Tính toán thiết kế trạm xử lý nước cấp cho tp hội an tỉnh quảng nam với công suất 87000m3NGĐ

Hàm lượng các chất có hại cao và nhiều vi sinh vât gây bệnh cho con người trongnguồn nước mặt nên nhất thiết phải có sự quản lý nguồn nước, giám định chất lượng nước,kiểm tra các thành p

MỤC LỤ

PHẦN MỞ ĐẦU 9

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 9

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 10

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 10

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10

5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 10

6 KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI 10

CHƯƠNG 1: 11

TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ HỘI AN, TỈNH QUẢNG NAM 1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 12

1.1.1 Vị trí địa lý 12

1.1.2 Điều kiện khí hậu 12

1.1.3 Thủy văn 13

1.1.4 Địa hình, địa mạo 13

1.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ -XÃ HỘI 14

1.2.1 Đặc điểm kinh tế 14

1.2.2 Đặc điểm xã hội 14

1.3 HIỆN TRẠNG CẤP NƯỚC TẠI KHU VỰC 15

CHƯƠNG 2: 16

TỔNG QUAN VỀ CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG NƯỚCVÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC 2.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA NƯỚC CẤP 16

2.2 CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC SỬ DỤNG LÀM NƯỚC CẤP 17

2.2.1 Nước mặt 17

2.2.2 Nước ngầm 19

2.2.3 Nước mưa 21

2.3 CÁC CHỈ TIÊU VỀ NƯỚC CẤP 21

2.3.1 Chỉ tiêu vật lý 22

2.3.1.1 Nhiệt độ (0C, 0K) 22

2.3.1.2 Hàm lượng cặn không tan (mg/L) 22

2.3.1.3 Độ màu (Pt - Co) 22

2.3.1.4 Mùi vị 22

2.3.1.5 Độ đục (NTU) 22

2.3.2 Chỉ tiêu hóa học 23

2.3.2.1 Độ pH 23

2.3.2.2 Độ cứng 23

2.3.2.3 Độ oxy hóa (mg/l O2 hay KMnO4) 24

2.3.2.4 Các hợp chất Nitơ 24

2.3.2.5 Các hợp chất photpho 24

2.3.2.6 Hàm lượng sắt (mg/l) 25

2.3.2.7 Hàm lượng mangan (mg/l) 25

2.3.2.8 Các chất khí hòa tan (mg/l) 25

2.3.2.9 Clorua (Cl-) 27

2.3.2.10 Các kim loại nặng có độc tính cao 27

2.3.3 Chỉ tiêu vi sinh 27

2.4 TỔNG QUAN VỀ CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC 27

2.4.1 Hồ chứa và lắng sơ bộ 27

2.4.2 Song chắn rác và lưới chắn 28

2.4.3 Quá trình làm thoáng 28

2.4.4 Clo hóa sơ bộ 29

2.4.5 Quá trình khuấy trộn hóa chất 29

2.4.6 Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn 29

2.4.7 Quá trình lắng 30

2.4.8 Quá trình lọc 31

2.4.9 Flo hóa 32

2.4.10 Khử trùng nước 33

2.4.11 Ổn định nước 33

2.4.12 Làm mềm nước 33

2.5 MỘT VÀI CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP TẠI VIỆT NAM HIỆN NAY 33

2.5.1 Dây chuyền xử lý nước sông Hậu 34

2.5.2 Dây chuyền xử lý nước sông Đồng Nai 35

2.5.3 Dây chuyền xử lý nước sông La Ngà 36

2.5.4 Dây chuyền xử lý nước sông Thu Bồn (hiện tại Q=6000m3/ngđ) 37

CHƯƠNG 3: 38

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP PHÙ HỢP CHOTHÀNH PHỐ HỘI AN TỈNH QUẢNG NAM 3.1 HIỆN TRẠNG NGUỒN NƯỚC MẶT 38

3.2 ĐỀ XUẤT CÁC QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP 39

3.3 TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG NƯỚC CẤP CẦN XỬ LÝ 41

3.3.1 Dân số 41=

3.3.2 Lưu lượng nước cho sinh hoạt 41

3.3.3 Lưu lượng cho công cộng và tiểu thủ công nghiệp 42

3.3.4 Công suất nhà máy xử lý 42

3.4 LỰA CHỌN – TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH THU VÀ TRẠM BƠM CẤP I 43

3.4.1 Địa điểm xây dựng công trình thu và trạm bơm cấp I 43

3.4.2 Lựa chọn – tính toán công trình thu và trạm bơm cấp I 44

3.4.2.1 Ngăn thu 44

3.4.2.2 Ngăn hút 44

3.4.2.3 Tính toán cao trình mặt nước trong ngăn thu và ngăn hút 45

3.4.2.4 Trạm bơm cấp 1 46

3.4.3 Tính toán công trình thu và trạm bơm cấp I 48

3.4.3.1 Lưới chắn rác 48

3.4.3.2 Song chắn rác 49

3.5 TÍNH TOÁN LƯỢNG HÓA CHẤT CẦN DÙNG 50

3.5.1 Phèn nhôm 50

3.5.2 Công trình chuẩn bị dung dịch phèn 51

3.5.2.1 Bể hòa trộn phèn 52

3.5.2.2 Bể tiêu thụ phèn 53

3.5.3 Vôi 57

3.5.4 Công trình chuẩn bị dung dịch vôi 58

3.5.4.1 Bể hòa tan : 58

3.5.4.2 Bể tiêu thụ vôi sữa 61

3.5.5 Khử trùng nước 63

CHƯƠNG 4: 66

TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG CÁC CÔNG NGHỆ ĐỀ XUẤT 4.1 Bể trộn đứng (phương án 1) 66

4.2 Bể trộn cơ khí (phương án 2) 70

4.3 Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng (phương án 1 và 2) 72

4.4 Bể lắng ngang (phương án 2) 74

4.5 Bể lắng ly tâm (phương án 1) 80

4.6 Bể lọc nhanh (phương án 1 và 2) 83

4.7 Bể chứa nước sạch 92

4.8 Hồ chứa bùn 94

4.9 Sân phơi bùn 95

4.10 Trạm bơm cấp II 99

CHƯƠNG 5 : 101

KHAI TOÁN CÔNG TRÌNH 5.1 Dự toán chi phí xây dựng cơ bản phương án 1 101

5.1.1 Dự toán chi phí vận hành hệ thống 105

5.1.2 Dự toán chi phí cho 1m3 nước cấp (phương án 1) 107

5.2 Dự toán chi phí xây dựng cơ bản phương án 2 107

5.2.1 Dự toán chi phí vận hành hệ thống 110

5.2.2 Dự toán chi phí cho 1m3 nước cấp (phương án 2) 111

CHƯƠNG 6 : 114

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 PHÂN TÍCH ƯU NHƯỢC ĐIỂM VỀ HOẠT ĐỘNG 114

6.1.1 Phương án 1 114

6.1.2 Phương án 2 114

6.2 PHÂN TÍCH VỀ CHI PHÍ XÂY DỰNG VÀ GIÁ THÀNH 1M3 NƯỚC 115

6.3 KẾT LUẬN 115

PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 116

1 KẾT LUẬN 116

2 KIẾN NGHỊ 116

TÀI LIỆU THAM KHẢO 117

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 Bảng 2.1 - Thành phần các chất gây nhiễm bẩn nước mặt 18

