Tính toán thiết kế trạm xử lý nước cấp công suất 10 000m3 NGĐ cho một số xã thuộc huyện ý yên tỉnh nam định

Kết cấu của đồ án tốt nghiệp  Mở đầu  Chương 1: Tổng quan về huyện Ý Yên – tỉnh Nam Định  Điều kiện tự nhiên  Điều kiện kinh tế- xã hội  Qui hoạch vùng dự án  Chương 2: Tổng quan v

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Huyện Ý Yên là một huyện trực thuộc tỉnh Nam Định, được thành lập năm

2007.Huyện Ý Yên có 23995,58 ha diện tích tự nhiên với dân số 241.139 người

(theo thống kê năm 2008)

Ý Yên là một huyện nằm trong chủ trương của Nhà Nước xây dựng thànhtrung tâm của vùng đồng bằng sông Hồng nên rất có lợi thế trong quá trình thựchiện công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước Trong kế hoạch Ý Yên sẽ xây dựngmột thị xã về công nghiệp tiểu thủ công nghiệp và có một đến hai thị trấn trên địabàn huyện

Một trong những mục tiêu đang được nhà nước và nhân dân quan tâm hàng đầulàviệc hoàn chỉnh hệ thống cung cấp nước sạch để đảm bảo cấp nước sạch đến từng

hộ dân

Hiện nay xã Yên Phú và các xã lân cận: xã Yên Phương, Yên Nghĩa, YênThọ, Yên Thành, Yên Hưng, thôn Đoan Vĩ (thuộc xã Thanh Hải, huyện ThanhLiêm, tỉnh Hà Nam) là những xã liền kề chưa có nước máy với tổng dân số trên

35000 nhân khẩu đều dùng nguồn nước sinh hoạt lấy từ giếng khoan sông ngòi, ao

hồ và nguồn nước mưa

Do ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt và việc sử dụng các loại thuốc bảo vệthực vật làm cho nguồn nước mặt bị ô nhiễm trầm trọng Ngoài ra, hàm lượng arsencùng với phèn mặn cao trong các giếng khoan đã ảnh hưởng rất lớn tới sức khỏe củangười dân: tỷ lệ người nhiễm bệnh đau mắt hột, bệnh ngoài da, bệnh đường tiêuhóa, bệnh phụ khoa cao, ảnh hưởng rất lớn tới sự phát triển thể chất, trí tuệ của trẻ

em, thanh thiếu niên và lớp người kế tiếp của xã hội

Hưởng ứng “chương trình mục tiêu quốc gia nước sạch và vệ sinh môitrường nông thôn“ mang lợi ích cộng đồng, nâng cao chất lượng cuộc sống cộng

1

đồng, việc xây dựng trạm xử lý nước cấp cho cả 06 xã của huyện Ý Yên, tỉnh NamĐịnh và các vùng phụ cận là rất cần thiết Đó cũng là lý do hình thành đề tài “Tínhtoán và thiết kế trạm xử lý nước cấp công suất 10.000 m3/ngàyđêm cho một số xãthuộc huyện Ý Yên – tỉnh Nam Định”.

2 Mục đích nghiên cứu

Tính toán và thiết kế trạm xử lý nước cấp công suất 10.000 m3/ngàyđêm chomột số xã thuộc huyện Ý Yên – tỉnh Nam Định từ nguồn nước mặt hiện có, nhằmđảm bảo cung cấp nước sạch cho nhu cầu dùng nước đến năm 2020, góp phần bảo

vệ sức khỏe người dân, phát triển kinh tế xã hội của vùng

3 Nội dung nghiên cứu

 Điều tra thu thập các tài liệu:

 Điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội

 Phương hướng phát triển của huyện Ý Yên

 Trữ lượng và chất lượng các nguồn nước trong khu vực

 Tính qui mô công suất trạm xử lý

 Đề xuất công nghệ xử lý phù hợp với tính chất nguồn nước lựa chọn để xử lý vàquy chuẩn nước đầu ra

 Tính toán các công trình đơn vị trong các dây chuyền xử lý nước cấp đề xuất vàthực hiện các bản vẽ

 Khái toán giá thành xử lý cho các phương ánvà lựa chọn phương án phù hợp

4 Phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu

Khảo sát, đánh giá hiện trạng thực tế của khu vực, thu thập số liệu liên quan đếnnguồn cấp và các chỉ tiêu lý, hóa, sinh phục vụ cho việc thiết kế

 Phương pháp tham khảo, tổng hợp tài liệu

2

Tham khảo các giáo trình xử lý nước cấp và các thông tin liên quan từ các nguồnkhác (giáo viên hướng dẫn, internet).Sau đó tiến hành tổng hợp lại các số liệu cầnthiết.

 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu

Lập bảng thống kê lại các số liệu đã thu thập được, phân tích - xử lý các số liệu

đó để tìm ra phương án xử lý nước cấp hợp lý Phân tích và xử lý số liệu dựa trêncác tiêu chuẩn hay các quy định về chất lượng nước mặt

 Phương pháp so sánh

So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có và đề xuất công nghệ xử lýnước phù hợp, cho kết quả xử lý tốt nhất mà vẫn đáp ứng được yêu cầu về kinh tế

 Phương pháp toán

Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống xử

lý nước cấp, dựa vào số liệu tính toán để tiến hành thiết kế, dự toán chi phí xâydựng, vận hành trạm xử lý

5 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài giới hạn trong việc tính toán thiết kế trạm xử lý nước cấp công suất 10.000

m3/ngàyđêm cho một số xã thuộc huyện Ý Yên – tỉnh Nam Định

3

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Xây dựng trạm xử lý nước cấp giải quyết được vấn đề thiếu nước sạch trong sinhhoạt của người dân

Góp phần nâng cao đời sống của người dân, xúc tiến phát triển kinh tế của vùng.Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp,sinh viên tham quan, học tập

7 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp

 Mở đầu

 Chương 1: Tổng quan về huyện Ý Yên – tỉnh Nam Định

 Điều kiện tự nhiên

 Điều kiện kinh tế- xã hội

 Qui hoạch vùng dự án

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

 Tổng quan về chất lượng nước

 Chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt

 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước

 Chương 3: Quy mô công suất trạm xử lý (TXL) – Đề xuất công nghệ xử lý

 Quy mô công suất trạm xử lý

 Đánh giá chất lượng nguồn nước – lựa chọn nguồn nước đề xử lý

 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý

 Chương 4: Tính toán các công trình đơn vị trong 2 dây chuyền xử lý nướccấp đề xuất

