

1.4.3 Đối tượng nghiên cứu 2

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ SÓC TRĂNG 3

2.1.1 Vị trí địa lý 3

2.1.2 Địa hình 4

2.1.3 Khí hậu 4

2.1.4 Thủy văn và hải văn 4

2.2 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC DÙNG ĐỂ CẤP NƯỚC 6

2.2.1 Nguồn nước mặt 6

2.2.2 Nguồn nước ngầm 6

2.3 TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC 7

2.3.1 Tính chất lý học của nước 7

2.3.2 Tính chất hóa học của nước 8

2.3.3 Các chỉ tiêu vi sinh 11

2.4 MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 11

2.4.1 Phân loại mạng lưới 11

2.4.2 Các loại ống dùng trong mạng lưới cấp nước 12

2.4.3 Nguyên tắt bố trí đường ống cấp nước 13

2.5 CÁC QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC NGẦM 14

2.5.1 Một số quy trình xử lý nước ngầm trong và ngoài nước 14

2.5.2 Giếng khoan 18

2.5.3 Khử sắt trong nước ngầm 18

2.5.4 Trộn và bể trộn 19

2.5.5 Bể lắng và quá trình lắng 20

2.5.6 Bể lọc và quá trình lọc 23

2.5.7 Khử trùng nước 24

2.5.8 Một số công nghệ khử mặn 25

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

3.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NÔI DUNG 1: KHẢO SÁT MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG ỐNG CẤP NƯỚC VÀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NƯỚC Ở KHU DÂN CƯ 586 27

3.1.1 Phương pháp thu thập số liệu 27

3.1.2 Phương pháp xử lý số liệu 27

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NỘI DUNG 2: KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP Ở KHU DÂN CƯ 27

3.2.1 Phương pháp thu mẫu 27

3.2.2 Phương pháp bảo quản và phân tích mẫu 28

3.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 28

3.2.4 Phương pháp đánh giá 28

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NỘI DUNG 3: KHẢO SÁT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP CỦA NHÀ MÁY CẤP NƯỚC KHU CÔNG NGHIỆP AN NGHIỆP 28

3.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 28

3.3.2 Phương pháp xử lý số liệu 29

3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NỘI DUNG 4: KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CỦA NHÀ MÁY CẤP NƯỚC KHU CÔNG NGHIỆP AN NGHIỆP 29

3.4.1 Phương pháp thu mẫu 29

3.4.2 Phương pháp bảo quản và phân tích mẫu 31

3.4.3 Phương pháp xử lý số liệu 31

3.4.4 Phương pháp đánh giá 31

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32

4.1 KHẢO SÁT MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG ỐNG CẤP NƯỚC VÀ TÌNH HÌNH SỬ

DỤNG NƯỚC Ở KHU DÂN CƯ 586 32

4.1.1 Khảo sát mạng lưới đường ống cấp nước ở khu dân cư 586 32

4.1.2 Khảo sát tình hình sử dụng nước ở khu dân cư 586 33

4.2 KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP CỦA MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG ỐNG CẤP NƯỚC Ở KHU DÂN CƯ 586 36

4.2.1 Chỉ tiêu pH 37

4.2.2 Độ cứng 37

4.2.3 Sắt tổng 38

4.2.4 Độ mặn 39

4.2.5 Độ đục 39

4.2.6 Clo dư 40

4.2.7 Coliform 41

4.3 KHẢO SÁT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP CỦA NHÀ MÁY CẤP NƯỚC KHU CÔNG NGHIỆP AN NGHIỆP 41

4.3.1 Công nghệ xử lý nước ngầm của nhà máy 41

4.3.2 Các hạng mục trong hệ thống xử lý nước cấp của nhà máy cấp nước khu công nghiệp An Nghiệp 44

4.4 KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CỦA NHÀ MÁY CẤP NƯỚC KHU CÔNG NGHIỆP AN NGHIỆP 47

4.4.1 Chất lượng nước tại các công đoạn xử lý của nhà máy 47

4.4.2 Đánh giá hiệu quả xử lý của quy trình xử lý nước cấp của nhà máy 53

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

5.1 KẾT LUẬN 54

5.2 KIẾN NGHỊ 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 3.1 Phương pháp và phương tiện phân tích các chỉ tiêu 28Bảng 4.1 Kết quả phân tích mẫu nước chỉ tiêu coliform tại KDC 586 41Bảng 4.2 Kết quả phân tích nước cấp đầu ra trong 3 đợt thu mẫu 53

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ vị trí Tỉnh Sóc Trăng 3

Hình 2.2 Quy trình công nghệ xử lý nước ngầm ở Thành phố bergen op Zom (Hà Lan) 15

Hình 2.3 Quy trình xử lý nước ngầm ở Thành phố Schift (Hà Lan) 16

Hình 2.4 Công nghệ xử lý nước cấp ở thành phố Trà Vinh 17

Hình 3.1 Van xả ống thu nước giếng tập trung 29

Hình 3.2 Kênh thu nước sau bể trộn……….29

Hình 3.3 Ngăn thu nước sau bể lắng 30

Hình 3.4 Hố thu nước sau lọc……… 30

Hình 3.5 Hố thăm nước ở bể chứa 30

Hình 3.6 Van nước đầu ra……….30

Hình 4.1 Vị trí địa lý khu dân cư Trần Hưng Đạo 586 32

Hình 4.2 Hiện trạng sử dụng nước sinh hoạt của người dân trước khi sử dụng nước từ công ty cấp nước 33

Hình 4.3 Biểu đồ thể hiện mục đích sử dụng nước của hộ dân tại khu dân cư 586 34 Hình 4.4 Số vòi nước được sử dụng tại gia đình hộ dân 34

Hình 4.5 Nhận biết của người dân về tình trạng có, không hay không biết vấn đề rò rỉ đường ống hay vòi nước 35

Hình 4.6 Khả năng cung cấp nước của mạng lưới cấp nước vào các giờ cao điểm 35 Hình 4.7 Chất lượng nước sinh hoạt tại KDC 586 36

Hình 4.8 Số hộ dân có sử dụng bồn chứa nước 36

Hình 4.9 Sự biến động giá trị pH tại khu vực khảo sát 37

Hình 4.10 Sự biến động giá trị độ cứng tại khu vực khảo sát 38

Hình 4.11 Sự biến động giá trị sắt tổng tại khu vực khảo sát 38

Hình 4.12 Sự biến động giá trị độ mặn tại khu vực khảo sát 39

Hình 4.13 Sự biến động giá trị độ đục tại khu vực khảo sát 40

Hình 4.14 Sự biến động giá trị Clo dư tại khu vực khảo sát 40

Hình 4.15 Sơ đồ vị trí xí nghiệp cấp nước thuộc KCN An Nghiệp 42

Hình 4.16 Sơ đồ khối công nghệ xử lý 43

Hình 4.17 Hình mặt cắt giàn mưa 44

Hình 4.18 Mặt cắt bể trộn 45

Hình 4.19 Mặt cắt bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng 45

Hình 4.20 Mặt cắt bể lọc 46

Hình 4.21 Mặt cắt bể chứa 46

Hình 4.22 Biến động pH qua các giai đoạn xử lý 47

Hình 4.23 Biến động nồng độ sắt tổng qua các giai đoạn xử lý 48

Hình 4.24 Biến động nồng độ Clo dư đầu ra hệ thống 49

Hình 4.25 Biến động độ cứng qua hệ thống xử lý nước 50

Hình 4.26 Biến động độ mặn qua hệ thống xử lý 51

Hình 4.27 Biến động độ đục qua hệ thống xử lý 51

Hình 4.28 Biến động mật độ số coliform qua hệ thống xử lý 52

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên

MT&TNTN Môi Trường & Tài Nguyên Thiên Nhiên

Chất lượng nước cấp đến các hộ gia đình cũng không hoàn toàn đảm bảo theo tiêu chuẩn vệ sinh, mặc dù chất lượng nước xử lý tại các máy nước đều đạt các chỉ tiêu của nước cấp Nguyên nhân là do nước được phân phối trong đường ống có áp lực thấp hay không có áp lực hay thậm chí có áp suất âm và các đấu nối bị hỏng, những nguyên nhân trên khiến cho nước dễ dàng bị rò rỉ khi vận chuyển trong đường ống nước Khi áp lực nước bên trong ống tăng cao đến mức đủ cho nước có thể tự chảy (lớn hơn 0,6 m/s), những cặn bẩn lâu ngày trong hệ thống ống có thể chảy lẫn trong ống và làm giảm chất lượng nước khi nước được cấp đến các hộ gia đình Theo như kết quả khảo sát của Hội Cấp Thoát Nước Việt Nam, hiện nay có khoảng 50% mạng lưới phân phối đạt tiêu chuẩn nước sạch Việc quản lý chặt chẽ các hệ thống đường ống để kịp thời phát hiện các nguy cơ có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng nước đến hộ gia đình là một việc làm cần thiết và đòi hỏi tính kỹ thuật cao (Ngô Đức Chân và ctv, 2010)