2 Bảng 3.1 - Bảng kết quả xét nghiệm mẫu nước thơ sơng Thu Bồn 53

3 Bảng 3.2 - Các thơng số thiết kế của bể hịa trộn phèn 55

4 Bảng 3.3 - Các thơng số thiết kế của bể tiêu thụ phèn 59

5 Bảng 3.4 - Các thơng số thiết kế của bể tiêu thụ vơi 62

6 Bảng 4.1 - Các thơng số thiết kế của bể trộn đứng 70

7 Bảng 4.2 - Các thơng số thiết kế của bể trộn cơ khí 72

8 Bảng 4.3 - Các thơng số thiết kế của bể phản ứng cĩ lớp cặn lơ

9 Bảng 4.4 - Các thơng số thiết kế của bể lắng ngang 80

10 Bảng 4.5 - Các thơng số thiết kế của bể lắng ly tâm 83

11 Bảng 4.6 - Các thơng số thiết kế của bể lọc 92

12 Bảng 4.7 - Các thơng số thiết kế của bể chứa nước sạch 93

13 Bảng 4.8- Các thơng số thiết kế của hồ chứa bùn 95

14 Bảng 4.9 - Các thơng số thiết kế của sân phơi bùn 98

15 Bảng 4.10 - Các thơng số thiết kế của trạm bơm cấp II 100

16 Bảng 5.1: Dự toán chi phí phần xây dựng 101

17 Bảng 5.2: Dự toán chi phí phần thiết bị 103

DANH MỤC CÁC HÌNH

DANH MỤC CÁC BẢN VẼ

2 Mặt bằng tổng thể cơng trình thu và trạm bơm cấp I 02

Nước trong tự nhiên được dùng làm các nguồn nước cung cấp cho ăn uống sinh hoạt vàcông nghiệp thường có chất lượng rất khác nhau Nước mặt thường có độ đục, độ màu vàhàm lượng vi trùng cao Nước ngầm thì thường có hàm lượng sắt và mangan vượt quá giớihạn cho phép Có thể nói, hầu hết các nguồn nước tự nhiên hiện nay đều không đáp ứng

được yêu cầu về mặt chất lượng cho các đối tượng dùng nước Chính vì vậy trước khi đưavào sử dụng nhất thiết phải tiến hành xử lý nước.

Thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam, là một thành phố phát triển chủ yếu về lĩnh vực

du lịch nên nhu cầu về nước sạch rất cao Hiện tại Thành phố Hội An đang có một trạm cấpnước công suất 6.000m3/ngày đêm nhưng chỉ đáp ứng nhu cầu dung nước cho khoảng 40%

hộ dân trong Thành phố, 60% hộ dân còn lại sử dụng chủ yếu là nước sông hoặc nước giếngkhoan (đa phần bị nhiễm phèn) chưa qua xử lý Do đó tình trạng thiếu nước sạch đã ảnhhưởng rất nhiều đến đời sống xã hội, đến việc phát triển kinh tế, đặc biệt là ngành du lịch.Nguy cơ nhiễm bệnh từ việc sử dụng nước thiếu vệ sinh là rất cao

Do đó việc xây dựng một trạm cấp nước tập trung đáp ứng nhu cầu nước sạch choThành phố Hội An tỉnh Quảng Nam là việc làm cần thiết, với mục tiêu giải quyết tình trạngthiếu nước sạch ở các vùng ven, nâng cao chất lượng đời sống người dân, giúp cho khu vực

ngày càng phát triển bền vững hơn Vì thế đề tài “Tính toán thiết kế trạm xử lý nước cấp

thành

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước cấp cho thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam vớicông suất là 87000 m3/ngày.đêm, đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sạch cho sinh hoạt và dịch

vụ ở thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Tổng quan về thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam

- Tổng quan về nguồn nước cấp và các biện pháp xử lý nước cấp

- Đề xuất công nghệ xử lý nước cấp cho thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam

- Tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong các công nghệ đề xuất

- Dự toán kinh tế chi phí xử lý nước cấp của các công nghệ đề xuất

- Lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp phù hợp cho thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp so sánh: lấy các số liệu phân tích được so sánh với QCVN 02:2009/BYT,

từ đó có thể xác định các chỉ tiêu cần xử lý

Phương pháp phân tích tổng hợp: thu thập kiến thức từ các tài liệu sau đó quyết địnhphương án xử lý hiệu quả nhất

Tham khảo, thu thập ý kiến từ các thầy cô, chuyên gia

5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài sau khi được thực hiện sẽ có ý nghĩa:

- Giải quyết vấn đề nước sạch cho thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam

- Làm cơ sở cho phát triển công nghiệp, dịch vụ, đô thị và thu hút đầu tư nước ngoài

- Là nơi nghiên cứu thực tập cho các học sinh, sinh viên ngành môi trường và cácngành khác

- Tạo tiền đề cho các nghiên cứu, mở rộng dự án sau này

6 KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài gồm 5 chương trình bày những nội dung thu thập được qua các tài liệu thamkhảo và kết quả nghiên cứu, tính toán trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp “Tính toán,thiết kế trạm xử lý nước cấp thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam với công suất 87.000

m3/ngày đêm”

Chương 1: Tổng quan về thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam

Chương 2: Tổng quan về nguồn nước cấp và các biện pháp xử lý nước cấp

Chương 3: Đề xuất các công nghệ xử lý nước cấp cho thành phố Hội An, tỉnh QuảngNam

Chương 4: Tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong các công nghệ đề xuất

Chương 5: Dự toán kinh tế chi phí xử lý nước cấp

Chương 6: Lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp phù hợp thành phố Hội An, tỉnh QuảngNam

Chương 1:

TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ HỘI AN, TỈNH QUẢNG NAM

1.1.1 Vị trí địa lý

Thành phố Hội An là đô thị loại III trực thuộc tỉnh Quảng Nam, nằm ở hạ lưu sông ThuBồn, cách thành phố Đà Nẵng khoảng 30 km về phía Nam, phía đông giáp biển Đông, phía tây giáp hai huyện Điện Bàn và Duy Xuyên, phía nam giáp huyện Duy Xuyên, phía bắc giáp huyện Điện Bàn, đều thuộc tỉnh Quảng Nam Diện tích tự nhiên là 61,4688 km2, gồm

9 phường và 4 xã

1.1.2 Điều kiện khí hậu

Thành phố Hội An nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, chỉ có 2 mùa là mùa mưa và mùa khô

Nhiệt độ trung bình năm 25,4oC

Độ ẩm trung bình trong không khí đạt 84%

Lượng mưa trung bình 2000-2500mm, mưa tập trung vào các tháng 9 - 12, chiếm 80% lượng mưa cả năm

1.1.3 Thủy văn

Do nằm trong vùng có lượng mưa lớn, hệ thống sông ngòi trong tỉnh khá phát triểntrong đó có hệ thống sông Thu Bồn

Sông Thu Bồn với diện tích lưu vực rộng 10,350 km2, là một trong những sông nội địa

có lưu vực lớn nhất Việt Nam Sông bắt nguồn từ núi Ngọc Linh cao 2,598m thuộc huyệnNam Trà My, tỉnh Quảng Nam Phần thượng lưu chảy theo hướng Nam-Bắc qua các huyệnNam Trà My, Bắc Trà My, Tiên Phước, Hiệp Đước, Nông Sơn, Quế Sơn Đến Giao Thủysông chảy vào vùng đồng bằng các huyện Duy Xuyên, Điện Bàn và Thành phố Hội An.Chiều dài của dòng chính đến Cửa Đại dài 198 km với tổng diện tích đến Giao Thủy (nơihợp lưu với sông Vũ Gia) rộng 3,825 km 2 Thượng lưu của sông Thu Bồn có các phụ lưucấp II lớn như Sông Khang, sông Vang, sông Tranh, sông Gềnh Gềnh Tại Giao Thủy, sông

nhận nước từ phụ lưu Vu Gia tạo thành một hệ thống phân lưu khá phức tạp ở vùng hạ lưusông Tại thị trấn Vĩnh Điện, một phần nước của sông Thu Bồn đổ vào chi lưu Vĩnh Điệndẫn nước vào sông Hàn và đổ ra cửa Đà Nẵng Hàm lượng phù sa ít, 120g/m3, lũ tháng 5 đếntháng 12, mùa cạn từ tháng 1 – 4.