 Tính toán liều lượng hoá chất cần dung

 Công trình thu và trạm bơm cấp 1

 Hệ thống cấp phèn

 Hệ thống cấp vôi

4

 Khái toán giá thành cho phương án 1

 Khái toán giá thành cho phương án 2

 Lựa chọn phương án phù hợp

 Kết luận – Kiến nghị

5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HUYỆN Ý YÊN –TỈNH NAM ĐỊNH

1.1 Điều kiện tự nhiên

1.1.1 Vị trí địa lý

Huyện Ý Yên nằm ở phía tây của thành phố Nam Định

- Phía Tây Bắc giáp tỉnh Hà Nam

- Phía Tây Nam giáp tỉnh Ninh Bình

- Phía Đông giáp huyện Vụ Bản

- Phía Đông Nam giáp huyện Nghĩa Hưng

Là vùng đất hình thành sớm trong vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng

Huyện nằm ở hữu ngạn sông Đáy, chính giữa là ngã ba giao sông Vân đổ vàosông Đáy Khoảng cách từ trung tâm huyện tới thành phố Nam Định trên dưới 20km

Có vị trí thuận lợi: nằm giữa hai trung tâm kinh tế, chính trị của 2 tỉnh (NamĐịnh và Ninh Bình), lại có hệ thống giao thông đường sắt, đường quốc lộ 10 vàđường cao tốc Cầu Giẽ chạy qua

Hình 1.1 Bản đồ huyện Ý Yên – tỉnh Nam Định

6

Nhiệt độ trung bình trong năm từ 23 – 24°C Tháng lạnh nhất là các tháng 12

và tháng 1, với nhiệt độ trung bình từ 16 – 17°C Tháng 7 nóng nhất, nhiệt độkhoảng trên 29°C

Lượng mưa trung bình trong năm từ 1.750 – 1.800 mm, chia làm 2 mùa rõrệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa ít mưa từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau

Số giờ nắng trong năm: 1.650 – 1.700 giờ Độ ẩm tương đối trung bình: 80 – 85%

Mặt khác, do nằm trong cùng vịnh Bắc Bộ nên hàng năm Ý Yên thường chịuảnh hưởng của bão hoặc áp thấp nhiệt đới, bình quân từ 4 – 6 cơn/năm

ra biển Đông ở cửa Ba Lạt, tạo thành địa giới tự nhiên phía đông bắc giữa NamĐịnh với tỉnh Thái Bình

Sông Đáy chảy vào địa phận Nam Định từ xã Yên Phương, huyện Ý Yên quahuyện Nghĩa Hưng rồi đổ ra biển ở cửa Đáy, trở thành địa giới tự nhiên giữa NamĐịnh với Ninh Bình

Dòng chảy của sông Hồng và sông Đáy kết hợp với chế độ nhật triều đã bồi

tụ tại vùng cửa hai sông tạo nên 2 bãi bồi lớn ven biển là Cồn Lu, Cồn Ngạn (GiaoThuỷ) và vùng Cồn Trời, Cồn Mờ (Nghĩa Hưng) Ngoài hai con sông lớn, trong tỉnhcòn có những chi lưu của sông Hồng chảy sang sông Đáy hoặc đổ ra biển Từ Bắcxuống Nam có sông Đào làm địa giới quy ước cho hai vùng Nam Bắc tỉnh, sôngNinh Cơ đổ ra cửa Lác (thường gọi là Gót Chàng), sông Sò (còn gọi là sông NgôĐồng) đổ ra cửa Hà Lạn

1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội

1.2.1 Dân số

Huyện Ý Yên có 32 đơn vị hành chính bao gồm: 1 thị trấn Lâm (huyện lỵ) và

31 xã: Yên Thọ, Yên Thành, Yên Trung, Yên Nghĩa, Yên Phương, Yên Tân, YênChính, Yên Phú, Yên Hưng, Yên Phong, Yên Bình, Yên Minh, Yên Dương, Yên

Xá, Yên Hồng, Yên Quang, Yên Tiến, Yên Bằng, Yên Thắng, Yên Cường, YênĐồng, Yên Mỹ, Yên Dương, Yên Khánh, Yên Ninh, Yên Khang, Yên Lộc, YênPhúc, Yên Trị, Yên Nhân, Yên Lương

Diện tích tự nhiên 23.995,58 ha với dân số 247.718 người (theo thống kênăm 2008)

1.2.2 Nông nghiệp

Trong những năm qua, thành tựu lớn nhất trong quá trình chuyển dịch cơ cấukinh tế nông nghiệp huyện Ý Yên là đã sử dụng hiệu quả quỹ đất thứ nhất (đất cátpha, đất thịt nhẹ) để sản xuất cây vụ đông và phát triển cây công nghiệp, cây thực

8

phẩm có giá trị kinh tế cao Trên diện tích 5 - 6 nghìn ha, nông dân 8 xã phía nam

và một số đất thuộc các xã miền Trung huyện đã được hướng dẫn luân canh các loạicây vừa có giá trị kinh tế cao vừa có tác dụng bồi dưỡng đất như lạc, khoai tây, đồng thời đưa các cây vụ đông vào canh tác như cà chua, dưa chuột bao tử, dưachuột to xuất khẩu

Ý Yên là một trong số ít huyện đầu tiên trong tỉnh đã ký hợp đồng tiêu thụ sảnphẩm cây vụ đông với Nhà máy chế biến thực phẩm Tam Điệp và Nhà máy chế biến

cà chua xuất khẩu Hải Phòng với cơ chế chắc chắn cho người dân ở mức giá trần,

ký kết với Viện khoa học kinh tế Việt Nam về việc chuyển giao tiến bộ khoa học kỹthuật vào sản xuất nông nghiệp

