nghiên cứu và đánh giá hiệu quả sử dụng phèn nhôm và pac xử lý nước sông vũng liêm cấp nước sinh hoạt cho hộ dân xã trung thành tây với nồng độ phèn từ 15 đến 25%

Theo quy định của Bộ Y tế Việt Nam thì được công nhận là “nước sạch” khi nước sinh hoạt của người dân có đủ các các tiêu chuẩn về màu sắc, mùi vị, độ đục cùng các thành phần khác như sắt

Trang 1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

TP Hồ Chí Minh, Ngày….tháng….năm 2017

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn

Ths Trần Ngọc Bảo Luân

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

TP Hồ Chí Minh, Ngày……tháng… năm 2017

Trang 3

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

ABSTRACT iii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iv

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xi

DANH MỤC BẢNG xii

DANH MỤC HÌNH xiv

GIỚI THIỆU 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

5 ĐỐI TƯỢNG VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU 2

6 ĐÓNG GÓP KHOA HỌC, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI CỦA NGHIÊN CỨU 3

7 TÍNH MỚI CỦA NGHIÊN CỨU 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC SÔNG VŨNG LIÊM VÀ ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ 1.1 HỘI XÃ TRUNG THÀNH TÂY 4

1.1.1 Tổng quan về nước sông Vũng Liêm 4

Thông số TSS: 4

a pH: 4

b Nhiệt độ: 4

c Độ đục: 5

d Thông số DO: 5

e Thông số Arsen: 5

f Độ màu: 5

g Thông số Amoni: 5

h Thông số Nitrit: 5

i Thông số Phosphat: 6 j

Trang 4

Thông số Coliform: 6 k.

Thông số COD: 6 l

Thông số BOD5: 6 m

1.1.2 Giới thiệu về xã Trung thành Tây 6

Vị trí địa lý 7 a

Dân số 7 b

Địa hình 8 c

Đặc điểm khí hậu 8 d

Thủy văn 8 e

Điều kiện về kinh tế xã hội 9 f

Nông nghiệp 9 f.1

Công nghiệp 10 f.2

Y tế 10 f.3

Giáo dục 10 f.4

Văn hóa du lịch 10 f.5

1.1.3 Nguồn nước cấp cho hộ dân xã Trung Thành Tây và ảnh hưởng nguồn nước cấp tới xã Trung Thành Tây 11 Trữ lượng và tình hình cấp nước cho các hộ dân xã Trung Thành Tây 11 a

Trữ lượng cấp nước cho các hộ dân 11 a.1

Tình hình cấp nước cho các hộ dân 12 a.2

Ảnh hưởng của nguồn nước đến hộ dân xã Trung Thành Tây 12 a.3

TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG 13 1.2

1.2.1 Giới thiệu quá trình keo tụ tạo bông 13 1.2.2 Quá trình keo tụ-tạo bông 14

Cơ sở lý thuyết: 14 a

Khái niệm về hạt keo 15 a.1

Tính chất bề mặt hạt keo 16 a.2

Tính chất của hạt keo 16 a.3

Điện thế zeta 16 a.4

Các loại hóa chất keo tụ và trợ keo tụ 17 a.5

Cơ chế của quá trình keo tụ 24 b

Cơ chế trung hòa điện tích 24 b.1

Trang 5

Cơ chế tạo cầu nối 24 b.2

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ 26 c

pH : 26 c.1

Liều lượng chất keo tụ: 26 c.2

Độ đục ban đầu: 27 c.3

Chất hữu cơ: 27 c.4

Anion, cation trong nước: 27 c.5

Hiệu ứng khuấy: 27 c.6

Thế năng zeta của hệ: 27 c.7

MỘT VÀI NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ XỬ LÝ NƯỚC 1.3

SÔNG 27

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 32 2.2

MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU 32 2.3

VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM 33 2.4

2.4.1 Nước sông 33 2.4.2 Dụng cụ, thiết bị và hóa chất 34 Chuẩn bị dụng cụ 34 a

Chuẩn bị và kiểm tra thiết bị 35 b

Chuẩn bị hóa chất 36 c

Hóa chất dùng trong nghiên cứu 36 c.1

Cách pha hóa chất keo tụ 38 c.2

PHƯƠNG PHÁP VẬN HÀNH 40 2.5

2.5.1 Các bước vận hành 40 Thí nghiệm xác định pH tối ưu trên từng loại hóa chất keo tụ 15, 17, 20, 22 và 25%a

40 Các bước xác định pH tối ưu 40 a.1

Thí nghiệm xác định lượng hóa chất keo tụ tối ưu 40 b

Các bước xác định lượng hóa chất keo tụ tối ưu (phèn nhôm và PAC) 40 b.1

NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH MÔ HÌNH 41 2.6

KIỂM SOÁT CÁC YẾU TỐ TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH 41 2.7

Trang 6

2.7.1 Kiểm soát pH 41

2.7.2 Kiểm soát tốc độ khuấy 42

2.7.3 Kiểm soát nồng độ của phèn 42

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 42

2.8 2.8.1 Vị trí và tần suất lấy mẫu 42

2.8.2 Phương pháp bảo quản mẫu và phân tích mẫu 43

PHƯƠNG PHÁP SO SÁNH ĐÁNH GIÁ 43

2.9 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45

THÔNG SỐ NƯỚC SÔNG VŨNG LIÊM 45

3.1 KẾT QUẢ VẬN HÀNH THÍ NGHIỆM VỚI NỒNG ĐỘ PHÈN NHÔM VÀ PAC 3.2 Ở NỒNG ĐỘ 15% 45

3.2.1 Kết quả vận hành thí nghiệm với nồng độ phèn nhôm 15% 45

Thí nghiệm xác định pH tối ưu với nồng độ phèn nhôm 15% 45

a Thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu với nồng độ phèn nhôm 15% 48

b 3.2.2 Kết quả vận hành thí nghiệm với nồng độ PAC 15% 50

Thí nghiệm xác định pH tối ưu với nồng độ PAC 15% 50

a Thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu với nồng độ PAC 15% 53

b KẾT QUẢ VẬN HÀNH THÍ NGHIỆM VỚI NỒNG ĐỘ NHÔM VÀ PAC 17% 54 3.3 3.3.1 Kết quả vận hành thí nghiệm với nồng độ nhôm 17% 54

Thí nghiệm xác định pH tối ưu với nồng độ nhôm 17% 54

a Thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu với nồng độ nhôm 17% 57

a Thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu với nồng độ PAC 17% 61

b KẾT QUẢ VẬN HÀNH THÍ NGHIỆM VỚI NỒNG ĐỘ PHÈN NHÔM VÀ PAC 3.4 20% 64

a Thí nghiệm xác định liều lượng tối ưu với nồng độ nhôm 20% 66

a Thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu với nồng độ PAC 20% 71 b

