Nghiên cứu, thiết kế hệ thống lọc nước uống trực tiếp tại tòa nhà C trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội với công suất 3000lngđ

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 7 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG 10 1.1 Hiện trạng chất lượng nước cấp tại phường Phú Diễn Bắc Từ Liêm Hà Nội 10 1.2 Hiện trạng chất lượng nước cấp tại trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội 10 1.2.1 Sơ lược về trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội 10 1.2.2 Sơ lược về nước cấp tại trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội 11 1.3 Công nghệ xử lý nước uống trực tiếp hiện nay 11 1.3.1 Hệ thống xử lý nước uống trực tiếp bằng công nghệ RO 11 1.3.2 Hệ thống xử lý nước uống trực tiếp bằng công nghệ NANO 13 1.3.3 Hệ thống xử lý nước uống trực tiếp bằng công nghệ UF 14 1.4 So sánh 3 công nghệ RO, NANO và UF 15 1.4.1 Công nghệ lọc nước RO: (Màng lọc thẩm thấu ngược) 16 1.4.2 Công nghệ lọc nước UF: (Màng Siêu lọc) 16 1.4.3 Công nghệ lọc nước Nano 17 1.5 Các công trình xử lý nước uống trực tiếp tại các trường học hiện nay 17 1.5.1 Công trình xử lý nước uống trực tiếp cho sinh viên trường Đại học Xây Dựng 17 1.5.2 Công trình xử lý nước uống trực tiếp cho 6 trường cho học sinh vùng sâu, vùng xa trên địa bàn tỉnh Bình Phước 18 1.5.3 Công trình xử lý nước uống trực tiếp cho học sinh trường tiểu học Nguyễn Trung Trực xã Mỹ Hòa Hưng TP. Long Xuyên 19 1.5.4 Hệ thống lọc nước uống trực tiếp cho sinh viên trường đại học Giao Thông Vận Tải 20 1.5.5 Hệ thống lọc nước uống trực tiếp cho sinh viên trường đại học Sư phạm Đại học Quốc Gia Hà Nội 21 CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 22 2.1 Đề xuất sơ đồ công nghệ phương án 1 22 2.1.1 Kết quả phân tích mẫu nước đầu vào 22 2.1.2 Sơ đồ công nghệ phương án 1 25 2.1.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 1 26 2.2 Đề xuất sơ đồ công nghệ phương án 2 28 2.2.1 Kết quả phân tích mẫu nước đầu vào 28 2.2.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2 30 2.2.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 2 31 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LỌC 33 3.1 Tính toán phương án 1 33 3.1.1 Tính toán lượng nước cần thiết phục vụ nhu cầu của sinh viên và cán bộ nhà trường 33 3.1.2 Tính toán bể chứa 33 3.1.3 Tính toán công suất của hệ thống lọc RO 34 3.1.4 Tính toán cột lọc 35 3.1.5 Tính toán đường ống 48 3.1.6 Tính toán máy bơm 49 3.1.7 Khái toán kinh tế phương án 1 49 3.2 Tính toán phương án 2 52 3.2.1 Tính toán lượng nước cần thiết phục vụ nhu cầu của sinh viên và cán bộ nhà trường 52 3.2.2 Tính toán bể chứa 52 3.2.3 Tính toán công suất của hệ thống lọc RO 53 3.2.4 Tính toán kích thước đường ống vào máy bơm và cột lọc 54 3.2.5 Tính toán cột lọc 54 3.2.6 Tính toán đường ống 61 3.2.7 Tính toán máy bơm 62 3.2.8 Khái toán kinh tế phương án 2 63 3.3 So sánh 2 phương án trên 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

Mọi sao chép trích dẫn đều có căn cứ tài liệu đầy đủ, không sao chép gian lận viphạm quy chế đào tạo, nếu vi phạm thì tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước hộiđồng và nhà trường.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG 10

1.1 Hiện trạng chất lượng nước cấp tại phường Phú Diễn- Bắc Từ Liêm- Hà Nội 10 1.2 Hiện trạng chất lượng nước cấp tại trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội 10

1.2.1 Sơ lược về trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội 10

1.2.2 Sơ lược về nước cấp tại trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội 11 1.3 Công nghệ xử lý nước uống trực tiếp hiện nay 11

1.3.1 Hệ thống xử lý nước uống trực tiếp bằng công nghệ RO 11

1.3.2 Hệ thống xử lý nước uống trực tiếp bằng công nghệ NANO 13

1.3.3 Hệ thống xử lý nước uống trực tiếp bằng công nghệ UF 14

1.4 So sánh 3 công nghệ RO, NANO và UF 15

1.4.1 Công nghệ lọc nước RO: (Màng lọc thẩm thấu ngược) 16

1.4.2 Công nghệ lọc nước UF: (Màng Siêu lọc) 16

1.4.3 Công nghệ lọc nước Nano 17

1.5 Các công trình xử lý nước uống trực tiếp tại các trường học hiện nay 17

1.5.1 Công trình xử lý nước uống trực tiếp cho sinh viên trường Đại học Xây Dựng 17 1.5.2 Công trình xử lý nước uống trực tiếp cho 6 trường cho học sinh vùng sâu, vùng xa trên địa bàn tỉnh Bình Phước 18

1.5.3 Công trình xử lý nước uống trực tiếp cho học sinh trường tiểu học Nguyễn Trung Trực -xã Mỹ Hòa Hưng- TP Long Xuyên 19

1.5.4 Hệ thống lọc nước uống trực tiếp cho sinh viên trường đại học Giao Thông Vận Tải 20

1.5.5 Hệ thống lọc nước uống trực tiếp cho sinh viên trường đại học Sư phạm- Đại học Quốc Gia Hà Nội 21

CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 22

2.1 Đề xuất sơ đồ công nghệ phương án 1 22

2.1.1 Kết quả phân tích mẫu nước đầu vào 22

2.1.2 Sơ đồ công nghệ phương án 1 25

2.1.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 1 26

2.2 Đề xuất sơ đồ công nghệ phương án 2 28

2.2.1 Kết quả phân tích mẫu nước đầu vào 28

2.2.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2 30

2.2.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 2 31

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LỌC 33

3.1 Tính toán phương án 1 33

3.1.1 Tính toán lượng nước cần thiết phục vụ nhu cầu của sinh viên và cán bộ nhà trường 33

3.1.2 Tính toán bể chứa 33

3.1.3 Tính toán công suất của hệ thống lọc RO 34

3.1.4 Tính toán cột lọc 35

3.1.5 Tính toán đường ống 48

3.1.6 Tính toán máy bơm 49

3.1.7 Khái toán kinh tế phương án 1 49

3.2 Tính toán phương án 2 52

3.2.1 Tính toán lượng nước cần thiết phục vụ nhu cầu của sinh viên và cán bộ nhà trường 52

3.2.2 Tính toán bể chứa 52

3.2.3 Tính toán công suất của hệ thống lọc RO 53

3.2.4 Tính toán kích thước đường ống vào máy bơm và cột lọc 54

3.2.5 Tính toán cột lọc 54

3.2.6 Tính toán đường ống 61

3.2.7 Tính toán máy bơm 62

3.2.8 Khái toán kinh tế phương án 2 63

3.3 So sánh 2 phương án trên 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Hệ thống lọc RO gia đình 12

Hình 1.2: Màng siêu lọc UF 15

Hình 1.3: So sánh 3 công nghệ RO, NANO, UF 16

Hình 1.4: Hệ thống lọc tại trường ĐH Xây Dựng 18

Hình 1.5: Hệ thống lọc của trường 19

Hình 1.6: Hệ thống lọc của trường tiểu học Nguyễn Trung Trực 20

Hình 1.7: Hệ thống lọc nước của trường ĐH Giao Thông Vận Tải 21

Hình 1.8: Hệ thống lọc của trường ĐH Sư phạm 21

Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ hệ thống lọc tòa nhà C 24

Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ phương án 2 28

Hình 3.1: Máy bơm lọc thô phương án 1 58

Hình 3.2: Bơm tăng áp phướng án 1 58

Hình 3.3: Máy bơm lọc thô phương án 2 90

Hình 3.4: Máy bơm tăng áp phương án 2 90

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Đặc tính vật liệu lọc phương án 1 32