1.1.4 Địa hình, địa mạo

Địa hình Hội An nhìn chung thấp dần theo hướng từ Tây Bắc xuống Đông Nam, độdốc thoải trung bình 0,015o Khu vực đồng bằng của Hội An chia thành ba vùng:

- Vùng cồn cát tập trung ở phía Tây Bắc, trải dài từ dốc Lai Nghi địa bàn phường Thanh Hà,sang xã Cẩm Hà, qua phường Cẩm An, chạy dọc biển xuống phường Cửa Đại, kết nối vớivùng cát phía Đông huyện Điện Bàn (giáp các xã Điện Nam, Điện Dương)

- Vùng thấp trũng gồm các phường Cẩm Phô, Minh An, Sơn Phong, Cẩm Nam, Cẩm Châu

và xã Cẩm Kim bờ Nam sông Thu Bồn

- Vùng mặt nước sông ngòi gồm phần lớn diện tích xã Cẩm Thanh

1.2.1 Đặc điểm kinh tế

Thị xã Hội An là một đô thị cổ nằm bên Cửa Đại, nơi sông Thu Bồn đổ ra biển Đông

Từ thế kỷ 16, 17, nơi đây đã nổi tiếng với tên gọi Faifoo và rất quen thuộc với các thươnggia Nhật Bản, Indonesia, Trung Quốc, Bồ Đào Nha… Thời đó, thương cảng Hội An rất sầmuất bởi nó là trung tâm buôn bán lớn của vùng Đông Nam Á Do sự bồi lắng của cửa sông vàbao biến động của lịch sử sau nhiều thế kỷ, địa danh Hội An không còn là thương cảngnhưng dấu ấn một thời vàng son của nó vẫn để lại những giá trị văn hóa vô giá Chính v ì lý

do đó, tháng 12.1999, tổ chức UNESCO đã ghi tên đô thị cổ Hội An vào danh mục Di sảnvăn Hóa Thế giới Di tích Hội An bao gồm chùa cầu, nhà cổ, Hội quán, bảo tàng, nhà thờ

họ… hầu hết xây dựng vào thế kỷ 19, 20 Hiện nay chính quyền sở tại đang tích cực khôiphục các di tích, đồng thời phát triển thành một thành phố du lịch.

1.2.2 Đặc điểm xã hội

Hội An là thành phố thuộc tỉnh Quảng Nam, gồm 9 phường: Minh An, Sơn Phong,Cẩm Phô, Tân An, Thanh Hà, Cẩm Châu, Cẩm An, Cửa Đại, Cẩm Nam và 4 xã: Cẩm Thanh,Cẩm Kim, Cẩm Hà, Tân Hiệp (cụm đảo Cù Lao Chàm) Có nhiều cơ quan, đơn vị, trườnghọc trực thuộc tỉnh và Trung ương đóng trụ sở tại Hội An

Theo kết quả cuộc tổng điều tra dân số và nhà ở ngày 1/4/2009, dân số toàn thành phố

có 88.933 người, trong đó nữ có 45.269 người, chiếm tỉ lệ 50,90%, bình quân nhân khẩu gần

4 người/hộ Địa bàn thành thị có 68.639 người, trong đó có nữ 34.794 người, chiếm tỉ lệ50,69%, bình quân nhân khẩu hơn 4 người/hộ Địa bàn nông thôn có 20.294 người, trong đó

nữ có 10.475 người, chiếm tỉ lệ 51,69%, bình quân nhân khẩu dưới 4 người/hộ Dân sốthường trú các xã phường quản lý gồm 85.805 người, trong đó nữ có 42.6512 người Dân số

là sinh viên các trường học, trường dạy nghề thuê ở trọ tại các địa phương (chủ yếu ở cácphường Sơn Phong, Tân An, Thanh Hà, Cẩm Châu và Cẩm Phô) gồm 1.042 người, trong đó

287 nữ Dân số là nhân khẩu đặc thù (bao gồm sinh viên ở các ký túc xá của các trường,nhân khẩu ở khu điều dưỡng thương binh nặng, trại xã hội, các cơ sở tôn giáo ) gồm 2.086người, trong đó có 726 nữ Bên cạnh người Kinh chiếm đa số còn có cộng đồng người Hoađịnh cư làm ăn sinh sống từ bao đời nay, gắn với lịch sử hình thành và phát triển của vùngđất Hội An

Ngoài dân số tăng tự nhiên tại chỗ, hằng năm ở Hội An tốc độ gia tăng dân số cơ họckhá cao Mặt khác, hàng ngày có một lượng du khách khá lớn đến tham quan du lịch, nhiềulao động từ các địa phương khác trong và ngoài tỉnh đến buôn bán làm ăn và không ít cácnhà khoa học, cán bộ, công chức, viên chức, nghệ sĩ đến nghiên cứu, công tác

1.3 HIỆN TRẠNG CẤP NƯỚC TẠI KHU VỰC

Hiện tại Thành phố Hội An đang có một trạm cấp nước công suất 6.000m3/ngày đêmchỉ đáp ứng cho khoảng 40% hộ dân trong Thành phố Hội An, 60% hộ dân còn lại sử dụngchủ yếu là nước sông hoặc nước giếng khoan (đa phần bị nhiễm phèn) chưa qua xử lý Do

đó, cần phải xây dựng thêm một trạm cấp nước công suất 87.000m3/ngày đêm cho thành phốHội An để đảm bảo 100% hộ dân được cấp nước sạch đúng quy chuẩn chất lượng đồng thời

để đáp ứng yêu cầu phát triển của Thành phố Hội An đến năm 2020

Chương 2:

TỔNG QUAN VỀ CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG NƯỚC

VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC

2.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA NƯỚC CẤP

Nước là nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật trên Trái Đất, không có nước cuộc sống trênTrái Đất không thể tồn tại Cũng như không khí và ánh sáng, nước không thể thiếu đượctrong cuộc sống của con người

Trong các khu dân cư, nước phục vụ cho các mục đích sinh hoạt, nâng cao đời sốngtinh thần cho người dân Một ngôi nhà hiện đại, quy mô lớn nhưng không có nước khác nào

cơ thể không có máu Nước còn đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất, phục vụ cho hàngloạt ngành công nghiệp khác nhau

Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu đồng thời còn có vai trò điều tiết các chế

độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí trong đất, đó là những nhân tốquan trọng cho sự phát triển của thực vật

Hiện nay, tổ chức Liên Hiệp Quốc đã thống kê có một phần ba điểm dân cư trên thếgiới thiếu nước sạch sinh hoạt, do đó người dân phải dùng đến các nguồn nước nhiễm bẩn.Điều dẫn đến hàng năm có 500 triệu người mắc bệnh và 10 triệu người (chủ yếu là trẻ em) bịchết, 80 % trường hợp mắc bệnh là người dân ở các nước đang phát triển có nguyên nhân từviệc dùng nguồn nước bị ô nhiễm

Vấn đề xử lý nước và cung cấp nước sạch, chống ô nhiễm nguồn nước do tác động củanước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất đang là vấn đề đáng quan tâm

Mỗi quốc gia đều có những tiêu chuẩn riêng về nước cấp, trong đó các chỉ tiêu cao thấpkhác nhau nhưng nhìn chung các chỉ tiêu này phải đảm bảo an toàn vệ sinh về số lượng visinh có trong nước, không có chất độc hại làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người, các chỉtiêu về pH, nồng độ oxy hòa tan, độ đục, độ màu, hàm lượng các kim loại hòa tan, độ cứng,mùi vị… Tiêu chuẩn chung nhất là của Tổ chức sức khỏe thế giới WHO hay của cộng đồngchâu Âu Ngoài ra nước cấp cho công nghiệp bên cạnh các chỉ tiêu chung về nước cấp thì tùythuộc từng mục đích mà đặt ra những yêu cầu riêng

Các nguồn nước trong tự nhiên ít khi đảm bảo các tiêu chuẩn do tính chất có sẵn củanguồn nước hay bị gây ô nhiễm nên tùy thuộc vào chất lượng nguồn nước và yêu cầu về chất

lượng nước mà cần thiết phải có quá trình xử lý nước thích hợp, đảm bảo cung cấp nước cóchất lượng tốt và ổn định.