Diện tích đất vùng trũng có khoảng 3.000 ha, nếu phát triển thêm ra ao bờ thìkhoảng 7.200 ha Vùng đất này trước kia đã từng làm cho Ý Yên nghèo đói vì cảnhmất mùa quanh năm đến nay lại là lợi thế để phát triển mô hình lúa cá Các giống cá

rô phi đơn tính, cá trắm, cá trôi, được đưa vào nuôi xen trong những ruộng thấptrồng lúa Huyện đã xây dựng đề án quy hoạch khai thác và xây dựng cơ sở vật chấtnuôi trồng thuỷ sản cho vùng đất trũng, tiến hành xây dựng trại sản xuất giống lợnsiêu nạc (hiện đã sản xuất và đang cung cấp giống cho cả tỉnh phục vụ chương trìnhnạc hoá đàn lợn phục vụ xuất khẩu của tỉnh và cả nước), xây dựng chương trìnhgiống bò sữa, bò thịt nhằm khai thác vùng đất cao, đất bãi ven đê để trồng cỏ nuôi

bò Hệ thống thuỷ nông với những công trình lớn được xây dựng từ những năm

1960 ngày càng củng cố, mở rộng và hoàn thiện phục vụ tốt cho tưới tiêu trên toàndiện tích canh tác

Nhờ chuyển dịch cơ cấu cây trồng vật nuôi hợp lý, nên dù diện tích nông nghiệpgiảm nhưng giá trị sản xuất lại tăng với tốc độ bình quân 3.5% Nông nghiệp pháttriển một cách toàn diện và bền vững Chăn nuôi hiện đã hình thành các trang trạinuôi công nghiệp, bán công nghiệp với 36 trang trại theo chuẩn mực quốc gia

1.2.3 Công nghiệp và dịch vụ

Đột phá trong sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp, làng nghề với nhiềunghề thủ công truyền thống, làng nghề Ý Yên phát triển mạnh mẽ với trên 27 nghề

9

các loại: từ thêu ren, nghề may, nghề xây, trong đó có một số nghề chính pháttriển có quy mô và đóng góp lớn cho xã hội đó là nghề đúc kim loại: đúc đồng VạnĐiểm, đúc gang, nhôm ở Tống Xá, nghề chạm khắc gỗ ở La Xuyên, nghề sơn mài ởCát Đằng, Yên Tiến và nghề xây dựng Phúc Chỉ (Yên Thắng).

Giá trị sản xuất của các làng nghề trong huyện chiếm gần 70% tổng giá trị sảnxuất công nghiệp toàn huyện Số cơ sở công nghiệp của huyện là 3733 cơ sở và 164doanh nghiệp (công ty cổ phần, công ty trách nhiệm hữu hạn, công ty tư nhân, )

Áp dụng một cách linh hoạt cơ chế, chính sách của Nhà nước vào thực tiễn địaphương, Ý Yên đã khẳng định được chính mình bằng nội lực vốn có Số liệu củaCục Thống kê Nam Định cho thấy, Công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp- xây dựngđạt 35% ( tăng 0.86% so với năm 2008); thương mại – dịch vụ đạt 24.5% (tăng 0.54

% so với năm 2008) Những thành tựu đã đạt được càng thể hiện tính đúng đắntrong từng quyết sách của lãnh đạo cấp uỷ, chính quyền Ý Yên trong sự nghiệp pháttriển kinh tế - xã hội của địa phương

Các khu công nghiệp và cụm công nghiệp dự kiến phát triển huyện Ý Yên:

 Cụm công nghiệp La Xuyên:

- Vị trí: xã Yên Ninh, huyện Ý Yên tỉnh Nam Định

- Diện tích: 18.076m2

- Cơ quan chủ quản: Ban Quản lý các khu công nghiệp tỉnh Nam Định

- Thuận lợi: có lực lượng lao động lành nghề

 Khu công nghiệp Hồng Tiến

- Vị trí: Thuộc địa bàn 2 xã Yên Hồng và Yên Tiến, huyện Ý Yên

- Diện tích: 150 ha

- Thuận lợi: cách thành phố Nam Định khoảng 25km, cách thành phố NinhBình khoảng 6km, nằm gần cảng Ninh Phúc (Ninh Bình), cạnh tuyếnđường cao tốc Cầu Giẽ - Ninh Bình, và tuyến đường sắt Bắc Nam KCNHồng Tiến có thể mở rộng với quy mô khoảng 250ha Khu công nghiệp

đã được Tập đoàn Dầu khí Việt Nam đăng ký đầu tư kinh doanh hạ tầng

- Cơ quan chủ quản: Ban Quản lý các khu công nghiệp tỉnh Nam Định

10

 Khu công nghiệp Trung Thành

- Vị trí: Thuộc địa bàn huyện Ý Yên

- Diện tích: 150 ha

- Cơ quan chủ quản: Ban Quản lý các khu công nghiệp tỉnh Nam Định

1.2.4 Văn hóa xã hội

Bên cạnh các kế hoạch phát triển kinh tế, các mặt văn hoá xã hội cũng đượcquan tâm phát triển Các chỉ tiêu phấn đấu về điện - đường - trường - trạm đến năm

2005 và 2010 đặt ra từ đầu nhiệm kỳ Đại hội Đảng bộ huyện lần thứ XX (2001 2005) đến nay cơ bản hoàn thành đúng tiến độ

-Nông thôn Ý Yên cơ bản đã được đổi mới, văn minh, người Ý Yên được sửdụng điện lưới quốc gia, nước sạch và được hưởng các chế độ chăm sóc sức khoẻđầy đủ với mạng lưới y tế từ huyện đến thôn, xóm được đầu tư cơ sở vật chất, bác sĩ

và trang thiết bị tương đối hiện đại Các chương trình y tế dự phòng được triển khaisâu rộng đạt hiệu quả nên nhiều năm qua trên địa bàn không xảy ra dịch lớn, 100 %trẻ em được uống Vitamin A và 6 loại vắcxin phòng bệnh

Các phong trào văn hoá, văn nghệ, thể dục thể thao, phát thanh truyền hình được

tổ chức sôi nổi trong địa bàn huyện, vừa tham gia tuyên truyền, giáo dục chủtrương, chính sách của Đảng, Nhà nước, vừa từng bước nâng cao đời sống tinh thầncho nhân dân

Về giáo dục, Ý Yên vốn là vùng đất hiếu học, thời xa xưa có nhiều nhân tàicống hiến cho đất nước Ý Yên đã từng dẫn đầu chương trình "Bình dân học vụ",còn ngày nay Ý Yên cũng vẫn là đất học, học giỏi

An ninh chính trị, an ninh nông thôn ổn định, trật tự an toàn xã hội được đảmbảo

11

1.3 Qui hoạch vùng dự án

1.3.1 Qui hoạch tổng thể

Huyện Ý Yên là đầu mối giao thông nằm giữa hai trung tâm kinh tế, chính trịcủa 2 tỉnh Nam Định và Ninh Bình