Bảng 3.2: Độ nở tương đối của vật liệu lọc phương án 1 34

Bảng 3.3: Thể tích cặn chiếm chổ trong lỗ rỗng hạt VLL phương án 1 35

Bảng 3.4: Độ đặc của cặn phương án 1 35

Bảng 3.5: Tổng hợp thông số thiết kế cột lọc 1 phương án 1 40

Bảng 3.6: Thông số thiết kế cột lọc than GAC phương án 1 41

Bảng 3.7: Đặc điểm kỹ thuật của GAC phương án 1 41

Bảng 3.8: Tổng hợp thông số thiết kế cột lọc 2 phương án 1 45

Bảng 3.9: Thông số kỹ thuật nhựa Dowex HCR-S phương án 1 46

Bảng 3.10: Tổng hợp thông số kỹ thuật của cột lọc 3 phương án 1 53

Bảng 3.11: Thông số thiết kế lõi lọc 5m phương án 1 53

Bảng 3.12: Thông số kỹ thuật màng OSMONIC - AG4021FF phương án 1 55

Bảng 3.13: Đặc tính đèn UV Watts – 2 GPM phương án 1 56

Bảng 3.14: Tính chi phí xây dựng và lắp đặt hệ thống cho phương án 1 59

Bảng 3.15: Tính chi phí vật tư cho phương án 1 59

Bảng 3.16: Tính chi phí điện năng cho phương án 1 60

Bảng 3.17: Đặc tính vật liệu lọc phương án 2 64

Bảng 3.18: Bảng Độ nở tương đối của vật liệu lọc phương án 2 66

Bảng 3.19:Thể tích cặn chiếm chổ trong lỗ rỗng hạt VLL phương án 2 67

Bảng 3.20:Độ đặc của cặn phương án 2 67

Bảng 3.21:Tổng hợp thông số thiết kế cột lọc 1 phương án 2 72

Bảng 3.22: Thông số thiết kế cột lọc than GAC phương án 2 73

Bảng 3.23: Đặc điểm kỹ thuật của GAC phương án 2 73

Bảng 3.24: Tổng hợp thông số thiết kế cột lọc 2 phương án 2 77

Bảng 3.25: Thông số kỹ thuật nhựa Dowex HCR-S phương án 2 77

Bảng 3.26: Tổng hợp thông số kỹ thuật của cột lọc 3 phương án 2 84

Bảng 3.27: Thông số thiết kế lõi lọc 5m 85

Bảng 3.28: Thông số kỹ thuật màng OSMONIC – AG4021FF 87

Bảng 3.29: Bảng Đặc tính đèn UV Watts – 2 GPM 88

Bảng 3.30: Tính chi phí xây dựng và lắp đặt hệ thống cho phương án 2 91

Bảng 3.31: Tính chi phí vật tư cho phương án 2 91

Bảng 3.32: Tính chi phí điện năng cho phương án 2 93

KPL : Không pha loãng

TDS : Total dissolved solids – Tổng lượng chất rắn hòa tan

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Nước uống luôn luôn là một thức uống quan trọng và duy trì cuộc sống cho conngười và là điều kiện cần thiết cho sự sống còn của tất cả các sinh vật trên địa cầu này.Nước chiếm khoảng 70% khối lượng của cơ thể con người và là một thành phần quantrọng của quá trình trao đổi chất, một dung môi cho nhiều chất hòa tan của cơ thể Conngười cần uống 2,0 lít mỗi ngày (tức khoảng 8 ly cốc nước) để tốt cho sức khỏe Việc

xử lý nước cấp thành nước uống trực tiếp cho con người đang là vấn đề quan trọng cầnđược rất nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học, nhà nghiên cứu để công nghệ lọcnước uống trực tiếp ngày càng hiện đại và có giá thành thấp Ở Việt Nam nói chung vàthành phố Hà Nội nói riêng công nghệ chủ yếu để lọc nước là công nghệ RO, phục vụcho các gia đình, nhà máy, công xưởng và trường học

Hiện nay, trên địa bàn thành phố Hà Nội có trên 50 trường đại học với số lượngsinh viên khoảng 10000 sinh viên/1 trường, việc cung cấp nước uống trực tiếp cho sinhviên tại trường tốn không ít chi phí Một số trường mua trực tiếp công nghệ ngoài vềlắp đặt gặp không ít những hạn chế như công suất không đủ cho sinh viên dùng, chi phícao lại không đạt chuẩn chất lượng đầu ra Trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường

Hà Nội là một trong những trường trọng điểm của quốc gia với lượng sinh viên lên đến

10000 sinh viên Tuy nhiên, trường chưa có hệ thống lọc nước cho sinh viên và cán bộnhà trường để phục vụ nhu cầu thiết yếu của sinh viên và cán bộ nhà trường

Vì vậy, tôi xin đề xuất đề tài: “ Nghiên cứu, thiết kế hệ thống lọc nước uống trực tiếp tại tòa nhà C trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội với công suất 3000l/ngđ” làm đề tài tốt nghiệp và đánh giá được khả năng áp dụng vào thực tế

của hệ thống lọc thông qua tính toán chi tiết các công trình của hệ thống

2 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện tại chưa có hệ thống lọc nước tại trường Đại học Tài Nguyên và Môitrường Hà Nội Trong tương lai, lượng sinh viên vào trường có xu hướng tăng, nhu cầu

sử dụng nước uống trong toàn trường cũng tăng lên đáng kể Do vậy cần thiết phảinghiên cứu, thiết kế hệ thống lọc nước uống trực tiếp cho sinh viên và cán bộ nhàtrường

Với các dây chuyền công nghệ hiện đại thì yêu cầu chất lượng nước đầu ra đảmbảo QCVN 6-1:2010/BYT nhưng tốn rất nhiều chi phí Vì vậy, tôi đã lên ý tưởngnghiên cứu một cách đầy đủ hơn về hệ thống lọc nước RO Hệ thống lọc nước RO làcông trình đa năng, có hiệu quả cao, đồng thời đáp ứng được yêu cầu về chất lượngnước đầu ra cũng như tiết kiệm được chi phí đầu tư.

3 Các phương pháp nghiên cứu

- Thu thập số liệu, tính toán, thiết kế.

- Phân tích trong phòng thí nghiệm.

- Phân tích, thống kê, xử lý số liệu và tổng hợp kết quả.

