Tìm hiểu và đánh giá hiện trạng hệ thống xử lý nước cấp tại nhà máy nước phú vinh đồng hới quảng bình

LỜI M ĐO N Tôi xin cam đoan: Khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Tìm hiểu và đánh giá hiện trạng hệ thống xử lý nước cấp tại nhà máy nước Phú Vinh - Đồng Hới - Quảng Bình” là công trình ngh

TRƯỜNG ĐẠI HỌ QUẢNG N

BỘ MÔN SINH HỌC – MÔI TRƯỜNG

NGUYỄN THANH NHÀN

TÌM HIỂU VÀ ĐÁN GIÁ IỆN TRẠNG HỆ THỐNG

XỬ LÝ NƯỚC CẤP TẠI N À MÁY NƯỚC PHÚ VINH -

ĐỒNG HỚI - QUẢNG BÌNH

LU N TỐT NG IỆP ĐẠI HỌC

QUẢNG BÌNH, 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌ QUẢNG N

BỘ MÔN SINH HỌC – MÔI TRƯỜNG

LU N TỐT NG IỆP ĐẠI HỌC

TÌM HIỂU VÀ ĐÁN GIÁ IỆN TRẠNG HỆ THỐNG

XỬ LÝ NƯỚC CẤP TẠI N À MÁY NƯỚC PHÚ VINH -

ĐỒNG HỚI - QUẢNG BÌNH

Họ tên sinh viên: Nguyễn Thanh Nhàn

Mã số sinh viên: DQB 05130065 Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Lý Tưởng

QUẢNG BÌNH, 2017

LỜI M ĐO N

Tôi xin cam đoan: Khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Tìm hiểu và đánh giá hiện trạng hệ thống xử lý nước cấp tại nhà máy nước Phú Vinh - Đồng Hới - Quảng Bình” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi, không sao chép của bất cứ ai

Tôi xin chịu mọi trách nhiệm về công trình nghiên cứu của riêng mình

Sinh viên

Nguyễn Thanh Nhàn

Xác nhận của giảng viên hướng dẫn

TS Trần Lý Tưởng

Lời Cảm Ơn

Đầu tiên cho phép em gửi lời cảm ơn sâu

sắc nhất tới Trường Đại học Quảng Bình, khoa

Nông - Lâm - Ngư với sự giảng dạy nhiệt tình

của các thầy cô, đã trang bị cho em những

kiến thức của ngành Quản lý tài nguyên và môi

trường Để nâng cao kiến thức em đã có cơ hội

được thực tập tại Nhà máy xử lý nước cấp Phú

Vinh Tại đây em được học hỏi, tìm hiểu về

quy trình xử lý nước cấp của nhà máy

Em xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc cùng

toàn thể cán bộ nhân viên Nhà máy nước cấp

Phú Vinh trực thuộc Công ty Cổ phần cấp nước

Quảng Bình đã tiếp nhận và tạo điều kiện giúp

đỡ em trong quá trình thực tập

Đặc biệt em cảm ơn thầy TS Trần Lý Tưởng

là giảng viên hướng dẫn đã quan tâm, giúp đỡ

em hoàn thành bài báo cáo này

Em xin chân thành cảm ơn!

Đồng Hới, tháng 5 năm 2017

Sinh viên thực

hiện

Nguyễn Thanh Nhàn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH ẢNH

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1

1.4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1

1.5 THỜI GIAN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1

1.6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1

1.6.1 Phương pháp khảo sát thực địa 1

1.6.2 Phương pháp thu thập tài liệu 2

1.6.3 Phương pháp thống kê, xử lý các số liệu thu thập 2

1.6.4 Phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia 2

PHẦN 2: NỘI DUNG 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA NƯỚC CẤP3 1.1.1 Xử lý nước cấp 3

1.1.2 Tầm quan trọng của nước cấp và xử lý nước cấp 3

1.1.3 Mục đích của quá trình xử lý nước cấp 3

1.2 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC DÙNG CHO CẤP NƯỚC 4

1.2.1 Nguồn nước mặt 4

1.2.2 Nguồn nước ngầm 4

1.2.3 Nguồn nước mưa 5

1.3 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 5

1.3.1 Các chỉ tiêu lý học 5

1.3.2 Các chỉ tiêu hóa học 6

1.3.3 Các chỉ tiêu vi sinh vật 9

1.4 CÁC PƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ BẢN 11

1.4.1 Phương pháp cơ học 11

1.4.2 Phương pháp hóa học 13

1.4.3 Phương pháp lý học 13

1.5 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 13

1.5.1 Công nghệ xử lý nước cấp trên thế giới 13

1.5.2 Công nghệ xử lý nước cấp tại Việt Nam 14

1.6 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NƯỚC PHÚ VINH 16

1.6.1 Quá trình hình thành và phát triển của nhà máy 16

1.6.2 Vị trí của nhà máy 17

1.6.3 Chức năng, nhiệm vụ của nhà máy 17

1.6.3.1 Chức năng của nhà máy 17

1.6.3.2 Nhiệm vụ của nhà máy 17

1.6.4 Cơ cấu tổ chức và quản lý nhà máy 18

CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 20

2.1 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP TẠI NHÀ NƯỚC PHÚ VINH 20

2.1.1 Nguồn nước cấp cho Nhà máy nước Phú Vinh 20

2.1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp tại nhà máy nước Phú Vinh 21

2.1.3 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ 22

2.1.4 Các hạng mục trong quy trình xử lý nước cấp 23

2.1.4.1 Trạm bơm cấp 1 23

2.1.4.2 Thiết bị trộn tĩnh 24

2.1.4.3 Mương phân phối 25

2.1.4.4 Bể phản ứng tạo bông 25

2.1.4.5 Bể lắng ngang 27

2.1.4.6 Bể lọc nhanh 28

2.1.4.7 Bể chứa nước sạch 32

2.1.4.8 Nhà vận hành hóa chất 33

2.1.4.9 Trạm bơm cấp 2 39

2.1.4.10 Hệ thống xử lý bùn thải và nước thải rửa lọc 40

2.1.5 Đánh giá thông số thiết kế 42

2.1.5.1 Bể lắng ngang 42

2.1.5.2 Bể phản ứng tạo bông 43

2.1.5.3 Bể lọc nhanh 44

2.1.5.4 Bể chứa nước sạch 45

2.1.5.5 Tính toán lượng Clo cần dùng để khử trùng 45

2.2 ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP TẠI NHÀ MÁY NƯỚC PHÚ VINH 46