Có hệ thống đường sắt, đường quốc lộ 10 và đường cao tốc Cầu Gĩe

Nguồn lực phát triển chính của vùng:

 Phát triển công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp

 Phát triển thương mại, dịch vụ, đầu tư khai thác tốt hiệu quả kinh tế

 Nông nghiệp phát triển mạnh, chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp đạt đượcthành tựu cao, sử dụng hiệu quả quỹ đất thứ nhất (đất cát pha, đất thịt nhẹ) để sảnxuất cây vụ đông và phát triển cây công nghiệp, cây thực phẩm có giá trị kinh tếcao

1.3.2 Định hướng về cấp nước và vệ sinh môi trường

Dự kiến ưu tiên phát triển mạng lưới cấp nước cho 06 xã bao gồm xã Yên Thọ, YênNghĩa, Yên Phú, Yên Phương,Yên Hưng và Yên Thành, đảm bảo yêu cầu cấp nướcsinh hoạt cho dân cư khu vực

 Nhu cầu dùng nước sinh hoạt

 Đến năm 2015: Tiêu chuẩn dùng nước 80 l/người.ngày Tỷ lệ dân số cấpnước là 80%

 Đến năm 2020: Tiêu chuẩn dùng nước 100 l/ngày Tỷ lệ dân số cấp nước

là 90%

 Nhu cầu cho công cộng

 Năm 2015 nhu cầu cấp nước công cộng lấy bằng 10% nhu cầu cấp nướcsinh hoạt

 Năm 2020 nhu cầu này lấy bằng 10% nhu cầu cấp nước sinh hoạt

 Nhu cầu cho dịch vụ và tiểu thủ công nghiệp

12

 Năm 2015 nhu cầu cấp nước dịch vụ và tiểu thủ công nghiệp lấy bằng30% nhu cầu cấp nước sinh hoạt.

 Năm 2020 nhu cầu này lấy bằng 40% nhu cầu cấp nước sinh hoạt

 Nước cho tưới cây tưới đường

 Năm 2015 nhu cầu cấp nước cho tưới cây, tưới đường lấy bằng 10% nhucầu cấp nước sinh hoạt

 Năm 2020 nhu cầu này lấy bằng 10% nhu cầu cấp nước sinh hoạt

 Nước thất thoát rò rỉ

 Khoảng 15% lượng nước cung cấp vào mạng đường ống

 Nhu cầu cho bản thân trạm cấp nước

 Lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý lấy 10% tổng sản lượng nướcsản suất

1.3.3 Hiện trạng sử dụng nguồn nước tại khu vực

Hiện nay, cả 6 xã liền kề nhau của huyện Ý Yên bao gồm các xã Yên Thọ, YênNghĩa, Yên Phú, Yên Phương, Yên Thành, Yên Hưng, thôn Đoan Vĩ (thuộc xãThanh Hải, huyện Thanh Liêm, tỉnh Hà Nam) đều chưa có nước sạch sinh hoạt nênnhân dân khu vực này đang sử dụng nguồn nước mưa, nước ngầm mạch nông Tuy nhiên, nguồn nước ngầm mạch nông ngày càng bị ô nhiễm nặng do việc sửdụng các loại thuốc bảo vệ thực vật Đặc biệt, hàm lượng arsen cùng với độ phèn,

độ mặn cao trong các giếng khoan đã ảnh hưởng rất lớn tới sức khỏe của người dân.Vào mùa khô nguồn nước mưa dự trữ cạn kiệt, toàn khu vực đang bị thiếu nướcsinh hoạt trầm trọng, do vậy người dân sẵn sàng chi trả một mức phí hợp lý để được

sử dụng một nguồn nước antoàn trong sinh hoạt hàng ngày

13

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ

 Hàm lượng cặn không tan

Được xác định bằng cách lọc một đơn vị thể tích nước nguồn qua giấy lọc,rồi đem sấy khô ở nhiệt độ (105 ÷ 1100oC)

Hàm lượng cặn là một trong những chỉ tiêu cơ bản để chọn biện pháp xử líđối với các nguồn nước mặt.Hàm lượng cặn của nước nguồn càng cao thì việc xử lícàng tốn kém và phức tạp

 Độ màu của nước

Đơn vị đo độ màu thường dùng là Platin – Coban.Nước thiên nhiên thường

có độ mầu thấp hơn 200PtCo Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơlửng trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc Trong khi đó, đểloại bỏ màu thực của nước (do các chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháphóa lý kết hợp

 Mùi và vị của nước

14

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

Vị mặn, vị chua, vị chát, vị đắng, …

Độ đục thường được đo bằng máy so màu quang học dự trên cơ sở thay đổicường độ ánh sáng khi đi qua lớp nước mẫu Đơn vị đo độ đục xác định theophương pháp này Là NTU (Nepheometric Turbidity Unit) 1NTU tương ứng 0.58

mg foomazin trong một lít nước

 Độ dẫn điện

Nước có độ dẫn điện kém Nước tinh khiết ở 20oC có độ dẫn điện là 4.2µS/m (tương ứng điện trở 23.8 mΩ/cm Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượngcác chất khoáng hòa tan trong nước và dao động theo nhiệt độ

2.1.2 Tính chất hóa học của nước

Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khíhòa tan trong nước Ở độ pH<5, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, trong một sốnguồn nước có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hòa tan và một số loại khí như

CO2, H2S tồn tại ở dạng tự do trong nước

15

 Độ kiềm

Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của cá ion bicacbonat, cacbonat,hydroxyt và anion của các muối của các axit yếu Do hàm lượng các muối này cótrong nước rất nhỏ nên có thể bỏ qua

Độ kiềm bicacbonat và cacbonat góp phần tạo nên tính đệm cho dung dịchnước Nguồn nước có tính đệm cao, nếu trong quá trình xử lý có dùng thêm các hóachất như phèn thì độ pH của nước cũng ít thay đổi nên sẽ tiết kiệm được các hóachất dùng để điều chỉnh pH

 Độ cứng

Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magie cótrong nước

Nước có độ cứng cao gây trở ngại cho sinh hoạt và sản xuất: giặt quần áo tốn

xà phòng, nấu thức ăn lâu chín, gây đóng cặn nồi hơi, giảm chất lượng sản phẩm, …