LỜI CẢM ƠN

Trong bốn năm học tập và khoảng thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, tôi luônnhận được sự quan tâm, động viên và giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, người thân vàbạn bè Với những kiến thức thầy cô truyền đạt, sự động viên của bạn bè và gia đình đãgiúp đỡ tôi rất nhiều để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này

Xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô giảng viên Khoa Môi trường củatrường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi thựchiện nghiên cứu này

Xin đặc biệt cảm ơn TS.Lê Ngọc Thuấn đã giành nhiều thời gian hướng dẫn, tậntình giúp đỡ và truyền đạt nhiều kinh nghiệm thực tế cho tôi trong quá trình học tậpcũng như thực hiện đồ án tốt nghiệp

Đồng thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả những người thân bên cạnh vàcác bạn sinh viên lớp ĐH2CM2 đã ủng hộ, động viên và giúp đỡ để hoàn thành tốt đồ

án tốt nghiệp

Cuối cùng, xin được gửi lời biết ơn sâu sắc đến ba mẹ, anh chị, tất cả mọi ngườitrong gia đình luôn là nguồn động viên, là điểm tựa vững chắc, đã hỗ trợ và giúp bảnthân tôi có đủ nghị lực để vượt qua khó khăn và hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình

Dù đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, tôi rất mong nhậnđược sự góp ý và sửa chữa của thầy cô và các bạn về đồ án tốt nghiệp này

Xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG

1.1 Hiện trạng chất lượng nước cấp tại phường Phú Diễn- Bắc Từ Liêm- Hà Nội

Nước sạch là yếu tố không thể thiếu và không thể thay thế được trong sinh hoạthàng ngày của con người, là nguồn thiết yếu nuôi con người và các sinh vật trên tráiđất

Hiện nay, tại thành phố Hà Nội tổng công suất cấp nước trên toàn thành phố đạt880.000m3/ngày đêm, trong đó công ty Nước sạch Hà Nội cấp 600.000m3/ngày đêm,công ty cổ phần cấp nước Sơn Tây 20.000m3/ngày đêm, công ty Nước sạch Hà Đông40.000m3/ngày đêm và công ty cổ phần Nước sạch Viwaco 220.000m3/ngày đêm Vớicông suất như vậy việc cung cấp nước sạch cho dân cư trong thành phố đang gặp nhiềukhó khan do đáp ứng không đủ nhu cầu Trong khi đó, tại phường Phú Diễn - mộtphường trực thuộc quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội, có diện tích là 252,20 ha và dân số là

27062 người (2013) được cấp nước sạch cho dân cư tới 95% Công suất cấp cho khuvực phường Phú Diễn bao gồm các trường học, bệnh viện có trên địa bàn phườngkhoảng 5000m3/ ngày đêm

1.2 Hiện trạng chất lượng nước cấp tại trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội

1.2.1 Sơ lược về trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội trụ sở chính tại: Số 41A,đường Phú Diễn, phường Phú Diễn, quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội thành lập theo Quyếtđịnh số 1583/QĐ-TT ngày 23 tháng 08 năm 2010 của Thủ tướng Chính phủ trên cơ sởnâng cấp Trường Cao đẳng Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

Nhà trường có truyền thống đào tạo hơn 60 năm Trường Đại học Tài nguyên vàMôi trường Hà Nội là cơ sở giáo dục đại học công lập thuộc hệ thống giáo dục quốcdân, trực thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, chịu sự quản lý quản lý Nhà nước vềgiáo dục và đào tạo của Bộ Giáo dục và đào tạo, có tư cách pháp nhân, có con dấu vàtài khoản riêng

Đến nay, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã trở thành cơ sởđào tạo đa ngành thuộc lĩnh vực tài nguyên và môi trường: Môi trường, Khí tượng vàThủy văn, Đo đạc và Bản đồ, Quản lý đất đai, Tài nguyên nước, Địa chất khoáng sản,Khoa học biển, Biến đổi khí hậu, Kinh tế tài nguyên và môi trường,… Nhà trường có

nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực phục vụ công tác quản lý, thực hiện nhiệm vụ chuyênmôn thuộc lĩnh vực tài nguyên và môi trường có trình độ Cao đẳng, Đại học và sau đạihọc; bồi dưỡng thường xuyên và chuẩn hóa cán bộ làm công tác quản lý tài nguyên vàmôi trường; nghiên cứu ứng dụng, chuyển giao công nghệ trên các lĩnh vực tài nguyên

và môi trường

Mục tiêu thành lập Trường nhằm trở thành trung tâm đào tạo nguồn nhân lựcchất lượng cao phục vụ cho quản lý Nhà nước về lĩnh vực tài nguyên và môi trường từTrung ương, địa phương, các doanh nghiệp đến cộng đồng

1.2.2 Sơ lược về nước cấp tại trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội gồm 3 khu nhà chính: khunhà hành chính( tòa nhà C 5 tầng), khu giảng đường( tòa nhà A 10 tầng, dãy nhà cấp 4

và dãy nhà 4 tầng), khu kí túc xá sinh viên

Cấp nước tòa nhà C: trên tầng thượng tòa nhà có 2 bể 1.5m3 cung cấp nước sạchcho tòa chủ yếu phục vụ sinh hoạt cán bộ và giảng viên trường, nguồn nước này đượclấy từ đường ống cấp nước của khu vực phường Phú Diễn

Cấp nước tòa nhà A: trên tầng thượng tòa nhà có 2 bể 5 m3 cung cấp nước sạchcho tòa nhà chủ yếu phục vụ sinh hoạt cho khoảng 2000 sinh viên/1 ca học, nguồnnước này được lấy từ nước giếng khoan trong khu vực trường với công suất khoảng 80

m3/ngày đêm đã qua xử lý

Cấp nước khu vực dãy nhà cấp 4và dãy nhà 4 tầng: nước sạch phục vụ chủ yếucho khoảng 500 sinh viên/1 ca học, nguồn nước được lấy từ nước giếng khoan đã qua

xử lý và được thu hồi tại bể chứa vườn khí tượng của khu nhà cấp 4

Cấp nước cho khu vực ký túc xá: gồm dãy nhà A1 có 4 tầng, dãy nhà A2 có 3tầng, mỗi tầng có 8 phòng và mỗi phòng có 8 người Mỗi phòng đều có nhà vệ sinhriêng Số sinh viên dự tính khoảng 450 sinh viên Nguồn nước được lấy từ nước giếngkhoan đã qua xử lý và được thu hồi tại bể chứa vườn khí tượng của khu nhà cấp 4

1.3 Công nghệ xử lý nước uống trực tiếp hiện nay

Các phương pháp xử lý nước uống trực tiếp hiện nay tập trung vào 3 quá trìnhchính là lọc thô, khử khuẩn và lọc tinh, các công nghệ phổ biến tại Việt Nam:

1.3.1 Hệ thống xử lý nước uống trực tiếp bằng công nghệ RO

 Nguyên lý hoạt động:

Hình 1.1: Hệ thống lọc RO gia đình

Nước cấp cho hệ thống được bơm từ bể chứa nước sạch khi đi qua lõi số 1(được làm từ sợi thô PP) có công dụng ngăn chặn bất bẩn: bùn, rỉ sét, lọc nước phèn…

có trong nước

Sau đó hệ thống sẽ tự động hút từ cột lọc số 1 lên cột lọc số 2 Trong cột lọc số

2 có chứa than hoạt tính dạng hạt có tác dụng trong việc hấp thụ chất hữu cơ, chứathành phẩn Cation khử độ cứng của nước nhằm bảo vệ màng mang lại nguồn nướctrong lành và có vị ngọt tự nhiên

Tiếp đến nước sẽ tự động đẩy sang cột lọc số 3 Tại đây cột lọc này có than hoạttính có tác dụng hấp thụ mùi vị chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, chất diệt côn trùng, kim loạinặng, Clo có trong nước Không những thế nó còn có chức năng ngăn chặn bùn đất rìsét hay những tạp chất có khích thước lớn hơn 5 micron

Khi nước đã qua cột lọc số 3 thì sẽ tiếp tục đẩy sang màng lọc Tại đây nước sẽđược chia ra làm 2 phần là nước tinh khiết sẽ được lọc qua màng còn lại sẽ được dẫnqua van thải và thải ra ngoài Màng lọc được sản xuất tại Mỹ hoạt động theo cơ chếthẩm thấu ngược, chịu được áp lực cao và có khe hở cực nhỏ (0.0001 Micron) có côngdụng loại bỏ hoàn toàn các chất rắn, khí hòa tan trong nước, các ion kim loại, kim lạinặng, vi sinh vật, vi khuẩn, các chất hữu cơ làm cho nước trở lên hoàn toàn tinh khiếtnhưng không làm thay đổi tính lý hóa của nước Do đó, nó được coi là thành phần quantrọng nhất của hệ thống hay còn gọi là trái tim của hệ thống lọc.