2.2.1 Đánh giá chất lượng nước đầu vào 46

2.2.2 Đánh giá chất lượng nước đầu ra 47

2.2.3 Đánh giá hệ thống xử lý nước cấp 48

2.2.3.1 Ưu điểm của hệ thống 48

2.2.3.2 Nhược điểm của hệ thống 48

2.3.4 Giải pháp nhằm khắc phục sự cố trong quá trình xử lý 48

PHẦN III: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 51

3.1 KẾT LUẬN 51

3.2 KIẾN NGHỊ 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BOD: Nhu cầu oxy sinh học COD: Nhu cầu oxy hóa học DO: Oxy hòa tan

GVHD: Giảng viên hướng dẫn PAC: Poly Alumium Cloride QCVN: Quy chuẩn Việt Nam TCXDVN: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Thông số thiết kế bể phản ứng tạo bông 26

Bảng 2: Thông số thiết kế bể lắng ngang 27

Bảng 3: Thông số thiết kế bể lọc nhanh 29

Bảng 4: Quy trình rửa bể lọc 31

Bảng 5: Thông số thiết kế bể chứa nước sạch 32

Bảng 6: Lượng châm dung dịch PAC 35

Bảng 7: Số lượng vôi cần tương ứng với khối lượng nước để tạo ra dung dịch 2,5%, 5%, 7,5%, 10% 35

Bảng 8: Tỉ lệ định lượng clo theo lưu lượng nước thô 39

Bảng 9: Thông số thiết kế hệ thống xử lý bùn thải và nước thải rửa lọc 41

Bảng 10: Kết quả phân tích chất lượng nước đầu vào 46

Bảng 11: Kết quả phân tích chất lượng nước đầu ra 47

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Vị trí nhà máy nước Phú Vinh 17

Hình 2: Sơ đồ tổ chức quản lý và vận hành nhà máy 19

Hình 3: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp tại nhà máy nước Phú Vinh 21 Hình 4: Trạm bơm cấp 1 23

Hình 5: Tủ điều khiển 24

Hình 6: Máy bơm 24

Hình 7: Điểm châm dung dịch PAC 25

Hình 8: Ống trộn tĩnh 25

Hình 9: Mương phân phối nước 25

Hình 10: Bể phản ứng tạo bông 27

Hình 11: Bể lắng ngang 28

Hình 12: Bể lọc nhanh 29

Hình 13: Hệ thống tủ điều khiển PLC 30

Hình 14: Sơ đồ nguyên lý bể lọc nhanh 30

Hình 15: Bể chứa nước sạch 33

Hình 16: Máy khuấy và thùng chứa PAC 36

Hình 17: Hệ thống định lượng PAC 36

Hình 18: Bình Clo 37

Hình 19: Hố vôi 37

Hình 20: Giàn phun mưa 37

Hình 21: Hệ thống cảm biến Clo rò rỉ 37

Hình 22: Clorator 38

Hình 23: Thước định lượng 38

Hình 24: Ejector 38

Hình 25: Hệ thống máy bơm tăng áp 38

Hình 26: Tủ điều khiển 40

Hình 27: Biến tần 40

Hình 28: Máy bơm 40

Hình 29: Hệ thống xử lý bùn thải và nước thải rửa lọc 41

Hình 30: Sân phơi bùn thải 41

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Khóa luận tốt nghiệp “ Tìm hiểu và đánh giá hiện trạng hệ thống xử lý nước cấp tại Nhà máy nước Phú Vinh – Đồng Hới – Quảng Bình” đã được thực hiện từ

hiện từ ngày 01/2017 đến 05/2017 Nội dung đề tài nghiên cứu các vấn đề sau:

- Tìm hiểu công nghệ xử lý nước cấp tại Nhà máy nước Phú Vinh

- Đánh giá chất lượng nước trước và sau khi xử lý tại Nhà máy nước Phú Vinh

- Đánh giá hiệu quả xử lý tại Nhà máy nước Phú Vinh

- Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý của hệ thống

Sau quá trình thực hiện, đề tài đã thu được các kết quả sau:

- Đã tìm hiểu và đánh giá hệ thống xử lý nước cấp tại Nhà máy nước Phú Vinh

- Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống

- Đã tính toán thông số thiết kế đối với công suất thực tế của nhà máy

- Đưa ra được các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý của hệ thống

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Nước là nhu cầu tất yếu của mọi sinh vật và là nguồn nguyên liệu không thể thay thế Ngày nay, cùng với sự phát triển về kinh tế - xã hội, nhu cầu sử dụng nước của người dân ngày càng tăng cao cả về mặt số lượng và chất lượng Hiện nay, nước từ thiên nhiên là nguồn cung cấp nước chính, chủ yếu là nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm Tuy nhiên, nguồn nước từ thiên nhiên lại có chất lượng khác nhau và phần lớn bị ô nhiễm bởi các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người Nhu cầu sử dụng nước càng tăng cao trong khi đó nguồn nước cung cấp lại không

ổn định về chất lượng đồng nghĩa với việc cung cấp nguồn nước sạch cho người dân ngày càng khó khăn hơn

Công ty cổ phần cấp nước Quảng Bình là một công ty chuyên xử lý và cung cấp nguồn nước sạch cho thành phố Đồng Hới Trên nền tảng những kiến thức đã

được học từ nhà trường và muốn vận dụng vào thực tế để xây dựng đề tài:“Tìm hiểu

và đánh giá hiện trạng hệ thống xử lý nước cấp tại Nhà máy nước Phú Vinh - Đồng Hới - Quảng Bình” thuộc Công ty cổ phần cấp nước Quảng Bình nhằm hiểu và

nắm rõ được quy trình xử lý nước cấp tại nhà máy

1.2 MỤ ĐÍ NG IÊN ỨU

- Khảo sát quy trình xử lý nước cấp tại nhà máy nước Phú Vinh

- Đánh giá hiệu quả hệ thống xử lý tại nhà máy nước Phú Vinh

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Tìm hiểu quy trình xử lý nước tại nhà máy nước Phú Vinh

- Đánh giá chất lượng nước trước và sau xử lý tại nhà máy nước Phú Vinh

- Đánh giá hiệu quả xử lý tại nhà máy nước Phú Vinh

- Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý của hệ thống

1.4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Quy trình xử lý nước cấp nhà máy nước Phú Vinh

1.5 THỜI GIAN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Thời gian: 01/2017 – 05/2017

- Phạm vi nghiên cứu: Nhà máy nước Phú Vinh

1.6 P ƯƠNG P ÁP NG IÊN ỨU

1.6.1 Phương pháp khảo sát thực địa

Đây là phương pháp nhằm bổ sung số liệu, hoặc kiểm tra lại số liệu mà bản thân cảm thấy chưa hợp lý hoặc còn thiếu sót trong quá trình thu thập Phương pháp này còn giúp chúng ta có được một cách nhìn tổng thể và thực tế của vấn đề