Ở tỉnh Sóc Trăng nguồn cấp nước mặt chính của tỉnh là từ sông Hậu, theo các hệ thống sông, kênh rạch chằng chịt đưa nước về Sóc Trăng Tuy nhiên, khi về tới Sóc Trăng, cùng với các vấn đề xâm nhập mặn và nước phèn, những trở ngại gây ra do cấu trúc thổ nhưỡng và đặc điểm địa hình, sự nhiễm bẩn do các hoạt động của con người và các hoạt động phát triển kinh tế gây ra đã làm cho chất lượng nước trở nên xấu đi Ngoài ra do tiếp giáp với biển Đông nên nguồn nước mặt Sóc Trăng chịu sự tác động xâm nhập mặn mạnh mẽ từ biển thông qua hệ thống sông Mỹ Thanh, sông Hậu, các kênh ven biển Vĩnh Châu… Toàn bộ phần diện tích nằm ở phía Nam Quốc

lộ I - Sóc Trăng, Đại Ngãi đều nằm trong vùng bị ảnh hưởng mặn 4 g/L từ 3 - 6 tháng Hiện nay nhờ các dự án thuỷ lợi Tiếp Nhật, Ba Rinh -Tà Liêm, Quản Lộ - Phụng Hiệp, nước mặn chủ yếu chỉ còn ở trên các sông, rạch phần lớn huyện Mỹ Xuyên, Vĩnh Châu, một phần huyện Thạnh Trị

Tuy nhiên vấn đề thiếu nước ngọt cho sinh hoạt và sản xuất là một trong những vấn

đề quan trọng cần được khắc phục (Ngô Đức Chân và ctv, 2010)

Để khắc phục tình trạng thiếu nước ngọt thì việc sử dụng nước ngầm để làm nguồn cấp nước sinh hoạt cho người dân được xem là một giải pháp hiệu quả Để hiểu rõ hơn về hiện trạng cấp nước sinh hoạt tại thành phố Sóc Trăng và mạng lưới cấp nước sinh hoạt đề tài “Khảo sát hiện trạng và phân tích hệ thống xử lý nước cấp và mạng lưới đường ống cấp nước ở thành phố Sóc Trăng, tỉnh Sóc Trăng” được thực hiện

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

- Mục tiêu 1: đánh giá hiện trạng hoạt động của hệ thống xử lý nước cấp của nhà máy nước thuộc khu công nghiệp An Nghiệp, góp phần giúp nhà máy nâng cao hiệu quả xử lý nước

- Mục tiêu 2: đánh giá hiện trạng hoạt động của mạng lưới đường ống cấp nước

ở khu dân cư 586 và tình hình sử dụng nước của người dân và chất lượng nước cấp tại hộ dân trong khu dân cư 586

1.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN

- Nội dung 1: khảo sát mạng lưới đường ống cấp nước và tình hình sử dụng nước

1.4.1 Địa bàn nghiên cứu

- Địa điểm lấy mẫu:

Nhà máy cấp nước An Nghiệp, khu công nghiệp An Nghiệp, TP Sóc Trăng, tỉnh Sóc Trăng

Khu dân cư 586, đường Trần Hưng Đạo, phường 2, TP Sóc Trăng, tỉnh Sóc Trăng

- Địa điểm phân tích mẫu:

Phòng thí nghiệm của công ty TNHH MTV cấp nước Sóc Trăng

Phòng thí nghiệm xử lý nước thải khoa MT&TNTN trường Đại học Cần Thơ

1.4.2 Thời gian nghiên cứu: học kỳ I năm học 2014 – 2015

1.4.3 Đối tượng nghiên cứu

- Nhà máy cấp nước khu công nghiệp An Nghiệp

- Mạng lưới đường ống cấp nước khu dân cư 586

- Các hộ dân trong khu dân cư 586

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ SÓC TRĂNG

2.1.1 Vị trí địa lý

Tỉnh Sóc Trăng là một trong những tỉnh ven biển của bán đảo Cà Mau thuộc phạm

vi của sông Hậu Phía đông giáp tỉnh Trà Vinh với ranh giới là sông Hậu, phía nam giáp Biển Đông (với chiều dài khoảng 72 km), phía tây giáp tỉnh Bạc Liêu, phía bắc giáp tỉnh Hậu Giang và một phần tỉnh Vĩnh Long Tổng diện tích là 3.331,76 km2, bao gồm TP Sóc Trăng và 10 huyện (Cù Lao Dung, Kế sách, Long Phú, Mỹ Tú,

Mỹ Xuyên, Ngã Năm, Thạnh Trị, Châu Thành,Vĩnh Châu và Trần Đề), (Ngô Đức Chân và ctv, 2010)

Vị trí địa lí tỉnh Sóc Trăng tiếp giáp với

- Phía Bắc: giáp với tỉnh Hậu Giang và một phần tỉnh Vĩnh Long

- Phía Đông: giáp với tỉnh Trà Vinh

- Phía Nam: giáp với Biển Đông

- Phía Tây: giáp với tỉnh Bạc Liêu

Hình 2.1 Sơ đồ vị trí Tỉnh Sóc Trăng

(Nguồn: Ngô Đức Chân và ctv, 2010)

2.1.2 Địa hình

Sóc Trăng có địa hình tương đối thấp và bằng phẳng, địa hình bao gồm phần đất bằng xen kẽ những vùng trũng và các giồng cát Toàn bộ tỉnh Sóc Trăng nằm ở phía Nam của vùng cửa sông Hậu, cao độ địa hình thay đổi trong khoảng 0,2 – 2 m so với mực nước biển, vùng nội đồng có cao độ trung bình từ 0,5 - 1,0 m Địa hình của tỉnh có dạng hình lòng chảo thoải, hướng dốc chính từ sông Hậu thấp dần vào phía trong, từ biển Đông và kênh Quản Lộ thấp dần vào đất liền với những giồng đất ven sông, biển (Ngô Đức Chân và ctv, 2010)

Tỉnh Sóc Trăng nhìn chung có địa hình trũng thấp bao gồm 3 dạng:

- Đồng bằng tích tụ ven sông: chiếm phần lớn diện tích tỉnh Sóc Trăng, độ cao địa hình phổ biến trong khoảng 0,5 - 1,5 m

- Đồng bằng tích tụ ven biển: chiếm phần nhỏ diện tích từ Lịch Hội Thượng đến Vĩnh Châu, độ cao địa hình phổ biến trong khoảng 0,5 - 2,0 m

- Các giồng cát cổ: phân bố thành từng dải hình cánh cung kéo dài theo hướng song song bờ biển, độ cao địa hình phổ biến trong khoảng 1,5 - 2,0 m

Với địa hình thấp, bị phân cắt nhiều bởi hệ thống các sông rạch và kênh mương thủy lợi, lại tiếp giáp với biển cho nên dễ bị nước biển xâm nhập (nhiễm mặn), nhất

là vào mùa khô

2.1.3 Khí hậu

Khí hậu tỉnh Sóc Trăng có đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo và chia làm hai mùa rõ rệt Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau

Nhiệt độ trung bình năm 26,6ºC (năm 2008), nhiệt độ cao nhất trong năm vào tháng

4 (28,2ºC) và nhiệt độ thấp nhất vào tháng 1 (25,4ºC)

Tổng lượng bức xạ trung bình trong năm tương đối cao, đạt 140 – 150 kcal/cm2 Tổng giờ nắng bình quân trong năm 2.292,7 giờ (khoảng 6,28 giờ/ngày), cao nhất thường vào tháng 3 là 282,3 giờ, thấp nhất thường vào tháng 9 là 141,5 giờ

Lượng mưa trung bình hàng năm là 1.600 - 2.230 mm, chênh lệch lớn theo mùa, mùa mưa chiếm 90% tổng lượng mưa, mùa khô rất ít, có tháng không mưa

Độ ẩm trung bình cả năm là 84% (cao nhất 89% vào mùa mưa, thấp nhất 75% vào mùa khô)

Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, tỉnh Sóc Trăng có các hướng gió chính như sau: Tây, Tây Nam, Đông Bắc, Đông Nam và gió được chia làm 2 mùa rõ rệt là gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam Mùa mưa chịu ảnh hưởng của gió mùa Tây Nam là chủ yếu; còn mùa khô chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc là chủ yếu với tốc độ gió trung bình là 1,77 m/s (Ngô Đức Chân và ctv, 2010)

2.1.4 Thủy văn và hải văn

Nguồn nước mặt của tỉnh Sóc Trăng tương đối dồi dào với hệ thống kênh rạch chằng chịt, gồm một số sông, kênh chính:

- Sông Hậu: chảy dọc theo ranh giới phía Đông của tỉnh, với chiều dài khoảng

60 km Sông Hậu đổ ra biển theo hai cửa Trần Đề và Định An, là nguồn cung cấp nước ngọt chính cho tỉnh, song cũng là đường mặn biển Đông xâm nhập vào

- Sông Mỹ Thanh: có mặt cắt khá rộng, chiều rộng trung bình khoảng 200 m, chiều sâu trung bình từ 11,5 – 14 m

- Kênh Quản Lộ - Phụng Hiệp: nối liền sông Hậu, chạy dài theo ranh giới phía Bắc của tỉnh, là trục dẫn nước ngọt quan trọng Đoạn chảy qua địa phận tỉnh Sóc Trăng có chiều rộng trung bình từ 60 – 90 m, sâu 4 – 8 m (Ngô Đức Chân

và ctv, 2010)

- Sông rạch tỉnh Sóc Trăng nằm trong vùng ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều không đều, cao độ mực nước của hai đỉnh triều và hai chân triều không bằng nhau, biên độ triều trung bình từ 194 – 220 cm

Nguồn nước trên hệ thống sông rạch tỉnh Sóc Trăng là kết quả của sự pha trộn giữa lượng mưa tại chỗ, nước biển và nước thượng nguồn sông Hậu đổ về Dòng của sông Hậu khá mạnh vào mùa mưa, đây cũng là thời kỳ mùa lũ ở sông Hậu Dòng tổng hợp ven bờ khoảng 1 m/s

Do ảnh hưởng bởi dòng thủy triều và hải triều nên nước trên sông bị nhiễm mặn vào mùa khô, vào mùa mưa nước sông được ngọt hóa Phần sông rạch giáp biển bị nhiễm mặn quanh năm, do đó không thể phục vụ tưới cho nông nghiệp, nhưng bù lại nguồn nước mặn, lợ ở đây tạo thuận lợi trong việc nuôi trồng thủy sản (Ngô Đức Chân và ctv, 2010)