Để cung cấp nước sạch, có thể khai thác các nguồn nước thiên nhiên (thường gọi lànước thô) từ nước mặt, nước ngầm, nước biển

Theo địa hình và các điều kiện môi trường xung quanh mà các nguồn nước tự nhiên cóchất lượng nước khác nhau Như ở những vùng núi đá vôi, điều kiện phong hóa mạnh, nguồnnước sẽ chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+, nước có độ cứng cao, hàm lượng hòa tan lớn…

2.2.1 Nước mặt

Bao gồm các nguồn nước trong các ao, đầm, hồ chứa, sông, suối Do kết hợp từ dòngchảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nước mặt là:

 Chứa khí hoà tan đặc biệt là oxy

 Chứa nhiều chất rắn lơ lửng, riêng trường hợp nước chứa trong các ao đầm, hồ doxảy ra quá trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại trong nước có nồng độ tương đối thấp

và chủ yếu ở dạng keo

 Có hàm lượng chất hữu cơ cao

 Có sự hiện diện của nhiều loại tảo

 Chứa nhiều vi sinh vật

Nguồn nước mặt tiếp nhận nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ

và vi khuẩn gây bệnh Nguồn nước tiếp nhận các dòng thải công nghiệp thường bị ô nhiễmbởi các chất độc hại như kim loại nặng, các chất hữu cơ và các chất phóng xạ

Thành phần và chất lượng của nguồn nước mặt chịu ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên,nguồn gốc xuất xứ và tác động của con người trong quá trình khai thác và sử dụng

Nước mặt là nguồn nước tự nhiên mà con người thường sử dụng nhất nhưng cũng lànguồn nước rất dễ bị ô nhiễm Do đó nguồn nước mặt tự nhiên khó đạt yêu cầu để đưa vàotrực tiếp sử dụng trong sinh hoạt hay phục vụ sản xuất mà không qua xử lý

Hàm lượng các chất có hại cao và nhiều vi sinh vât gây bệnh cho con người trongnguồn nước mặt nên nhất thiết phải có sự quản lý nguồn nước, giám định chất lượng nước,kiểm tra các thành phần hóa học, lý học, mức độ nhiễm phóng xạ thường xuyên.

Bảng 2.1 - Thành phần các chất gây nhiễm bẩn nước mặt

Silicat SiO2Chất thải sinh hoạt hữu cơCao phân tử hữu cơ

Các ion K+, Na2+, Ca2+,

Mg2+, Cl-, SO42+, PO43+

Các chất khí CO2, O2, N2,CH4, H2S…

Các chất hữu cơCác chất mùn

( Nguồn: Xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh họat và công nghiệp-Trịnh Xuân Lai)

Tổ chức thế giới đưa ra một số nguồn ô nhiễm chính trong nước mặt như sau

 Nước nhiễm bẩn do vi trùng, virus và các chất hữu cơ gây bệnh Nguồn nhiễm bẩnnày có trong các chất thải của người và động vật, trực tiếp hay gián tiếp đưa vào nguồn nước.Hậu quả là các bệnh truyền nhiễm như tả, thương hàn, lỵ… sẽ lây qua môi trường nước ảnhhưởng đến sức khỏe cộng đồng

 Nguồn ô nhiễm là các chất hữu cơ phân hủy từ động vật và các chất thải trong nôngnghiệp Các chất này không trực tiếp gây bệnh nhưng là môi trường tốt cho các vi sinh vậtgây bệnh hoạt động Đó là lý do bệnh tật dễ lây lan qua môi trường nước

 Nguồn nước bị nhiễm bẩn do chất thải công nghiệp, chất thải rắn có chứa các chất độchại của các cơ sở công nghiệp như phenol, cyanur, crom, cadimi, chì, … Các chất này tích tụdần trong nguồn nước và gây ra các tác hại lâu dài

 Nguồn ô nhiễm dầu mỡ và các sản phẩm từ dầu mỏ trong quá trình khai thác, sản xuất

và vận chuyển làm ô nhiễm nặng nguồn nước và gây trở ngại lớn trong công nghệ xử lýnước

 Nguồn ô nhiễm do các chất tẩy rửa tổng hợp được sử dụng và thải ra trong sinh hoạt

và công nghiệp tạo ra lượng lớn các chất hữu cơ không có khả năng phân hủy sinh học cũnggây ảnh hưởng ô nhiễm đến nguồn nước mặt

Tóm lại, các yếu tố địa hình, thời tiết là yếu tố khách quan gây ảnh hưởng đến chấtlượng nước mặt; còn xét đến một yếu tố khác chủ quan hơn là các tác động của con ngườitrực tiếp hay gián tiếp vào quá trình gây ô nhiễm môi trường nước mặt

2.2.2 Nước ngầm

Được khai thác từ các tầng chứa nước dưới đất, chất lượng nước ngầm phụ thuộc vàothành phần khoáng hoá và cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua Do vậy nước chảy qua cácđịa tầng chứa cát và granit thường có tính axit và chứa ít chất khoáng Khi nước ngầm chảyqua địa tầng chứa đá vôi thì nước thường có độ cứng và độ kiềm hydrocacbonat khá cao.Ngoài ra đặc trưng chung của nước ngầm là:

 Độ đục thấp

 Nhiệt độ và thành phần hoá học tương đối ổn định

 Không có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí như: CO2, H2S, …

 Chứa nhiều khoáng chất hoà tan chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magie, flo…

 Không có hiện diện của vi sinh vật

Nước ngầm ít chịu tác động của con người hơn so với nước mặt do đó nước ngầmthường có chất lượng tốt hơn Thành phần đáng quan tâm của nước ngầm là sự có mặt củacác chất hòa tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, các quá trình phong hóa và sinh hóatrong khu vực Những vùng có nhiều chất bẩn, điều kiện phong hóa tốt và lượng mưa lớn thìnước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các khoáng chất hòa tan và các chất hữu cơ

Trong nước ngầm hầu như không có các hạt keo hay các hạt lơ lửng, các chỉ tiêu vi sinhcũng tốt hơn so với nước mặt Ngoài ra nước ngầm không chứa rong tảo là những nguồn rất

dễ gây ô nhiễm nước

Bảng 2.2 - Các đặc tính của nước mặt và nước ngầm

Chất khoáng hòa tan Thay đổi theo chất lượng

đất, lượng mưa

Ít thay đổi, cao hơn so với nước mặt ở cùng một vùng

Fe2+ và Mn2+ Rất thấp (trừ dưới đáy hồ) Thường xuyên có

Khí CO2 hòa tan Thường rất thấp hoặc không

nước nhiễm bẩn Thường xuyên có mặt

do sự phân hủy hóa học

Vi sinh vật Vi trùng (nhiều loại gây

bệnh), virus các loại và tảo

Các vi khuẩn do sắt gây ra thường xuất hiện

( Nguồn: Xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh họat và công nghiệp-Trịnh Xuân Lai)

Bản chất địa chất có ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học của nước ngầm, nước luôntiếp xúc với đất trong trạng thái bị giữ lại hay lưu thông trong đất, nó tạo nên sự cân bằnggiữa thành phần của nước và đất

Nước chảy dưới lớp đất cát hay granite là axit và ít muối khoáng Nước chảy trong đấtchứa canxi là hydrocacbonat canxi