Khảo sát thực tế, khảo sát hệ thống xử lý nước cấp tại nhà máy nước Phú Vinh

Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động, vận hành, kiểm soát của nhà máy

1.6.2 Phương pháp thu thập tài liệu

Tiến hành thu thập tài liệu từ ban quản lý nhà máy và các thông tin tài liệu liên quan từ sách báo chuyên ngành, internet, các nghiên cứu khoa học có nội dung liên quan…

1.6.3 Phương pháp thống kê, xử lý các số liệu thu thập

Từ các nguồn tài liệu và số liệu thu thập được tiến hành tập hợp, lựa chọn, xử

lý phục vụ cho quá trình thực hiện báo cáo

1.6.4 Phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia

Hỏi ý kiến, trao đổi thông tin với GVHD, cán bộ hướng dẫn, nhân viên vận hành trong nhà máy để thu thập thông tin, số liệu và giải quyết các vấn đề khó khăn trong quá trình thực hiện

PHẦN 2: NỘI DUNG ƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦ NƯỚC CẤP

1.1.1 Xử lý nước cấp

Xử lý nước cấp là quá trình loại bỏ các chất bẩn, các chất hòa tan trong nước bằng dây chuyền công nghệ đảm bảo chất lượng nước sau khi xử lý đạt yêu cầu nước cho sinh hoạt, công nghiệp theo tiêu chuẩn quy định

1.1.2 Tầm quan trọng của nước cấp và xử lý nước cấp

Nước cấp có một tầm quan trọng nhất định Nước là nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật ngày nay, cùng với sự phát triển của nền kinh tế, đô thị và sự gia tăng về dân số, nhu cầu sản xuất và sinh hoạt ngày một tăng đã làm cho nguồn nước tự nhiên ngày một hao kiệt và ô nhiễm dần

Hiện nay, Tổ chức Liên Hiệp Quốc đã thống kê có một phần ba các điểm dân

cư trên thế giới thiếu nước sạch sinh hoạt Do đó, người dân phải dùng các nguồn nước không sạch Điều này dẫn đến hàng năm có tới 500 triệu người mắc bệnh và

10 triệu người bị chết, 80% các trường hợp mắc bệnh tại các nước đang phát triển

có nguyên nhân từ việc dùng các nguồn nước bị ô nhiễm Vấn đề xử lý nước và cung cấp nước sạch, chống ô nhiễm nguồn nước do tác động của nước thải sinh hoạt

và nước thải sản xuất đang là vấn đề đáng quan tâm đặc biệt

Mỗi quốc gia đều có những tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp, trong đó các chỉ tiêu cao thấp khác nhau Nhưng nhìn chung các chỉ tiêu này phải đảm bảo

an toàn vệ sinh về số vi trùng có trong nước, không có chất độc hại làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người Các nguồn nước trong thiên nhiên ít đảm bảo các tiêu chuẩn đó Do tính chất có sẵn của nguồn nước hay bị tác động ô nhiễm nên tùy thuộc vào chất lượng nguồn nước cấp mà cần thiết phải có quá trình xử lý nước thích hợp đảm bảo cung cấp nước có chất lượng tốt và ổn định cho nhu cầu của con người

1.1.3 Mục đích của quá trình xử lý nước cấp

Cung cấp số lượng nước đầy đủ và an toàn để thỏa mãn các nhu cầu về ăn uống, sinh hoạt, dịch vụ, sản xuất công nghiệp và phục vụ sinh hoạt công cộng của các đối tượng dùng nước

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

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

Chất lượng nước sau khi xử lý đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước cấp cho ăn uống, sinh hoạt.[10]

1.2 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC DÙNG CHO CẤP NƯỚC

Để cung cấp nước sạch có thể khai thác các nguồn nước thiên nhiên thường gọi là nước thô từ nước mặt, nước ngầm, nước mưa

1.2.1 Nguồn nước mặt

Nước mặt là nguồn nước được hình thành trên bề mặt trái đất bao gồm: sông suối, ao hồ, kênh mương do có sự kết hợp của các dòng chảy từ nơi cao đến nơi thấp

Nước mặt có các đặc trưng:

- Chứa các khí hòa tan(O2, CO2 )

- Chứa nhiều chất rắn lơ lửng, riêng trường hợp nước chứa trong các ao, hồ

do xảy ra quá trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại trong nước có nồng độ phèn tương đối thấp và chủ yếu ở dạng keo

- Có hàm lượng hữu cơ cao

- Có độ mặn

- Có sự xuất hiện của các loài thực vật thủy sinh (tảo, rong )

- Chứa nhiều vi sinh vật

1.2.2 Nguồn nước ngầm

Là nguồn nước được khai thác từ các tầng chứa nước dưới mặt đất Chất lượng nguồn nước ngầm phụ thuộc vào cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua Do vậy, nước chảy qua các địa tầng chứa cát và grait thường có tính axit và chứa ít chất khoáng Khi nước ngầm chảy qua địa tầng chứa đá vôi thì nước thường có độ cứng và độ kiềm hydrocacbonat khá cao

Nước ngầm có các đặc trưng:

- Độ đục thấp

- Nhiệt độ và thành phần hóa học ổn định,

- Nước thiếu khí O2 nhưng chứa nhiều khí H2S, CO2

- Chứa nhiều chất khoáng hòa tan, đặc biệt là Sắt, Mangan, Flouor

- Không có sự hiện diện của vi sinh vật

1.2.3 Nguồn nước mưa

Nước mưa có thể xem như nước cất tự nhiên nhưng không hoàn toàn tinh khiết bởi vì nước mưa có thể bị ô nhiễm bởi khí, bụi và thậm chí cả vi khuẩn có trong không khí

Nước mưa là nguồn nước được hình thành do quá trình tự nhiên như: bay hơi, gió bão, tạo thành mưa rơi xuống mặt đất ở một phạm vi nhất định Đặc trưng của nguồn nước mưa: có chất lượng tốt, bão hòa CO2 Tuy nhiên, nước mưa hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ trong không khí và bề mặt trái đất, đồng thời lưu lượng không

ổn định nên ít được sử dụng và chỉ sử dụng cho một số nơi khó khăn về nước

Hệ thống thu gom nước mưa dùng cho mục đích sinh hoạt gồm hệ thống mái, máng thu gom dẫn về bể chứa Nước mưa có thể dự trữ trong các bể chứa có mái che để dùng quanh năm.[1]

Nước nguyên chất không có màu, màu sắc mang tính chất cảm quan và gây nên ấn tượng tâm lý cho người sử dụng

Đơn vị đo độ màu thường dùng là đo theo thang màu platin - Coban Nước thiên nhiên thường có độ màu thấp hơn 200 độ (PtCo) Độ màu của nước thường do các chất lơ lửng trong nước tạo ra và dễ bị loại bỏ bằng phương pháp lọc Trong khi

