nghiên cứu xác định vị trí xây dựng nhà máy nước ngầm và đề xuất công nghệ xử lý

nghiên cứu xác định vị trí xây dựng nhà máy nước ngầm và đề xuất công nghệ xử lý

CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ XÂY DỰNG NHÀ MÁY

NƯỚC NGẦM VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

5.1 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGẦM TẠI KHU VỰC

5.1.1 Quy trình lấy mẫu

5.1.1.1 Phương pháp lấy mẫu

 Mẫu được lấy từ các bể nước của các hộ gia đình

 Mỗi bình lấy mẫu đều ghi đầy đủ thời gian, vị trí, thời tiết khi lấy mẫu

 Sau mỗi lần lấy mẫu ta có nhận xét sơ bộ về màu sắc và mùi vị của mẫu

 Mẫu sau khi lấy được bảo quản ở nhiệt độ 40 C

5.1.1.2 Nhật ký lấy mẫu

Lấy tất cả 10 mẫu trên tòan địa bàn xã Gia Lộc Vì thời gian làm luận văncó hạn nên em chỉ lấy mẫu khảo sát vào tháng 10

Hình 5.1: Bản đồ vị trí lấy mẫu

Điểm lấy mẫu

Bảng 5.1: Nhật ký lấy mẫu

STT Tên mẫu Địa điểm lấy mẫu Thời gian lấy

mẫu

Độ sâugiếng

Thời giansử dụng

Đặc điểmmẫu

1 GL-I TL 6, Gia Lâm 14h trưa,

nắng, gió nhẹ 30m 3 năm

Trong,không mùi

2 GL-II Số 13, Gia Lâm 14h15 trưa,

nắng, gió nhẹ 28m 2 năm

Trong,không mùi

3 GL-III Số 1, Gia Huỳnh 14h 35 trưa,

nắng, gió nhẹ 34m 4 năm

Trong,không mùi

4 GL-IV Số 10, Gia Huỳnh 14h45 trưa,

nắng, gió nhẹ 30m 3 năm

Vàng,không mùi

5 GL-V Số 75, Gia Tân 15h10 trưa,

nắng, gió nhẹ 30m 4 năm

Vàng, cómùi tanh

6 GL-VI Số 5, Gia Tân 15h20 trưa,

nắng, gió nhẹ 34m 3 năm

Vàng, hơitanh

7 GL-VII QL 19, Lộc Trác 15h35 trưa,

nắng, gió nhẹ 30m 4 năm Mùi tanh

8 GL-VIII QL 19, Lộc Trác

15h40trưa,nắng,giónhẹ

34m 3 năm Có mùi lạ

9 GL-IX Số 97, Lộc Khê 16h trưa ,

nắng, gió nhẹ 34m 2 năm Đục, tanh

10 GL-X Số 25, Lộc Khê 16h15 trưa,

nắng, gió nhẹ 34m 4 năm Hơi tanh

5.1.2 Phương pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm

Bảng 5.2: Các chỉ tiêu phân tíchSTT Chỉ tiêu Thiết bi phân tích Phương pháp phân tích

2 Tổng Sắt Máy quang phổ kế Phương pháp Phenanthioline

3 Nitrit Máy quang phổ kế Phương pháp so màu

4 Nitrat Máy quang phổ kế Phương pháp so màu

5 Tổng cứng Máy quang phổ kế Phương pháp EDTA

6 Độ đục Máy quang phổ kế Phương pháp so màu

7 Độ màu Máy quang phổ kế Phương pháp so màu

5.1.2.1 Xác định hàm lượng pH

Dùng máy đo pH để xác định hàm lượng pH có trong 10 mẫu nước cần phântích

5.1.2.2 Xác định hàm lượng tổàng sắt

Xác định bằng phương pháp phenanthioline

- Lắc đều mẫu đồng thời chuẩn bị các dung dịch cho đường chuẩn

- Lấy 50ml mẫu (Hay 1 thể tích thích hợp rồi pha loãng)vào cốc +2ml HCldd + 1ml NH2 OH.HCl Nếu màu của mẫu vượt quá đường cong chuẩnlàm lại với thể tích mẫu thích hợp và pha lõang thành 25ml