 Độ oxy hoá

Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ có trong nước.Chỉtiêu oxy hoá là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước Độoxy hoá của nguồn nước càng cao, chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vitrùng

 Clorua

Clorua làm cho nươc có vị mặn Ion này thâm nhập vào nước qua sự hòa tancác muối khoáng hoặc bọ ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nướcngầm hay ở đoạn sông gần biển Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thểgây ra mắc bệnh về thận Ngoài ra, nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với

bê tông

16

 Hàm lượng sắt

Sắt tồn tại trong nước dưới dạng sắt (II) hoặc sắt (III).Trong nước ngầm, sắtthường tồn tại dưới dạng sắt (II) hoà tan của các muối bicacbonat, sunfat, clorua,đôi khi dưới dạng keo của axit humic hoặc keo silic

Việc tiến hành khử sắt chủ yếu đối với các nguồn nước ngầm Khi trongnước có hàm lượng sắt > 0,5 mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áokhi giặt, làm hư hỏng sản phẩm của ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp và làm giảmtiết diện vận chuyển nước của đường ống

 Hàm lượng mangan

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

 Nhôm

17

Vào mùa mưa, ở nững vùng đất phèn, đát ở trong điều kiện khử không cooxy, nên các chất như Fe2O3 và Jarosite tác dộng qua lại, lấy oxy của nhau và tạothành sắt , nhôm, sunfat hòa tan trong nước Do đó, nước mặt ở vung náy thường rấchua, pH = 2.5÷4.5, sắt tồn tại chủ yếu là Fe2+ (có khi dến 300 mg/l), nhôm hòa tan

ở dạng ion Al3+( từ 5 ÷ 70mg/l)

Khi chứa niều nhôm hào tan nước thường có màu trong xanh và vị rất chua.Nhôm có đọc tính đối với sức khỏe con người Khi uống nước co chứa hàm lượngnhôm cao có thể gây t\ra các bênh về não như Alzheimer

 Các chất khí hoà tan

Các chất khí hoà O2, CO2, H2S trong nước thiên nhiên dao động rất lớn.Khí

H2S là sản phẩm của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, phân rác Khi trong nước

có H2S làm nước có mùi trứng thối khó chịu và ăn mòn kim loại

Hàm lượng O2 hoà tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, đặc tínhcủa nguồn nước Nước ngầm có hàm lượng oxy hoà tan rất thấp hoặc không có, docác phản ứng oxy hoá khử xảy ra trong lòng đất đã tiêu hao hết oxy

Khí CO2 hoà tan đóng vai trò quyết định trong sự ổn định của nước thiênnhiên Trong kỹ 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 địnhhàm lượng CO2cân bằng và CO2 tự do Lượng CO2cân bằng là lượng CO2 đúngbằng lượng ion HCO-

3 cùng tồn tại trong nước Nếu trong nước có lượng CO2 hoàtan vượt quá lượng CO2 cân bằng, thì nước mất ổn định và sẽ gây ăn mòn bêtông

2.1.3 Các chỉ tiêu vi sinh

Trong nước thiên nhiên có rất nhiều vi trùng, rong tảo và các đơn bào Chúngxâm nhập vào nước từ môi trường xung quanh hoặc sống và phát triển trong

18

nước.Trong đó có một số sinh vật gây bệnh cần phải được loại bỏ khỏi nươc trướckhi sử dụng.

Trong thực tế không thể xác định tất cả các loại sinh vật gây bệnh qua đườngnước vì phức tạp và tốn thời gian Mục đích của việc kiểm tra vệ sinh nước là xácđịnh mức độ an toàn của nước đối với sức khỏe con người Do vậy có thể dùng vài

vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân để đánh giá ô niễm từ rác, phân người và động vật

Có 3 nhóm vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân:

• Nhóm Coliform đặc trưng là Escherichia Coli ( E.coli)

• Nhóm Streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis.

• Nhóm Clostridia khử sunfit đặc trưng là Clostridum perfringents

Đây là những nhóm vi khuẩn thường xuyên có mặt trong phân người Trong

đó E.coli là loại trực khuẩn đường ruột, có thời gian bảo tồn trong nước gần giốngnhững vi sinh vật gây bệnh khác Sự có mặt E.coli chứng tỏ nguồn nước đã bịnhiễm bẩn phân rác và có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác

2.2 Chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt

Theo tiêu chuẩn QCVN 01:2009/BYT “ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chấtlượng ăn uống” phải đạt được những chi tiêu về lí hóa học và vi trùng như bảng 2.1

Bảng 2.1 Chất lượng nước cấp cho sinh hoạt ăn uống

TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa

thước lớn hơn 10-4mm Cũng có hạt kích thước nhỏ hơn 10-4mm không thể tự lắngđược mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phảidùng 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 kếtcác hạt cặn lơ lửng có trong nước, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượngđáng kể

Để thực hiện quá trình keo tụ người ta cho vào nước các chất phản ứng thíchhợp như: phèn nhôm Al2(SO4)3; phèn sắt FeSO4 hoặc FeCl3 Các loại phèn này đượcđưa 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 hóa nước.Chất dùng để kiềm hoá thông dụng nhất là vôi CaO.Một

số trường hợp khác cơ thể dùng là Na2CO3 hoặc xút NaOH Thông thường phènnhôm 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, môitrường phản ứng, nhiệt độ…

 Hấp phụ

Hấp phụ là quá trình tập trung chất lên bề mặt phân chia pha và gọi la hấpphụ bề mặt Khi phân tử các chất bị hấp phụ đi sâu và trong lòng chất hấp phụ,người ta gọi quá trình này là sự hấp phụ

Trong quá trình hấp phụ có tỏa ra một nhiệt lượng gọi là nhiệp hấp phụ.Bềmặt càng lớn tức là độ xốp chất hấp phụ càng cao thì nhiệt hấp phụ tỏa ra càng lớn

Bản chất của quá trình hấp phụ: hấp phụ các chất hòa tan là kết quả của sựchuyển phân tử của những chất có từ nước vào bề mặt chất hấp phụ dưới tác dụngcủa trường bề mặt Trường lực bề mặt gồm có:

21

 Hydrat hóa các phân tử chất tan, tức là tác dụng tương hỗ giữa các phân tửchất rắn hòa tan với những phân tử nước.