đó, để loại bỏ màu thực của nước phải dùng các biện pháp lý hóa kết hợp

Trong nước cấp cho sinh hoạt thì độ màu < 150

Coban

1.3.1.3 Độ đục

Là sự giảm độ trong của một chất lỏng do sự có mặt của các chất không tan

Độ đục của nước có thể do nhiều loại chất lơ lửng bao gồm các loại có kích thước hạt keo đến những hệ phân tán thô (kích thước 0,1 - 10mm) gây nên như các chất huyền phù, các hạt cặn đất sét, các vi sinh vật

Nước là một môi trường truyền ánh sáng tốt, khi trong nước có các vật lạ như các chất huyền phù, các hạt cặn đất, cát, các vi sinh vật thì khả năng truyền ánh sáng bị giảm đi Nước có độ đục lớn chứng tỏ chứa nhiều cặn bẩn

Đơn vị đo độ đục là NTU, JTU, trong đó đơn vị NTU và JTU là tương đương nhau Nước mặt thường có độ đục từ 20 -100 NTU, mùa mưa lũ có khi cao đến 500

- 600 NTU Trong nước cấp cho sinh hoạt thì độ đục nhỏ hơn 2 NTU

Theo tiêu chuẩn Việt Nam, độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước thấy được (gọi là độ trong) mà ở độ sâu đó người ta vẫn đọc được hàng chữ tiêu chuẩn Độ đục càng thấp thì chiều sâu của lớp nước còn thấy được càng lớn.Nước được gọi là trong khi mức độ nhìn sâu lớn hơn 1m (hay độ đục nhỏ hơn 10 NTU)

1.3.1.4 Mùi vị

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

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

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

có thể nhiễm mùi clo hay clophenol

Tùy theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hòa tan, nước có thể có

Tính chất của nước được xác định theo giá trị khác nhau của độ pH, khi pH< 7 nước mang tính axit, khi pH = 7 nước có tính trung tính, khi pH > 7 nước có tính kiềm Độ pH có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình xử lý nước

Trong nước cấp cho sinh hoạt thì pH = 6,5 - 8,5

1.3.2.2 Độ cứng của nước

Độ cứng của nước gây nên bởi các ion đa hóa trị có mặt trong nước Chúng phản ứng với một số anion tạo thành kết tủa Các ion hóa trị không gây nên độ cứng của nước Trên thực tế vì các ion Ca2+ và Mg2+ chiếm hàm lượng chủ yếu trong các ion đa hóa trị nên độ cứng của nước xen như là tổng hàm lượng của các ion Ca2+ và

Mg2+

Người ta phân biệt các loại độ cứng khác nhau:

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

- Độ cứng phi carbonat (thường được ký hiệu là NCH: Non-Carbonate Hardness) là độ cứng gây ra bởi hàm lượng Ca2+

và Mg2+ liên kết với các anion khác HCO3- như SO42-, Cl- Độ cứng phi carbona còn được gọi là độ cứng thường trực hay độ cứng vĩnh cửu

1.3.2.3 Độ kiềm toàn phần

Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng các ion HCO2-, CO32-, OH- có trong nước Độ kiềm trong nước tự nhiên thường gây nên bởi các muối của acid yếu, đặc biệt là các muối carbonat và bicarbonat Độ kiềm cũng có thể gây nên bởi sự hiện diện của các ion silicat, borat, phosphat và một số acid hoặc bazơ hữu cơ trong nước, nhưng hàm lượng của những ion này thường rất ít so với các ion HCO3-, CO2-, OH- nên thường được bỏ qua Khái niệm về độ kiềm và độ acid là những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá động thái hóa học của một nguồn nước vốn luôn luôn chứa carbon dioxid và các muối carbonat Độ kiềm được định nghĩa là lượng acid mạnh cần để trung hòa để đưa tất cả các dạng carbonat trong mẫu nước về dạng H2CO3

Độ kiềm phụ thuộc vào pH và hàm lượng khí CO2 tự do ở trong nước Độ kiềm phụ trong nước ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ và hiệu quả xử lí nước

1.3.2.4 Hàm lượng oxy hòa tan (DO)

Oxy có mặt trong nước một mặt được hoà tan từ oxy trong không khí, một mặt được sinh ra từ các phản ứng tổng hợp quang hoá của tảo và các thực vật sống trong nước Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hoà tan oxy vào nước là nhiệt độ, áp suất khí quyển, dòng chảy, địa điểm, địa hình Giá trị DO trong nước phụ thuộc vào tính chất vật lý, hoá học và các hoạt động sinh học xảy ra trong đó Phân tích DO cho ta đánh giá mức độ ô nhiễm nước và kiểm tra quá trình xử lý nước thải

Các sông hồ có hàm lượng DO cao được coi là khoẻ mạnh và có nhiều loài sinh vật sống trong đó Khi DO trong nước thấp sẽ làm giảm khả năng sinh trưởng

của động vật thuỷ sinh, thậm chí làm biến mất hoặc có thể gây chết một số loài nếu

DO giảm đột ngột Nguyên nhân làm giảm DO trong nước là do việc xả nước thải công nghiệp, nước mưa tràn lôi kéo các chất thải nông nghiệp chứa nhiều chất hữu

cơ, lá cây rụng vào nguồn tiếp nhận Vi sinh vật sử dụng oxy để tiêu thụ các chất hữu cơ làm cho lượng oxy giảm

Nguồn nước sử dụng cho mục đích cấp nước phải có hàm lượng DO ≥ 5 mg/l

1.3.2.5 Nhu cầu oxy hóa học (COD)

Nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước kể cả các chất hữu cơ không bị phân hủy sinh học bằng phương pháp hóa học Trong môi trường nước tự nhiên, ở điều kiện thuận lợi nhất cũng cần đến 20 ngày để quá trình oxy hóa chất hữu cơ được hoàn tất.Tuy nhiên, nếu tiến hành oxy hóa chất hữu cơ bằng chất oxy hóa mạnh (mạnh hơn hẳn oxy) đồng thời lại thực hiện phản ứng oxy hóa ở nhiệt độ cao thì quá trình oxy hóa có thể hoàn tất trong thời gian rút ngắn hơn nhiều Đây là ưu điểm nổi bật của thông số này nhằm có được số liệu tương đối về mức độ ô nhiễm hữu cơ trong thời gian rất ngắn

COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung và cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp

1.3.2.6 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)

BOD là lượng oxy (thể hiện bằng gam hoặc miligam O2 theo đơn vị thể tích) cần cho vi sinh vật tiêu thụ để oxy hoá sinh học các chất hữu cơ ở điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian Như vậy BOD phản ánh lượng các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học có trong mẫu nước