Trang 7

KẾT QUẢ VẬN HÀNH THÍ NGHIỆM VỚI NỒNG ĐỘ PHÈN NHÔM VÀ PAC 3.5

22% 73

a Thí nghiệm xác định liều lượng tối ưu với nồng độ PAC 22% 79

b KẾT QUẢ VẬN HÀNH THÍ NGHIỆM VỚI NỒNG ĐỘ PHÈN NHÔM VÀ PAC 3.6 25% 81

a Thí nghiệm xác định liều lượng tối ưu với nồng độ PAC 25% 88

b SO SÁNH KẾT QUẢ GIỮA PHÈN NHÔM VÀ PAC 89

3.7 3.7.1 Tính kỹ thuật (so sánh khả năng keo tụ) của các loại hóa chất keo tụ để xử lý nước sông Vũng Liêm 89

3.7.2 Tính kinh tế (chi phí xử lý) của các loại hóa chất keo tụ để xử lý nước sông Vũng Liêm 89

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91

KẾT LUẬN 91

KIẾN NGHỊ 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

PHỤ LỤC A BẢNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 95

Trang 9

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Mối quan hệ giữa hạt và thời gian lắng 15

Bảng 1.2 Liều lượng phèn nhôm để xử lý nước đục lấy theo TCXD-33:2006 18

Bảng 2.1 Tên các dụng cụ thí nghiệm 34

Bảng 2.2 Tên các thiết bị 35

Bảng 3.1 Thông số nước sông Vũng Liêm 45

Bảng 3.2 Xác định pH tối ưu của phèn nhôm 15% qua 3 lần đo 46

Bảng 3.3 Xác định pH tối ưu của phèn PAC 15% qua 3 lần đo 51

Bảng 3.4 Xác định pH tối ưu của phèn nhôm 17% qua 3 lần đo 55

Bảng 3.5 Xác định pH tối ưu của PAC 17% qua 3 lần đo 59

Bảng 3.6 Xác định pH tối ưu của nhôm 20% qua 3 lần đo 64

Bảng 3.12 Chi phí hóa chất 89

Bảng 4.1 pH tối ưu của nhôm và PAC ở từng nồng độ 91

Bảng 4.2 Lượng phèn tối ưu của nhôm và PAC 92

BẢNG A.1 Xác định pH tối ưu của phèn nhôm 15% qua 3 lần đo 95

BẢNG A.2 Xác định pH tối ưu của phèn PAC 15% qua 3 lần đo 95

BẢNG A.3 Xác định pH tối ưu của phèn nhôm 17% qua 3 lần đo 96

BẢNG A.4 Xác định pH tối ưu của PAC 17% qua 3 lần đo 96

BẢNG A.5 Xác định pH tối ưu của nhôm 20% qua 3 lần đo 97

BẢNG A.11 Độ màu, độ đục, TSS trước và sau thí nghiệm và hiệu quả xứ lý của phèn nhôm 15% 100

BẢNG A.12 Độ màu, độ đục, TSS trước và sau thí nghiệm và hiệu quả xứ lý của PAC 15% 101

BẢNG A.13 Độ màu, độ đục, TSS trước và sau thí nghiệm và hiệu quả xứ lý của PAC 17% 102

Trang 10

BẢNG A.16 Độ màu, độ đục, TSS trước và sau thí nghiệm và hiệu quả xứ lý của phèn PAC 20% 105 BẢNG A.17 Độ màu, độ đục, TSS trước và sau thí nghiệm và hiệu quả xứ lý của phèn nhôm 22% 106 BẢNG A.18 Độ màu, độ đục, TSS trước và sau thí nghiệm và hiệu quả xứ lý của phèn PAC 22% 107 BẢNG A.19 Độ màu, độ đục, TSS trước và sau thí nghiệm và hiệu quả xứ lý của phèn nhôm 25% 109 BẢNG A.20 Độ màu, độ đục, TSS trước và sau thí nghiệm và hiệu quả xứ lý của phèn PAC 25% 110

Trang 11

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Một vùng quê Vũng Liêm 7

Hình 1.2 Bản đồ huyện Vũng Liêm 7

Hình 1.3 Người dân Vũng Liêm bơm nước sông để sinh hoạt 12

Hình 1.4 Quá trình keo tụ tạo bông 14

Hình 1.5 Mối quan hệ điện tích của hạt keo 16

Hình 1.6 Hóa chất PAC 20

Hình 1.7 Hóa chất keo tụ phèn sắt 23

Hình 1.8 Hấp phụ ban đầu ở liều lượng polymer tối ưu 25

Hình 1.9 Hình thành bông cặn 25

Hình 1.10 Hấp phụ lần 2 của Polyme 25

Hình 1.11 Khi liều lượng polymer dư 25

Hình 1.12 Vỡ bông cặn 26

Hình 2.1 Sơ đồ phương pháp thí nghiệm 31

Hình 2.2 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 32

Hình 2.3 Mô hình thực nghiệm Jatest 33

Hình 2.4 Tủ lưu mẫu 33

Hình 2.5 Mẫu nước sông Vũng Liêm 33

Hình 2.6 Pipet 35

Hình 2.7 Đũa thủy tinh 35

Hình 2.8 Cân 36

Hình 2.9 Máy đo pH 36

Hình 2.10 Phèn nhôm 37

Hình 2.11 Hình ảnh của PAC 38

Hình 2.12 Phèn nhôm 15% 39

Hình 2.13 PAC 15% 39

Hình 2.14 Hình ảnh lấy nước tại sông Vũng Liêm 43

Hình 2.15 Vị trí lấy mẫu nước ở xã Trung Thành Tây 43

Hình 3.1 Xác định pH tối ưu của phèn nhôm 15% theo độ đục 47

Hình 3.2 Xác định pH tối ưu của phèn nhôm 15% theo độ màu 47

Hình 3.3 Xác định lượng phèn nhôm 15% tối ưu 49

Hình 3.4 Xác định pH tối ưu của PAC 15% theo độ đục 51

Hình 3.5 Xác định pH tối ưu của PAC 15% theo độ màu 52

Hình 3.6 Xác định lượng PAC 15% tối ưu 53

Hình 3.7 Xác định pH tối ưu của nhôm 17% theo độ màu 56

Hình 3.8 Xác định pH tối ưu của nhôm 17% theo độ đục 56

Hình 3.9 Liều lượng phèn tối ưu 17% 58

Hình 3.10 Xác định pH tối ưu PAC 17% theo độ đục 60

Hình 3.11 Xác định pH tối ưu PAC 17% theo độ màu 60

Hình 3.12 Xác định lương PAC 17% tối ưu 62

Trang 12

Hình 3.13 Xác đinh pH tối ưu của nhôm 20% theo độ màu 65

Hình 3.14 Xác đinh pH tối ưu nhôm 20% theo độ đục 65

Hình 3.15 Xác định lương tối ưu của nhôm 20% 66

Hình 3.18 Xác định lượng AC tối ưu 20% 71 P Hình 3.19 Xác định pH tối ưu nhôm 22% theo độ đục 74