 Tác dụng tương hỗ giữa các phân tử chất rắn bị hấp phụ thì đầu tiên sẽ loạiđược các phân tử trên bề mặt chất rắn

+ Năng lượng hoạt hóa thấp+ Năng lượng trạng thái của chất bị hấp phụ không thay đổi+ Thuận nghịch

• Hấp phụ hóa học

Lực tương tác giữa phân tử bị hấp phụ và chất hấp phụ bằng lực hóa học tạonên những hợp chất bề mặt nào đó.Nhiệt hấp phụ hóa học lớn và vì vậy khó khửchất bị hấp phụ

22

Đặc trưng của hấp phụ hóa học:

+ Xảy ra ở nhiệt độ cao

+ Lực tương tác: xảy ra lực liên kết cộng hóa trị giữa chất bị hấp phụ

+ Chỉ xảy ra thuận nghịch ở nhiệt độ cao

2.3.2 Biện pháp hóa học

 Khử trùng

Ngoài các tạp chất hữu cơ và vô cơ, nước thiên nhiên còn chứa rất nhiều visinh vật, vi khuẩn và các loại vi trùng gây bênh như tả, lỵ , thương hàn mà các quátrình xử lý cơ học không thể loại trừ được Để ngăn ngừng các bệnh dịch, nước cấpcho sinh hoạt phải được diệt trùng

Với các hệ thống cấp nước công nghiệp cũng cần phải diệt trùng để ngănngừa sự kết bám của các vi sinh vật lê thành ống dẫn nước trong các thiết bị làmlạnh, làm giảm khả năng truyền nhiệt đồng thời làm tăng tổn thất thủy lực của hệthống

Các quá trình khử trùng

 Khử trùng bằng phương pháp hóa học

23

 Khử trùng bằng Clo và các hợp của Clo

Clo là một chất oxi hóa mạnh ở bất cứ dạng nào.Khi Clo tác dụng với nước tạothành axit hypoclorit (HOCl) có tác dụng diệt trùng mạnh Khi cho Clo vào nước,chất diệt trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vaatjvaf gây phản ứng vớimen bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bịtiêu diệt

Khi cho Clo vào nước, phản ứng diễn ra theo phương trình

Cl2 + H2O -> HOCl + HCl

Hoặc có thể ở dạng phương trình phân li

Cl2 + H2O -> H+ + OCl- + Cl

-Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra theo phương trình

Ca(OCl)2 + H2O -> CaO + 2HOCl

Thiết bị amoniac hóa được bố trí trong buồng riêng, cách li với buồng định liềulượng Clo và phải được trang bị cơ gới hóa để di chuyển các bình và thùng

 Dùng ôzôn để khử trùng

Ôzôn là 1 chất khí có màu ánh tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đốivới con người Ở trong nước, ôzôn phân hủy rất nhanh thành ỗi phân tử và nguyên

24

tử.Ôzôn có tính hoạt hóa mạnh hơm Clo, nên khả năng diệt trùng mạnh hơn Clo rấtnhiều lần.

Lượng ozon cần thiết cho vào nước không lớn Thời gian tiếp xúc rất ngắn (5phút), không gây mùi khó chịu cho nước kể cả khi trong nước có phenol

 Khử trùng nước bằng tia tử ngoại

Tia tử ngoại hay còn gọi là tia cực tím, là các tia có bước sóng ngắn có tácdụng diệt trùng rất mạnh

Dùng các đèn bức xạ tử ngoại, đặt trong dòng chảy của nước Các tia cực tímphát ra sẽ tác dụng lên các phân tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc vàmất khả năng trao đỏi chất, vì thế chúng bị tiêu diệt Hiệu quả khử trùng chỉ đạtđược triệt để khi trong nước không có các chất hữu cơ và cặn lơ lửng

Tuy nhiên, nhóm vi khuẩn này chiếm tỉ lệ rất nhỏ Phương pháp đun sôi nướctuy đơn giản,nhưng tốn nhiên liệu và cồng kềnh, nên chỉ dùng trong quy mô giađình

 Khử trùng bằng Ion bạc

25

Ion bạc có thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước Với hàm lượng 10ion g/l đã có tác dụng diệt trùng Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là: nếutrong nước có độ màu cao, có chất hữu cơ, có nhiều loại muối … thì ion bạc khôngphát huy được khả năng diệt trùng.

2- Làm mềm nước

Nước có độ cứng cao thường gây nên nhiều tác hại cho người sử dụng làmlãng phí xà phòng và các chất tẩy, tạo ra cặn kết bám bên trong đường ống, thiết bịcông nghiệp làm giảm khả năng hoạt động và tuổi thọ của chúng

Làm mềm nước thực chất là quá trình xử lý giảm hàm lượng canxi và magienhằm hạ độ cứng của nước xuống đến mức cho phép

Khi cho vôi vào nước, các phản ứng xảy ra theo trình tự

2CO2 + Ca(OH)2 -> Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 ->2CaCO3↓ + 2H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 ->Mg(HCO3)2 + 2CaCO3↓ +

2H2O

2NaHCO3 + Ca(OH)2 ->CaCO3↓ + Na2CO3 + H2O

Để tăng cường cho quá trình lắng cặn CaCO3 và Mg(OH)2 khi làm mềmnước bằng vôi, pha thêm phèn vào nước Do phản ứng làm mềm nước diễn ra ở pH

26

lớn hơn 9 nên không dùng được phèn nhôm, trong môi trường kiềm phèn nhôm tạo

ra aluminat hòa tan

Để kiểm tra hiệu quả của trình làm mềm bằng vôi, chỉ cần xác định giá trị pHsau khi pha vôi vào nước Phản ứng sẽ diễn ra triệt để khi đã đạt đến sự cân bằngbão hòa CaCO3 và Mg(OH)2 trong nước Tương ứng với trạng thái bão hòa đó, độ

ổn định của nước phải được thể hiện ở một giá trị pHo nào đó Tại trạng thái bãohòa tự nhiên ứng với pHs của nước, tốc độ phản ứng lắng cặn diễn ra rất chậm Đểtăng tốc độ lên, cần phải có một lượng dư ion OH biểu thị bằng giá trị ∆pH Nhưvậy giá trị pHo sẽ có được biểu thị bằng công thức

Trong đó

pHo: độ pH bão hòa của nước ở cuối quá trình làm mềm

pHs: có thể xác định bằng phương pháp Langlier để đánh giá độ ổn định củanước

• Làm mềm nước bằng vôi và sođa

Khi tổng hàm lượng các ion Mg2+ và Ca2+ lớn hơn tổng hàm lượng các ionHCO3- và CO32+ nếu sử dụng vôi được độ cứng magie, nhưng độ cứng toàn phầnkhông giảm Để khắc phục điều này, cho thêm sođa vào nước các phản ứng sẽ là:

MgSO4 + Ca(OH)2 -> Mg(OH)2↓ + CaSO4

MgCl2 + Ca(OH)2 -> Mg(OH)2↓ + CaCl2

Và

CaSO4 + Na2CO3 -> CaCO3↓ + Na2SO4

CaCl2 + Na2CO3 -> CaCO3↓ + 2NaCl2

27

Như vậy ion CO32- của sođa đã thay thế ion của các axit mạnh tạo ra CaCO3 kết tủa.