- Thêm vài viên đá bọt, đun sôi đến khi thể tích còn 15ml (Nếu đun sôiđến cạn hoà tan trong 2ml HCldd và 5ml nước cất) Để khi nguội đến nhiệt độphòng pha thành 50ml nước cất

- Thêm 5ml dung dịch đệm NH4 C2H3O2 + 2ml phenalthroline

- Đậy nút, lắc đều đợi 10 – 15 phút

- Đường cong chuẩn được pha chế theo dung dịch chuẩn (e.2) (bảng 5.3)

- Đo độ hấp thu A ở bước sóng = 510 nm

Bảng 5.3: Pha chế đường cong chuẩn

dd đệm acetate 5ml/ống

dd phenalthroline 2ml/ống (lắc đều) đợi 10 phút

Kết quả : Fe (mg/ l) = mlmaubanda C(g)doduoc u

Đo độ hấp thu A

Dung dịch tiêu chuẩn 100ppm:

Cân chính xác 0,4928g NaNO2 thêm nước cất đến 1000ml

Khi làm dung dịch chuẩn ta pha loãng thành 10ppm khi đĩ ta cĩ 1ml dung dịchtương ứng với 1mg

Mẫu thật làm tương tự so màu ở 520 nm Nếu màu vượt quá màu chuẩn ta phải

pha lỗng mẫu bằng nước cất

Phương trình đường chuẩn y = 1,6849x + 0,0401

R 2 = 0,9947 Tính kết quả: Từ phương trình đường chuẩn ta suy ra được hàm lượng NO2-có trong mẫu

5.1.2.4 Xác định hàm lượng Nitrat (NO 3 – )

Nếu mẫu có màu: Thêm 3ml huyền trọc Al(OH)3 vào trong 150 ml mẫu nước,

để yên vài phút, lọc nước đầu tiên

1 Hĩa chất

Phenol disulfonic acid: 3g phenol + 20ml H2SO4 Để nguội, chai tối tránh sángNaOH 20%: 20 g NaOH + 80ml nước cất

Dung dịch chuẩn 100ppm N-naphthylamine hịa vào trong 20ml nước cất, đun sơi Dung dịchNO3

Cân 0.7214 g KNO3 pha trong 1000ml nước cất

Dung dịch chuẩn 10ppm: Từ dung dịch 100ppm ta lấy 10ml dung dịch vàotrong cốc thủy tinh chịu nhiệt đun cạn khơ, để nguội Cho thêm 2ml phenoldisulfonicacid dùng đũa thủy tinh cà đều cặn khơ, sau đĩ cho thêm nước cất định mức 100ml

Phương trình đường chuẩn y = 0,2779x + 0,0023

R 2 = 0,9986 Tính kết quả: Từ phương trình đường chuẩn ta suy ra hàm lượng NO3- cótrong mẫu

5.1.2.5 Xác định tổng cứng ( CaCO 3 )

Xác định bằng phương pháp EDTA

- Lấy 50ml mẫu nước cho vào bình tam giác

- Thêm 2ml dung dịch đệm pH = 10

- Thêm 1 ml Hydroxyl amine Hydrochloride

- Cho 1 muỗng (0,01g) hổn hợp chỉ thị màu EBT, lắc đều

- Định phân ngay bằng dung dịch chuẩn EDTA 0,01M Lắc thật đều chođến khi dung dịch từ màu đỏ rượu vang màu xanh lơ