Tại những khu vực được bảo vệ tốt, ít có nguồn thải nhiễm bẩn, nước ngầm nói chungđược đảm bảo về mặt vệ sinh và có chất lượng khá ổn định Người ta chia nước ngầm ra hailoại khác nhau:

 Nước ngầm hiếu khí (có oxy): thông thường loại này có chất lượng tốt, có trườnghợp loại này không cần xử lý mà có thể cấp trực tiếp cho người tiêu dùng Trong nước cóoxy sẽ không có các chất khử như H2S, CH4, NH4…

 Nước ngầm yếm khí (không có oxy): trong quá trình nước thấm qua đất đá oxy bịtiêu thụ, lượng oxy hòa tan tiêu thụ hết, các chất hòa tan như Fe2+, Mn2+ sẽ được tạo thành.Nước ngầm có thể chứa Ca2+ với nồng độ cao cùng với sự có mặt của ion Mg2+ sẽ tạonên độ cứng cho nước Ngoài ra trong nước còn chứa các ion như Na2+, Fe2+, Mn2+, NH4+,HCO3-, SO42-, Cl-,…

Đặc tính chung về thành phần, tính chất nước ngầm là nước có độ đục thấp, nhiệt độ,tính chất ít thay đổi và không có oxy hòa tan Các lớp nước trong môi trường khép kín là chủyếu, thành phần nước có thể thay đổi đột ngột với sự thay đổi độ đục và ô nhiễm khác nhau.Những thay đổi này liên quan đến sự thay đổi của lưu lượng của lớp nước sinh ra do nướcmưa Ngoài ra một tính chất của nước ngầm là thường không có mặt của vi sinh vật, vikhuẩn gây bệnh

2.2.3 Nước mưa

Nước mưa có thể xem như nước cất tự nhiên nhưng không hoàn toàn tinh khiết bởi vìnước mưa có thể bị ô nhiễm bởi khí, bụi, và thậm chí cả vi khuẩn có trong không khí Khi rơixuống, nước mưa tiếp tục bị ô nhiễm do tiếp xúc với các vật thể khác nhau Hơi nước gặpkhông khí chứa nhiều khí oxit nitơ hay oxit lưu huỳnh sẽ tạo nên các trận mưa axit Hệ thốngthu gom nước mưa dùng cho mục đích sinh hoạt gồm hệ thống mái, máng thu gom dẫn về bểchứa Nước mưa có thể dự trữ trong các bể chứa có mái che để dùng quanh năm

của nước phụ thuộc vào từng loại nguồn nước Nhiệt độ của nguồn nước mặt dao động rấtlớn (từ 4 400C) phụ thuộc vào thời tiết và độ sâu nguồn nước Nước ngầm có nhiệt độ tươngđối ổn định (từ 17 270C).

2.3.1.2 Hàm lượng cặn không tan (mg/L)

Được xác định bằng cách lọc một đơn vị thể tích nước nguồn qua giấy lọc, rồi đem sấykhô ở nhiệt độ (105 1100C) Hàm lượng cặn của nước ngầm thường nhỏ (30 50 mg/l), chủyếu do các hạt mịn trong nước gây ra Hàm lượng cặn của nước sông dao động rất lớn (20 5.000 mg/l), có khi lên tới (30.000 mg/l) Cùng một nguồn nước, hàm lượng cặn dao độngtheo mùa, mùa khô nhỏ, mùa lũ lớn Cặn có trong nước sông là do các hạt sét, cát, bùn bịdòng nước xói rửa mang theo và các chất hữu cơ nguồn gốc động thực vật mục nát hoà tantrong nước Hàm lượng cặn là một trong những chỉ tiêu cơ bản để chọn biện pháp xử lí đốivới các nguồn nước mặt Hàm lượng cặn của nước nguồn càng cao thì việc xử lí càng tốnkém và phức tạp

2.3.1.3 Độ màu (Pt - Co)

Được xác định theo phương pháp so sánh với thang màu coban Độ màu của nước bịgây bởi các hợp chất hữu cơ, các hợp chất keo sắt, nước thải công nghiệp hoặc do sự pháttriển của rong, rêu, tảo Thường nước hồ, ao có độ màu cao

2.3.1.4 Mùi vị

Nước có mùi là do trong nước có các chất khí, các muối khoáng hoà tan, các

hợp chất hữu cơ và vi trùng, nước thải công nghiệp chảy vào, các hoá chất hoà tan…

Nước có thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi cỏ lá, mùi clo, mùi phenol, … Vịmặn, vị chua, vị chát, vị đắng, …

2.3.1.5 Độ đục (NTU)

Độ đục của nước đặc trưng cho các tạp chất phân tán dạng hữu cơ hay vô cơ không hòatan hay keo có nguồn gốc khác nhau Nhuyên nhân gây ra nước mặt bị đục là do sự tồn tạicủa các loại bùn, axit silic, hydroxit sắt, hydroxit nhôm, các loại keo hữu cơ, vi sinh vật và

phù du thực vật ở trong nước Trong nước ngầm thì độ đục đặc trưng cho sự tồn tại cáckhoáng chất không hòa tan hay các hợp chất hữu cơ từ nước thải xâm nhập vào đất.

Độ đục thường đo bằng máy so màu quang học dựa trên cơ sở sự thay đổi cường độánh sáng khi đi qua lớp nước mẫu Đơn vị của độ đục xác định theo phương pháp này làNTU (Nepheometric Turbidity Unit)

Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ có trong nước Chỉ tiêu oxyhoá là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước Độ oxy hoá củanguồn nước càng cao, chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vi trùng.

2.3.2.4 Các hợp chất Nitơ

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ tạo ra amoniac, nitric, nitrat trong tự nhiên, trongcác chất thải, trong các nguồn phân bón mà con người trực tiếp hay gián tiếp đưa vào nguồnnước Do đó, các hợp chất này thường được xem là những chất chỉ thị dùng để nhận biếtmức độ nhiễm bẩn của nguồn nước

Tùy theo mức độ có mặt của từng loại hợp chất nitơ mà ta có thể biết mức độ và thờigian nguồn nước bị ô nhiễm

 Khi nước mới bị ô nhiễm do phân bón hay nước thải, trong nguồn gây ô nhiễm chủyếu là NH4 (nước nguy hiểm)

 Nước chứa chủ yếu NO2- thì nguồn nước đã bị ô nhiễm một thời gian dài hơn (nước

ít nguy hiểm hơn)

 Nước chứa chủ yếu là NO3- thì quá trình oxy hóa đã kết thúc (nước ít nguy hiểm).Nồng độ nitrat cao là môi trường dinh dưỡng rất tốt cho tảo, rong phát triển gây ảnhhưởng đến chất lượng nước dùng cho sinh hoạt Nếu dùng nước uống có hàm lượng nitratcao có thể ảnh hưởng đến máu, thường gây bệnh xanh xao ở trẻ em và có thể dẫn đến tửvong

2.3.2.5 Các hợp chất photpho

Trong nước tự nhiên các hợp chất thường gặp nhất là photphat, khi nguồn nước bịnhiễm bẩn bởi rác và hợp chất hữu cơ trong quá trình phân hủy, giải phóng

ion PO43- có thể tồn tại dưới dạng H3PO43-, HPO43-, PO43-

Photphat không thuộc loại độc hại đối với con người nhưng sự tồn tại của chất này vớihàm lượng cao trong nước sẽ gây cản trở cho quá trình xử lý, đặc biệt là hoạt động của các

bể lắng

Đối với những nguồn nước có hàm lượng chất hữu cơ cao, nitrat, photphat cao, cácbông cặn tạo thành đám nổi trên mặt nước, nhất là lúc trời nắng trong ngày.