• Làm mềm nước bằng photphat

Khi cần làm mềm triệt để, sử dụng vôi và sođa vẫn chưa hạ độ cứng củanước xuống được đến mức tối thiểu Để đạt được điều này, cho vào nước Na3PO4 sẽkhử được hết các ion Ca2+ và Mg2+ ra khỏi nước ở dạng muối không tan theo phảnứng:

3CaCl2 + 2Na3PO4 -> Ca3(PO4)2↓ + 6NaCl

3MgSO4 + 2Na3PO4 -> Mg3(PO4)2↓ + 3Na2 SO4

3Ca(HCO3)2+2Na3PO4 -> Ca3(PO4)2↓ + 6NaHCO3

3Mg(HCO3)2+2Na3PO4-> Mg3(PO4)2↓ + 6NaHCO3

Quá trình làm mềm nước bằng photphat chỉ diện ra ở nhiệt độ lớn hơn

100oC Sau xử lý, độ cứng của nước giảm xuống còn 0,04 đến 0,05 mđlg/l Do giáthành của Na3PO4 cao nên thường chỉ dùng nó với liều lượng nhỏ sau khi đã làmmềm bằng vôi và sođa

 Phương pháp nhiệt

Nguyên lý cơ bản của phương pháp là khi đun nóng nước, khí cacbonic hòatan sẽ bị khử hết thông qua sự bốc hơi, trạng thái cân bằng của các hợp chấtcacbonic sẽ chuyển dịch theo phương trình

Ca(HCO3)2 -> CaCO3↓ + CO2↑ + H2OTuy nhiên đun sôi nước chỉ khử hết khí CO2 và giảm độ cứng cabonat củanước, trong nước vẫn còn một lượng CaCO3 hòa tan Đối với magie quá trình lắngcặn xảy ra qua hai bước, khi nhiệt độ nước đạt 18oC:

Mg(HCO3)2 -> MgCO3 + CO2↑ + H2O

28

Khi tiếp tục tăng nhiệt độ thì MgCO3 bị thủy phân

MgCO3 + H2O -> Mg(OH)2↓ + CO2↑Như vậy khi đun nóng nước, độ cứng ccbonat sẽ giảm đi đáng kể Nếu kếthợp xử lý hóa chất với đun nóng, bông cặn tạo ra có kích thước lớn và lắng nhanh

do độ nhớt của nước giảm, đồng thời giảm được lượng hóa chất cần sử dụng

Làm mềm nước bằng đun nóng thường chỉ áp dụng cho các hệ thống cấpnước nóng công nghiệp như nước nồi hơi vì kết hợp sử dụng nhiệt lượng nhiệt dưcủa nồi hơi Các công trình làm mềm bao gồm: pha chế, và định lượng hóa chất,thiết bị đung nống nước, bể lắng và bể lọc

2.3.3 Biện pháp cơ học

 Lắng nước

Lắng nước là giai đoạn là sạch sơ bộ trước khi đưa nươc vào bể lọc để hoànthành quá trình làm trong nước Quá trình lắng xảy ra rất phức tạp, có thể tóm tắt là:

 Lắng ở trạng thái động (nước luôn chuyển động)

 Các hạt cặn không tan không đồng nhất (có hình dạn, kích thước khác nhau

Trường hợp lắng nước có dùng chất keo tụ, quỹ đạo chuyển động của các hạtcặn là những đường cong có bán kính cong nhỏ hơn so với trường hợp lắng không

29

dùng chất keo tụ Càng xa điểm xuất phát, kích thước hạt càng tăng lên do quá trình

va chạm, kết dính Do đó tốc độ lắng cũng tăng lên So với lắng không keo tụ, lắng

có keo tụ có hiệu quả lắng hơn nhiều

Là loại nước chuyển động theo chiều ngang

Có kích thước hình chữ nhật, làm bằng bê tông cốt thép

Sử dụng khi công suất lớn hơn 300m3/ngàyđêm

Cấu tạo bể lắng ngang: bộ phận phân phối nước vào bể; vùng lắng cặn; hệ thốngthu nước đã lắng; hệ thống thu nước xã cặn

Có 2 loại bể lắng ngang: bể lắng ngang thu nước ở cuối và bể lắng ngang thunước đều trên bề mặt

Khi sử dụng nước có dùng chất keo tụ, tức là trong nước có các hạt cặn kết dính,thì ngoài các hạt cặn có tốc độ rơi ban đầu lớn hơn tốc độ rơi của dòng nước lắngxuống được, còn các hạt cặn khác cũng lắng xuống được

Nguyên nhân là do quá trình các hạt cặn có tốc độ rơi nhỏ hơn tốc độ dòng nước

bị đẩy lên trên, chúng đã kết dính lại với nhau và tăng dần kích thước, cho đến khi

30

có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ chuyển động của dòng nước sẽ rơi xuống Như vậylắng keo tụ trong bể lắng đứng có hiệu quả lắng cao hơn nhiều so với lắng tự nhiên.Tuy nhiên hiệu quả lắng trong bể lắng đứng không chỉ phu thuộc vào chất keo tụ,

mà còn phụ thuộc vào sự phân bố đều của dòng nước đi lên và chiều cao vùng lắngphải đủ lớn thì các hạt cặn mới kết dính với nhau được

Bể thường có dạng hình vuông hoặc hình tròn được xây bằng gạch hoặc bê tôngcốt thép

Được sử dụng cho những trạm xử lý có công suất nhỏ hơn 3000m3/ ngàyđêm

Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xoáy hình trụ

Cấu tạo bể: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở phía trên và vùng chứanến cặn ở dạng hình nón hoặc hinh chóp ở phía dưới, Cặn tích lũy ở vùng chứa néncặn được thải ra ngoài theo chu kì bằng ống và van xả cặn