Qua quá trình lọc nước đã được dẫn đến lõi lọc Cacbon CL-T33 Lõi lọc nướcCacbon CL-T33 có thành phẩn chính là cacbon có tác dụng diệt khuẩn, hấp thụ màu,làm mền nước, làm cân bằng độ PH trong nước tinh khiết

Cấu tạo:

- Lõi lọc số 1 có tác dụng loại vỏ bùn đất rỉ sét, kim loại nặng, lọc phèn, tạp chất

có trong nước… có kích thước ≥ 5µm

- Lõi lọc số 2 có tác dụng hấp thụ chất hữu cơ, chất tẩy rửa, khí clo, kim loại nặnghay các tạp chất độc hại có trong nước

- Lõi lọc số 3 có tác dụng làm mềm nước và loại vỏ bùn đất rỉ sét, kim loại nặng,tạp chất khô… có kích thước ≥ 1µm

- Lõi lọc số 4 (Màng lọc RO): Loại bỏ hoàn toàn chất rắn, Ion kim loại nặng, vikhuẩn, vi rút, các chất hữu cơ… làm cho nước trở nên hoàn toàn tinh khiếtnhưng không làm thay đổi tính lý – hoá của nó

- Lõi lọc số 5 có tác dụng khử mùi, tạo khoáng, tạo vị ngọt, diệt khuẩn… làm cânbằng độ pH trong nước tinh khiết

1.3.2 Hệ thống xử lý nước uống trực tiếp bằng công nghệ NANO

 Nguyên lý hoạt động:

Nước cấp cho hệ thống được bơm từ bể chứa nước sạch khi đi qua lõi số 1 và 2bằng sợi bông ép thành khối đường kính 67 mm, 5 micron có công dụng ngăn chặn bấtbẩn: bùn, rỉ sét, lọc nước phèn… có trong nước

Sau đó hệ thống sẽ tự động chảy từ cột lọc số 2 lên cột lọc số 3 Trong cột lọc số

3 có chứa than hoạt tính dạng hạt có tác dụng trong việc hấp thụ chất hữu cơ, chứathành phẩn Cation khử độ cứng của nước nhằm bảo vệ màng mang lại nguồn nướctrong lành và có vị ngọt tự nhiên

Tiếp đến nước sẽ tự động đẩy sang cột lọc số 4 Tại đây cột lọc này có than hoạttính có tác dụng hấp thụ mùi vị chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, chất diệt côn trùng, kim loạinặng, Clo có trong nước Không những thế bên ngoài bao bọc lớp Nano silver với cáckết cấu Nanometer dầy đặc có nhiệm vụ lọc và diệt vi khuẩn bằng nguyên tử bạc(Ag).

Sau đó nước được chảy đến cột lọc số 5 gồm các hạt Cation và đá khoáng cónhiệm vụ làm mềm nước và cân bằng độ pH trong nước

 Cấu tạo:

Hiện nay hệ thống lọc nước Nano đã xuất hiện tại Việt Nam với nguồn gốc chủ

yếu là xuất xứ tại Nga, được hoạt động với cơ chế bao gồm 5 cấp lọc chính:

- Cấp lọc số 1 : Bằng sợi bông ép thành khối đường kính 67 mm, 5 micron

- Cấp lọc số 2 : Bằng sợi bông ép thành khối đường kính 65 mm, 3 micron

- Cấp lọc số 3 : Than hoạt tính được ép thành khối bằng công nghệ cao, bên ngoàiđược bao bọc lớp màng sợi tráng bạc diệt khuẩn

- Cấp lọc số 4 (Màng Nano Silver): Than hoạt tính được ép thành khối, bên ngoàibao bọc lớp Nano silver với các kết cấu Nanometer dầy đặc Chức năng chính làloại bỏ 100% vi khuẩn và các kim loại nặng, loại bỏ thuốc trừ sâu, hủy bỏ cácchất ô nhiễm hữu cơ, vi khuẩn, vi rút các loại

- Cấp lọc số 5 (Lõi Cation): Hạt Cation và đá khoáng Chức năng: Làm mềmnước và cân bằng độ pH trong nước

1.3.3 Hệ thống xử lý nước uống trực tiếp bằng công nghệ UF

Màng lọc UF( Ultra Filtration) hay còn gọi là màng siêu lọc sợi rỗng thẩm thấu,mỗi sợi màng có dạng hình ống, màu trắng, khi lọc cho phép nước đi từ ngoài vàotrong lòng ống nhờ áp lực dòng chảy của nước, khi ta bịt một đầu ống lại hoặc uốn ốngtheo hình chữ (U) Dưới áp lực dòng chảy của nước sẽ thấm qua các mao dẫn có kíchthước khoảng từ 0,1~0,001micromet(µm)

 Công dụng của màng siêu lọc UF

Với kích thước từ 0,1~0,001micron (µm) màng lọc UF có thể lọc sạch các tạpchất có kích thước nhỏ hơn cả vi khuẩn, loại bỏ dầu, mỡ, hydroxit kim loại, chất keo,nhũ tương, chất rắn lơ lửng,và hầu hết các phân tử lớn từ nước và các dung dịch khácnhư (phấn hoa, tảo, kí sinh trùng, virut, và vi trùng gây bệnh…)và đặc biệt là có thểtriệt tiêu được vi khuẩn tới 99.9% dường như không còn vi khuẩn Các phân tử có kíchthước lớn hơn như các loại tạp chất, virus, vi khuẩn sẽ bị giữ lại và thải xả ra

ngoài qua tất cả các bước lọc khắt khe nhất từ các lõi lọc, cấp lọc và màng siêu lọc UF

đã cho ra một nguồn nước siêu tinh khiết đảm bảo sức khỏe tối ưu cho mọi người sưdụng

 Cấu tạo và chức năng của màng siêu lọc UF

Hình 1.2: Màng siêu lọc UF

 Màng lọc Ultrafiltration có thể hoạt động theo 2 nguyên lý:

Từ ngoài vào trong: Lớp lọc nằm bên ngoài màng Dòng nước có chất ô nhiễm

được đẩy vào từ bên ngoài vào trong màng lọc tất cả các chất độc hại được dữ lại bênngoài màng lọc chỉ duy nhất Nước sạch nguyên khoáng ,nước tinh khiết sau lọc đượcthu ở bên trong màng lọc

Từ trong ra ngoài: Lớp lọc nằm bên trong màng Dòng nước có chất ô nhiễm

được thấm vào từ bên trong màng lọc Nước sạch sau lọc được thu ở bên ngoài mànglọc