2.1.5 Chất lượng nước mặt ở thành phố Sóc Trăng

So với chất lượng nước tại khu vực các huyện, nguồn nước các kênh rạch tại thành phố Sóc Trăng bị ô nhiễm nặng hơn Kết quả phân tích cho thấy nồng độ oxy hòa tan trong nước có giá trị rất thấp (chưa đạt ngưỡng giới hạn cho phép đối với môi trường nước mặt theo quy chuẩn kỹ thuật QCVN 08:2008 loại B1) và ngày càng suy giảm nhiều so với giai đoạn năm 2002

Nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm nồng độ oxy trong nước do gia tăng hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước, các thành phần này có xu hướng tăng dần theo thời gian Kết quả quan trắc hầu hết đều vượt ngưỡng giới hạn cho phép

Nồng độ Nitơ trong hệ thống nước mặt có giá trị rất cao Hàm lượng NO3- dao động trong khoảng từ 1,4 - 2,0 mg/L và NH4+ dao động từ 0,15 - 6,2 mg/L Giá trị nồng

độ Nitơ tổng được phân tích cho thấy hầu hết vượt ngưỡng giới hạn với giá trị cao nhất tại sông Santard là 40 mg/L

Nồng độ Photpho trong hệ thống nước mặt cũng có giá trị rất cao Hàm lượng đo được tại nhiều nơi vượt ngưỡng giới hạn nhiều lần với giá trị cao nhất tại kênh Tám Thước là 35 mg/L (vào năm 2008, năm 2009)

Ngoài ra, do ảnh hưởng tổng hợp bởi các yếu tố tự nhiên (khô hạn, biến đổi khí hậu…), tác nhân (quá trình phát triển của con người) đã dẫn đến hiện tượng xâm nhập mặn ngày càng gay gắt tại tỉnh Sóc Trăng trong thời gian gần đây Nếu như năm 2009, đô mặn chủ yếu xâm nhập mạnh theo sông Hậu thì năm 2010 lại chủ yếu

theo sông Mỹ Thanh Đầu mùa khô năm 2010, mặn xâm nhập sâu vào đất liền có nơi đến 30 km Theo kết quả đo đạc của trung tâm khí tượng Thủy văn Sóc Trăng cho thấy, độ mặn tại Đại Ngãi (huyện Long Phú) 3‰, tại xã Thạnh Phú (huyện Mỹ Xuyên) 4,6‰, tại thành phố Sóc Trăng là 2,3‰, cao gấp 2 đến 10 lần so với cùng

kỳ năm 2009 ( Ngô Đức Chân và ctv, 2010)

2.2 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC DÙNG ĐỂ CẤP NƯỚC

Theo Nguyễn Ngọc Dung (1999), nguồn nước thiên nhiên được sử dụng vào mục đích cấp nước, có thể chia làm 2 loại:

- Nước mặt: sông ngòi, ao hồ và biển

- Nước ngầm: mạch nông, mạch sâu và giếng khoan

2.2.1 Nguồn nước mặt

Nguồn nước mặt chủ yếu do các sông, hồ chứa và trường hợp đặc biệt mới dùng đến nước biển Nước mưa, hơi nước trong không khí ngưng tụ và một phần do nước ngầm tập trung lại thành những dòng suối và thành sông Do kết hợp từ các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nước mặt là:

- Chứa khí hòa tan, đặc biệt là oxy

- Chứa nhiều chất rắn lơ lửng Riêng trong trường hợp nước chứa trong hồ, lượng chất rắn lơ lửng còn lại tương đối thấp và chủ yếu ở dạng keo

- Có hàm lượng chất hữu cơ cao

- Có sự hiện diện của nhiều loại tảo

Nước biển thường có độ mặn rất cao Hàm lượng muối trong nước biển thường thay đổi tùy theo vị trí địa lý như: khu cửa sông, gần hay xa bờ Ngoài ra trong nước biển thường có nhiều chất rắn lơ lửng, chủ yếu là các phiêu sinh động vật (Nguyễn Ngọc Dung, 1999)

2.2.2 Nguồn nước ngầm

Nước mưa, nước mặt và hơi nước trong không khí ngưng tụ lại thẩm thấu vào lòng đất tạo thành nước ngầm Nước ngầm được giữ lại hoặc chuyển động trong các lỗ rỗng hay khe nứt của các tầng đất đá tạo nên tầng ngậm nước Khả năng ngậm nước của các tầng đá phụ thuộc vào độ nứt nẻ Trong quá trình thấm qua các lớp đất, các tạp chất, vi trùng được giữ lại nên nước ngầm có chất lượng tốt (Nguyễn Ngọc Dung, 1999)

Nước ngầm được khai thác từ các tầng chứa nước dưới đất Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua Do vậy nước chảy qua các lớp địa tầng chứa cát hoặc granit thường có tính axit và chứa ít khoáng chất Khi chảy qua địa tầng chứa đá vôi nước thường có độ kiềm bicacbonat khá cao Ngoài ra các đặc trưng chung của nước ngầm là:

- Độ đục thấp

- Nhiệt độ và thành phần hóa học tương đối cao

- Không có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí H2S, CO2

- Chứa nhiều khoáng chất hòa tan đáng kể là sắt, mangan, flour

Không có sự hiện diện của vi sinh vật

Nước ngầm ở nước ta có hàm lượng muối cao ở các vùng ven biển, ở các nơi khác phổ biến có hàm lượng sắt, mangan, canxi, magie lớn hơn tiêu chuẩn cho phép nên phải xử lý mới dùng được, nước ngầm mạch sâu được các tầng trên bảo vệ nên ít bị nhiễm bẩn bởi các hợp chất hữu cơ và vi trùng (Hoàng Huệ, 1993)

2.3 TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC

2.3.1 Tính chất lý học của nước

Nước thiên nhiên dùng cho hệ thống cấp nước thường có chất lượng khác nhau Nước mặt có nhiều vi trùng, độ đục và hàm lượng muối cao Nước ngầm trong, ít vi trùng, nhiệt độ ổn định, nhiều muối khoáng thường có hàm lượng sắt, mangan và các khí hòa tan cao

a Nhiệt độ

Nhiệt độ của nước là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu Nhiệt độ ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lý nước và nhu cầu tiêu thụ Nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định 17 - 27oC, nhiệt độ được xác định bằng nhiệt kế (Trịnh Xuân Lai, 2004)

b 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

Có thể giảm nồng độ các hợp chất humic và giảm cường độ màu của nước bằng các hợp chất oxy hóa mạnh như: Cl2, O3, KMnO4, các chất này sẽ oxy hóa phần gây màu của các phân tử hợp chất humic Sau đó có thể khử chúng ra khỏi nước bằng keo tụ, hấp thụ than hoạt tính và lọc Nếu màu của nước do sắt (màu nâu), mangan (màu đen), hoặc các chất lơ lửng như tảo gây màu xanh lam, xanh lục thì có thể khử bằng lọc nhanh hoặc lọc chậm, keo tụ tạo bông rồi lọc

Đơn vị đo độ màu thường dùng là Platin-Coban 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 độ màu thực của nước (do các chất hòa tan gây nên) phải dùng biện pháp hóa lý kết hợp (Trịnh Xuân Lai, 2004)

c 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 các, các vi sinh vật…khả năng truyền ánh sáng bị giảm đi Nước có độ đục lớn chứng tỏ trong nước có nhiều căn bẩn Đơn vị đo độ đục thường là mg SiO2/L, NTU, FTU (Trịnh Xuân Lai, 2004)

Hiệu quả khử trùng sẽ giảm mạnh nếu nước có độ đục cao, vì các chất khử trùng không thể tiếp cận với vi khuẩn do rào cản vật lý hoặc tạo ra các chất phản ứng hóa học gây đục làm giảm khả năng khử trùng

d 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 quá trình phân hủy vật chất gây nên Nước thiên nhiên có thể

có mùi đất, mùi tanh, mùi thối 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, nước có thể có vị mặn, ngọt, chát, đắng

Các chất gây mùi trong nước phần lớn có thể khử bằng cách làm thoáng khi chúng

là các chất hòa tan dễ bay hơi Sử dụng quá trình oxy hóa trong quá trình lọc nhanh lọc chậm, lọc khô cũng có thể khử được chất gây mùi Hiệu quả của quá trình phụ thuộc vào khả năng bị oxy hóa của các chất đó Thường xử dụng các chất oxy hóa như Cl2, ClO2, KMnO4 Khi lọc nước qua than hoạt tính với thời gian tiếp xúc từ

10 đến 15 phút cũng có khả năng khử mùi tốt (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2003)

e Độ nhớt

Độ nhớt là đại lượng biểu thị lực ma sát nội sinh ra trong quá trình dịch chuyển giữa các lớp chất lỏng với nhau Đây là yếu tố chính gây ra tổn thất áp lực do đó nó đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nước Độ nhớt tăng khi hàm lượng các muối hòa tan tăng và giảm khi nhiệt độ tăng (Nguyễn Lan Phương, 2007)

f Độ dẫn điện

Nước có độ dẫn điện kém Nước tinh khiết ở 20oC có độ dẫn điện là 4 , 2S / m

(tương đương điện trở 23,8 M/cm) Độ dẫn điện của nước tăng theo tăng theo

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

Thông số này thường dùng để đánh giá hàm lượng các khoáng hòa tan trong nước (Trịnh Xuân Lai, 2004)

g Tính phóng xạ

Tính phóng xạ của nước là do sự phân hủy các chất phóng xạ có trong nước tạo nên Nước ngầm thường nhiễm các chất phóng xạ tự nhiên, các chất này có thời gian bán phân hủy rất ngắn nên thường vô hại (Trịnh Xuân Lai, 2004)