Kết quả: Độ cứng EDTA mg CaCO3/l = mlmaubanda AxBx1000 u

Trong đó : A: ml EDTA tham gia phản ứng mẫu

B : mgCaCO3 tương tự (1ml) EDTA định phân

B = D CaCO3 x 1 x NEDTA = 50 x 1 x 0,02 =1

 Độ cứng EDTA = A*501000

5.1.2.6 Xác định độ đục (Turbidity)

- Lắc đều mẫu trong bình, lấy 50ml mẫu vào cốc 100ml

- Bật máy và vào mã chương trình 750_ enter

- Điều chỉnh bước sóng về 860 nm (màn hình xuất hiệ FAU TURBIDITY)

- Cho 25ml nước cất vào cuvét, nhấn Zero cho màn hình xuất hiện: 0.FAU

TURBIDITY

- Cho mẫu vào cuvét 25ml

- Cho cuvét mẫu vào buồng đo, ấn Read đọc giá trị đo

5.1.2.7 Xác định độ màu (màu biểu kiến không cần lọc)

- Nhấn phím exit để thóat khỏi chương trình đo độ đục đến màn hình có chữprogram

- Vào mã chương trình: 120 – Enter

- Điều chỉnh bước sóng 455 nm

- Cho 25ml nước cất vào cuvét, nhấn Zero (cho màn hình xuất hiện: 0.Units

PtCo APHA)

- Cho mẫu vào cuvét 25ml

- Cho cuvét mẫu vào buồng đo, ấn Read đọc giá trị đo

5.1.3 Kết quả phân tích các mẫu nước tại các điểm khảo sát

Biểu đồ giá trị pH

7.27 7.13

6.91

7.07

6.8 6.74

7.03 7.45

6.34 6.17 6

6.2 6.4 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6

Bảng 5.7: Bảng kết quả phân tích tổng Fe ở 10 điểm khảo sát

Tên mẫu GL-I GL-II GL-III GL-IV GL-V GL-VI GL-VII GL-VIII GL-IX GL-XTổng Fe 1,201 1,142 1,235 3,128 6,133 9,155 5,149 1,329 7,381 1,490

Biểu đồ giá trị Fe

1.142

1.201

1.235 3.128

1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000

Nhận xét: Qua khảo sát ta thấy tất cả các điểm lấy mẫu điều có hàm lượng

Fe tổng vượt giá trị cho phép theo TCVN 5502 – 2003 (Fe < 0,5 mg/l) Chúnggiao động từ 1,1 – 9,1 sự giao động này rất lớn Chúng ta cần xử lí chỉ tiêu này đểđạt đến mức cho phép

0.017

0.005

0.003 0.001 0

0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

Biểu đồ giá trị Nitrat

0.067 0.179

0.082

0.085

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

-5.1.3.5 Tổng cứng (CaCO 3 )

Nhận xét: Qua nhiều lần tiến hành thí nghiệm để xác định độ cứng tổng

cộng của các mẫu nước khảo sát bằng chất chỉ thị màu EBT và thuốc thử NETđều có kết quả tương tự là khi cho chất chỉ thị màu vào thì dung dịch mẫu khôngcó màu đỏ rượu vang mà tất cả mẫu đều có màu xanh nên việc định phân khôngcó kết quả Cùng với cách tiến hành đó nhưng với thể tích mẫu lớn hơn rất nhiều(200ml), khi cho thuốc thử vào cũng chỉ có vài mẫu bắt đầu xuất hiện màu đỏrượu vang Điều này cho thấy các mẫu nước không chứa các ion kim loại đa hóatrị dương như ion calci và magie Nên ta có thể kết luận nước ở các điểm khảosát không có độ cứng hoặc nếu có thì cũng rất thấp không phải xử lí

3 3

5 5

3 1

0 0 0 1 2 3 4 5 6

Giá trị độ đục

Điểm lấy mẫu

Hình 5.6: Biểu đồ biểu diễn giá trị độ đục Nhận xét:

Nhìn chung, giá trị độ đục của những điểm khảo sát nằm trong tiêu chuẩncho phép theo TCVN 5502- 2003 (độ đục không lớn hơn 5NTU)

Biểu đồ giá trị màu

21

8

17 17

21 27

14 15

0 3

5.2 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ XÂY DỰNG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC NGẦM