BOD là một thông số quan trọng:

- Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học trong nước và nước thải

- Là tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng các dòng thải chảy vào các thuỷ vực thiên nhiên

- Là thông số bắt buộc để tính toán mức độ tự làm sạch của nguồn nước phục

vụ công tác quản lý môi trường

Vì giá trị của BOD phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian ổn định nên việc xác định BOD cần tiến hành ở điều kiện tiêu chuẩn, ví dụ ở nhiệt độ 20000C trong thời gian ổn định nhiệt 5 ngày (BOD520)

1.3.2.7 Hàm lượng sắt

Tồn tại dưới dạng Fe2+

hoặc Fe3+ Trong nước ngầm thường tồn tại dưới dạng

Fe2+ hòa tan của các muối bicacbonat, sunfat, clorua, đôi khi dưới dạng keo của aixt Humic hoặc keo silic Trong nước bề mặt, Fe2+ nhanh chóng bị oxy hóa thành Fe3+

và bị kết tủa dưới dạng Fe(OH)3

Nước thiên nhiên chứa hàm lượng sắt lên đến 30mg/l, trong nước ngầm có thể chứa hàm lượng sắt đến 40mg/l Với hàm lượng sắt lớn hơn 0,5mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt Trong nước cấp cho sinh hoạt, hàm lượng sắt < 0,3mg/l

Các cặn kết tủa của sắt có thể gây tắc nghẽn đường ống dẫn nước Trong quá trình xử lý nước, sắt được loại đi bằng phương pháp thông khí và keo tụ

1.3.2.8 Hàm lượng Mangan

Mangan thường được gặp trong nước ngầm ở dưới dạng Mn2+ nhưng với hàm lượng tương đối thấp, thường nhỏ hơn 5mg/l

Trong nước cấp cho sinh họat, hàm lượng Mangan < 0,3mg/l

1.3.2.9.Nitơ và các hợp chất chứa Nitơ

Nitơ là thành phần cấu thành nên protein có trong tế bào chất cũng như các acid amin trong nhân tế bào Xác sinh vật và các bã thải trong quá trình sống của chúng là những tàn tích hữu cơ chứa các protein liên tục được thải vào môi trường với lượng rất lớn Các protein này dần dần bị vi sinh vật dị dưỡng phân hủy, khoáng hóa trở thành các hợp chất Nitơ vô cơ như NH4+, NO2-, NO3- và có thể cuối cùng trả lại N2 cho không khí

1.3.2.10 Các chất khí hòa tan

Các chất khí O2, CO2, H2S trong nước thiên nhiên giao động rất lớn Khí CO2hòa tan đóng vai trò quyết định trong sự ổn định của nước thiên nhiên Trong kỷ thuật xử lý nước, sự ổn định của nước có vai trò rất quan trọng Việc đánh giá độ ổn định trong sự ổn định nước được thực hiện bằng cách xác định hàm lượng CO2 cân bằng và CO2 tự do Lượng CO2 cân bằng đúng bằng lượng ion HCO3- cùng tồn tại trong nước.[10]

1.3.3 Các chỉ tiêu vi sinh vật

1.3.3.1 Vi khuẩn

Vi khuẩn thường ở dạng đơn bào, tế bào có cấu tạo đơn giản hơn so với các sinh vật khác Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thường gây các bệnh về

đường ruột, như dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do vi khuẩn Salmonella typhosa…

1.3.3.2.Vi rút

Vi rút không có hệ thống trao đổi chất (không có khả năng chuyển hóa thức ăn thành các thành phần cần thiết cho cơ thể mình) nên không sống độc lập được Chúng thường chui vào tế bào các loại cơ thể khác rồi lái sự tổng hợp các chất của

tế bào chủ theo hướng cần thiết cho sự phát triển của vi rút

Vi rút có trong nước thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rốì loạn hệ thần kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan… Thông thường sự khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt được vi rút

1.3.3.3 Nguyên sinh động vật

Nguyên sinh động vật là những cơ thể đơn bào chuyển động được trong nước Chúng gồm các nhóm amoebas, flagellated protozoans, ciliates và sporozoans Nguyên sinh động vật gây bệnh ở người là Giardia Iamblia, Entamoeba hystolytica, Cryptosporidium, Naegleria flowler Trong số này đáng chú ý nhất là Giardia Iamblia chúng gây bệnh giardiase

1.3.3.4 Tảo

Tảo đơn bào thuộc loại quang tự dưỡng Chúng tổng hợp được các chất cần cho cơ thể từ chất vô cơ đơn giản (NH4+,CO2, H2O) nhờ ánh sáng mặt trời Tảo không trực tiếp gây bệnh cho con người và động vật nhưng có thể sản sinh ra các độc tố.[3]

Đánh giá tính chất sinh học của nước

Trong nước thiên nhiên có nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng, rong, tảo và các loài thủy vi sinh khác Tùy theo tính chất, các loại vi sinh trong nước có thể vô hại hoặc có hại Nhóm có hại bao gồm các loại vi trùng gây bệnh, các loại rong rêu, tảo Nhóm này cần phải loại bỏ khỏi nước trước khi sử dụng Các vi trùng gây bệnh như lỵ, thương hàn, dịch tả thường khó xác định chủng loại Trong thực tế hóa nước thường xác định chỉ số vi trùng đặc trưng Trong chất thải của người và động vật luôn có loại vi khuẩn E.Coli sinh sống và phát triển Sự có mặt của E.Coli trong nước chứng tỏ nguồn nước đã bị ô nhiễm bởi phân rác, chất thải của người, động vật và như vậy cũng có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác

Số lượng E.Coli nhiều hay ít tuỳ thuộc mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước Đặc tính của khuẩn E.Coli là khả năng tồn tại cao hơn các loại vi khuẩn, vi trùng gây bệnh khác nên nếu sau khi xử lý nước, trong nước không còn phát hiện thấy E.Coli thì điều đó chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết Mặt

khác, việc xác định số lượng E.Coli thường đơn giản và nhanh chóng nên loại vi khuẩn này thường được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn do vi trùng gây bệnh trong nước

Người ta phân biệt trị số E.Coli và chỉ số E.Coli Trị số E.Coli là đơn vị thể tích nước có chứa 1 vi khuẩn E.Coli Chỉ số E.Coli là số lượng vi khuẩn E.Coli có trong 1 lít nước Tiêu chuẩn nước cấp cho sinh họat ở các nước tiên tiến qui định trị

số E.Coli không nhỏ hơn 100ml, nghĩa là cho phép chỉ có 1 vi khuẩn E.Coli trong 100ml nước (chỉ số E.Coli tương ứng là 10) TCVN qui định chỉ số E.Coli của nước sinh họat phải nhỏ hơn 20.[10]