Vai trò pH trong nước có ý nghĩa quan trọng trong các quá trình lý hóa, thí dụ khi

xử lý nước bằng hóa học, quá trình chỉ có hiệu quả tối ưu ở một giá trị pH nhất định trong điều kiện nhất định (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2003)

pH ảnh hưởng đến các hoạt động sinh học trong nước, liên quan đến tính tan và tính

ăn mòn pH có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọn các phương pháp xử lý nước

b Độ kiềm

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

và anion của các muối axit yếu Do hàm lượng các muối này trong nước rất thấp nên có thể bỏ qua

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

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

nổ sẽ rất nguy hiểm; làm mất tác dụng tẩy rửa của xà phòng do tạo muối canxi stearat làm mau mục vải nhanh hư quần áo; đối với sức khỏe con người nước cứng

là nguyên nhân gây ra các bệnh sỏi thận và một trong các nguyên nhân gây tắt động mạch do đóng cặn vôi ở trong thành của động mạch (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2003)

e Clorua

Clo tồn tại trong trong nước ở dạng ion Cl- Ở nồng độ cho phép không gây độc hại,

ở nồng độ cao (250 mg/L) làm cho nước có vị mặn Các 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 bê tông Ion

Cl- có trong nước do sự hòa tan các muối khoáng hoặc do quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ (Trịnh Xuân Lai, 2004)

f Florua

Nước ngầm ở giếng sâu hoặc ở các vùng đất có chứa quặng apatit thường có hàm lượng các hợp chất florua cao (2,0 đến 2,5 mg/L), tồn tại ở dạng cơ bản là canxi florua va magie florua

Các hợp chất florua khá bền vững, khó bị phân hủy ở quá trình tự làm sạch Hàm lượng 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 mắc bệnh loại men răng (Trịnh Xuân Lai, 2004)

g Sắt

Trong nước ngầm sắt thường tồn tại ở dạng ion Fe2+, kết hợp với các gốc bicacbonat, sufat, clorua đôi khi tồn tại dưới dạng keo của axit humic hoặc keo silic Khi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hóa, ion Fe2+ bị oxy hóa thành ion Fe3+

và kết tủa thành bông cạn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ

Nước mặt thường chứa sắt (Fe3+), tồn tại ở dạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù Trong nước thiên nhiên, chủ yếu là nước ngầm có chứa sắt có hàm lượng đến

40 mg/L hoặc cao hơn nữa

Với hàm lượng sắt cao hơn 0,5 mg/L nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt, làm hỏng sản phẩm của ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp Các cặn sắt kết tủa có thể làm tắc hoặc giảm khả năng vận chuyển của các ống dẫn nước (Nguyễn Ngọc Dung, 1999)

h Mangan

Mangan thường có trong nước ngầm dưới dạng ion Mn2+, nhưng với hàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5 mg/L Tuy nhiên với hàm lượng vượt trên 0,1 mg/L sẽ gây nhiều trở ngại trong việc sử dụng, giống như trường hợp chứa sắt với hàm lượng cao (Trịnh Xuân Lai, 2004)

2.3.3 Các chỉ tiêu vi sinh

Trong nước thiên nhiên có rất nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng, rong, tảo và các đơn bào Chúng xâm nhập vào nước từ môi trường xung quanh hoặc sóng và phát triển trong nước Trong đó có một số vi sinh gây bệnh cần được loại bỏ khỏi nước trước khi sử dụng

Trong thực tế không thể xác định tất cả các loại vi sinh vật gây bệnh qua đường nước vì phức tạp và tốn thời gian Do vậy có thể dùng vài vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân để đánh giá sự ô nhiễm từ rác phân người và động vật

Có ba nhóm vi sinh vật chỉ thị ô nhiễm phân:

- Nhóm coliform đặc trưng là Escherichia Coli (E Coli)

- Nhóm Streptococci đặc trung là Streptococcus faecalis

- Nhóm Clostridia khử sunfit đặc trưng là Clostridium perfringent

Đây là các nhóm vi khuẩn thường xuyên có mặt trong phân người Trong đó E.Coli

là loại trực khuẩn đường ruột, có thời gian bảo tồn trong nước gần như vi sinh vật gây bệnh khác Sự có mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn phân rác và có khả năng tồn tại các loài vi trùng gây bệnh khác (Trịnh Xuân Lai, 2004)

2.4 MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC

Theo Lê Long (1999) mạng lưới cấp nước là một trong những bộ phận quan trọng của hệ thống cấp nước, làm nhiệm vụ vận chuyển và phân phối nước đến các nơi tiêu dùng

Mạng lưới cấp nước (MLCN) bao gồm các đường ống chính, ống nhánh và các ống nối phân phối nước

MLCN có thể thiết kế theo các sơ đồ: cụt, vòng, hỗn hợp

Mạng lưới cụt có tổng chiều dài đường ống nhỏ nhưng không đảm bảo an toàn cấp nước: khi một ống nào đó ở đầu mạng bị sự cố thì toàn bộ khu vực phía sau sẽ bị không có nước Còn mạng lưới vòng sẽ khắc phục được nhược điểm đó

Nguyên tắc vạch tuyến MLCN

- Tổng chiều dài đường ống là nhỏ nhất

- Tuyến ống chính được nối với nhau bằng các ống nhánh với khoảng cách

400 – 900 m

- Đường ống phải bao trùm các đối tượng dùng nước

- Hướng vận chuyển chính của nước đi về cuối mạng lưới và các điểm dùng nước tập trung, cách nhau 300 – 600 m

- Vị trí đặt ống trên mặt cắt đường phố do quy hoạch xác định, tốt nhất là đặt trên vỉa hè hay trong các tuyến kỹ thuật

- Khi ống chính có đường kính lớn thì nên đặt thêm một ống phân phối nước song song với nó Như thế ống chính chỉ làm chức năng chuyển nước

- Hạn chế bố trí các đường ống đi qua sông, đê, đầm lầy, đường xe lửa,…

2.4.1 Phân loại mạng lưới

Mạng lưới đường ống cấp nước được chia thành 3 loại:

a Mạng lưới cụt

Là mạng lưới đường ống chỉ có thể cấp nước cho các điểm theo một hướng Mạng lưới cụt dễ tính toán, kinh phí đầu tư ít Nó có nhược điểm là kém an toàn nên chỉ dùng cho các thành phố nhỏ, thị trấn nơi không có công nghiệp hoặc chỉ có các đối tượng tiêu thụ không cung cấp nước liên tục (Lê Long, 1980)

b Mạng lưới vòng

Mạng lưới đường ống có thể cấp nước cho bất cứ điểm nào Mạng lưới vòng thường được dùng cho các thành phố lớn, các khu công nghiệp để đảm bảo nước sinh hoạt, sản xuất và chữa cháy Mạng lưới vòng làm giảm sức va thủy lực là ưu điểm hơn hẳn so với mạng lưới cụt (Lê Long, 1980)

c Mạng lưới hỗn hợp

Là mạng lưới cấp nước được dùng phổ biến nhất, kết hợp được ưu điểm của cả hai loại trên, dùng mạng lưới vòng cho các ống chính và cho các đối tượng tiêu thụ nước quan trọng còn dùng ống nhánh cụt phân phối cho những điểm ít quan trọng hơn (Lê Long, 1980)

2.4.2 Các loại ống dùng trong mạng lưới cấp nước

Trong mạng lưới cấp nước được dùng các loại ống khác nhau và bằng các vật liệu khác nhau Chọn loại ống hay vật liệu nào tùy theo áp lực công tác, điều kiện địa chất, phương pháp lắp đặt, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và các điều kiện cụ thể khác Kinh phí đầu tư vào mạng lưới đường ống thường chiếm 45 – 60 % kinh phí của toàn hệ thống nước (Lê long, 1999) Vì thế chọn đường ống hợp lý sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao

Hiện nay người ta dùng ống bằng các vật liệu phổ biến sau đây: bêtông cốt thép, xi-măng amiăng, ống nhựa, ống gang, ống thép

- Ống bê-tông cốt thép được phân ra làm hai loại: bê-tông cốt thép và bê-tông cốt thép ứng suất trước Ống bê-tông cốt thép và nhất là bê-tông cốt thép ứng suất trước có ưu điểm là bền, tốn ít thép, độ nhám không tăng lên trong quản lý, khả năng chống xâm thực tốt, giá thành rẻ Ống bê-tông cốt thép ứng suất trước chịu được áp lực cao Nhược điểm của loại ống này là trọng lượng lớn, chịu áp lực kém hơn ống kim loại và dễ đập vỡ khi vận chuyển

- Ống xi-măng amiăng bền, có khả năng chống xâm thực tốt, ít tổn thất thủy lực

và không tăng lên trong quản lý, dễ cắt gọn, ít truyền nhiệt và điện, giá thành

rẻ Nhược điểm của loại ống này là chống va đập kém, trở ngại khi vận chuyển, mối nối bằng vòng cao, nhưng chịu áp hạn chế

- Ống nhựa có nhiều ưu điểm nên ngày càng được dùng rộng rãi trong các hệ thống cấp nước Khả năng chống xâm thực cao, trọng lượng nhẹ, mối nối đơn giản, tổn thất thủy lực ít và không tăng lên trong quản lý, giảm âm khi có hiện tượng va thủy lực và giá thành thấp Nhược điểm của ống nhựa là dễ lão hóa nếu chịu ảnh hưởng của nhiệt độ