5.2.1 Cơ sở lí luận

Vấn đề chọn vị trí xây dựng 1 trạm xử lí nước là rất quan trọng Vì nó đảmbảo đầy đủ các chỉ tiêu về kinh tế, kỹ thuật và một số những vấn đề khác cầnphải được thỏa mãn trước khi đi vào xây dựng

Trứơc khi chọn vị trí xây dựng trạm xử lí nước cấp, ta cần phải phân tíchxem: Trạm xử lí có gần công trình thu nước hoặc ở gần đối tượng dùng nước haykhông

Nếu trạm xử lí nằm gần công trình thu nước có các ưu điểm và nhược điểmsau:

- Ưu điểm: Thuận tiện cho việc quản lí, cấp điện, bảo vệ vệ sinh

nguồn nước… Giảm giá thành xây dựng do kích thước đường ống nhỏ vì khôngphải vận chuyển lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lí nước…

- Nhược điểm: Việc đưa nước đến mạng lưới xa nên đòi hỏi phải áp

lực cao, dễ gây nhiễm bẩn trong quá trình vận chuyển, hàm lượng Clo dư ở đầuđường ống cao hoặc phải cho nhiều đợt

Nếu trạm xử lí đặt gần nơi tiêu thụ sẽ có những ưu điểm và nhược điểm sau:

- Ưu điểm: Áp lực đẩy thấp hơn, giảm được tỉ lệ thất thóat nước trong

quá trình vận chuyển, lượng Clo khử trùng nước giảm…

- Nhược điểm: Giá thành xây dựng cao hơn, nước thô vận chuyển trên

tuyến ống dài dễ gây hiện tượng lắng cặn trên đường ống, cần phải xây dựngthêm trạm biến thế riêng nếu nhà máy xử lí nước ở công suất lớn…

Chính vì thế, để chọn vị trí đặt trạm xử lí ta cần phải phân tích, phải so sánhtheo các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật và dựa vào các nguyên tắc sau:

 Vị trí đặt khu đất trạm xử lí phải phù hợp với quy hoạch chung củahuyện, xã Phải đảm bảo việc liên hệ dễ dàng, thuận tiện cho việc quản lí chungcủa xã, huyện

 Có khả năng phát triển trong tương lai, để xây dựng thêm các côngtrình khi nhà máy nâng công suất

 Khu đất xây dựng nhà máy phải nằm nơi cao ráo, không bị ngập lụthay bị lún sụt Đảm bảo làm việc bền vững của các công trình trong trạm xử lí

 Có địa hình thuận tiện cho việc bố trí cao trình trạm xử lí, tránh đàođắp nhiều Đảm bảo diện tích để bố trí các công trình phụ và các công trình phụkhác

 Đảm bảo điều kiện vệ sinh tốt, tiện cho việc tổ chức bảo vệ vệ sinhnguồn nước và trạm xử lí Trạm xử lí đặt cách xa các nguồn và các cơ sở gây ô

 Khu đất đặt trạm xử lí nước thải phải có địa chất tốt, tránh gia cố nềnmóng để giảm giá thành xây dựng công trình và đảm bảo tính bền vững của côngtrình.

 Đặt gần nơi cung cấp điện để giảm giá thành xây dựng hệ thống cấpđiện và chi phí quản lí về điện giảm

 Có đường giao thông thuận tiện, đảm bảo tiện lợi cho việc chuyên chởnguyên vật liệu, thiết bị, máy móc, phục vụ công tác thi công và quản lí nhà máy

 Chiếm ít đất trồng trọt

 Ở đầu hướng gió chính để tránh bụi và hơi độc từ các họat động củakhu vực ảnh hưởng đến