- Song chắn và lưới chắn rác:

Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụ loại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu quả làm sạch của các công trình xử lý Vật nổi và vật lơ lửng trong nước có thể

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

- Bể lắng cát:

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

Nhiệm vụ của bể lắng cát là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,5, để loại trừ hiện tượng bào mòn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể tạo bông và bể lắng

- Bể lắng:

Bể lắng có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng lớp mỏng và bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng Trong bể lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 16,3 mm/s Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước lớn hơn 3.000 m3/ngày Đối với bể lắng đứng, nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,3-0,5 mm/s Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 đến 20%

Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang thông thường, nhưng khác với bể lắng ngang là trong vùng lắng của bể lắng lớp mỏng được đặt thêm các bản vách ngăn bằng thép không gỉ hoặc bằng nhựa Các bản vách ngăn này nghiêng một góc 450 ÷ 600 so với mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau Do có cấu tạo thêm các bản vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu suất cao hơn so với bể lắng ngang Diện tích bể lắng lớp mỏng giảm 5,26 lần so với bể lắng ngang thuần túy

Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng có ưu điểm là không cần xây dựng bể phản ứng, bởi vì quá trình phản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong điều kiện keo tụ tiếp xúc, ngay trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn ít diện tích xây dựng hơn Tuy nhiên, bể lắng trong có cấu tạo phức tạp,

kỹ thuật vận hành cao Vận tốc nước đi từ dưới lên ở vùng lắng nhỏ hơn hoặc bằng 0,85 mm/s và thời gian lưu nước khoảng 1,5 – 2 giờ

- Bể lọc:

Bể lọc được dùng để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước tùy thuộc vào yêu cầu đối với chất lượng nước của các đối tượng dùng nước Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại, làm tăng tổn thất

áp lực, tốc độ lọc giảm dần Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc, phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc Tốc độ lọc là lượng nước được lọc qua một đơn vị diện tích bề mặt của bể lọc trong một đơn vị thời gian (m/h) Chu kỳ lọc là khoảng thời gian giữa hai lần rửa bể lọc T(h)

Để thực hiện quá trình lọc nước có thể sử dụng một số loại bể lọc có nguyên tắc làm việc, cấu tạo lớp vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau Thiết bị lọc

có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo đặc tính như lọc gián đoạn và

lọc liên tục; theo dạng của quá trình như làm đặc và lọc trong; theo áp suất trong quá trình lọc như lọc chân không (áp suất 0,085 MPa), lọc áp lực (từ 0,3 đến 1,5 MPa) hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng

1.4.2 Phương pháp hóa học

Sử dụng những hóa chất để làm thay đổi thành phần, tính chất của nước, thay đổi hình dáng, kích thước hay trạng thái của các chất bẩn để tách chúng ra khỏi nước ( dùng phèn làm chất keo tụ, làm mềm nước bằng vôi, cho clo vào nước để khửtrùng )

- Clo hóa sơ bộ:

Clo hóa sơ bộ là quá trình cho clo vào nước trước bể lắng và bể lọc Tăng thời gian khử trùng khi nguồn nước nhiễm bẩn nặng, oxy hóa sắt hòa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo thành các kết tủa tương ứng, oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu, ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu, phá hủy tế bào của các vi sinh sản ra chất nhầy nhớt trên mặt bể lọc

- Keo tụ - tạo bông:

Sử dụng các hóa chất keo tụ làm các cặn lơ lửng được tụ lại thành hạt cặn lớn

1.5 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP TRÊN THẾ GIỚI

VÀ VIỆT NAM

1.5.1 Công nghệ xử lý nước cấp trên thế giới

Theo lịch sử ghi nhận hệ thống cấp nước đô thị xuất hiện sớm nhất tại La Mã vào năm 800 TCN Điển hình là công trình dẫn nước vào thành phố bằng kênh tự chảy, trong thành phố, nước được đưa đến các bể tập trung, từ đó theo đường ống dẫn nước đến các nhà quyền quý và bể chứa công cộng dho người dân sử dụng

Khoảng 300 năm TCN đã biết khai thác nước ngầm bằng cách đào giếng Người Babilon có phương pháp nâng nước lên độ cao khá lớn bằng ròng rọc, guồng nước Thế kỷ thứ XIII, các thành phố ở Châu Âu đã có hệ thống cấp nước Thời đó chưa có các loại hóa chất phục vụ cho việc keo tụ nước mặt, người a phải xây dựng các bể lắng có kích thước rất lớn ( gần như lắng tĩnh) mới lắng được các hạt cặn bé

Do đó công trình xử lýnước rất cồng kềnh, chiếm diện tích và kinh phí xây dựng lớn Năm 1600 việc dùng phèn nhôm để keo tụ nước được các nhà truyền giáo Tây Ban Nha phổ biến tại Trung Quốc Năm 1800 các thành phố ở Châu Âu, Châu Mỹ

đã có hệ thống cấp nước khá đầy đủ các thành phần như: công trình thu, trạm xử lý, mạng lưới

Năm 1810 hệ thống lọc nước cho thành phố được xây dựng tại PaisayScotlen Năn 1908 việc khử trùng nước uống với qui mô lớn tại Niagara Falls, phía Tây Nam New York Thế kỷ XX kỹ thuật cấp nước ngày càng đạt tới trình độ cao và còn tiếp tục phát tiển, các loại thiết bị cấp nước ngà càng đa dạng, phong phú và hoàn thiện Thiết bị dùng nước trong nhà luôn được cải tiến để phù hợp và thuận tiện cho người

sử dụng Kỹ thuật điện tử và tự động hóa cũng được sử dụng rộng rãi trong cấp thoát nước Có thể nói kỹ thuật cấp nước đã đạt đến trình độ rất cao về công nghệ

xử lý, máy móc, trang thiết bị và hệ thống cơ giới hóa, tự động hóa trong vận hành, quản lý.[10]

1.5.2 Công nghệ xử lý nước cấp tại Việt Nam

Ở Việt Nam, hệ thống cấp nước đô thị được bắt đầu bằng giếng khoan giếng mạch nông tại Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh (Sài Gòn cũ) vào năm 1894 Nhiều

đô thị khác như Hải Phòng, Đà Nẵng hệ thống cấp nước đã xuất hiện, khai thác cả

nước ngầm và nước mặt

Hiện nay, hầu hết các khu đô thị đã có hệ thống cấp nước Nhiều trạm cấp nước đã áp dụng công nghệ tiên tiến của các nước phát triển như Pháp, Phần Lan, Australia Những trạm cấp nước cho các thành phố lớn đã áp dụng công nghệ tiến tiến và tự động hóa Hiện nay Đảng và Nhà nước đang quan tâm đến vấn đề cấp nước cho nông thôn, đòi hỏi các chuyên gia trong lĩnh vực cấp nước cần phải đóng góp sức mình và sáng tạo nhiều hơn để đáp ứng nhu cầu thực tế