- Ống gang là loại ống dùng phổ biến, có ưu điểm là bền, chịu áp lực cao; nhược điểm của ống gang có trọng lượng lớn, tốn kim loại, giòn nên chịu tải trọng động kém

- Ống thép là loại ống dùng phổ biến, bền, trọng lượng nhẹ hơn ống bê-tông, gang,… Ống thép dẻo, chịu tải trọng động tốt, mối nối đơn giản Nhược điểm của ống thép là dễ bị xâm thực nên tổn thất thủy lực tăng nhanh trong quản lý, thời gian phục vụ ngắn hơn các loại ống khác

Do các đặc điểm vừa nêu trên nên khi xét chọn nên ưu tiên dùng ống bê-tông cốt thép cho các tuyến dẫn lớn và vừa, ống xi-măng amiăng cho các tuyến dẫn vừa Mạng lưới trong thành phố phổ biến dùng ống gang, ống nhựa Ống thép chỉ nên dùng khi áp lực rất cao, đặt qua các đầm lầy chướng ngại có nền móng không ổn định

Để mạng lưới làm việc an toàn, dễ quản lý, trên mạng lưới người ta thường đặt các thiết bị an toàn và điều tiết dòng chảy cũng như phân phối nước

- Van (van 2 chiều) dùng để điều tiết, xả hay chặn dòng chảy Phụ thuộc vào kết cấu cánh van người ta chia ra làm 2 loại: van có cánh cấu tạo 2 má song song

và cánh hình nêm Van có thể có trục cố định hay chuyển động lên xuống khi đóng mở Theo phương pháp điều khiển các loại van được chia ra: van tay, van điện, van thủy lực và van khí nén Mỗi loại van có cấu tạo bộ phận điều khiển khác nhau

- Thiết bị chống nước va: để chống sức va thủy lực hay đúng hơn là làm giảm ảnh hưởng khi có sức va thủy lực người ta đặt trên mạng lưới hay gần trạm bơm, ở những nơi có nhiều khả năng xảy ra nước va Van chống sức va có các kiểu lò xo, đòn bẩy, màng chắn hay xây dựng của tháp tiêu năng

- Van một chiều: có tác dụng không cho nước chảy ngược chiều quy định Van một chiều thường đặt ở các trạm bơm để đề phòng nước chảy ngược làm quay máy bơm và động cơ ngược chiều khi động cơ đột ngột dừng làm việc, gây nguy hiểm cho động cơ

- Thiết bị thu xả khí: để xả không khí tập trung trong đường ống hay thu không khí vào ống tránh chân không khi cần thiết, người ta đặt thiết bị thu khí, thiết bị thu xả khí hay thiết bị thu khí ở các điểm cao của đường ống

- Vòi công cộng: vòi công cộng để phân phối nước dọc đường phố khi không đưa nước vào từng nhà

- Họng chữa cháy: là thiết bị cho phép lấy nước từ mạng lưới cấp nước để chữa cháy

- Thiết bị đo lường

2.4.3 Nguyên tắt bố trí đường ống cấp nước

Ống nước đặt ngoài đường phố phải đảm bảo các điều kiện sau đây:

- Không quá nông để tránh tác dụng động lực (xe đi lại làm vỡ ống) và tránh ảnh hưởng của thời tiết

- Không sâu quá để tránh đào đấp đất nhiều Trong điều kiện ta có thể lấy độ sâu chôn ống từ mặt đất đến đỉnh ống khoảng 0,8 – 1 m

Ống cấp nước thường được đặt song song với cốt mặt đất thiết kế, có thể đặt ở vỉa

hè, mép đường, cách móng nhà và cây xanh tối thiểu 3 – 5 m

Trong các xí nghiệp hoặc thành phố lớn, nếu có nhiều loại ống khác nhau người ta thường bố trí chúng trong một hầm ngầm hay còn gọi là tuy nen thường được xây được xây dựng bằng bê tông cốt thép

Khi ống đi qua lòng sông hay vùng lầy người ta thường dùng một cầu cạn cho ống

đi qua hoặc cho ống đi dưới lòng sông

Khi ống đi qua đường ô tô đường xe lửa thì phải đặt nó trong tuy nen hoặc các vỏ bao bằng kim loại ở ngoài để tránh tác động của động lực

2.5 CÁC QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC NGẦM

2.5.1 Một số quy trình xử lý nước ngầm trong và ngoài nước

a Công nghệ xử lý nước ngầm ở Thành phố Bergen op Zoom (Hà Lan)

Thuyết minh quy trình

Đầu tiên nước được bơm từ các giếng với công suất 950 m3/h trong đó có 21 giếng sau 60m và 18 giếng sâu 110m Sau đó được đưa vào khu vực làm thoáng, ở đây nước được tách H2S, CO2, nhận thêm O2 và thực hiện quá trình oxy hóa Fe2+, Mn2+ Sau khi qua quá trình làm thoáng nước được đưa vào các bể lọc cát nhanh với công suất hoạt động là 900 m3/h, qua bể lọc cát nhanh thì các hợp chất kết tủa Fe, Mn được tách ra khỏi nước, sau quá trình lọc thì nước tiếp tục được nhận thêm vào oxy qua quá trình làm thoáng tiếp theo Nước sau khi qua bể lọc đã đạt tiêu chuẩn cấp nước nên nước được đưa vào bể chứa nước trong với thể tích 2.600 m3 để ổn định khối lượng và chất lượng của nước tiêu thụ Tiếp theo nước được bơm lên tháp nước 1.250 m3/h nhằm tăng áp suất nước của hệ thống, cuối cùng nước được chuyển đến đài nước 300 m3 trong thành phố nhờ hệ thống ống dẫn nước, rồi đưa vào mạng lưới tiêu thụ (Hình 2.2)

b Công nghệ xử lý nước cấp ở Thành phố Schift (Hà Lan)

Thuyết minh quy trình công nghệ

Nước được bơm từ 12 giếng từ các giếng có độ sâu từ 110 – 150 m với công suất tổng bơm 18.000 m3/h, sau đó nước được bơm vào giàn mưa để hòa tan oxy vào trong nước để oxy hóa sắt, mangan và các kim loại nặng khác có trong nước, sau đó nước được đưa vào khu vực khuấy trộn, tại đây người ta cho vào trong nước

120 mg/L NaOH nhằm điều chỉnh pH của nước và tạo nên kết tủa các hạt cặn có trong nước Tiếp theo nước được đưa vào bể tạo bông với thời gian lưu là 17 phút, với thời gian này có thể giúp các hạt cặn kết dính lại với nhau và trở nên to hơn Sau khi khuấy và tạo bông nước được lắng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng có trong nước

ở bể lắng Cặn lắng được đưa vào bể lắng bùn, trong đó một phần bùn được hoàn lưu về bể khuấy để tăng hiệu suất của quá trình tạo bông, phần bùn còn lại được đưa vào bể bùn để xử lý Sau quá trình lắng nước đã được lạo bỏ phần lớn các chất rắn

lở lửng và được cho thêm vào 20 mg/L HCl để điều chỉnh lại pH cho thích hợp, tiếp theo nước được đưa sang bể lọc nhanh có công suất lọc 1.500 m3/h để tiếp tục loại

bỏ các hợp chất lơ lửng không lắng được và các các vi sinh vật có trong nước, nước sau lọc được đưa vào làm thoáng bằng tháp nước rồi vào bể chứa nước sạch với thể tích chứa 2.100 m3, nước sau khi chứa được bơm lên đài nước 2.800 m3/h ở độ cao

56 m và cấp vào thành phố (Hình 2.3)

Hình 2.2 Quy trình công nghệ xử lý nước ngầm ở Thành phố bergen op Zom (Hà

Lan) (Nguồn: Nguyễn Thị Thu Thủy, 2003)

/h Phân phối tiêu thụ

Hình 2.3 Quy trình xử lý nước ngầm ở Thành phố Schift (Hà Lan)

(Nguồn: Nguyễn Thị Thu Thủy, 2003)

Hình 2.4 Công nghệ xử lý nước cấp ở thành phố Trà Vinh

c Công nghệ xử lý nước cấp ở thành phố Trà Vinh

Thuyết minh quy trình công nghệ

Nước được thu từ các giếng trong đó có 50 % lưu lượng nước lấy lên từ giếng đã đạt tiêu chuẩn chất lượng nước ăn uống nên được dẫn trực tiếp vào bể chứa nước sạch, 50% lưu lượng còn lại được đưa vào hệ thống xử lý Đầu tiên nước được đưa vào bể trộn tại đây nước được hòa trộn soda và vôi sữa, nước thô chứa các hợp chất

Ca2+ và Mg2+ tác dụng với các hợp chất này tạo thành các hợp chất không tan đây là

cơ sở của quá trình khử cứng trong nước, sau khi qua bể trộn nước được dẫn qua bể phản ứng, trước khi vào bể phản ứng nước được thêm vào phèn nhôm và polimer,

Ống thu nước tập trung từ giếng

Bể trộn

Bể phản ứng vách ngăn

Hố lắng bùn Cặn lắng

Cặn lọc

Ống dẫn nước

Ống dẫn cặn Ống dẫn hóa chất

Vôi sữa

Phèn nhôm Polymer 50%

tại đây do tác dụng của các chất keo tụ các hạt rắn lơ lửng kết dính lại với nhau tạo thành bông cặn Nước tiếp tục được dẫn sang bể lắng để loại bỏ các chất lơ lửng có trong nước, nước sau lắng được dẫn sang bể lọc để loại bỏ các chất rắn còn lại cũng như các vi sinh vật có trong nước, cặn lắng ở bể lắng và bể lọc được loại bỏ và đưa sang hố lắng bùn Nước qua bể lọc tương đối đạt chỉ tiêu chất lượng về lý hóa, nhưng chỉ tiêu vi sinh thì chưa đảm bảo, nước sau lọc được dẫn sang bể chứa, trong quá trình đó nước được thêm vào clo để tiêu diệt các loại vi sinh có trong nước Nước được trữ lại trong bể chứa và được bơm vào hệ thống đường ống cấp nước

phục vụ nhu cầu sử dụng của con người (Hình 3.4)