Tuy nhiên, trong thực tế ít có địa điểm nào có thể đáp ứng được cả 10 yếu tốtrên Đối với từng trường hợp cụ thể, cần phải tiến hành phân tích đánh giá, lựachọn cho phù hợp với các yêu cầu cơ bản, trên cơ sở ưu tiên các vị trí đặt trạm xử

lí gần các trạm tiêu thụ

5.2.2 Chọn vị trí xây dựng trạm xử lí nước ngầm cho khu vực xã Gia Lộc với công suất 3300m 3 / ngày đêm

Từ cơ sở lí luận về việc chọn vị trí đặt trạm xử lí nước cấp trên Em quyếtđịnh chọn ra một khu đất thích hợp để xây dựng trạm xử lí nước cấp tại xã GiaLộc dựa trên thực tế khảo sát và bản đồ quy họach của xã Và khu đất em chọnthuộc ấp Gia Lâm nằm trên đường tỉnh lộ 6 của xã

5.2.2.1 Đặc điểm khu đất

Việc lựa chọn khu đất này nhằm mục đích xây dựng khu xử lí nước cấp nên

em đã tìm hiểu kỹ về tính chất cũng như hiện trạng sử dụng Bên cạnh đó, kếthợp với việc so sánh các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật và 10 nguyên tắc đã nêu trên

 Hiện trạng sử dụng đất: Là nơi đất trống không nằm trong khu vực quyhọach của xã

Diện tích: 870,600 ha

 Dân số: 5946 nhân khẩu, 845 hộ.

 Địa chất: Kết cấu đất gồm lớp đất, đất sét, lớp sét pha cát Kết cấutương đối vững chắc

 Cao độ: Từ 6 – 7m, cao ráo, bằng phẳng Không ngập lụt

 Vị trí địa lí: Là khu đất nằm trong ấp Gia Lâm, với phía Đông giáp thịtrấn Trảng Bàng, phía Tây giáp ấp Gia Tân, phía Bắc giáp xã Lộc Huỳnh, phíaNam giáp ấp Lộc Hưng

5.2.2.2 Vị trí xây dựng nhà máy xử lí nước ngầm

Hình 5.8: Bản đồ vị trí lấy mẫu

Nhà máy

xử lý

5.2.2.2.1 Phân tích vị trí xây dựng nhà máy nước ngầm

Với vị trí em đã chọn rất thuận tiện cho việc phân phối nước trên địa bàn xãGia Lộc Giảm thất thoát nước trong quá trình vận chuyển, áp lực đẩy thấp hơn…Nguồn khai thác có thể xem xét thực địa lấy nguồn nước gần nơi xây dựngđể giảm chi phí xây dựng đồng thời dễ cho việc quản lí, bảo vệ nguồn nước…Bên cạnh những ưu điểm trên, ta còn thấy khu đất đó còn có một số phù hợpvà thuận tiện như sau:

1 Khu đất chọn nằm nơi cao ráo, không ngập lụt với cao độ từ 6 – 7 m

2 Có địa hình thuận tiện để bố trí cao trình của nhà máy, đảm bảo diện tíchđể bố trí các công trình phụ khác

3 Điều kiện vệ sinh tốt vì địa hình không nằm gần bất cứ khu ô nhiễm nàonhư: bãi rác, nghĩa địa, lò giết mổ, bệnh viện, khu xử lí nước thải…

4 Gần trạm điện cao áp vì thế ta có thể giảm chi phí về điện

5 Là khu đất nằm trên đường tỉnh lộ 6 nên thuận tiện cho việc chuyên chởnguyên vật liệu, máy móc phục vụ tốt cho công tác thi công và quản lí

6 Vì là khu đất trống nên không ảnh hưởng đến trồng trọt và chăn nuôi

5.2.2.2.2 Kết quả chọn vị trí xây dựng nhà máy nứơc ngầm

Từ những phân tích trên, em quyết định chọn khu đất thuộc ấp Gia Lâm lànơi để xây dựng nhà máy xử lí nước cấp tại xã Gia Lộc với công suất3300m3/ngđ