Hình 3.20 Xác định pH tối ưu nhôm 22% theo độ màu 75

Hình 3.21 Xác định lượng phèn tối ưu nhôm 22% 76

Hình 3.22 Xác định pH tối ưu PAC 22% theo độ đục 78

Hình 3.23 Xác định pH tối ưu PAC 22% theo độ màu 78

Hình 3.24 Xác định lượng phèn tối ưu PAC 22% 79

Hình 3.25 Xác định pH tối ưu nhôm 25% theo độ đục 83

Hình 3.26 Xác định pH tối ưu nhôm 25% theo độ màu 83

Hình 3.27 Xác định lượng nhôm 25% tối ưu 84

Hình 3.30 Xác định lượng PAC 25% tối ưu 88

Trang 13

GIỚI THIỆU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trái đất ¾ là nước, Việt Nam lại có hệ thống sông ngòi, kênh rạch chằng chịt Thế nhưng chúng ta vẫn bị xếp vào nhóm những quốc gia “thiếu nước” Thiếu nước sạch sinh hoạt, sử dụng nguồn nước ô nhiễm đã khiến hàng triệu người đối mặt với nguy cơ mắc các căn bệnh hiểm nghèo

Nước sạch là nhu cầu không thể thiếu trong đời sống hàng ngày của con người và đang trở thành vấn đề nóng bỏng trong việc bảo vệ sức khỏe và cải thiện điều kiện sinh hoạt của người, nhất là người dân khu vực nông thôn

Hiện nay, ở nhiều vùng nông thôn, do điều kiện kinh tế thấp nên nguồn nước người dân sử dụng trong sinh hoạt chủ yếu từ sông, ao, hồ, kênh rạch, bể chứa nước mưa và nước ngầm lấy từ giếng khơi và giếng khoan Hàng ngày, người dân vẫn tắm giặt và

ăn uống bằng những nguồn nước này, do không bảo đảm vệ sinh nên nguy cơ mắc các bệnh đường ruột, bệnh ngoài da là rất cao Theo thống kê, khoảng 90% dân cư Việt Nam bị nhiễm các loại giun, sán đường tiêu hóa Các bệnh tiêu chảy, hội chứng lỵ, lỵ trực khuẩn là 3 trong số 10 bệnh có tỷ lệ mắc cao nhất, trong đó tiêu chảy là bệnh đứng thứ 6 trong các bệnh có tỷ lệ tử vong lớn nhất Điều đáng nói, số người mắc các bệnh này tập trung phần lớn ở khu vực nông thôn

Theo quy định của Bộ Y tế Việt Nam thì được công nhận là “nước sạch” khi nước sinh hoạt của người dân có đủ các các tiêu chuẩn về màu sắc, mùi vị, độ đục cùng các thành phần khác như sắt, đồng, chì, nói chung, nước sạch là nước đã qua xử lý

Được gọi là nước hợp vệ sinh, các loại nước do người dân dùng hàng ngày không có màu, không mùi, không chứa đựng các thành phần có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Lâu nay, ở vùng thôn quê, sơn cước tại Việt Nam, người dân vẫn sử dụng loại nước được xem là nước hợp vệ sinh, lấy từ nước giếng, nước sông và nước suối, muốn tránh tật bệnh thì cần phải đun sôi, nấu chín

Trang 14

Thực tế đã cho thấy, ô nhiễm nguồn nước sẽ gây nhiều hệ lụy đến phát triển kinh tế -

xã hội và sức khỏe người dân Chiến lược Quốc gia cấp Nước sạch và Vệ sinh nông thôn đến năm 2020 xác định rõ mục tiêu: "Tất cả dân cư nông thôn được sử dụng nước sạch đạt tiêu chuẩn chất lượng quốc gia” Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu và đánh giá hiệu quả sử dụng phèn nhôm và PAC xử lý nước sông Vũng Liêm để cấp nước sinh hoạt cho hộ dân xã Trung Thành Tây với nồng độ phèn từ 15 đến 25%”

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Đánh giá được khả năng xử lý và hiệu quả khử độ màu, độ đục và chất rắn lơ lửng của quá trình keo tụ tạo bông bằng phèn nhôm và PAC ở nồng độ 15, 17, 20, 22 và 25%

xử lý nước sông Vũng Liêm cấp nước sạch cho hộ dân xã Trung Thành Tây

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Tổng quan về nước sông Vũng Liêm các thông số chất lượng nước sông Vũng Liêm và điều kiện kinh tế xã hội xã Trung Thành Tây

- Tổng quan về chất keo tụ và quá trình keo tụ tạo bông trong xử lý nước cấp, cơ chế và các hóa chất trong keo tụ

- Xác định pH tối ưu của phèn nhôm và PAC ở từng nồng độ phèn 15%, 17%, 20%, 22% và 25%

- Xác định lượng hóa chất keo tụ tối ưu của hai loại: phèn nhôm và PAC ở từng nồng độ phèn 15%, 17%, 20%, 22% và 25%

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Phương pháp thu thập tài liệu: Thu thập các tài liệu về tính chất, thành phần nước sông, các phương pháp xử lý nước cấp cho hộ dân

- Phương pháp thực nghiệm: Thực hiện thí nghiệm trên mô hình Jartest với mẫu nước sông Vũng Liêm, bảo quản mẫu và phân tích mẫu

5 ĐỐI TƯỢNG VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu: Xử lý độ đục, độ màu và chất rắn lơ lững của nước sông Vũng Liêm bằng phương pháp keo tụ tạo bông

Trang 15

Giới hạn đề tài: Đề tài nghiên cứu xử lý nước sông Vũng Liêm dùng phèn nhôm và PAC với nồng độ phèn là 15%, 17%, 20%, 22% và 25% Đánh giá hiệu quả sử dụng phèn nhôm và PAC để cấp nước sinh hoạt cho hộ dân xã Trung Thành Tây, đề tài này được thực hiện trên quy mô phòng thí nghiệm trường Đại Học Tài Nguyên Và Môi Trường TP.Hồ Chí Minh

6 ĐÓNG GÓP KHOA HỌC, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI CỦA NGHIÊN CỨU

Đề tài này được đề xuất nhằm đáp ứng mục tiêu phát triển bền vững và áp dụng kết quả nghiên cứu vào điều kiện thực tế góp phần đáp ứng yêu cầu xử lý nước cấp sinh hoạt cho hộ dân nông thôn ở hộ dân xã Trung Thành Tây và các hộ dân nông thôn ở vùng sâu chưa có được nguồn nước sạch nói chung