2.5.2 Giếng khoan

Dùng để thu nước ngầm, đường kính giếng khoan từ 150 - 600 mm, công suất của giếng từ 5 - 100 l/s Giếng khoan gồm có: giếng khoan hoàn chỉnh (đào sâu xuống lớp đất cản nước), giếng khoan không hoàn chỉnh (khoan lưng chừng lớp đất chứa nước), giếng khoan có áp và giếng khoan không áp Khi cần một lưu lượng lớn có thể thực hiện một nhóm giếng khoan Khi đó các giếng sẽ tác động ảnh hưởng lẫn nhau và công suất từng giếng giảm đi so với khi nó làm việc độc lập (Hoàng Huệ, 1993)

Giếng khoan gồm các bộ phận sau:

- Cửa giếng hay miệng giếng: để xem xét, kiểm tra và đặt máy bơm, động cơ

- Thân giếng: gồm có một số ống thép không rỉ gọi là ống vách được nối với nhau bằng vách hoặc hàn

- Ống lọc: nằm trong lớp đất ngậm nước có tác dụng làm trong nước sơ bộ trước khi nó chảy vào giếng Ống lọc có nhiều loại khác nhau, thông dụng nhất là loại ống lọc loại lưới đan

- Ống lắng cặn: ở cuối ống lọc cao 2 - 5 m thường dùng để lắng cặn, cặn lắng khi chui vào ống lọc thì rơi xuống ống lắng cặn

2.5.3 Khử sắt trong nước ngầm

Nếu trong nước có hàm lượng sắt cao thì phải tiến hành khử sắt đến giới hạn Việc khử sắt thường chỉ được áp dụng cho nước ngầm vì nó có hàm lượng sắt lớn, còn nước mặt thì có hàm lượng sắt ít nên không cần xây dựng công trình xử lý

Sắt trong nước ngầm thường tồn tại dưới dạng Fe(OH)2 Muốn khử sắt thường người ta cho nước tiếp xúc với không khí để oxy hóa sắt hóa trị 2 (Fe2+) thành sắt hóa trị 3 (Fe3+), phản ứng xảy ra như sau:

4 Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 (2.1)

Fe(OH)3 chính là bông cặn kết tủa mà nó được giữu lại ở bể lắng và bể lọc

Quá trình khử sắt phụ thuộc vào độ pH của nước, khi pH = 7 - 7,5 thì việc oxy hóa

và tạo bông kết tủa thuận lợi

Việc tiếp xúc giữa nước và không khí có thể được thực hiện bằng các cách sau:

- Dùng giàn mưa để khử sắt: nước từ giếng khoan được bơm lên cao cho chảy vào các máng răng cưa hoặc ống châm lỗ để tạo mưa Theo chiều mưa rơi người ta đặt các tấm chắn thành 2, 3 lớp mỗi lớp dày 350 - 400 mm Khi nước

rơi xuống gặp lớp ván này sẽ bắn tung tóe lên thành những hạt rất nhỏ, do đó diện tích tiếp xúc giữa nước và không khí sẽ nhiều hơn Không khí ngoài trời trực tiếp đi vào nước và quá trình oxy hóa được thực hiện (Hoàng Huệ, 1993)

- Dùng thùng khử sắt: người ta chứa các vật liệu như đá dâm, sỏi, ống sành dài

25 mm, đường kính ngoài 25 mm dày 3 mm Trong một thùng kín, dùng máy

ép không khí thổi không khí vào thùng Không khí và nước đi ngược chiều nhau, không khí tiếp xúc với nước làm nhiệm vụ oxy hóa sắt II đồng thời giải phóng CO2 ra khỏi nước và nồng độ pH của nước đạt độ thích hợp (pH = 7,5) Phương pháp này tăng nhanh quá trình khử sắt nhưng tốn năng lượng và tốn công quản lý (Hoàng Huệ, 1993)

Trường hợp nước ngầm có nhiều hữu cơ, sắt tồn tại dưới dạng keo, phải dùng clo và keo tụ bằng hóa chất

2.5.4 Trộn và bể trộn

Theo Nguyễn Lan Phương (2007), quá trình trộn giúp các phần tử hóa chất vào trạng thái phân tán đều trong môi trường nước khi phản ứng xảy ra, đồng thời tạo điều kiện tiếp xúc tốt nhất giữa chúng với các phần tử tham gia phản ứng và loại bỏ các chất rắn lơ lửng với mục tiêu nước đầu ra đạt tiêu chuẩn

Theo Trịnh Xuân Lai (2004), so với lượng nước xử lý, lượng hóa chất được sử dụng thường chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ, từ một đến vài chục phần triệu Mặt khác, phản ứng của chúng lại xảy ra rất nhanh ngay sau khi tiếp xúc với nước Vì vậy cần phải khuấy trộn để phân phối nhanh và đều hóa chất ngay sau khi cho chúng vào nước, nhằm đạt được hiệu quả xử lý cao nhất

Theo Trịnh Xuân Lai (2004), mục tiêu của quá trình trộn là đưa các phần tử hóa chất vào trạng thái phân tán đều trong môi trường nước khi phản ứng xảy ra, đồng thời tạo điều kiện tiếp xúc tốt nhất giữa chúng với các phần tử tham gia phản ứng Được thực hiện bằng cách khuấy trộn để tạo ra các dòng chảy rối trong nước Hiệu quả phụ thuộc vào cường độ và thời gian khuấy trộn Cường độ khuấy trộn phụ thuộc trực tiếp vào năng lượng tiêu hao để tạo ra dòng chảy rối

* Bể trộn đứng

Thường được sử dụng trong các nhà máy nước có xử lý bằng vôi sữa để kiềm hóa nước với công suất bất kỳ Vì chỉ có bể trộn đứng mới có đảm bảo giữ các phần tử vôi ở trạng thái lơ lửng, làm cho quá trình hòa tan vôi được thực hiện triệt để Với chiều nước chảy từ dưới lên, các hạt vôi sẽ được giữ lại ở trạng thái lơ lửng và hòa tan dần

Bể trộn đứng có dạng hình vuông hoặc hình tròn, phần dưới có cấu tạo hình tháp hoặc chớp với góc ở đáy 0

40

30 



Kích thước bể trộn được tính với các chỉ tiêu: vận tốc nước dâng ở phần thân trên

25 - 28 mm/s; vận tốc nước ở miệng ống nước vào dưới đáy bể 1 - 1,2 m/s Chiều cao bể tính theo thời gian hòa trộn 1,5 - 2 phút khi trộn vôi và phèn, 3 phút khi chỉ trộn vôi Kích thước máng thu tính theo vận tốc nước trong phần cuối máng nhỏ hơn 0,6 m/s (Trịnh Xuân Lai, 2004)

Nguyên tắc làm việc: nước đưa vào xử lý chảy từ dưới lên Tốc độ dòng nước vào phía đáy vđ = 1 - 1,5 m/s Với tốc độ này sẽ tạo nên chuyển động rối, làm cho nước trộn đều với dung dịch phản ứng Nước vào từ đáy dâng lên với tốc độ dâng

vd = 25 mm/s Sau đó theo máng vòng quanh bể có đục lỗ chảy ngập vào máng dẫn tới máng tập trung, từ đó chảy sang công trình tiếp theo (Nguyễn Ngọc Dung, 1999)

Phương pháp trộn thủy lực có ưu điểm là: cấu tạo công trình đơn giản, không cần máy và thiết bị phức tạp, giá thành quản lý thấp Nhược điểm cơ bản là không điều chỉnh được cường độ khuấy trộn khi cần thiết và do tổn thất áp lực lớn nên công trình xây dựng cao hơn

2.5.5 Bể lắng và quá trình lắng

a Quá trình lắng

Theo Nguyễn Lan Phương (2007), lắng là một khâu xử lý quan trọng trong công nghệ xử lý nước Là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước Dựa trên nguyên lý rơi theo trọng lực, việc làm lắng có thể loại bỏ từ 90 – 99 % lượng chất bẩn chứa trong nước

Trong nước đứng yên hay chuyển động với tốc độ rất nhỏ, các hạt lơ lửng có tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của nước dưới tác dụng của trọng lực được lắng xuống, các loại kết cấu bể lắng hiện đại đều dùng nguyên tắc lắng ở trong chuyển động liên tục của dòng nước với tốc độ bằng mm/s hay mấy phần mười của mm/s Với tốc độ đó dòng nước mất khả năng vận chuyển do dòng rối gây nên và gần đúng với quy luật lắng ở trong nước tĩnh Người ta chia làm 2 loại quy luật lắng: thứ nhất là lắng các hạt không thay đổi hình dáng và độ lớn trong quá trình lắng Các hạt ổn định và được dùng để tính bể lắng những hạt phù sa, cát của các nguồn nước rất đục như kiểu lắng sơ bộ không dùng phèn Thứ hai là quy luật lắng các hạt không ổn định có khả năng dính kết thay đổi hình dáng và độ lớn trong quá trình lắng, các hạt hình thành trong quá trình keo tụ và các hạt không đều (Nguyễn Lan Phương, 2007)

b Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Theo Lê Long (1980) quá trình khử đục và màu xảy ra có hiệu quả hơn khi cho nước đã trộn phèn đi qua một lớp cặn được tạo nên trước ở trạng thái lơ lửng Môi trường lơ lửng có những ưu điểm về công nghệ như sau:

- Hạt cặn được hình thành trước có bề mặt tiếp xúc rất lớn thúc đẩy quá trình keo

tụ, dính kết, hấp thụ tạo nên tinh thể

- Tạo khả năng phân bố đều dòng nước đi lên ở mỗi điểm của diện tích bể lắng làm cho chế độ thủy lực tốt hơn, tăng hệ số sử dụng dung tích công trình, có tính lọc xuyên làm giảm ảnh hưởng của dòng chảy rối

- Tạo nên những hạt to và nặng hơn dễ lắng, tốc độ lắng tăng: 2 - 3 lần so với bể lắng khác

- Hiệu quả xử lý cao so với bể lắng khác

Thực ra mỗi hạt cặn không ngừng hoạt động, nó chuyển động hỗn loạn nhưng toàn

bộ lớp cặn ở trạng thái lơ lửng

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

Khi làm việc hạt cặn lơ lửng không ngừng biến đổi về độ lớn và hình dạng do kết dính các hạt cặn trong nước nên lớn dần Mặt khác, do tác dụng dòng nước đi lên và

do va chạm lẫn nhau nên hạt cặn bị phá vỡ Như vậy, nếu xét ở một thời điểm nào

đó, lớp cặn lơ lửng là một hệ phân tán không đồng nhất

Có thể coi kích thước trung bình của cặn lơ lửng không tăng khi giữ nguyên tốc độ của dòng nước đi lên và tính chất của nước nguồn cũng như liều lượng phèn đưa vào nước luôn không đổi

Trong quá trình làm việc, thể tích lớp cặn không ngừng tăng lên Để có hiệu quả làm trong ổn định phải có biện pháp giữ cho thể tích cặn lơ lửng ổn định Do đó khi thiết kế bể phải có kết cấu hợp lý để đưa cặn thừa ra khỏi thể tích cặn lơ lửng Cặn thừa tràn qua cửa sổ sang ngăn nén cặn Cặn lắng xuống đáy được đưa ra ngoài còn nước trong được thu bằng ống đưa ra ngoài

Thông thường bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng gồm 2 ngăn: ngăn lắng và ngăn chứa nén cặn Lớp nước ở phía trên tầng cặn lơ lửng gọi là tầng bảo vệ - không cho cặn

lơ lửng bị cuốn theo dòng nước qua máng tràn

* Ưu nhược điểm

- Ưu:

o Hiệu quả xử lý cao

o Ít tốn diện tích xây dựng

o Không cần 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

- Nhược:

o Kết cấu phức tạp

o Chế độ quản lý chặt chẽ, đòi hỏi công trình làm việc liên tục suốt ngày đêm

o Nhạy cảm với sự dao động lưu lượng và nhiệt độ của nước

c Bể lắng trong kiểu hành lang

Cấu tạo bể lắng trong kiểu hành lang

Bể lắng trong kiểu hành lang có mặt bằng chữ nhật hoặc hình vuông, được chia làm

3 ngăn: ngăn nén cặn ở giữa, 2 ngăn lắng 2 bên Ở hai ngăn lắng nước đã trộn phèn

đi từ dưới lên đi qua môi trường hạt với vận tốc giảm dần rồi cố định, ở đáy tốc độ lớn không cho các hạt lắng xuống Nước đã lắng được thu vào các máng, để khống chế lớp cặn người ta xả thường xuyên khoảng dưới 30 % nước cùng với cặn qua các cửa vào ngăn chứa cặn, phần nước đi theo cặn đó đi lên và thu vào ống thu cưỡng bức Ống thu cưỡng bức, có lỗ nằm dưới mực nước h4 = 0,3 m, vì xả nước đã lắng

sẽ làm cho nước và cặn từ ngăn lắng đi sang ngăn chứa cặn đúng lưu lượng Do đó

có thể khống chế mực cặn bên ngăn lắng đồng thời với độ trong theo yêu cầu của cả

2 ngăn Ở ngăn chứa cặn, cặn lắng xuống đáy và được nén ở đáy (Lê Long, 1980) Góc giữa các tường nghiên phần đáy của vùng cặn lơ lửng o

70

50 



Khoảng cách giữa các máng thu trong vùng lắng lấy không lớn hơn 3 m

Để đảm bảo cặn thừa đưa sang ngăn nén cặn được tốt, cần làm những lá chắn hướng dòng, lá chắn có thể làm bên ngăn lắng hay bên ngăn nén cặn

Chiều cao của bể lắng trong gồm:

- Vùng lắng cao: 1,5 – 2 m

- Vùng có lớp cặn lơ lửng cao: 2 – 2,5 m

- Vùng tốc độ lớn không tạo được cặn: 0,5 – 1 m

Nguyên lý làm việc của bể lắng trong kiểu hành lang

Nước sau khi trộn phèn ở bể trộn, chảy theo máng dọc đặt ở giữa các ngăn lắng, theo các ống đứng đặt cách nhau 1 m chảy xuống dưới với tốc độ 0,3 m/s Cuối ống chia thành 3 nhánh, đầu nhánh đặt vòi phun với tốc độ nước qua vòi phun chạm đáy

bể, đổi chiều dòng chảy đi hết chiều cao 0,4 m phân phối đều trên toàn bộ diện tích ngăn lắng, tiếp tục đi qua lớp cặn lơ lửng dày 2 m Nước trong đi lên qua vùng bảo

vệ dày 1,5 m được thu vào máng thu đặt dọc ngăn lắng (Trịnh Xuân Lai, 2004)

Để tích lũy cặn trong lớp cặn lơ lửng, giữa hai hành lang lắng trong đặt ngăn thu và nén cặn Cặn dư từ ngăn lắng tràn qua của sổ thu cặn cao 0,1 – 0,15 m thu nước với tốc độ  0 , 05 m/s Các ô cửa sổ thu cặn đặt dọc hành lang có mái che ngập trong lớp cặn lơ lửng để tránh thu nước trong sang ngăn nén cặn Phía trên ngăn nén cặn đặt các ống khoan lỗ D10 – D15 thu nước Ống đặt ngập dưới mực nước 0,2 m đầu ống có van điều chỉnh lưu lượng để thu lượng nước từ 0,2 đến 0,3 Qlắng (Trịnh Xuân Lai, 2004)

2.5.6 Bể lọc và quá trình lọc

a Khái niệm

Theo Nguyễn Thị Thu Thủy (2003), lọc là quá trình làm sạch nước thông qua lớp vật liệu lọc nhằm tách các hạt cặn lơ lửng, các thể keo tụ và ngay cả các vi sinh vật trong nước Kết quả là sau quá trình lọc nước sẽ có được chất lượng tốt hơn kể cả

về vật lý, hóa học sinh học

Theo Lê Long (1980), nước chứa cặn đi qua một môi trường hạt rắn – lớp vật liệu lọc - cặn được tách ra khỏi nước và giữ lại trên lớp vật liệu lọc Cặn bám lên các hạt rắn của lớp vật liệu lọc, chiếm các khe hở giữa các hạt, làm giảm dung tích độ rỗng

đó và tổn thất thủy lực của lớp vật liệu lọc vì vậy tăng lên

Nguyên tắc phổ biến của quá trình lọc: khi làm việc lớp vật liệu lọc đứng yên, nước chuyển động từ trên xuống, từ dưới lên hoặc kết hợp từ trên xuống và từ dưới lên,

có khi từ trong ra ngoài hay ngược lại Cũng có trường hợp vật liệu được thay đổi sau mỗi lần lọc hoặc không dùng vật liệu hạt mà dùng lưới kim loại hoặc lớp vật liệu xốp (Lê Long, 1980)

Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị khít lại, làm tốc độ lọc giảm dần Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc phải rửa lọc bằng nước hoặc gió hoặc gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn bẳn ra khỏi lớp vật liệu lọc Bể lọc luôn luôn phải hoàn nguyên Chính vì vậy quá trình lọc được đặt trưng bởi hai thông số: tốc độ lọc

và chu kỳ lọc

b Bể lọc nhanh

Bể lọc nhanh được dùng phổ biến nhất cho mọi công suất trong dây chuyền xử lý có keo tụ, có dạng một bể chứa hình vuông hay chữ nhật bằng gạch hay bê tông cốt thép Nước lọc đi vào từ máng bên vào máng thu lọc qua cát và hệ thống ở đáy và sang bể chứa, cặn được giữ lại trong lớp cát lọc và nước được làm sạch Khi lớp cát bẩn người ta dùng dòng nước ngược, có khi kết hợp với gió để rửa cát cho sạch ( Lê Long, 1980)

Rửa lọc: nước rửa do bơm hoặc đài nước cung cấp, qua hệ thống phân phối rửa lọc, qua lớp sỏi đỡ, lớp vật liệu lọc và kéo theo cặn bẩn tràn vào máng thu nước rửa, thu

về máng tập trung, rồi được xả ra ngoài theo mương thoát nước Quá trình rửa được tiến hành đến khi nước rửa hết đục thì ngừng rửa

Sau khi rửa, nước được đưa vào bể đến mực nước thiết kế, rồi cho bể làm việc Do lớp các lọc được sắp xếp lại, độ rỗng lớn nên chất lượng nước lọc sau khi rửa chưa đảm bảo, phải xả nước lọc đầu không đưa vào bể chứa Thời gian xả nước lọc đầu quy định là 10 phút

Hiệu quả làm việc của bể lọc phụ thuộc vào chu kỳ công tác bể lọc phụ thuộc vào chu kỳ công tác của bể lọc, tức là phụ thuộc vào khoảng thời gian giữa hai lần rửa

bể Chu kì công tác của bể lọc dài hay ngắn phụ thuộc vào chất lượng nước lọc và

số tổn thấp áp lực bể lọc (Nguyễn Ngọc Dung, 1999)