Cấu tạo của màng lọc UF là: các tạp chất không thấm qua màng sẽ được giữ lạibên ngoai màng lọc trong lòng ống và được tống ra ngoài khi mở đầu bịt của ống ra.Điều này cho phép tạo khả năng tự xả bẩn của màng UF bằng cách lắp van tự động xảthải Một theo thời gian làm việc của màng

 Nguyên lý hoạt động

UltraFiltration(UF) là một công nghệ lọc dùng áp suất thấp để loại bỏ nhữngphân tử có kích thuớc lớn ra khỏi nguồn nước Dưới một áp suất 1.5~3kgf/cm², nướctinh, muối khoáng và các phân tử ion nhỏ hơn lỗ lọc (0.1- 0.001 micron) sẽ “chui” quamàng dễ dàng để tạo ra một nguồn nước tinh khiết

Đặc điểm chính: Màng siêu lọc (UF) là công nghệ lọc cung cấp một giải pháphợp lý cho các dây chuyền sản xuất thực phẩm và đồ uống, cung cấp nguồn nước ănuống hàng ngày vô hạn cho người dùng chất lượng nước rất cao sau khi lọc qua màng

UF dùng cho việc sản xuất nước khoáng, nước hoa quả, nước tăng lực Màng UF tạonên một rào cản chắc chắn ngăn cản các vi sinh vật, bào tử và loại bỏ màu, chất hữu cơ(trong nguồn nước tự nhiên thường xuất hiện các chất tiết ra từ vỏ cây, các chất mùn,bùn, gỉ sắt các độc tố và vi khuẩn có hại…vv)

1.4 So sánh 3 công nghệ RO, NANO và UF

Hình 1.3: So sánh 3 công nghệ RO, NANO, UF

1.4.1 Công nghệ lọc nước RO: (Màng lọc thẩm thấu ngược)

Công nghệ máy lọc nước Ro thực tế là màng lọc thẩm thấu ngược, xuất hiệntrên thế giới và có mặt trên thị trường Việt Nam từ rất lâu

Công nghệ RO (thẩm thấu ngược) là công nghệ lọc nước tiên tiến và triệt đểnhất hiện nay Vì các khe hở màng lọc RO có kích cỡ 0,001 micromet, giống như cơchế hoạt động của thận người, ngăn tất cả các loại chất, vi khuẩn, virus, và thải rangoài Công nghệ này sẽ cho ra sản phẩm nước hoàn toàn nguyên chất (nước tinhkhiết)

 Yếu điểm:

Công nghệ lọc RO sẽ cho ra nước tinh khiết, đồng thời cũng loại bỏ hoàn toànkhoáng chất có trong nước (uống nước tinh khiết trong thời gian dài làm cho cơ thểthiếu đi 1 số khoáng chất cần thiết)

Tốn nhiều nước, vì việc cho ra nước tinh khiết đồng nghĩa với việc phải loại bổmột luợng nước thải tương đương.

 Cách khắc phục:

Công nghệ mới của hệ thống lọc nước RO đã có thêm chức năng bổ sungkhoáng chất có lợi cho cơ thể, cụ thể là bổ sung thêm trụ lọc tinh và tạo khoáng ở bướclọc cuối cùng

Lượng nước thải ra có thể tái sử dụng vào những việc như: tưới cây, giặt đồ, vệsinh nhà cửa

1.4.2 Công nghệ lọc nước UF: (Màng Siêu lọc)

Màng lọc UF (UltraFiltration) hay còn gọi là màng siêu lọc, là một công nghệlọc dùng màng áp suất thấp để loại bỏ những phân tử có kích thuớc lớn ra khỏi nguồnnước Dưới một áp suất không quá 2,5 bars, nước, muối khoáng và các phân tử/ ionnhỏ hơn lỗ lọc (0.1- 0.005 micron) sẽ “chui” qua màng dễ dàng Các phân tử lớn hơn,các loại virus, vi khuẩn gây hại sẽ bị ngăn lại

1.4.3 Công nghệ lọc nước Nano

Mới xuất hiện trên thị trường kinh doanh mặc dù công nghệ có từ những năm80

Công nghệ Nano có các khe hở to hơn RO nhưng nhỏ hơn UF Như vậy cũng sẽlọc được vi khuẩn, virus nhưng không loại bỏ hoàn toàn hàm lượng chất khoáng Tuynhiên, các chất còn lại đó sẽ có lợi hoàn toàn hay không, thì chưa có câu trả lời vì cònphụ thuộc vào nguồn nước đầu vào

 Yếu điểm:

Công nghệ Nano không qua hệ thống xử lý thô sẽ dễ gây tắc màng, những chấtkhoáng còn lại trong nước có thể sẽ không có lợi cho cơ thể, giá thành cao

 Cách khắc phục:

Với công nghệ lọc của máy lọc nước Nano, người sử dụng phải xác định trướcnguồn nước để dùng Nano hiệu quả hơn

Kết luận: Qua tìm hiểu và so sánh thì công nghệ lọc nước RO là hệ thống tối ưu

nhất, vì vậy tôi chọn hệ thống RO cho nghiên cứu đề tài tốt nghiệp

1.5 Các công trình xử lý nước uống trực tiếp tại các trường học hiện nay

1.5.1 Công trình xử lý nước uống trực tiếp cho sinh viên trường Đại học Xây Dựng

Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường, Trường Đại học Xây dựng đang thựchiện Dự án nghiên cứu, phối hợp với Trường Đại học Tổng hợp Seoul, Hàn Quốc(SNU) và Công ty Eco-Protect, Hàn Quốc, triển khai mô hình pilot trình diễn côngnghệ xử lý nước mới, Ozone hóa (Dự án H.O.P.S – High-density Ozone WaterProduction System) Để đánh giá công nghệ, đồng thời để đáp ứng nhu cầu nước uốngtrong mùa hè nóng nực cho cán bộ và sinh viên Trường Đại học Xây dựng, một hệthống pilot xử lý nước mưa thành nước uống trực tiếp, công suất 5m3/h, đã được lắpđặt tại sảnh tầng 1 Nhà Thí nghiệm Trường Đại học Xây Dựng và đang hoạt động rấthiệu quả

Hình 1.4: Hệ thống lọc tại trường ĐH Xây Dựng

1.5.2 Công trình xử lý nước uống trực tiếp cho 6 trường cho học sinh vùng sâu,

vùng xa trên địa bàn tỉnh Bình Phước

Tỉnh đoàn phối hợp Sở Tài nguyên - môi trường lắp đặt 6 hệ thống nước lọc cho

6 đơn vị trường học ở vùng sâu, xa trên địa bàn tỉnh Kinh phí của mỗi công trình

khoảng 34 triệu đồng Công suất lọc nước của mỗi hệ thống dao động từ 15-30 lít/giờ.Theo kết quả kiểm nghiệm của Viện Pasteur thành phố Hồ Chí Minh, 13 chỉ tiêu vềhóa, lý, vi sinh đều đạt chuẩn cho phép của nước uống tinh khiết Đơn vị thi công côngtrình nước sạch cho biết, nguyên lý hoạt động của hệ thống nước lọc được lắp đặt theoquy trình xử lý RO100 Cả quy trình phải trải qua 3 hệ thống lọc, hệ thống cuối cùngđược xử lý bằng tia cực tím nên chất lượng nước sau khi lọc được đảm bảo theo tiêuchuẩn nước uống tinh khiết.