Công nghệ đang áp dụng:

Hiện nay ở đô thị sử dụng nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm Ngoài ra, một số hộ vùng ven đô và vùng nông thôn có sử dụng cả nước mưa Trong toàn quốc, tỷ lệ sử dụng nguồn nước mặt khoảng 60%, nước ngầm khoảng 40% Ở các thành phố lớn, các nhà máy nước (NMN) có công suất khoảng từ vài chục ngàn

m3/ngđ tới vài trăm ngàn m3/ngđ Tiêu biểu như nhà máy nước Thủ Đức (TP.HCM)

có tổng công suất 1.200.000 m3/ngđ, các NMN xử lý nước ngầm tại Hà Nội có công suất từ 30.000 - 60.000 6m3/ngđ Tại các thành phố, thị xã trực thuộc tỉnh, các nhà máy nước có công suất phổ biến từ 10.000 m3/ngđ tới 30.000 m3/ngđ Các trạm cấp nước của các thị trấn thường có công suất từ 1.000 m3/ngđ tới 5.000 m3/ngđ

Công nghệ và công trình xử lý nước

- Công nghệ xử lý nước phổ biến là

Keo tụ + lắng + lọc nhanh trọng lực + khử trùng

- Công nghệ xử lý nước ngầm chủ yếu là khử sắt (hoặc mangan) bằng phương pháp: làm thoáng + lắng tiếp xúc + lọc nhanh trọng lực + khử trùng

Các công trình đơn vị trong trạm xử lý rất đa dạng

- Công trình keo tụ ( đa số dùng phèn nhôm, PAC) với bể trộn đứng, trộn cơ khí, bể tạo bông có vách ngăn zíc zắc, tạo bông có tầng cặn lơ lửng, tạo bông kiểu

cơ khí

- Công trình lắng: bể lắng đứng (cho trạm có công suất nhỏ), bể lắng ngang thu nước ở cuối bể, thu nước bề mặt được sử dụng khá rộng rãi ở các dự án thành phố, thị xã, bể lắng ngang lamen được sử dụng tại tỉnh miền núi phía Bắc: Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ, Hòa Bình, Hưng Yên và sân bay Đà Nẵng Loại bể đang được phổ biến ở một số địa phương khác như bể lắng Pulsator (công nghệ Pháp) được dùng ở Nam Định, Cần Thơ và bể lắng ly tâm (Thái Bình) là 2 loại bể ít được sử dụng

- Các công trình lọc: bể lọc nhanh trọng lực (lọc hở với vật liệu lọc là cát) được dùng rộng rãi, được dùng khá nhiều ở các dự án cấp tỉnh, thành phố

- Khử trùng: phổ biến dùng clo lỏng, một số trạm nhỏ dùng nước giaven hoặc ozôn

-Trạm bơm đợt 2: một số trạm dùng máy biến tần để điều khiển chế độ họat động của máy bơm, một vài nơi có dùng đài nước trong trường hợp địa hình thuận lợi, một số nơi tận dụng đài nước đã có trước

- Các công trình làm thoáng: phổ biến dùng tháp làm thoáng tự nhiên (dàn mưa), một số ít dùng thùng quạt gió (làm thoáng cưỡng bức), một số trạm khác dùng tháp làm thoáng tải trọng cao theo nguyên lý làm việc của Ejector Chất lượng nước sau khi xử lý hầu hết đạt tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn của tổ chức y tế thế giới

Cấp nước nông thôn - Các loại mô hình cấp nước sinh hoạt nông thôn

Người dân nông thôn Việt Nam tùy điều kiện của mình đã sử dụng cả 3 loại nguồn nước (nước mặt, nước ngầm và nước mưa) cho nhu cầu cấp nước phục vụ sinh hoạt Từ những đặc điểm riêng biệt từng vùng nông thôn ở Việt Nam hiện đang tồn tại 2 loại hệ thống công trình cấp nước cơ bản:

- Các công trình cấp nước phân: các công trình cấp nước nhỏ lẻ truyền thống phục vụ cho từng hộ gia đình, những nhóm hộ dùng nước hay các cụm dân cư sống độc lập, riêng lẻ mức độ thấp

- Các công trình cấp nước theo kiểu công nghiệp tập trung: hệ thống dẫn nước

tự chảy và hệ thống bơm dẫn nước phục vụ cho các thị tấn, thị tứ, các cụm dân cư sống tập trung của xã.[10]

1.6 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NƯỚC PHÚ VINH

1.6.1 Quá trình hình thành và phát triển của nhà máy

Nhà máy nước Phú Vinh là một đơn vị thuộc Công ty cổ phần cấp nước Quảng Bình có nhiệm vụ cung cấp nước sạch cho thành phố Đồng Hới, đáp ứng nhu cầu cho sinh hoạt và sản xuất

Nhà máy nước Phú Vinh có công suất xây dựng là 19.000 m3/ ngđ

Lịch sử hình thành:

- Năm 1997: Thành lập dự án nhà máy nước Phú Vinh

- Năm 1999 - 2003: Xây dựng cơ bản và lắp đặt máy móc thiết bị hệ thống cấp nước cho thành phố Đồng Hới

- Năm 2003 - 2005: Vận hành cấp nước và chuyển giao công nghệ

- Năm 2005: Chính thức hoạt động

1.6.2 Vị trí của nhà máy

Hình 1: Vị trí nhà máy nước Phú Vinh

Địa chỉ: phường Đồng Sơn, thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình

Ranh giới nhà máy tiếp giáp:

- Phía Bắc giáp: phường Thuận Đức

- Phía Nam giáp: trại Giam Đồng Sơn

- Phía Đông giáp: nghĩa trang Đá Bạc

- Phía Tây: hồ Phú Vinh

1.6.3 Chức năng, nhiệm vụ của nhà máy

1.6.3.1 Chức năng của nhà máy

Nhà máy nước Phú Vinh có chức năng xử lý và cung cấp nước sạch cho toàn thành phố, đáp ứng nhu cầu nước sạch cho sinh hoạt và sản xuất của người dân thành phố Đồng Hới

1.6.3.2 Nhiệm vụ của nhà máy

- Tổ chức kiểm tra, duy tu, bảo dưỡng các máy móc thiết bị trong nhà máy

- Quản lý chương trình theo dõi và quản lý mạng lưới cấp nước trên máy vi tính đảm bảo hiệu quả

- Tổ chức quản lý vận hành, phân tích chất lượng môi trường tại nhà máy nước Phú Vinh đảm bảo yêu cầu về môi trường theo quy định