Ở đầu chu kì lọc, do tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc nhỏ nên tốc độ lọc lớn, ngược lại ở cuối chu kỳ lọc, tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc lớn nên tốc độ lọc nhỏ

Rửa bể lọc nhanh: hiệu quả của bể lọc nhanh phụ thuộc vào kết quả của quá trình rửa lọc Nếu rửa không sạch, bể lọc làm việc không đạt kết quả mong muốn, chu kì làm việc của bể bị rút ngắn Bể lọc nhanh có thể rửa bằng nước thuần túy hoặc bằng gió và nước kết hợp, nước rửa lọc thường được lấy từ bể chứa hoặc đài nước, do cường độ rửa lọc lớn nên lưu lượng nước rửa lọc lớn, có thể dùng máy bơm hoặc đài nước để rửa lọc

2.5.7 Khử trùng nước

Theo Trịnh Xuân Lai (2004), ngoài các hợp chất vô cơ và hữu cơ, nước thiên nhiên chứa rất nhiều vi sinh vật, vi khuẩn và các loại vi trùng gây bệnh như tả, lỵ, thương hàn Để ngăn ngừa các bệnh dịch nước cấp cho sinh hoạt phải được khử trùng

a Khử trùng bằng Clo

Clo là một chất oxy hóa mạnh ở bất cứ dạng nào Khi clo tác dụng với nước tạo thành axit hypoclorit (HOCl) có tác dụng diệt trùng mạnh Khi cho clo vào nước, chất tiệt trùng sẽ khuyếch tán xuyên qua vỏ tế bào của vi sinh vật và gây phản ứng với men bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt (Nguyễn Ngọc Dung, 1999)

Khả năng tiệt trùng của clo phụ thuộc vào hàm lượng HOCl có trong nước Nồng độ HOCl phụ thuộc vào lượng ion H+ trong nước hay phụ thuộc vào pH của nước Khi: pH = 6 thì HOCl chiếm 99,5%

pH = 7 thì HOCl chiếm 79%

pH = 8 thì HOCl chiếm 25%

Tức là pH càng cao thì hiệu quả khử trùng của nước càng giảm

Để đảm bảo quá tình khử trùng xảy ra triệt để và còn tiếp tục trong quá trình vận chuyển trên đường ống đến điểm dùng nước ở cuối mạng lưới cần thêm vào nước một lượng clo dư cần thiết ngoài lượng clo tính toán Liều lượng Clo đưa vào nước

để khử trùng thường được xác định bằng thực nghiệm Khi thiết kế sơ bộ có thể lấy như sau: hàm lượng clo để khử trùng lấy với nước ngầm là 0,7 – 1,0 mg/L đối với nước mặt 2,0 - 3,0 mg/L (Nguyễn Ngọc Dung, 1999)

b Khử trùng bằng clo lỏng

Clo lỏng là một dạng clo nguyên chất có màu vàng xanh, trọng lượng riêng là 1,47 kg/L Clo lỏng được sản xuất trong nhà máy, đựng trong các bình chứa có dung tích từ 50 – 500 lít, áp suất trong bình từ 6 – 8 at Khi sử dụng để pha clo lỏng dưới áp suất cao vào nước, người ta dùng thiết bị giảm áp suất, clo bốc thành hơi và hòa tan vào nước

Như vậy khi dùng clo lỏng để khử trùng nước, tại nhà máy cần phải lắp đặt thiết bị chuyên dùng để đưa clo vào nước gọi là cloratơ Cloratơ có chức năng pha chế và định lượng clo hơi vào nước Có 2 loại cloratơ: cloratơ áp lực và cloratơ chân không Trong cloratơ áp lực, khí clo hòa vào nước với áp lục lớn hơn áp lực khí quyển và áp lực nước trong ống dẫn; cloratơ chân không, áp lực khí clo vào nước thấp hơn áp lực khí quyển

2.5.8 Một số công nghệ khử mặn

Khử mặn là làm giảm nồng độ của muối trong nước đến trị số thỏa mản yêu cầu đối với nước dùng cho ăn uống

Các phương pháp khử mặn hiện nay: tùy thuộc vào hàm lượng muối:

- Nước có hàm lượng muối dưới 2 - 3 g/L dùng phương pháp trao đổi ion

- Nước có hàm lượng muối từ 2,5 - 15 g/L dùng phương pháp điện phân hay lọc qua màng lọc bán thấm

- Nước có hàm lượng muối lơn hơn 10 g/L dùng phương pháp chưng cất đông lạnh hay lọc qua màng bán thấm

a Khử mặn và khử muối dùng trong phương pháp trao đổi ion

Theo Nguyễn Ngọc Dung (1999), khử muối của nước bằng phương pháp trao đổi ion tức là lọc nước qua bể lọc H - cationit và OH - anionit Khi lọc nước qua bể lọc

H - cationit, do kết quả trao đổi các cation của muối hòa tan trong nước với các ion

H+ của hạt cationit, các muối hòa tan trong nước biến thành các axit tương ứng:

và nhả vào nước một số lượng tương đương anion OH-:

[An]OH + HCl → [An]Cl + 2H2O (2.5)

2[An]OH + H2SO4 → [An] 2SO4 + 2H2O (2.6)

Dùng phương pháp trao đổi ion để khử mặn và khử muối khi nước nguồn có các chỉ tiêu chất lượng như sau:

- Hàm lượng muối nhỏ hơn 3000 mg/L

- Hàm lượng cặn không lớn hơn 8 mg/L

- Độ màu của nước không lớn hơn 300

- Độ oxi hóa không lớn hơn 7 mg/L O2 (tính theo KmnO4)

- Khi độ oxi hóa lớn hơn phải lọc nước qua bể lọc than hoạt tính

b Khử mặn bằng phương pháp điện phân

Áp dụng để khử mặn nước ngầm và nước mặt có hàm lượng muối từ 2500-15000 mg/L Nước sau khi qua điện phân hàm lượng muối sẽ giảm xuống đến 500 mg/L Nước đưa vào thiết bị điện phân phải có: hàm lượng cặn bé hơn 2 mg/L, độ màu

<=20o, độ oxi hóa<= 5 mg/L O2, hàm lượng sắt <=0,05 mg/L, mangan<=0,05 mg/L Nội dung của phương pháp: do dòng diện 1 chiều đi qua lớp nước cần điện phân, tạo nên 1 trường điện Các cation của muối đi về cực âm và các anion đi về cực dương và nước được khử muối Trên hình thể hiện sơ đồ điện phân khử muối NaCl

Ưu điểm của phương pháp là quản lý đơn giản có thể tự động hóa hoàn toàn, nhược điểm là tốn điện, chi phí điện năng 18 - 20 KWh cho 1 m3

nước ngọt (Nguyễn Ngọc Dung, 1999)

c Phương pháp thẩm thấu ngược (RO)

Theo Trịnh Xuân Lai (2004) thực chất của phương pháp này là: lọc nước qua màng bán thấm ngược đặc biệt RO Màng chỉ cho nước đi qua còn các ion của muối hòa tan trong nước được giữ lại Để lọc được nước qua màng này phải tạo ra một áp lực

dư ngược với hướng di chuyển nước bằng thẩm thấu, nghĩa là tạo ra áp lực dư trong nước nguồn cao hơn áp lực thẩm thấu của nước qua màng, để nước đã được lọc qua màng không trở lại dung dịch muối do quá trình thẩm thấu

Màng RO có thể được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau như: CelluloseAcecate, Aromatic Polyamide, Polymide hoặc màng TFC có những lỗ nhỏ tới 0,001 micron Tất cả loại màng này đều chịu được áp suất cao nhưng khả năng chịu pH và Cl khác nhau Màng RO nếu được bảo dưỡng kĩ sẽ có tuổi thọ từ 2 - 5 năm

Phương pháp lọc thẩm thấu ngược (RO) có thể xử lý hầu hết các loại nước, tuy nhiên độ mặn nước nguồn càng lớn thì hiệu quả càng thấp Vận hành thiết bị RO đòi hỏi lượng lớn điện năng tiêu thụ

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NÔI DUNG 1: KHẢO SÁT MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG ỐNG CẤP NƯỚC VÀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NƯỚC Ở KHU DÂN CƯ 586

3.1.1 Phương pháp thu thập số liệu

a Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp

- Thu thập tại công ty TNHH MTV Cấp nước Sóc Trăng bản vẽ mạng lưới đường ống cấp nước ở KDC 586, ghi nhận các thông tin về loại, kích cỡ ống được sử dụng, độ sâu lắp đặt mạng lưới đường ống so với mặt đường, lề đường, các loại đồng hồ nước được sử dụng

- Thu thập tiêu chuẩn cấp nước – mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế TCVN 33:2006/BXD; Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT

b Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp

- Khảo sát thực tế mạng lưới đường ống cấp nước, ghi nhận các hình ảnh cần thiết

- Phỏng vấn trực tiếp 35 hộ dân về tình hình sử dụng nước ở KDC 586 vào ngày 15/09 – 19/09/2011 bằng phiếu phỏng vấn (Phụ lục C)

3.2.1 Phương pháp thu mẫu

- Các vòi nước trước khi thu mẫu sẽ được xịt cồn để khử trùng và xả nước trong khoảng 30 giây Đối với chỉ tiêu vi sinh, mẫu được thu bằng chai nút mài Còn các chỉ tiêu lý hóa được thu bằng chai nhựa, khi thu mẫu tráng chai 3 lần bằng chính nước cần thu để phân tích Sau khi thu mẫu xong các mẫu được trữ lạnh