Hình 1.5: Hệ thống lọc của trường

1.5.3 Công trình xử lý nước uống trực tiếp cho học sinh trường tiểu học Nguyễn

Trung Trực -xã Mỹ Hòa Hưng- TP Long Xuyên

Tại Trường tiểu học Nguyễn Trung Trực (xã Mỹ Hòa Hưng, TP Long Xuyên),trung tâm vừa bàn giao máy lọc nước uống cho học sinh theo công nghệ RO, công suất

100 lít/giờ, phục vụ cho hơn 500 học sinh của trường có nguồn nước uống đảm bảo vệsinh an toàn vệ sinh thực phẩm Tổng kinh phí 55 triệu đồng, từ nguồn sự nghiệp khoahọc và công nghệ tỉnh hỗ trợ Giải thích quy trình lọc, Trưởng Phòng tư vấn khoa họccông nghệ-Trung tâm Ứng dụng tiến bộ Khoa học và Công nghệ tỉnh Trần Phú Vinhcho biết: “Nước cấp được lọc sơ bộ qua các cột lọc PP (Polypropylene), than hoạt tính,trao đổi ion để lọc cặn, chất hữu cơ và làm giảm độ cứng

Sau đó được đưa vào bồn chứa rồi tiếp tục lọc qua hệ thống thẩm thấu ngược(RO) để loại bỏ triệt để cặn các kim loại nặng, Chlorua, mùi và màu, virút, vi khuẩn,asen (thạch tín), các chất rắn hoà tan (TDS), Nitrate/Nitrite… Nước sau khi lọc qua hệthống RO được trữ trong bình chứa và khử trùng bằng UV và được làm ngọt bằng lõilọc T33 trước khi uống trực tiếp Nước uống sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 6-

1:2010/BYT (quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với nước khoáng thiên nhiên và nướcuống đóng chai).

Hình 1.6: Hệ thống lọc của trường tiểu học Nguyễn Trung Trực

1.5.4 Hệ thống lọc nước uống trực tiếp cho sinh viên trường đại học Giao Thông

Vận Tải

Tại trường đại học Giao Thông Vận Tải hệ thống lọc không được tập trung,trường đưa ra dự án lắp đặt máy lọc nước theo từng tầng, phục vụ cho khoảng 3000sinh viên/ 1 ca học Hệ thống lọc nước của trường được lắp đặt thêm hệ thống làm lạnh

và hệ thống đun nóng nước nhằm phục vụ những ngày nắng nóng và những ngày mùađông

Hình 1.7: Hệ thống lọc nước của trường ĐH Giao Thông Vận Tải

1.5.5 Hệ thống lọc nước uống trực tiếp cho sinh viên trường đại học Sư phạm- Đại

học Quốc Gia Hà Nội

Trường đại học Sư phạm đầu tư hệ thống lọc nước với công suất 75lít/giờ Với

hệ thống này cung cấp cho khoảng 1500 sinh viên/1 ca học Hệ thống lọc sử dụng côngnghệ RO 9 cấp lọc

Hình 1.8: Hệ thống lọc của trường ĐH Sư phạm

CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ

Hiện nay, với 3 công nghệ lọc nước là RO, NANO, UF sau khi so sánh ưunhược điểm của 3 công nghệ và dựa trên kinh nghiệm thực tế ta nên chọn công nghệ

RO với ưu điểm vượt trội như:

- Lọc nước đầu ra là dạng nước tinh khiết có thể uống được ngay mà không cần

phải đun sôi Các nguồn nước đầu vào có thể nhiễm bẩn nhưng sau khi qua hệthống lọc nước sẽ đều cho ra nước tinh khiết với tất cả những chất bẩn, chất độchại bị loại bỏ hoàn toàn, mang lại sự an tâm cao cho người sử dụng

- Có những lọc có chức năng tạo vị ngọt cho nước, tách nhóm phần tử nước và

tăng oxy cho nước

- Một số lõi bổ sung các khoáng chất cơ bản cho nước Sau khi đã có nước tinh

khiết sau quá trình lọc cơ bản, các máy lọc nước RO có thể bổ sung nhữngkhoáng chất cần thiết khác nhau cần thiết cho cơ thể

2.1 Đề xuất sơ đồ công nghệ phương án 1

2.1.1 Kết quả phân tích mẫu nước đầu vào

Dựa vào hiện trạng sử dụng nước và hiện trạng cấp nước tại khu vực PhườngPhú Diễn cụ thể hơn là trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội xác địnhđược những chỉ tiêu cần phân tích như sau:

- Mẫu phân tích: Nước máy cấp cho tòa nhà C

- Chỉ tiêu về kim loại: As, Pb, Cd, Hg, Fe, Mn, Cr, TDS.

- Chỉ tiêu về vi sinh: E.coli, Coliform.

- Chỉ tiêu về hóa học: Clo (Cl)

- Độ cứng của nước theo CaCO3

- Các chỉ tiêu phân tích được so sánh với QCVN 6-1:2010/BYT Quy chuẩn kỹ

thuật đối với nước khoáng thiên nhiên và nước uống đóng chai

 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu kim loại (PHỤ LỤC 2)

 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu vi sinh (PHỤ LỤC 2)

 Phương pháp phân tích chỉ tiêu clo (PHỤ LỤC 2)

 Phương pháp phân tích độ cứng theo CaCO 3 (PHỤ LỤC 2)

Bảng 2.1: Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu nước máy cấp cho tòa nhà C

Nhà C

Phương pháp phân tích

QCVN 1:2010/ BYT

2.1.2 Sơ đồ công nghệ phương án 1

Dựa trên chất lượng nước đầu vào của tòa nhà C tôi xin đề xuất dây chuyềncông nghệ xử lý như sau:

Nước máy(tòanhà C)

Bơm áp

Cột lọc 1

Cột lọc 2

Hệ thống lọc ROCột lọc 3

Hình 2.9: Sơ đồ công nghệ hệ thống lọc tòa nhà C

2.1.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 1

Nước máy cấp cho tòa nhà 5 tầng có 2 bể 1.5m3 đặt tại tầng thượng của tòa nhà.Tại đây nước được bơm trực tiếp sang hệ thống lọc

Nước được bơm vào cột lọc 1, cột lọc được cấu tạo bằng cát thạch anh, vật liệulọc này chủ yếu lọc các chất huyền phù, các dạng rỉ xét, bùn đất hay các vật chất lơlửng trong nước, đồng thời cũng ngăn cản bớt các yếu tố vi sinh tràn vào bên trong hệthống

Tiếp theo nước tự chảy sang cột lọc 2, cột lọc này được cấu tạo bởi một vỏcomposite, chứa bên trong là than gáo dừa được hoạt hóa Than hoạt tính có tính có cấutrúc xốp rỗng Các vết rỗng - nứt vi mạch, đều có tính hấp thụ rất mạnh Do lõi của cộtlọc này chứa than hoạt tính nên có khả năng hấp thụ mạnh các loại chất nhờn, mùi vàhữu cơ hòa tan, có tính “ưa nhờn ghét nước” Than hoạt tính còn chứng tỏ được hiệuquả trong việc xử lý chất phóng xạ, asen và amoni

Sau đó nước chảy sáng cột lọc 3, cột lọc này được cấu tạo bằng hạt nhựa làmmềm nước, nhựa sử dụng là nhựa HCR – S để loại bỏ các ion Ca2+, Mg2+ và các ionkhác Phần nước bẩn chứa các ion gây cứng được thải bỏ ra cống xả