7 TÍNH MỚI CỦA NGHIÊN CỨU

So với việc áp dụng một số công nghệ xử lý nước cấp cho sinh hoạt, người ta vẫn chưa xác định được chính xác liều lượng phèn thích hợp ở mỗi nồng độ phèn khác nhau vì thế dẫn đến việc tốn kém thời gian và chi phí mà hiệu quả xử lý vẫn chưa đạt được yêu cầu mong muốn, chính vì thế đề tài này được tiến hành đến đáp ứng được những tiêu chí trên để giảm được thời gian và chi phí tiến hành thí nghiệm

Trang 16

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC SÔNG VŨNG LIÊM VÀ ĐIỀU KIỆN KINH TẾ 1.1

XÃ HỘI XÃ TRUNG THÀNH TÂY

1.1.1 Tổng quan về nước sông Vũng Liêm

Vũng Liêm có 2 sông lớn chảy qua đồng thời cũng là ranh giới huyện: sông Tiền (với

2 nhánh là sông Pang Tra, sông Cổ Chiên) và sông Mang Thít

Theo kết quả quan trắc chất lượng nước mặt của sở Tài Nguyên và Môi Trường tỉnh Vĩnh Long có các thông số sau đây:

Thông số TSS:

a.

Phần lớn GTTB vượt giá trị giới hạn của QCVN08:2008/BTNMT, loại A2 từ 1,13 đến

3 lần tại hầu hết các tuyến sông, rạch và dao động từ 16,43 – 90 mg/l Trong mùa khô, 6/11 tuyến sông, rạch có GTTB thông số TSS đạt quy chuẩn cho phép và thấp hơn so với tháng 6 và mùa mưa Trong mùa mưa, GTTB thông số TSS tại các tuyến sông, rạch đều vượt quy chuẩn cho phép từ 1,5 đến 3 lần và có mức độ ô nhiễm cao hơn so với các đợt quan trắc còn lại 02/11 tuyến sông (sông Lộc Hòa, sông Bưng Trường- Ngã Chánh – Trà Ngoa) có mức độ ô nhiễm cao hơn các tuyến sông còn lại, tuyến sông Hậu có mức độ ô nhiễm thấp nhất Cụ thể thông số TSS của nước sông Vũng Liêm đo được tại phòng thí nghiệm Tài Nguyên Môi Trường TP.HCM đạt GTTB là 46,5 mg/l

Trang 17

Độ đục:

d.

Độ đục có GTTB là 49,7 NTU; độ đục của các tuyến sông, rạch trong tỉnh có GTTB dao động từ 13,73 đến 141,64 NTU

GTTB độ đục mùa mưa cao hơn mùa khô và tháng 6

Độ đục có GTTB vào tháng 8 của nước sông Vũng Liêm đo tại phòng thí nghiệm là 43,5 FAU

Thông số Độ màu, GTTB dao động từ 16,5– 486 Pt – Co

Thông số độ màu nước sông Vũng Liêm được đo tại phòng thí nghiệm có GTTB là

409 Pt-Co (đo bằng máy AL450)

Thông số Amoni:

h.

Thông số Amoni có GTTB vượt giá trị giới hạn của QCVN 08:2008/BTNMT, loại A2

từ 1,2 đến 4,8 lần tại tất cả các tuyến sông, rạch và dao động từ 0,24 – 0,96 mg/l Trong tháng 6, hầu hết các tuyến sông, rạch có mức độ ô nhiễm thông số Amoni cao hơn so với các đợt quan trắc còn lại

Thông số Nitrit:

i.

Thông số Nitrit có GTTB vượt giá trị giới hạn của QCVN 08:2008/BTNMT, loại A2

từ 1,05 đến 2,1 lần tại hầu hết các tuyến sông, rạch và dao động từ 0,017 - 0,042 mg/l

Trang 18

Trong mùa mưa, GTTB của thông số Nitrit cao hơn so với mùa khô và vượt quy chuẩn tại tất cả các tuyến sông, rạch

Thông số Phosphat:

j.

Phosphat có GTTB vượt giá trị giới hạn của QCVN 08:2008/BTNMT, loại A2 từ 1,05

đến 4,9 lần tại đa số các tuyến sông, rạch và dao động từ 0,11 - 0,98 mg/l Trong tháng

6 và mùa mưa, GTTB thông số Phosphat vượt quy chuẩn cho phép tại tất cả các tuyến sông, rạch từ 2,8 đến 4,9 lần

Thông số Coliform:

k.

Thông số Coliform có GTTB vượt QCVN08:2008/BTNMT, loại A2 từ 1,14 đến 38,26 lần tại hầu hết các tuyến sông, rạch và dao động từ 324 – 191.333 MPN/100ml Trong mùa mưa, GTTB thông số Coliform vượt quy chuẩn cho phép từ 1,2 – 38,3 lần và có

xu hướng cao hơn so với mùa khô và tháng 6

Thông số COD:

l.

Thông số COD, ngoại trừ tuyến sông Lộc Hòa, sông Vũng Liêm vào mùa mưa; các tuyến sông, rạch còn lại đều có GTTB thông số COD tại các đợt quan trắc đạt giá trị giới hạn của QCVN 08:2008/BTNMT, loại A2 và dao động từ 3,25 đến 16,2 mg/l Trong mùa khô, GTTB thông số COD đều đạt quy chuẩn cho phép trên tất cả các tuyến sông

Thông số BOD 5 :

m.

Thông số BOD5, GTTB dao động từ 1,39 – 7,5 mg/l 08/11 tuyến sông, rạch đạt giá trị giới hạn của QCVN08:2008/BTNMT, loại A2 Sông Vũng Liêm vào mùa mưa có GTTB vượt nhẹ (từ 1,17 đến 1,25 lần) so với QCVN

1.1.2 Giới thiệu về xã Trung thành Tây

- Trung Thành Tây là một xã thuộc huyện Vũng Liêm, tỉnh Vĩnh Long Việt Nam

- Địa hình Vũng Liêm thuộc đồng bằng duyên hải

- Điều kiện thuận lợi phát triển nền kinh tế nông nghiệp

- Đồng thời Vũng Liêm là vùng sản xuất nhiều lúa gạo phẩm chất cao

Trang 19

Hình 1.1 Một vùng quê Vũng Liêm

Hình 1.2 Bản đồ huyện Vũng Liêm

Vị trí địa lý

a.

Vũng Liêm là một huyện ở phía đông tỉnh Vĩnh Long (Việt Nam)

Huyện ở phía Đông Nam củatỉnh Vĩnh Long Địa hình đồng bằng duyên hải có sông

Cổ Chiên, Mang Thít và rạch Bưng Trường, Vũng Liêm chảy qua

- Bắc giáp sông Mang Thít, ngăn cách với huyện Mang Thít và huyện Tam Bình

- Nam giáp huyện Càng Long của tỉnh Trà Vinh

- Tây giáp huyện Trà Ôn cùng tỉnh

- Đông giáp sông Cổ Chiên, ngăn cách với tỉnh Bến Tre

Dân số

b.