2.3.2.6 Hàm lượng sắt (mg/l)

Sắt tồn tại trong nước dưới dạng sắt (II) hoặc sắt (III) Trong nước ngầm, sắt thường tồntại dưới dạng sắt (II) hoà tan của các muối bicacbonat, sunfat, clorua, đôi khi dưới dạng keocủa axit humic hoặc keo silic Khi tiếp xúc với oxy hoặc các chất oxy hoá, sắt (II) bị oxy hoáthành sắt (III) và kết tủa bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ Nước ngầm thường có hàm lượngsắt cao, đôi khi lên tới 30 mg/l hoặc có thể còn cao hơn nữa Nước mặt chứa sắt (III) ở dạngkeo hữu cơ hoặc cặn huyền phù, thường có hàm lượng không cao và có thể khử sắt kết hợpvới công nghệ khử đục Việc tiến hành khử sắt chủ yếu đối với các nguồn nước ngầm Khitrong nước có hàm lượng sắt > 0,5 mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khigiặt, làm hư hỏng sản phẩm của ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp và làm giảm tiết diện vậnchuyển nước của đường ống

2.3.2.7 Hàm lượng mangan (mg/l)

Mangan thường được gặp trong nước nguồn ở dạng mangan (II), nhưng với hàm lượngnhỏ hơn sắt rất nhiều Tuy vậy với hàm lượng mangan > 0,05 mg/l đã gây ra các tác hại choviệc sử dụng và vận chuyển nước như sắt Công nghệ khử mangan thường kết hợp với khửsắt trong nước

2.3.2.8 Các chất khí hòa tan (mg/l)

Các chất khí hoà O2, CO2, H2S trong nước thiên nhiên dao động rất lớn Khí H2S là sảnphẩm của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, phân rác Khi trong nước có H2S làm nước cómùi trứng thối khó chịu và ăn mòn kim loại Hàm lượng O2 hoà tan trong nước phụ thuộcvào nhiệt độ, áp suất, đặc tính của nguồn nước Các nguồn nước mặt thường có hàm lượngoxy hoà tan cao do có bề mặt thoáng tiếp xúc trực tiếp với không khí Nước ngầm có hàmlượng oxy hoà tan rất thấp hoặc không có, do các phản ứng oxy hoá khử xảy ra trong lòngđất đã tiêu hao hết oxy

Khí CO2 hoà tan đóng vai trò quyết định trong sự ổn định của nước thiên nhiên Trong

kỹ thuật xử lý nước, sự ổn định của nước có vai trò rất quan trọng Việc đánh giá độ ổn địnhtrong sự ổn định nước được thực hiện bằng cách xác định hàm lượng CO2 cân bằng và CO2

tự do Lượng CO2 cân bằng là lượng CO2 đúng bằng lượng ion HCO3- cùng tồn tại trongnước Nếu trong nước có lượng CO2 hoà tan vượt quá lượng CO2 cân bằng, thì nước mất ổnđịnh và sẽ gây ăn mòn bêtông

2.3.2.9 Clorua (Cl-)

Clorua làm cho nước có vị mặn, ion này thâm nhập vào nước qua sự hòa tan các muốikhoáng hay bị ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay ở các đoạnsông gần biển Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thể gây ra các bệnh về thận chocon người Ngoài ra nước có chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bêtông

2.3.2.10 Các kim loại nặng có độc tính cao

Asen là kim loại có thể tồn tại dưới dạng hợp chất vô cơ và hữu cơ Trong nước asenthường ở dạng asenic hay asenat, các hợp chất asenmetyl có trong môi trường do chuyển hóasinh học Asen có khả năng gây ung thư biểu bì da, phế quản, phổi và các xoang…

Crom có trong nguồn nước tự nhiên là do hoạt động nhân tạo và tự nhiên (phong hóa).Hợp chất Cr+6 là chất oxy hóa mạnh và độc Các hợp chất của Cr+6 dễ gây viêm loét da, xuấthiện mụn cơm, viêm gan, viêm thận, ung thư phổi

Thủy ngân còn có trong nước mặt và nước ngầm ở dạng vô cơ Thủy ngân vô cơ tácđộng chủ yếu đến thận, trong khi đó metyl thủy ngân ảnh hưởng chính đến hệ thần kinhtrung ương

2.3.3 Chỉ tiêu vi sinh

Vi trùng gây bệnh có trong nước là do sự nhiễm bẩn rác, phân người và động

vật Sự có mặt của E.coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi phân rác và khả năng lớn

tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng nhiều hay ít tùy thuộc vào mức độ nhiễmbẩn

Rong tảo phát triển trong nước làm nước bị nhiễm bẩn hữu cơ và làm cho nước có màuxanh Nước mặt có nhiều loại rong tảo sinh sống trong đó loài gây hại chủ yếu và khó loạitrừ là nhóm tảo diệp lục và tảo đơn bào Hai loại tảo này khi phát triển trong đường ống cóthể gây tắc nghẽn đường ống đồng thời làm cho nước có tính ăn mòn do quá trình hô hấp thải

ra khí cacbonic

Trong quá trình xử lí nước cấp, cần phải thực hiện các biện pháp như sau:

 Biện pháp cơ học: dùng các công trình và thiết bị làm sạch như: song chắn rác, lướichắn rác, bể lắng, bể lọc

 Biện pháp hoá học: dùng hoá chất cho vào nước để xử lí nước như: dùng phèn làmchất keo tụ, dùng vôi kiềm hoá nước, cho Clo vào nước để khử trùng

 Biện pháp lí học: dùng các tia vật lí để khử trùng nước như tia tử ngoại, sóng siêu âm.Điện phân nước biển để khử muối Khử khí CO2 hoà tan trong nước bằng phương pháp làmthoáng

Trong ba biện pháp xử lí nêu ra trên đây thì biện pháp cơ học là biện pháp xử lí nước cơbản nhất Có thể dùng biện pháp cơ học để xử lí nước một cách độc lập hoặc kết hợp với cácbiện pháp hoá học và lý học để rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả xử lí nước Trongthực tế để đạt được mục đích xử lí một nguồn nước nào đó một cách kinh tế và hiệu quả nhấtphải thực hiện quá trình xử lí bằng việc kết hợp của nhiều phương pháp

2.4.1 Hồ chứa và lắng sơ bộ

Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) là tạo điều kiện thuận lợicho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tác động củacác điều kiện môi trường, thực hiện các phản ứng oxy hóa do tác dụng của oxy hòa tan trongnước, và điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơmnước thô bơm

2.4.2 Song chắn rác và lưới chắn

Được đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụ loại trừ vật nổi, vật trôi lơlửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu quả làm sạch của các côngtrình xử lý

2.4.3 Quá trình làm thoáng

Đây là giai đoạn trong dây chuyền công nghệ xử lý nước có nhiệm vụ hòa tan oxy từkhông khí vào nước để oxy hóa sắt, mangan hóa trị (II) thành sắt (III) và mangan (IV) tạothành các hợp chất Fe(OH)3, Mn(OH)4 kết tủa để lắng và đưa ra khỏi nước bằng quá trìnhlắng, lọc Ngoài ra quá trình làm thoáng còn làm tăng hàm lượng oxy hòa tan trong nước đểthực hiện dễ dàng các quá trình oxy hóa chất hữu cơ trong quá trình khử mùi và màu củanước

Có hai phương pháp làm thoáng

 Đưa nước vào trong không khí: cho nước phun thành tia hay thành màng mỏng trongkhông khí ở các dàn làm thoáng tự nhiên hay trong các thùng kín rồi thổi không khí vàothùng như các giàn làm thoáng cưỡng bức

 Đưa không khí vào trong nước: dẫn và phân phối không khí nén thành các bọt nhỏtheo giàn phân phối đặt ở đáy bể chứa nước, các bọt khí nổi lên, nước được làm thoáng.Trong kĩ thuật xử lý nước thường người ta áp dụng các giàn làm thoáng theo phươngpháp đầu tiên và các thiết bị làm thoáng hỗn hợp giữa hai phương pháp trên: làm thoángbằng máng tràn nhiều bậc và phun trên mặt nước Đầu tiên tia nước tiếp xúc với không khísau khi chạm mặt tia nước kéo theo bọt khí đi sâu vào khối nước trong bể tạo thành các bọtkhí nhỏ nổi lên

2.4.4 Clo hóa sơ bộ

Là quá trình cho clo vào nước trong giai đoạn trước khi nước vào bể lắng và bể lọc, tácdụng của quá trình này là

 Kéo dài thời gian tiếp xúc để tiệt trùng khi nguồn nước bị nhiễm bẩn

 Oxy hóa sắt hòa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo thành cáckết tủa tương ứng.

 Oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu

 Trung hòa amoniac thành cloramin có tính chất tiệt trùng kéo dài

Ngoài ra Clo hóa sơ bộ còn có tác dụng ngăn chặn sự phát triển của rong rêu trong bểphản ứng tạo bông cặn và bể lắng, phá hủy tế bào của các vi sinh sản ra các chất nhầy nhớttrên mặt bể lọc làm tăng thời gian của chu kỳ lọc…

2.4.5 Quá trình khuấy trộn hóa chất

Mục đích là tạo ra điều kiện phân tán nhanh và đều hóa chất vào toàn bộ khối lượngnước cần xử lý vì phản ứng thủy phân tạo nhân keo tụ diễn ra rất nhanh, nếu không trộn đều

và trộn kéo dài thì sẽ không tạo ra được các nhân keo tụ đủ, chắc, và đều trong thể tích nước,hiệu quả lắng sẽ kém và tiêu tốn hóa chất nhiều hơn

2.4.6 Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn

Keo tụ và tạo bông cặn là quá trình tạo ra các tác nhân có khả năng kết dính các chấtlàm bẩn nước ở dạng hòa tan hay lơ lửng thành các bông cặn có khả năng lắng được trongcác bể lắng hay kết dính trên bề mặt của lớp vật liệu lọc với tốc độ nhanh và kinh tế nhất.Trong kĩ thuật xử lý nước thường dùng phèn nhôm Al2(SO4)3 hay phèn sắt FeCl3,Fe2(SO4)3 và FeSO4 Quá trình sản xuất, pha chế định lượng phèn nhôm thường đơn giảnhơn đối với phèn sắt nên tuy phèn sắt hiệu quả cao hơn nhưng vẫn ít được sử dụng

Hiệu quả của quá trình tạo bông cặn phụ thuộc vào cường độ và thời gian khuấy trộn đểcác nhân keo tụ và cặn bẩn va chạm và dính kết vào nhau Để tăng hiệu quả cho quá trình tạobông cặn người ta thường cho polyme được gọi là chất trợ lắng vào bể phản ứng tạo bông.Polyme sẽ tạo liên kết lưới anion nếu trong nước thiếu các ion đối như SO42-, nếu trong nước

có thành phần ion và độ kiềm thỏa mãn thì điều kiện keo tụ thì polyme sẽ tạo ra liên kếttrung tính

2.4.7 Quá trình lắng

Đây là quá trình làm giảm hàm lượng cặn lơ lửng trong nước nguồn bằng các biện pháp

 Lắng trọng lực trong các bể lắng khi đó các hạt cặn có tỉ trọng lớn hơn sẽ lắng xuốngđáy bể.

 Lực li tâm sẽ tác dụng vào các hạt cặn trong bể lắng li tâm và cyclon thủy lực làm cáchạt cặn lắng xuống

 Lực đẩy nổi do các hạt khí dính bám vào các hạt cặn ở các bể tuyển nổi

Cùng với việc lắng cặn, quá trình lắng còn làm giảm được 90 95% vi trùng có trongnước (vi trùng luôn bị hấp thụ và dính bám vào các hạt bông cặn trong quá trình lắng)

Có ba loại cặn thường được xử lý trong quá trình lắng như sau

 Lắng các hạt cặn phân tán riêng rẽ: trong quá trình lắng không thay đổi hình dáng, độlớn, tỷ trọng Trong quá trình xử lý nước ta không pha phèn nên công trình lắng thường cótên gọi là lắng sơ bộ

 Lắng các hạt ở dạng keo phân tán: thường được gọi là lắng cặn đã được pha phèn.Trong quá trình lắng các hạt cặn có khả năng kết dính với nhau thành bông cặn lớn khi đủtrọng lực sẽ lắng xuống, ngược lại các bông cặn có thể bị vỡ thành các hạt cặn nhỏ, do đótrong khi lắng các bông cặn có thể bị thay đổi kích thước, hình dạng, tỷ trọng

 Lắng các hạt cặn đã đánh phèn: các hạt có khả năng kết dính với nhau nhưng nồng độlớn hơn (thường lớn hơn 1000 mg/l), các bông cặn này tạo thành lớp mây cặn liên kết vớinhau và dính kết để giữ lại các hạt cặn bé phân tán trong nước

Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào kết quả làm việc của bể tạo bông cặn, trong bểtạo bông tạo ra các hạt cặn to, bền, chắc và càng nặng thì hiệu quả lắng càng cao Nhiệt độnước càng cao, độ nhớt càng nhỏ, sức cản của nước đối với các hạt cặn càng giảm làm tănghiệu quả của quá trình lắng Hiệu quả lắng tăng lên 2 3 lần khi nhiệt độ nước tăng 1000C.Thời gian lưu nước trong bể lắng cũng là chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quảcủa bể lắng Để đảm bảo lắng tốt thời gian lưu nước trung bình của các phần tử nước trong

bể lắng thường phải đạt từ 70 – 80% thời gian lưu nước trong bể theo tính toán Nếu để cho

bể lắng có vùng nước chết, vùng chảy quá nhanh hiệu quả lắng sẽ giảm đi rất nhiều Vận tốcdòng nước trong bể lắng không được lớn hơn trị số vận tốc xoáy và tải cặn đã lắng lơ lửngtrở lại dòng nước

2.4.8 Quá trình lọc

Quá trình lọc là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữlại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc hạt cặn và vi trùng có trong nước.Sau một thời gian dài làm việc, lớp vật liệu lọc bị khít lại làm giảm tốc độ lọc Để khôi phụclại khả năng làm việc của bể lọc phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió hoặc gió kết hợpnước để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc

Trong dây chuyền xử lý nước cấp cho sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối cùng để làm trongnước triệt để Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép(nhỏ hơn hoặc bằng 3 mg/l)

Để thực hiện quá trình lọc nước có thể sử dụng một số loại bể có nguyên tắc làm việc,cấu tạo lớp vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau; cơ bản có thể chia ra các loại bể lọcsau

Bể lọc áp lực: bể lọc kín, quá trình lọc xảy ra nhờ áp lực nước phía trên lớp vật liệu lọc

 Theo chiều dòng chảy

 Bể lọc xuôi: là bể lọc cho nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống dưới như

bể lọc chậm, bể lọc nhanh phổ thông…

 Bể lọc ngược: là bể lọc có chiều nước chảy qua lớp vật liệu lọc là từ dưới lên trênnhư bể lọc tiếp xúc…

 Bể lọc hai chiều: nước chảy qua lớp vật liệu lọc theo cả hai chiều từ trên xuống và

từ dưới lên, nước được thu ở tầng giữa như bể lọc AKX…

 Theo số lượng lớp vật liệu lọc: bể lọc có 01 lớp vật liệu lọc hay 02 lớp vật liệu lọchoặc nhiều hơn

 Bể lọc lưới: nước đi qua lưới lọc kim loại hoặc vật liệu lọc dạng xốp.