Nước mềm trước khi vào RO được lọc sơ bộ qua thiết bị lọc tinh (tránh làm tắcnghẽn màng RO) hay còn gọi là cột lọc an toàn, ở đây các hạt cặn có kích thước lớnhơn 5m sẽ được giữ lại bằng các lõi lọc 5m Từ cột lọc an toàn nước được bơmsang cột lọc số 5 là mang RO, RO là thiết bị lọc thẩm thấu ngược có nhiệm vụ chủ yếu

là khử TDS tạo sự tinh khiết cho nước Nước qua RO đạt tiêu chuẩn lý hóa về chấtlượng nước uống đóng chai

Nước chảy từ cột lọc 5 sang cột lọc số 6, do màng RO loại bỏ đến 90% các kimloại nặng nên các khoáng chất trong nước cũng giảm đáng kể Nên cần thiết cột lọc số

6 để bổ sung lại các khoáng chất đã mất và tăng pH cho nước Cột lọc này được cấu tạobởi than hoạt tính T33 Sau đó nước được chảy vào bồn chứa nước 1.5 m3 Trước khicấp cho sinh viên và cán bộ nhà trường sử dụng nước được khử trùng bằng bộ khửtrùng đặt sau bồn chứa nước để đảm bảo các chỉ tiêu vi sinh sau đó Nước được cấpcho sinh viên và cán bộ nhà trường đã hoàn toàn tinh khiết, đảm bảo được tối đa chấtlượng nước đầu ra

Nước thải của hệ thống lọc được thu gom sang bể 1,5 m3 để phục vụ mục đíchsinh hoạt khác

2.2 Đề xuất sơ đồ công nghệ phương án 2

2.2.1 Kết quả phân tích mẫu nước đầu vào

Dựa vào hiện trạng sử dụng nước và hiện trạng cấp nước tại khu vực PhườngPhú Diễn cụ thể hơn là trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội xác địnhđược những chỉ tiêu cần phân tích như sau:

- Mẫu phân tích: Nước giếng khoan đã qua xử lý cấp cho tòa nhà A

- Chỉ tiêu về kim loại: As, Pb, Cd, Hg, Fe, Mn, Cr, TDS.

- Chỉ tiêu về vi sinh: E.coli, Coliform.

- Chỉ tiêu về hóa học: Clo (Cl)

- Độ cứng của nước theo CaCO3

- Các chỉ tiêu phân tích được so sánh với QCVN 6-1:2010/BYT Quy chuẩn kỹ

thuật đối với nước khoáng thiên nhiên và nước uống đóng chai

 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu kim loại (PHỤ LỤC 2)

 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu vi sinh (PHỤ LỤC 2)

 Phương pháp phân tích chỉ tiêu Clo (PHỤ LỤC 2)

 Phương pháp phân tích độ cứng theo CaCO 3(PHỤ LỤC 2)

Bảng 2.2: Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu nước máy cấp cho tòa nhà A

Nhà A

Phương pháp phân tích

QCVN 1:2010/ BYT

2.2.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2

Dựa trên chất lượng nước đầu vào của tòa nhà 10 tầng tôi xin đề xuất dâychuyền công nghệ xử lý như sau:

Hình 2.10: Sơ đồ công nghệ phương án 2

Nước cấp tòanhà 10 tầngBơm áp

2.2.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 2

Nước máy cấp cho tòa nhà 10 tầng đặt tại tầng thượng của tòa nhà Tại đây nướcđược bơm trực tiếp sang hệ thống lọc

Nước được bơm vào cột lọc 1, cột lọc được cấu tạo bởi 2 lớp vật liệu là: hạt lọcMangan, cát thạch anh Cột lọc 1 có tác dụng loại bỏ hàm lượng mangan, sắt, asentrong nước và tăng hiệu quả của các cột lọc phía sau

Tiếp theo nước tự chảy sang cột lọc 2, cột lọc này được cấu tạo bởi một vỏcomposite, chứa bên trong là than gáo dừa được hoạt hóa Than hoạt tính có tính có cấutrúc xốp rỗng Các vết rỗng - nứt vi mạch, đều có tính hấp thụ rất mạnh Do lõi của cộtlọc này chứa than hoạt tính nên có khả năng hấp thụ mạnh các loại chất nhờn, mùi vàhữu cơ hòa tan, có tính “ưa nhờn ghét nước” Than hoạt tính còn chứng tỏ được hiệuquả trong việc xử lý chất phóng xạ, asen và amoni

Sau đó nước chảy sáng cột lọc 3, cột lọc này được cấu tạo bằng hạt nhựa làmmềm nước, nhựa sử dụng là nhựa HCR – S để loại bỏ các ion Ca2+, Mg2+ và các ionkhác Phần nước bẩn chứa các ion gây cứng được thải bỏ ra cống xả

Nước mềm trước khi vào RO được lọc sơ bộ qua thiết bị lọc tinh (tránh làm tắcnghẽn màng RO) hay còn gọi là cột lọc an toàn, ở đây các hạt cặn có kích thước lớnhơn 5m sẽ được giữ lại bằng các lõi lọc 5m Từ cột lọc an toàn nước được bơmsang cột lọc số 5 là mang RO, RO là thiết bị lọc thẩm thấu ngược có nhiệm vụ chủ yếu

là khử TDS tạo sự tinh khiết cho nước Nước qua RO đạt tiêu chuẩn lý hóa về chấtlượng nước uống đóng chai

Nước chảy từ cột lọc 5 sang cột lọc số 6, do màng RO loại bỏ đến 90% các kimloại nặng nên các khoáng chất trong nước cũng giảm đáng kể Nên cần thiết cột lọc số

6 để bổ sung lại các khoáng chất đã mất và tăng pH cho nước Cột lọc này được cấu tạobởi than hoạt tính T33 Sau đó nước được chảy vào bồn chứa nước 1.5 m3 Trước khicấp cho sinh viên và cán bộ nhà trường sử dụng nước được khử trùng bằng bộ khửtrùng đặt sau bồn chứa nước để đảm bảo các chỉ tiêu vi sinh sau đó Nước được cấpcho sinh viên và cán bộ nhà trường đã hoàn toàn tinh khiết, đảm bảo được tối đa chấtlượng nước đầu ra

Nước thải của hệ thống lọc được gom vào bồn chứa 1,5 m3 phục vụ mục đích sinh hoạt khác

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LỌC

3.1 Tính toán phương án 1

3.1.1 Tính toán lượng nước cần thiết phục vụ nhu cầu của sinh viên và cán bộ nhà

trường

 Chọn công suất thiết kế là 2000 (lít/ngđ):

Theo đề tài công suất của hệ thống lên đến 3000 lít/ngđ nhưng do số lượng sinhviên 1 ca học khoảng 2000 sinh viên vì vậy đề phù hợp với nhu cầu sử dụng, tiết kiệmđược công suất, tiết kiệm được chi phí ta chọn công suất của hệ thống là 2000 lít/ngđ

- Một ngày có 2 ca học: từ 7h đến 12h và từ 12h30 đến 17h30.

- Số sinh viên sử dụng nước trong 1 ca học(từ 7h đến12h) là 2000 sinh viên.

- Giả sử lượng nước 1 sinh viên sử dụng để uống là 0.5 (lít).