- Nghiên cứu giải pháp và công nghệ phù hợp với yêu cầu phát triển và hiệu quả xử lý của nhà máy

1.6.4 ơ cấu tổ chức và quản lý nhà máy

Tổng số cán bộ công nhân viên của nhà máy nước Phú Vinh là 15 người trong

đó có 1 quản đốc và 2 trạm trưởng Trạm 1 có 6 nhân viên vận hành, trạm 2 có 9 nhân viên vận hành Nhà máy hoạt động liên tục 24/24h, chế độ hoạt động của nhà máy được chia làm 3 ca: Ca 1: 6h00 – 12h00

+ Trực tiếp xử lý các sự cố phát sinh trong quá trình sản xuất tại nhà máy, thông tin cho lãnh đạo chi nhánh và xin ý kiến chỉ đạo thực hiện các sự cố trong quá trình sản xuất

+ Điều chuyển công tác người lao động trong nhà máy

+ Trực tiếp tham gia trực vận hành

- Trạm trưởng: chịu trách nhiệm báo cáo các sự cố cho quản đốc và phân công lịch công tác tại trạm (lịch trực)

- Ca trưởng: chịu trách nhiệm toàn bộ trong ca trực, nhận và xử lý thông tin, báo cáo sự cố xảy ra trong ca trực cho trạm trưởng hoặc quản đốc để xin ý kiến chỉ đạo

Sơ đồ tổ chức quản lý và vận hành nhà máy

Hình 2: Sơ đồ tổ chức quản lý và vận hành nhà máy

ƯƠNG 2: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LU N

2.1 HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP TẠI N À NƯỚC PHÚ VINH

2.1.1 Nguồn nước cấp cho Nhà máy nước Phú Vinh

Nhà máy nước Phú Vinh sử dụng nguồn nước cấp là nguồn nước mặt hồ Phú Vinh Công trình hồ Phú Vinh được xây dựng tại phía thượng nguồn của sông Mỹ Cương - một nhánh của sông Lệ Kỳ Hồ có lưu vực rộng khoảng 38km2

Vị trí lưu vực và hồ chứa có các phía tiếp giáp như sau:

- Phía Tây - Bắc: giáp đất Nông trường Việt Trung - huyện Bố Trạch

- Phía Tây - Nam: giáp đất lâm nghiệp huyện Quảng Ninh

- Phía Đông - Bắc: giáp khu dân cư xã Thuận Đức

- Phía Đông - Nam: Tây giáp phường Đồng Sơn

Khu vực hồ có toạ độ địa lý trong khoảng 17o29’ - 17o26’ vĩ độ Bắc và

106o31’ - 106o34’ kinh độ Đông

Lượng nước hồ được Nhà máy nước sử dụng để cấp nước sinh hoạt là khoảng 20.000 m3/ngđ.[2]

2.1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp tại nhà máy nước Phú Vinh

Hình 3: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp tại nhà máy nước Phú Vinh

2.1.3 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ

Nước từ hồ Phú Vinh được thu vào hố thu nước, sau đó, được các máy bơm ở trạm bơm cấp 1 bơm nước vào khu xử lý

Hóa chất (PAC) được châm vào đường ống ở đầu thiết bị trộn tĩnh Tại thiết bị trộn tĩnh, hóa chất được trộn đều vào trong nước

Sau đó, nước được chuyển lên mương phân phối, phân phối đều vào 4 bể phản ứng qua các van file Tại bể phản ứng, PAC sẽ bị thủy phân tạo thành các bông cặn

Cơ chế quá trình tạo bông:

[Al2(OH)nCl6-n]m Al3+ + Cl- + OH

-Al3+ + H2O Al(OH)3 + H+Các bông cặn trong nước chuyển động theo hình zíc zắc tạo điều kiện cho chúng va chạm với nhau tạo thành các bông cặn lớn hơn và sau đó chuyển vào bể lắng ngang

Tại bể lắng ngang, dưới tác dụng của trọng lực, quá trình lắng sẽ xảy ra từ từ, các bông cặn được lắng xuống đáy bể, phần nước trong được thu ở trên bề mặt cuối

bể lắng bằng máng thu nước hình răng cưa Sau đó, nước được châm dung dịch vôi

để tăng pH

Nước được chuyển sang bể lọc nhanh nhờ mương phân phối Trong quá trình lọc, cặn sẽ được giữ lại ở các lớp vật liệu lọc Nước lọc được thu vào mương thu nước sau lọc dẫn về bể chứa Trước khi vào bể chứa, nước được châm clo để khử trùng Cơ chế quá trình châm clo khử trùng

Cl2 + H2O HOCl + HCl HOCl H+ + OCl-

Cuối cùng, trạm bơm cấp 2 cung cấp nước cho mạng lưới cấp nước thành phố

2.1.4 Các hạng mục trong quy trình xử lý nước cấp

2.1.4.1 Trạm bơm cấp 1

Hình 4: Trạm bơm cấp 1

Công trình thu nước:

Hố thu có tác dụng bảo vệ máy bơm và thu nước, trong hố thu có mương thu nước để thu nướcvào mùa khô

Tường bê tông bao quanh hố thu có chiều cao 4m và cách hố thu 3m, giúp lấy nước về mùa mưa và ngăn cản bùn, cát trôi nổi vào trong máy bơm gây hư hỏng hay làm giảm hiệu quả của máy

Các bơm chìm là loại bơm ly tâm một tầng cánh có thể hoạt động dưới mọi mực nước hồ chứa và được dẫn động bằng động cơ điện chìm 3 pha

Cấu tạo của máy bơm: vật liệu chế tạo vỏ bơm bằng gang, trục và cánh công tác bằng thép không gỉ

Kích thước đường kính van và đường ống đẩy được xác định trên cơ sở tốc độ dòng chảy, không vượt quá 2.0 m/giây là DN250

Khoảng cách từ trạm bơm đến mặt nước là 10m Trong giờ cao điểm, máy bơm hoạt động đến 9h30’ nghỉ, sau đó 11h30’ hoạt động lại

Hình 5: Tủ điều khiển Hình 6: Máy bơm

2.1.4.2 Thiết bị trộn tĩnh

Gồm có điểm châm dung dịch PAC và ống trộn tĩnh

Cấu tạo ống trộn tĩnh: hình trụ, dài 3m, đường kính 0,5m, có vách ngăn hình

bán nguyệt xen kẻ giúp hóa chất (PAC) trộn đều vào nước

Nguyên lý: nước sau khi được châm dung dịch PAC đi qua ống trộn tĩnh sẽ có

sự chênh lệch áp suất trước và sau các lá chắn hình bán nguyệt tạo ra các vùng nước xoáy từ đó mà dung dịch PAC được trộn đều vào nước