Xã có diện tích 12,56 km²; dân số năm 1999 là 5437 người; mật độ dân số đạt 433

Trang 20

Với điều kiện địa hình này, trong tương lai khi biến đổi khí hậu toàn cầu sẽ ảnh hưởng đến khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long nói chung và huyện Vũng Liêm nói riêng, biến đổi khí hậu với kịch bản mực nước biển dâng 1m, qua tính toán thì huyện Vũng Liêm bị ảnh hưởng do nhiễm mặn, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, hoạt động nuôi trồng và đánh bắt thuỷ sản, ảnh hưởng đến cơ sở hạ tầng (hệ thống đường giao thông, các công trình xây dựng, nhà cửa, ), ảnh hưởng đến môi trường sống của người dân và môi trường sinh thái

Đặc điểm khí hậu

d.

Vũng Liêm có đặc điểm cũng như toàn tỉnh Vĩnh Long, nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, quanh năm nóng, ẩm, có chế độ nhiệt tương đối cao và bức xạ dồi dào, với các đặc trưng như sau:

- Nhiệt độ bình quân trong năm biến động từ 27,3 - 28,7 0C; vào mùa khô đặc biệt tháng 4, 5; nhiệt của toàn tỉnh lên cao 35,5 - 380C

- Bức xạ trên địa bàn huyện tương đối cao, bình quân số giờ nắng trong một ngày

là 7,5 giờ Bức xạ quang hợp hàng năm đạt 79.600 cal/m2 Thời gian chiếu sáng bình quân năm đạt 2.550 - 2.700 giờ/năm

- Độ ẩm không khí bình quân 81-85%; tháng có độ ẩm không khí cao nhất là 88% (vào tháng 9)

- Lượng mưa: Số ngày mưa bình quân trong năm là 100 - 115 ngày với lượng mưa trung bình đạt 1.5'50 - 1.650 mm/năm

Thủy văn

e.

Thuỷ văn: Vũng Liêm chịu ảnh hưởng chế độ bán nhật triều không đều của biển Đông thông qua 2 sông lớn là sông Tiền và sông Hậu cùng với sông Mang Thít và hệ thống

Trang 21

- Sông Măng Thít nối sông Tiền và sông Hậu, cửa sông ở phía sông Tiền lớn hơn phía sông Hậu Do tác động của triều cường từ sông Cổ Chiên và sông Hậu, sông Mang Thít chảy theo hai chiều nước vào và ra ở hai cửa sông, cụ thể khi triều cường lên nước chảy vào từ hai cửa sông Quới An và Trà Ôn, khi triều cường xuống nước sông chảy ra từ 2 cửa trên, vùng giáp nước 2 chiều là cửa Ba Kè (ngã ba Thầy Hạnh) cách sông Hậu 17 km Sông Măng Thít không bị ảnh hưởng mặn nên có nước ngọt quanh năm, thuận lợi cho quá trình sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt của nhân dân địa phương Tuy nhiên do cao trình đất ở vùng phía Bắc sông Măng Thít thấp trũng nên vấn đề thoát nước sẽ khó hơn

- Mực nước và biên độ triều trên các sông khá cao, cường độ triều truyền mạnh, vào mùa lũ biên độ triều khoảng 70 - 90 cm và vào mùa khô, biên độ triều dao động 114 – 140 cm, kết hợp với hệ thống kênh mương nội đồng nên có khả năng tưới tiêu tự chảy tốt, giúp cho cây trồng sinh trưởng và phát triển

- Thời tiết, khí hậu khá thuận lợi cho nông nghiệp theo hướng đa canh, thâm canh tăng vụ và thích hợp cho đa dạng sinh học tự nhiên phát triển Tuy nhiên, do lượng mưa chỉ tập trung vào 6 tháng mùa mưa cùng với nguồn nước lũ từ khu vực thượng nguồn của sông MêKông tạo nên những khu vực bị ngập úng cục bộ, ảnh hưởng đối với sản xuất nông nghiệp, ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của người dân và môi trường sinh thái khu vực

Điều kiện về kinh tế xã hội

Trang 22

nền kinh tế nông nghiệp Đồng thời Vũng Liêm là vùng sản xuất nhiều lúa gạo phẩm chất cao và gạo đặc sản

Huyện được xem là vùng sản xuất nhiều lúa gạo phẩm chất cao và gạo đặc sản Huyện

có 2 xã cù lao chuyên trồng cây ăn quả với nhiều loại trái cây đặc sản như: sầu riêng, bòn bon, măng cụt…

mô tô hạng A1 và dạy nghề lao động nông thôn

Ngoài ra, trung tâm còn liên kết các trường, cơ sở đào tạo trong và ngoài tỉnh được chấp thuận cho đào tạo dài hạn như: trung cấp chăn nuôi thú y, điện công nghiệp bậc 3/7, xe máy công trình bậc 3/7, trồng trọt bảo vệ thực vật, giới thiệu việc làm, và xuất khẩu lao động

Trang 23

Tiếp, đình Bình Phụng, tượng đài Đốc binh Lê Cẩn - Nguyễn Giao tại ngã ba An Nhơn, bia Nam Kỳ khởi nghĩa tại xã Thanh Bình

1.1.3 Nguồn nước cấp cho hộ dân xã Trung Thành Tây và ảnh hưởng nguồn nước cấp tới xã Trung Thành Tây

Trữ lượng và tình hình cấp nước cho các hộ dân xã Trung Thành Tây

nguồn nước được đánh giá như sau:

- Lượng nước mùa kiệt trên sông đủ thỏa mãn cho nhu cầu tưới của cây trồng và sinh hoạt và khả năng tải nước cực đại sông Tiền, sông Cổ Chiên lên tới 12.000 – 19.000m3/s (có chiều rộng từ 800 - 2000m và độ sâu từ 20 – 40m) Sông Măng Thít có chiều rộng trung bình 110-150m, chiều sâu từ 8-14m, có lưu lượng cực đại và bình quân chảy ra, vào tại 2 cửa: phía Cổ Chiên 1.500 – 1.650m3

/s (bình quân 949 - 994m3/s); phía Sông Hậu 525 - 650m3/s (bình quân 310 - 435m3/s)

- Chất lượng nguồn nước có độ pH từ 6,8 – 7,0 Riêng mùa lũ, nguồn nước có lượng phù sa từ 200 – 450 g/m3, qua đó làm tăng độ phì nhiêu đất đai và tăng thêm nguồn lợi thuỷ sản từ tự nhiên trên địa bàn của huyện

Nguồn nước dưới đất:

Nước dưới đất của toàn tỉnh nói chung và của huyện Vũng Liêm nói riêng là khá phong phú, song việc khoanh định phạm vi phân bố và xác định trữ lượng, chất lượng nước để sử dụng cho mục đích sinh hoạt thì hạn chế Trong những năm gần đây nước dưới đất được khai thác khá nhiều, chủ yếu là quy mô nhỏ và tầng khai thác là các tầng nước nông và đây là nguồn nước cấp cho sinh hoạt của nhiều hộ dân trong huyện Nhìn chung, nước dưới đất tầng nông có độ cứng hơi cao, có canxi carbonate và bị nhiễm mặn, ở một vài khu vực hàm lượng sắt và Asen khá cao Do khai thác khá nhiều nên phần lớn nguồn nước dưới đất tầng

Trang 24

nông có chất lượng khá tốt nhưng đã và đang bị ô nhiễm các thành phần dinh dưỡng, chất hữu cơ

Tình hình cấp nước cho các hộ dân

a.2

Hầu hết các hộ dân sống ở Vũng Liêm trang bị máy bơm để lấy nước từ dưới sông Khi thủy triều lên cao, nước được bơm lên và chứa trong các lu lớn cho lắng cặn (hoặc cho phèn chua vào để lắng lọc) rồi gạn phần nước trong phía trên để sử dụng, chỉ một phần ít hộ dân được nước máy về nhà do điều kiện còn nhiều khó khăn nên đa phần chưa được vào nước máy của nhà nước để về nhà sử dụng

Ảnh hưởng của nguồn nước đến hộ dân xã Trung Thành Tây

a.3

Tình hình thời tiết ngày càng nắng nóng kèm theo việc khan hiếm nguồn nước dẫn đến nguồn nước đang là vấn đề quan tâm hàng đầu của người dân để có nước cho việc sinh hoạt hằng ngày

Nhiều hộ dân không quan tâm đến chất lượng nước sạch cứ việc lấy nước từ các kênh, gạch trước nhà để lấy lên sinh hoạt mặc dù có nhiều nguồn xã thải từ các hộ chăn nuôi gần đó, vì nếu không dùng nước như vậy thì sẽ không có nước mà sử dụng Hiện hàng trăm gia đình ở đây phải sử dụng nước sông để tắm giặt Ăn uống phải mua nước bình giá 10 nghìn đồng/bình 20 lít Sử dụng nước ô nhiễm, chưa được xử lý, khử trùng nên

Hình 1.3 Người dân Vũng Liêm bơm nước sông để sinh hoạt

Trang 25

nhiều người bị bệnh ngoài da… Chính vì vậy việc xử lý nguồn nước ở đây mang tính cấp thiết

TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG

1.2

1.2.1 Giới thiệu quá trình keo tụ tạo bông

- Trong nước sông suối, hồ, ao,… thường có các hạt cặn có nguồn gốc thành phần

Trang 26

1.2.2 Quá trình keo tụ-tạo bông

Cơ sở lý thuyết:

a.

- Quá trình keo tụ có thể chia làm hai giai đoạn:

● Keo tụ: Quá trình làm mất ổn định hạt keo

● Tạo bông: Vận chuyển hạt mất ổn định để gia tăng sự va chạm, tiếp xúc/kết dính giữa các hạt keo đã bị phá bền

- Mục tiêu: Giảm độ đục, khử màu, cặn lơ lửng và vi sinh

- Yêu cầu của quá trình keo tụ:

● Trung hòa, làm mất ổn định hạt keo

● Chất phản ứng phải khuếch tán nhanh trong toàn bộ khối tích nước

● Lượng hóa chất cho vào là rất nhỏ so với lưu lượng nước thô

 Trong đó quá trình trung hòa điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ (Coagulation)

 Quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là keo tụ (flocculation)

Hình 1.4 Quá trình keo tụ tạo bông

Trang 27

Khái niệm về hạt keo

- Là thành phần chính gây ra độ đục do có tỷ lệ diện tích bề mặt khối lượng cao)

- Tính chất bề mặt do có điện thế và mang điện tích là yếu tố quan trọng gây khó lắng trọng lực

Phương pháp lắng khử cặn lơ lững(SS)

Tốc độ lắng của một hạt có thể xác định theo định luật Stock phụ thuộc vào kích thước của hạt và trọng lượng riêng Sau đây là bảng mối quan hệ giữa hạt và thời gian lắng:

Bảng 1.1 Mối quan hệ giữa hạt và thời gian lắng

Trang 28

Chất keo 10-6 20 năm

Tính chất bề mặt hạt keo

a.2

- Hấp phụ: có khuynh hướng kéo các chất xung quanh do lực vạn vật hấp dẫn

- Tính điện động: hạt keo thường mang điện tích do sự ion hóa của các nhóm trên

bề mặt và hấp phụ các ion của dung dịch bên ngoài

Tính chất của hạt keo

a.3

- Hạt keo thông thường có tính ổn định khi hạt lơ lửng và không kết tụ

- Tính ổn định phụ thuộc vào cường độ tương đối giữ lực vander Waals và lực đẩy tĩnh điễn giữ các hạt gần nhau

- Theo thành phần cấu tạo người ta chia ra làm 2 loại keo:

- Keo kỵ nước (hydropholic) là loại chống lại các phân tư nước như vàng, bạc, silic…phần lớn các hạt keo vô cơ

- Keo háo nước (hydrophilic) có ái lực mạnh với nước, hấp phụ nước và gây cản trở cho quá trình keo tụ nên đòi hỏi phải xử lý riêng để đạt hiệu quả keo tụ, phần lớn là chất hữu cơ

Điện thế zeta

a.4

Khi một hạt chuyển động trong trường điện, một phần nước gần bề mặt chuyển động

và hình thành mặt cắt giữa khối dung dịch và lớp nước keo theo, điện thế zeta là điện

Trang 29

thế tại mặt cắt

- Một lớp ion cố định gắn chặt vào bề mặt hạt keo (lớp cố định)

- Phấn khác khuếch tán thành mấy ion (lớp ion đối)

- Zeta = sự khác nhau về điện thế giữa các lớp cố định và lớp chuyển động

- Zeta được đo bằng thiết bị đo thế zeta (zetameter)

- Hạt keo silica và hầu hết các protein mang điện tích âm

- Hydrous oxides của sắt và nhôm thường mang điện tích dương

- Những hạt rắn lơ lửng mang điện tích âm trong nước (keo sét, protein …) sẽ hút các ion dương tạo ra hai lớp điện tích dương bên trong và bên ngoài Lớp ion dương bên ngoài liên kết lỏng lẻo nên có thể dể dàng bị trợt ra Như vậy điện tích

âm của hạt bị giảm xuống Thế điện động hay thế zeta bị giảm xuống

Các loại hóa chất keo tụ và trợ keo tụ

Phèn nhôm sunfat: Al 2 (SO 4 ) 3 18H 2 O

+ Khi dung phèn nhôm làm chất keo tụ sẽ xảy ra phản ứng thủy phân:

Al2(SO4)3 + 6H2O  2Al(OH)3 + 6H+ + 3SO4

2-+ Khi độ kiềm của nước thấp, cần kiềm hóa nước bằng NaOH Liều lượng chất kiềm hóa tính theo công thức:

Pk = e1 x (Pp/e2 – Kt + 1) x 100/C

Trong đó:

Trang 30

Pk – Hàm lượng chất kiềm hóa (mg/l);

Pp – Hàm lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ (mg/l);

e1, e2 – Trọng lượng tương đương của chất kiềm hóa và của phèn (mg/mgđl), với e1 = 40 (NaOH); e2 = 57 (Al2(SO4)3);

Kt – Độ kiềm của nước nguồn (mgđl/l);

C – Hàm lượng hóa chất tinh khiết (%)

+ Những lưu ý khi sử dụng phèn nhôm:

 pH hiệu quả tốt nhất với phèn nhôm là khoảng 5,5 – 7,5

 Nhiệt độ của nước thích hợp khoảng 20 – 40oC

Ngoài ra, cần chú ý đến: Các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ,liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng…

Bảng 1.2 Liều lượng phèn nhôm để xử lý nước đục lấy theo TCXD-33:2006 Hàm lượng cặn của nước

nguồn (mg/l)

Liều lượng phèn không chứa nước dùng để xử lý nước đục (mg/l)

Trang 31

a) Ưu điểm:

 Về mặt năng lực keo tụ ion nhôm (và cả sắt(III)), nhờ điện tích 3+, có năng lực keo tụ thuộc loại cao nhất (quy tắc Shulz-Hardy) trong số các loại muối ít độc hại

mà loài người biết

 Muối nhôm ít độc, sẵn có trên thị trường và khá rẻ

 Công nghệ keo tụ bằng phèn nhôm là công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểm soát, phổ biến rộng rãi

 Phải dùng thêm một số phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng

 Hàm lượng Al dư trong nước > so với khi dùng chất keo tụ khác và có thể lớn hơn tiêu chuẩn với (0,2mg/lit)

 Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và ko tan cùng các kim loại nặng thường hạn chế

 Ngoài ra, có thể làm tăng lượng SO42- trong nước thải sau xử lí là loại có độc tính đối với vi sinh vật

Trang 32

Hóa chất PAC [Al 2 (OH) n Cl 6 nxH 2 O] m

 Poly Aluminium Chloride (PAC):

- Một trong những chất keo tụ thế hệ mới, tồn tại dưới dạng polymer vô cơ là polymer nhôm clorua, thường viết tắt là PAC Hiện nay, ở các nước tiên tiến, người ta đã sản xuất PAC với lượng lớn và sử dụng rộng rãi để thay thế phèn nhôm sunfat trong xử lý nước sinh hoạt

- Tính chất: PAC có công thức tổng quát là [Al2(OH)nCl6.nxH2O]m (trong đó m ≤ 10,

n ≤ 5) PAC thương mại ở dạng bột thô màu vàng nhạt hoặc vàng đậm, dễ tan trong nước và kém tỏa nhiệt, dung dịch trong suốt, có tác dụng khá mạnh về tính hút thấm

- PAC có nhiều ưu điếm so với phèn nhôm sunfat và các loại phèn vô cơ khác:

 Hiệu quả keo tụ và lắng trong > 4 – 5 lần Tan trong nước tốt, nhanh hơn nhiều,

ít làm biến động độ pH của nước nên không phải dùng nhiều hóa chất NaOH để

xử lý và do đó ít ăn mòn thiết bị hơn

 Không làm đục nước khi dùng thừa hoặc thiếu

 Không cần (hoặc dùng rất ít) phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng

 [Al] dư trong nước nhỏ so với khi dùng phèn nhôm sunfat

Hình 1.6 Hóa chất PAC

Trang 33

 Khả năng loại bỏ chất hữu cơ tan và không tan cùng các kim loại nặng tốt hơn

 Không làm phát sinh hàm lượng [SO4]

trong nước thải sau xử lý là loại có độc tính đối với vi sinh vật

- Cơ chế tác dụng của PAC:

 Thông thường khi keo tụ chúng ta hay dùng muối clorua hoặc sunfat của Al(III) hoặc Fe(III) Khi đó, do đó khi phân li va thủy phân ta có các hạt trong nước:

Al3+,Al(OH)2+, Al(OH) phân tử và Al(OH)4-, ba hạt polime: Al2(OH)24+,

Al3(OH)45+, Al13O4(OH)247+ và Al(OH)3rắn Trong đó Al13O4(OH)247+ gọi tắt là

Al13 là tác nhân gây keo tụ chính và tốt nhất

(cỡ 2 nm so với nhỏ hơn 0,1 nm) nên bông cặn hình thành cũng to và chắc hơn, thuận lợi cho quá trình lắng tiếp theo

Ưu điểm của phèn PAC

 Hạn chế việc điều chỉnh pH nước nguồn như các loại phèn hiện đang sử dụng, do

đó tiết kiệm liều lượng hóa chất (dùng để tăng độ kiềm) và các thiết bị đi kèm như thùng hóa chất và bơm định lượng

Trang 34

 Liều lượng sử dụng thấp, bông cặn to dễ lắng

 Giảm thể tích bùn

 Tăng độ trong của nước sau lắng, kéo dài chu kỳ lọc và tăng chất lượng nước sau lọc

 Không bị chảy nước hay vón cục sau khi mở bao bì

So sánh với phèn Nhôm (Al 2 (SO 4 ) 3 )

 Hiệu quả lắng trong cao hơn 4 – 5 lần, thời gian keo tụ nhanh Tăng độ trong của nước, kéo dài chu kỳ lọc, tăng chất lượng nước sau lọc

 Ít làm biến động độ pH của nước

 Không cần hoặc dùng rất ít chất trợ lắng, không cần các thiết bị và thao tác phức tạp

 Không xảy ra hiện tượng đục trở lại khi cho quá liều lượng

 Có khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và không tan cùng kim loại nặng tốt hơn phèn sunfat.Giảm thể tích bùn khi xử lý

 Liều lượng sử dụng thấp, bông cặn to, dễ lắng

Trang 35

Hoá học của muối sắt tương tự như muối nhôm nghĩa là khi thuỷ phân sẽ tạo axit, vì vậy cần đủ độ kiềm để giữ pH không đổi

Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+

Phèn sắt (III) khi thuỷ phân ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ Vùng pH tối ưu: 5 – 9

So sánh keo của phèn nhôm và phèn sắt được tạo thành cho thấy:

- Độ hoà tan của keo Fe(OH)3 trong nước nhỏ hơn Al(OH)3

- Tỉ trọng của Fe(OH)3 = 1,5 Al(OH)3 ( trọng lượng đơn vị của Al(OH)3 = 2,4 còn của Fe(OH)3 = 3,6 ) do vậy keo sắt tạo thành vẫn lắng được khi trong nước có ít chất huyền phù

Ưu điểm của phèn sắt so với phèn nhôm:

 Liều lượng phèn sắt (III) dùng để kết tủa chỉ bằng 1/3 – 1/2 liều lượng phèn nhôm

 Phèn sắt ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ và giới hạn pH rộng

 Nhược điểm của phèn sắt (III) là ăn mòn đường ống mạnh hơn phèn nhôm (vì trong quá trình phản ứng tạo ra axit)

Hình 1.7 Hóa chất keo tụ phèn sắt

Trang 36

Ở nước ta, vẫn quen dùng phèn nhôm Để khắc phục nhược điểm của mỗi loại có thể dùng kết hợp cả phèn sắt và phèn nhôm tương ứng là 1:1 hoặc 2:1 Kết tủa hỗn hợp thích hợp nhất vào mùa lạnh

 Lưu ý: Trên thực tế, việc lựa chọn loại phèn, tính toán liều lượng phèn và liều

lượng chất kiềm hoá cần phải được xác định bằng thực nghiệm Các muối phèn đưa vào xử lý nước là dạng dung dịch

Cơ chế của quá trình keo tụ

b.

- Nén lớp điện tích kép được hình thành giữa pha rắn và lỏng: giảm điện thế bể mặt bằng hấp phụ và trung hoà điện tích

- Hình thành các cầu nối giữa các hạt keo

- Bắt giữ các hạt keo vào bông cặn

Cơ chế trung hòa điện tích

 Phản ứng 1: Hấp phụ ban đầu ở liều lượng polymer tối ưu Phân tử polymer

dính vào hạt keo, dính kết theo nhánh nếu polymer và hạt keo trái dấu

Trang 37

Hình 1.8 Hấp phụ ban đầu ở liều lƣợng polymer tối ƣu

 Phản ứng 2: Hình thành bông cặn Đuôi polymer đã hấp phụ có thể duỗi ra và

gắn kết với vị trí trống trên bề mặt hạt keo khác  hình thành bông cặn

Hình 1.9 Hình thành bông cặn

 Phản ứng 3: Hấp phụ lần 2 của polymer Nếu đoạn cuối duỗi ra và không tiếp

xúc với vị trí trống trên hạt khác  gấp lại và tiếp xúc với mặt khác của chính hạt

đó  ổn định lại

 Phản ứng 4: Khi liều lƣợng polymer dƣ, nếu hạt polimer thêm vào dƣ nhiều

thì bề mặt hạt bão hòa các đoạn polymer  không có vị trí trống để hình thành cầu nối  Hạt keo ổn định lại

Hình 1.10 Hấp phụ lần 2 của Polyme

Trang 38

 Phản ứng 5: Vỡ bông cặn, vỡ vụn bông cặn khi xáo trộn nhiều

Trong toàn bộ quá trình (5 phản ứng trên), cơ chế chính là:

- Hấp phụ và tạo cầu nối

- Cơ chế phụ là trung hòa điện tích

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ

là đạt đến điểm đẳng điện, tốc độ đông tụ của nó lớn nhất

Dung dịch keo hình thành từ hợp chất lưỡng tính, trị số ξ của nó và điểm đẳng điện chủ yếu quyết định bởi trị số pH của nước

Do đó, để đạt được hiệu quả keo tụ là tốt nhất thì phải chọn trị số pH thích hơp cho từng loại nước thải riêng Trị số pH này gọi là pH tối ưu Đối với mỗi loại nước khác nhau sẽ có pH tối ưu khác nhau và không có một phương pháp nào tính toán mà phải dựa vào thực nghiệm thông qua thí nghiệm Jartest trên từng loại nước thải riêng

Trang 39

nhau, tùy vào hàm lượng chất keo mà phải tiến hành thực nghiệm để xác định trị số pH tối ưu tương ứng với trị số pH tối ưu của nó

Độ đục ban đầu:

c.3

Một số loại nước cần keo tụ có độ đục thấp, nghĩa là hàm lượng các chất lơ lửng thấp, khả năng liên kết với các chất keo tụ thấp cho nên hiệu quả keo tụ không cao Lúc này phải tạo độ đục ban đầu bằng cách cho thêm các chất trợ keo tụ như vôi…

Thế năng zeta của hệ:

c.7

Thế năng ξ của hệ quyết định đến pH tối ưu cho quá trình keo tụ

Nhiệt độ keo tụ: một số chất keo tụ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của nước thải Ở nhiệt

độ quá cao, do chuyển động nhiệt các bông keo tạo thành khó có khả năng lớn, hiệu quả lắng kém đi

MỘT VÀI NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ XỬ LÝ NƯỚC 1.3

SÔNG

Trong nước sông suối, hồ ao, thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành phần và

Trang 40

kích thước rất khác nhau Đối với các loại cặn này dùng các biện pháp xử lý cơ học trong công nghệ xử lý nước như lắng lọc có thể loại bỏ được cặn có kích thước lớn hơn 10-4mm Cũng có các hạt có kích thước nhỏ hơn 10-4mm không thể tự lắng được

mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp lí cơ học kết hợp với biện pháp hoá học, tức là cho vào nước cần xử lí các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng có trong nước, taọ thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể Để thực hiện quá trình keo tụ người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp như: phèn nhôm Al2(SO4)3, FeSO4, FeCl3 và PAC Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hoà tan Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ để trung hoà ion H+ thì cần phải kiềm hoá nước Chất dùng để kiềm hoá thông dụng nhất

là vôi CaO Một số trường hợp khác cú thể dựng là Na2CO3 hoặc xút NaOH Thông thường phèn nhôm đạt được hiệu quả keo tụ cao nhất khi nước có pH = 5.5-7.5

Một số nhân tố cũng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ như: các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng, nhiệt độ…

Sau đây là một vài nghiên cứu trong nước liên quan đến nước sông như:

Trong việc thử nghiệm chất PAC Trung Quốc vào xử lý nước sông Hồng, nước sông Nhuệ, các chuyên gia Viện Hóa học (tài liệu Hội thảo chuyên đề trang 214-215) đã kết luận rằng:

- PAC có rất nhiều ưu điểm so với phèn nhôm trong quá trình keo tụ: ít tác động

pH, liều lượng thấp, ít gây ăn mòn thiết bị, đặc biệt đối với nước có độ đục và độ kiềm cao

- Không tìm thấy mối quan hệ tuyến tính giữa liều lượng PAC và độ đục ban đầu của nước, vì vậy trước khi sử dụng cần tiến hành thí nghiệm trước

Trước đây có nhiều nghiên cứu ở nước ta về xử lý nước cấp bằng keo tụ tạo bông dùng phèn keo tụ, một số nghiên cứu vừa được hoàn thành ở thời gian gần đây như :

“Nghiên cứu và điều chế chất keo tụ PAC-Al13 từ phèn Nhôm ứng dụng xử lý nước

Định dạng
Số trang	123
Dung lượng	1,91 MB