 Vậy lượng nước uống phục vụ cho 1 ca học là: 2000 × 0,5= 1000 (lít)

 Lượng nước uống phục vụ cho 2 ca học là 1000× 2= 2000 (lít)

Tính V p

- Đặt phao cách nắp bể 100 mm

Vậy Vp= 1,7 × 0,96 × 0,1 + 0,1 × 0,15 × 0,96 × 2 = 0,192 (m3)= 192 (lít)

Vậy Vsd= 1500 – 192 = 1308 (lít)

 Kết luận: Thể tích sử dụng của bồn lớn hơn lượng nước cung cấp cho 1 ca học

( 1308 lít> 1000 lít) vậy chọn bồn chứa nước dung tích 1500 (lít) là thỏa mãn điềukiện ban đầu

3.1.3 Tính toán công suất của hệ thống lọc RO

Hiện nay, theo khảo sát trên thị trường có một số công suất phổ biến như: 50 lít/giờ, 100 lít/giờ, 125 lít/giờ,…

 Giả sử công suất của hệ thống lọc là 50 lít/giờ

- Thời gian lý thuyết hệ thống lọc hoạt động để đảm bảo đủ công suất là:

t = 200050 =40 (giờ)

- Ca học thứ nhất bắt đầu từ 7h và kết thúc lúc 12h

- Ca học thứ hai bắt đầu từ 12h30 và kết thúc lúc 17h30

- Giả sử trước khi hệ thống hoạt động, bồn chứa nước đã đủ 1308 (lít).

- Sau ca học thứ nhất lượng nước cung cấp cho sinh viên là: 1000 (lít).

- Lượng nước còn lại trong bồn chứa là: 1308 -1000 = 308 (lít).

- Năng lực lọc của hệ thống trong 2 ca học là: N=50 × 10= 500(lít)

Vậy 1 ngày đêm hệ thống lọc được 1308 + 500= 1808 (lít) < nhu cầu sử dụng củasinh viên và cán bộ nhà trường 2000(lít)

Kết luận: Vậy công suất 50 lít/giờ không phục vụ đủ nhu cầu sử dụng nước của

sinh viên và cán bộ nhà trường

 Giả sử công suất của hệ thống lọc là 100 lít/giờ

- Thời gian lý thuyết hệ thống lọc hoạt động để đảm bảo đủ công suất là:

- Sau ca học thứ nhất lượng nước cung cấp cho sinh viên là: 1000 (lít)

- Lượng nước còn lại trong bồn chứa là: 1308 -1000 = 308 (lít)

- Năng lực lọc của hệ thống trong 2 ca học là: N= 100 × 10= 1000(lít)

 Vậy 1 ngày đêm hệ thống lọc được 1308 + 1000= 2308 (lít) > nhu cầu sử dụng củasinh viên và cán bộ nhà trường 2000(lít)

 Kết luận: Công suất 100 lít/giờ đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng của sinh viên và

Độ rỗng (e), %

Đường kính mm

Cát thạch anh Tròn

Góc cạnh

0,820,73

2,652,65

4253

0,4 – 1,00,4 – 1,0

V = Q S= 0,2

0,049=4,08 (m2)

 Chiều cao bồn lọc

H = hđ + hvl + hnTrong đó:

H : Chiều cao tổng cộng của cột lọc, m

hđ : Chiều cao lớp sỏi đỡ, hđ = 0,1 m

hvl : Chiều cao lớp cát lọc, hvl = 1 m

hn : khoảng cách từ bề mặt lớp VLL đến phễu phân phối nước, m

Theo Điều 6.119 – TCXDVN 33 – 2006 “ Cấp nước – Mạng lưới đường ống và côngtrình – Tiêu chuẩn thiết kế”:

hn = hvl.ee + 0,3Trong đó:

ee : Độ nở tương đối vật liệu lọc khi rửa ngược, ee = 0,45 ()

 hn = 10,45 +0,3 = 0,75m

Vậy: H = 0,1 + 1 + 0,75 = 1,75 m

Ta chọn chiều cao của bồn là H= 2 m

Bảng 3.2: Độ nở tương đối của vật liệu lọc phương án 1

Loại vật liệu lọc và bể lọc Hệ số không đồng nhất (K) Độ nở tương đối

- Khi lọc nước qua lớp vật liệu hạt, nước chảy qua các khe rỗng, cặn bám vào bề

mặt hạt, dần dần thu hẹp kích thước của các khe rỗng làm cho vận tốc nước qua

các khe rỗng tăng lên, kéo theo các hạt cặn đã bám dính từ trước đi xuống lớphạt nằm dưới, cứ như thế đến cuối chu kỳ lọc cặn có thể bị kéo ra ngoài làm xấuchất lượng nước lọc.

- Do đó, sau một thời gian vận hành bể lọc, phải tiến hành rửa bể lọc khi bể lọc

đạt tới tổn thất giới hạn hgh 6 – 8m

- Phương pháp rửa lọc: Rửa ngược bằng nước thuần túy.

- Thời gian rửa: t = 5 – 6 phút

 Tính toán sơ bộ thời gian của chu kỳ lọc theo khả năng chứa cặn của lớp vật liệu lọc

Nước cấp: Hàm lượng cặn C = 5 mg/l (Xem như là cặn vôi làm mềm nước)

 Độ ẩm cặn = 94% (Bảng 3.4)  Trọng lượng cặn = 6%

Bảng 3.3: Thể tích cặn chiếm chổ trong lỗ rỗng hạt VLL phương án 1

Vận tốc lọc (m/h) Thể tích cặn chiếm chổ trong lỗ rỗng

< 55,5 – 7,5

 8

1/31/41/6 – 1/5( Nguồn: Trịnh Xuân Lai, Cấp nước – Tập 2)

Bảng 3.4: Độ đặc của cặn phương án 1

Cặn nước hồ chứa nhiều chất hữu cơ nhẹ

Cặn nước sông độ đục cao

Cặn sắt, vôi làm mềm nước

989694( Nguồn: Trịnh Xuân Lai, Cấp nước – Tập 2)

 Lọc qua cột lọc cát

- dhiệu quả = 0,55mm

- Chiều dày lớp cát h = 1m

G = 60 kg/m3× 0,0087 m3 = 0,522 (kg)Lưu lượng nước qua bể lọc: Q = 0,2 m3/h

Lượng cặn mà lớp cát lọc phải giữ lại được trong 1h:

m = C × Q = 5 g/m3× 0,2 m3/h = 1 (g/h) = 0,001 (kg/h)Chu kỳ lọc:

Tchấtlượng= G

m =

0,522 0,001 =522h=21,75ngày

Nếu lọc quá thời gian này, chất lượng nước sẽ khơng đạt Do đĩ, thời gian đạt tới tổnthất giới hạn Ttổn thất giới hạn Tchất lượng

 Ttổn thất giới hạn21 ngày

 Tính tốn tổn thất áp lực qua bể lọc

Tổn thất áp lực giới hạn khi vận hành bể lọc được tính theo cơng thức:

Hvh = Hs + Hb + HcbTrong đĩ:

Để tính tổn thất áp lực qua lớp cát sạch, ta sử dụng công thức của Rose (Rose, 1945)

10,44× 1

0,55.10−3× 4 ,082

36002×9, 81≈0 ,52mNhư vậy tổn thất áp lực giới hạn để vận hành bồn lọc là:

Hvh = Hs + Hb + Hcb = 0,52 + 6 + 1 = 7,52 mKhi tổn thất áp lực trong bể lọc đạt đến 7,52 m thì ta sẽ tiến hành rửa ngược để đưa bểlọc về trạng thái hoạt động tốt nhất.

 Cường độ rửa ngược

Quan hệ giữa số Reynold và Số Galileo:

Remf = [(33,7 )2+0,0408 ×Ga]1 /2−33,7 (*)Trong đó:

d10 :Đường kính hiệu quả của VLL, d10 = 0,55 mm