 Bể lọc có màng lọc: nước đi qua màng lọc được tạo thành trên bề mặt lưới đỡhay lớp vật liệu rỗng

Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của bể lọc, nó đem lại hiệu quả làm việc và tính kinh tếcủa quá trình lọc Vật liệu lọc hiện nay được dùng phổ biến là cát thạch anh tự nhiên Ngoài

ra cón có thể sử dụng một số vật liệu khác như cát thạch anh nghiền, đá hoa nghiền, thanantraxit, polyme… Các vật liệu lọc cần phải thỏa mãn các yêu cầu về thành phần cấp phốitích hợp, đảm bảo đồng nhất, có độ bền cơ học cao, ổn định về hóa học

Ngoài ra trong quá trình lọc người ta còn dùng thêm than hoạt tính như là một hoặcnhiều lớp vật liệu lọc để hấp thụ chất gây mùi và màu của nước Các bột than hoạt tính có bềmặt hoạt tính rất lớn, chúng có khả năng hấp thụ các phân tử khí và các chất ở dạng lỏng hòatan trong nước

2.4.9 Flo hóa

Khi cấp nước cho sinh hoạt và ăn uống có hàm lượng flo < 0.5 mg/l thì cần phải thêmflo vào nước Để flo hóa có thể dùng các hóa chất như sau: silic florua natri, florua natri, silicflorua amoni…

2.4.10 Khử trùng nước

Là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống Sau các quátrình xử lý, nhất là sau khi nước qua lọc thì phần lớn các vi trùng đã bị giữ lại, song để tiêudiệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh thì cần phải tiến hành khử trùng nước

Có rất nhiều biện pháp khử trùng nước hiệu quả như dùng các chất oxy hóa mạnh, cáctia vật lý, siêu âm, dùng nhiệt hoặc các ion kim loại nặng… Hiện nay ở Việt Nam đang sửdụng phổ biến nhất là phương pháp khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh (sử dụng phổbiến là clo và các hợp chất của clo vì giá thành thấp, dễ sử dụng, vận hành và quản lý đơngiản).

2.4.11 Ổn định nước

Là quá trình khử tính xâm thực của nước đồng thời cấy lên mặt trong thành ống lớpmàng bảo vệ để cách ly không cho nước tiếp xúc trực tiếp với vật liệu làm ống Tác dụng củalớp màng bảo vệ này là để chống gỉ cho ống thép và các phụ tùng trên đường ống Hóa chấtthường dùng để ổn định nước là hexametephotphat, silicat natri, soda, vôi…

2.5.1 Dây chuyền xử lý nước sông Hậu

Sau khi được xử lý, độ đục của nước đã giảm từ 160 NTU xuống 2 NTU, độ màu cũng giảm

từ 50 Pt-Co xuống 15 Pt-Co.

2.5.2 Dây chuyền xử lý nước sông Đồng Nai

Sau khi được xử lý, độ đục của nước đã giảm từ 210 NTU xuống 2 NTU, độ màu cũng giảm

từ 150 Pt-Co xuống 15 Pt-Co.

2.5.3 Dây chuyền xử lý nước sông La Ngà

Nguồn tiếp nhận Sân phơi bùn Hồ lắng

Trạm bơm cấp II Bể chứa nước sạch

Bể lọc nhanh

Bể phản ứng cơ khí Bể lắng li tâm

Bể trộn cơ khíCông trình thu

Clo hóa Phèn Al,

sơ bộ chất kiềm hóa

Clo

Sau khi được xử lý, độ đục của nước đã giảm từ 95 NTU xuống 2 NTU, độ màu cũng giảm

từ 70 Pt-Co xuống 15 Pt-Co.

2.5.4 Dây chuyền xử lý nước sông Thu Bồn (hiện tại Q=6000m3/ngđ)

Sau khi được xử lý, độ đục của nước đã giảm từ 275 NTU xuống 5 NTU, độ màu cũng giảm

từ 50 Pt-Co xuống 15 Pt-Co

Chương 3:

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP PHÙ HỢP CHO

THÀNH PHỐ HỘI AN TỈNH QUẢNG NAM

3.1 HIỆN TRẠNG NGUỒN NƯỚC MẶT

địa có lưu vực lớn nhất Việt Nam Sông bắt nguồn từ khối núi Ngọc Linh thuộc huyện Đắk Glei, tỉnh Kon Tum và đổ ra biển tại cửa Đại, thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam, một nhánh chảy vào sông Vĩnh Điện để đổ nước vào sông Hàn, Đà Nẵng Trước khi đổ ra biển tạicửa Đại, một phần nước của sông chảy vào sông Trường Giang để đổ ra vịnh An Hòa Tam Quang, huyện Núi Thành.[1] Sông Thu Bồn cùng với sông Vu Gia, hợp lưu tại Đại Lộc tạo thành hệ thống sông lớn có vai trò rất quan trọng đối với đời sống và người dân Quảng Nam.Phần lớn diện tích lưu vực sông chảy trong địa phận Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng, phần thượng nguồn một phần nằm trên đất Kon Tum và Quảng Ngãi

Lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn có ranh giới với các lưu vực:

 Phía Bắc giáp lưu vực sông Cu Đê

 Phía Nam giáp lưu vực sông SêSan, sông Trà Bồng

 Phía Đông giáp biển Đông và lưu vực sông Tam Kỳ

 Phía Tây giáp với Lào

Các chỉ tiêu hoá lý chủ yếu của nước sông Thu Bồn đã Trung tâm Y tế dự phòng tỉnhQuảng Nam kiểm nghiệm có giá trị trung bình như được trình bày ở bảng sau:

Bảng 3.1 Chất lượng nước sông Thu Bồn (khúc dùng làm nguồn nước cấp)

STT Thành phần Đơn vị Thông số đầu vào QCVN 02:2009 /BYT

5 SS mg/l 116

( Nguồn: số liệu từ trạm cấp nước 6000m 3 /ngđ hiện tại.)

Phương án 1 :

Phương án 2:

Thuyết minh công nghệ xử lý

Từ trạm bơm cấp I, nước sông Thu Bồn được đưa đến bể trộn đứng (phương án 1), bểtrộn cơ khí (phương án 2) của trạm xử lý qua hệ thống ống dẫn nước thô bằng bơm ly tâmtrục ngang

Tại bể trộn, các hoá chất như phèn, vôi được châm vào với liều lượng tuỳ thuộc vàođiều kiện nước nguồn, tạo ra điều kiện phân tán nhanh và đều hóa chất vào toàn bộ khốilượng nước cần xử lý vì phản ứng thủy phân tạo nhân keo tụ diễn ra rất nhanh

Nước sau khi đã được trộn đều với hoá chất sẽ được phân phối vào bể phản ứng váchngăn Bể phản ứng có chức năng hoàn thành nốt quá trình keo tụ, tạo điều kiện thuận lợi choquá trình tiếp xúc và kết dính giữa các hạt keo và cặn bẩn trong nước để tạo nên những bôngcặn đủ lớn và sẽ lắng lại trong bể lắng

Nước từ bể phản ứng chảy tràn qua tường chắn hướng dòng sang bể lắng ly tâm(phương án 1), bể lắng ngang (phương án 2) Nước sau khi qua bể phản ứng tạo bông cặn,hạt cặn đã có kích thước lớn được dẫn sang bể lắng để giữ lại các hạt cặn trong bể lắng này.Nước từ bề lắng được đưa đến các bể lọc nhanh (chia thành 2 đơn nguyên) bằng mươngdẫn và phân phối vào mỗi bể lọc bằng các máng phân phối để nước được phân phối đều trêndiện tích bề mặt mỗi bể lọc Bể lọc có nhiệm vụ giữ lại các hạt cặn nhỏ và vi khuẩn mà bểlắng không có khả năng giữ được Vật liệu lọc được dùng là cát thạch anh 1 lớp, có đường