5.3 LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC NGẦM ĐỂ XỬ LÝ

Dựa vào kết quả đã phân tích 7 chỉ tiêu tại 10 điểm khảo sát ở xã Gia Lộc

Em thấy có 5 địa điểm lấy mẫu cho kết quả về 7 chỉ tiêu rất khả quan Đó là cácđịa điểm lấy mẫu:

Tên mẫu GL - I GL - II GL - III GL -VIII GL - X

Vị trí TL 6 – Gia Số 13 – Gia Số 1 – Gia QL 19 – Lộc Số 25 – Lộc

Với 5 mẫu đại diện cho 3 khu vực trên, đều có khả năng thích hợp để trởthành nguồn nước cho việc xử lí Kết hợp với bản đồ lấy mẫu và bản đồ chọn vịtrí xây dựng nhà máy nước ngầm thì em thấy chỉ có một địa điểm thích hợp nhấtcho việc xây dựng Đó là vị trí nằm ở trên đường tỉnh lộ 6 thuộc ấp Gia Lâm Emchọn vị trí này là thích hợp Vì: Nguồn nước này rất thuận tiện cho mặt quản lí vàxử lí Nó gần trạm điện và là nơi cao ráo rất đảm bảo vệ sinh và là nơi đất trốngchưa có quy họach Nên chi phí xây dựng sẽ giảm rất nhiều do kích thước đườngống nhỏ vì không phải vận chuyển lượng nước dùng cho bản thân và trạm xử lí vàgiảm được chi phí tổn thất.

Chính vì vậy em chọn vị trí này làm nguồn nước để khai thác và xử lí chonhà máy xử lí nước ngầm tại xã Gia Lộc

Nhận xét chung

 Từ kết quả khảo sát ý kiến của người dân trong quá trình lấy mẫu emthấy hầu hết người dân trong địa bàn xã Gia Lộc đều không hài lòng về tình hìnhchất lượng nước đang sử dụng do nguồn nước ở đây rất nhiều phèn còn có mùitanh nên ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân địa phương rất nhiều Từ nhữngvấn đề đó, cho nên biện pháp hiện nay là cần đầu tư xây dựng một nhà máy xử línước ngầm để phục vụ cho bà con trong khu vực xã Gia Lộc nhằm đảm bảo sứckhỏe cho cộng đồng và bảo vệ nguồn tài nguyên cho khu vực

5.4 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM

Số liệu các chỉ tiêu phân tích:

STT pH Độ đục Màu Fe tổng Độ cứng Nitrát Nitrit

5.1: Sơ đồ khối hệ

thống xử lý nước ngầm xã Gia Lộc

5.4.2 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ:

 Nước thô được dẫn từ ống góp chung rồi qua các ống đưa lên giàn mưa.Trên giàn mưa gồm một hệ thống các ống xương cá trong đó có ống chính và cácống nhánh Nước từ giàn phân phối sẽ phun ra ngoài qua các lỗ trên ống nhánh vàrơi xuống qua từng sàn tung mưa, nước từ các sàn tung mưa di chuyển dần xuống

do trọng lực bản thân của giọt nước sau đó tập trung tại sàn thu nước, tại đây nướcsẽ chảy vào ống thu nước để đưa sang bể trộn Tại ốngh dẫn nước sang bể trộn,vôi sữa được châm vào

 Vai trò của giàn mưa: Nước được làm thoáng qua giàn mưa sẽ khửđược một hàm lượng CO2 đáng kể, giúp làm giàu oxi cho nước, tạo điều kiện đểoxi hoá Fe2+ thành Fe3+, thực hiện quá trình thuỷ phân để tạo thành hợp chất ít tanFe(OH) Làm tăng pH của nước, tạo điều kiện thuận lợi và đẩy nhanh quá trình

Trạm bơm

giếng cấp I

Giàn mưa

Bể lắng tiếp xúc

Bể lọc nhanh

Bể chứa nước sạch

Trạm cấp II

Nơi tiêu thụ

Bể trộn đứng

Clo khử trùngCa(OH)2