Nguyên tắc làm việc bể: đầu tiên nước chảy vào ống trung tâm ở giữa bể, rồi đixuống dưới qua bộ phận hãm là triệt tiêu chuẩn động xoáy rồi vào bể lắng Trong bểlắng đứng, nước chuyển động theo chiều đứng từ dưới lên trên, cặn rơi từ trênxuống đáy bể Nước đã lắng trong được thu vào máng vòng bố trí xung quanh thành

bể và được đưa sang bể lọc

Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang nhưng khác với langngang là trong vùng lắng của bể được đặt thêm các bảnh vách ngăn bằng thépkhông rỉ hoặc bằng nhựa Các bản vách ngăn này nghiêng một góc 45o ÷ 60o so vớimặt phẳng nằm ngang và song song với nhau

Do có cấu tạo thêm các bản vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệusuất lắng cao hơn so với bể lắng ngang Vì vậy kích thước bể lắng lớp mỏng nhỏ

31

hơn bể lắng ngang, tiết kiệm diện tích đất xây dựng và khối lượng xây dựng côngtrình.

Tuy nhiên do phải đặc nhiều bản vách ngăn song song ở vùng lắng, nên việc lắpráp phức tạp và tốn vật liệu làm vách ngăn Mặt khác do bể có chế độ làm việc ổnđịnh, nên đòi hỏi nước đã hòa trộn chất phản ứng cho vào bể phải co chất lượngtương đối ổn định

Vì vậy, trước mắt nên xử dụng bể lắng lớp mỏng cho những trạm xử lý có côngsuất không lớn, khi xây mới, hoặc có thể sử dụng khi cần cải tạo bể lắng ngang cũ

để nâng công suất trong điều kiện diện tích không cho phép xây dựng thêm côngtrình mới

Theo chiều của dòng chảy, bể lắng lớp mỏng được chia làm 3 loại: bể lắng lớpmỏng với dòng chảy ngang; bể lắng lớp mỏng với dòng chảy nghiêng cùng chiều;

bể lắng lớp mỏng với dòng chảy ngược chiều

 Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Nước cần xử lí sau khi đã trộn đều với chất phản ứng ở bể trộn ( không qua bểphản ứng) đi theo đường ống dẫn nước vào, qua hệ thống phân phối với tốc độ thíchhợp vào ngăn lắng

Khi đi qua lớp cặn ở trạng thái lơ lửng, các hạt cặn tự nhiên có trong nước sẽ vachạm và kết dính với các hạt cặn lơ lửng và được giữ lại Kết quả nước được làmtrong

Thông thường ở lắng trong, tầng cặn lơ lửng gồm 2 ngăn: ngăn lắng và ngănchứa nén cặn Lớp nước ở phía trên tầng cặn lơ lửng gọi là tầng bảo vệ Nếu không

có tầng bảo vệ, lớp cặn lơ lửng sẽ bị cuốn theo dòng nước qua máng tràn làm giảmhiệu quả lắng cặn

Mặc khác để bể lắng trong làm việc được tốt, nước đưa vào bể phải có lưu lượng

và nhiệt độ ổn định

32

Ngoài ra nước trước khi đưa vào bể lắng trong phải qua ngăn tách khí Nếukhông trong quá trình chuyển động từ dưới lên trên, các bọt khí sẽ kéo theo các hạtcặn tràn vào máng thu nước trong làm giảm chất lượng nước sau lắng.

Bể lắng trong có ưu điểm là không cần xây dựng bể phản ứng, bởi vì quá trìnhphản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong điều kiện keo tụ tiếp xúc, ngay trong lớpcặn lơ lửng của bể lắng

Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn diện tích xây dựng hơn Nhưng

bể lắng trong có kết cấu phức tạp, chế độ quản lí chặt chẽ, đòi hỏi công trình làmviệc liên tục suốt ngày đêm và rất nhạy cảm với dao động lưu lượng và nhiệt độ củanước

Bể lắng trong chỉ sử dụng cho các trạm xử lý có công suất đến 3000 m3/ngàyđêm

Nước cần xử lí theo ống trung tâm vào giữa ngăn phân phối , rồi được phân phốivào vùng lắng Trong vùng lắng nước chuyển động chậm dần từ tâm bể ra ngoài Ởđây cặn được lắng xuống đáy, nước trong thì được thu vào máng vòng và theođường ống sang bể lọc

Bể lắng li tâm có dạng hình tròn, đường kính có thể từ 5m trở lên Bể lắng li tâmthường được sử dụng sơ lắng các nguồn nước có hàm lượng cặn cao (lớn hơn2000mh/l) với công suất lớn hơn hoặc bằng 30.000 m3/ngàyđêm và có hoặc khôngdùng chất keo tụ

Bể lắng li tâm là loại trung gian giữ bể lắng ngang và bể lắng đứng.Nước từ vùnglắng chuyển động từ trong ra ngoài và từ dưới lên trên So với một số kiểu bể lắngkhác, bể lắng li tâm có một số ưu điểm sau: nhờ có thiết bị gạt bùn, nên đáy bể có

độ dốc nhỏ hơn so với bể lắng đứng ( 5 ÷ 8%), do đó chiều cao công tác bể nhỏ (1,5

÷ 3,5 m) nên thích hợp xây dựng ở những khu vực có mực nước ngầm cao

33

Bể vừa làm việc vừa xả cặn liên tục nên khi xả cặn bể vẫn làm việc bình thường.Nhưng bể lắng li tâm có kết quả lắng cặn kém hơn so với các bể lắng khác do bể cóđường kính lớn, tốc độ dòng nước chuyển động chậm dần từ trong ra ngoài, ở vùngtrong do tốc độ lớn, cặn khó lắng đôi khi xuất hiện chuyển động khối.

Mặc khác nước trong chỉ có thể thu vào bằng hệ thống máng vòng xung quanh bểnên thu nước khó đều Ngoài ra hệ thống gạt bùn cấu tạo phức tạp và làm việc trongđiều kiện ẩm ướt nên chống bị hư hỏng

 Lọc nước

Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhấtđịnh đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớpvật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước

Trong dây chuyền xử lý nước ăn uống sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối cùng đểlàm trong nước triệt để Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phảiđạt tiêu chuẩn cho phép

Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị khít lại làm tốc độ lọc giảm dần.Đểkhôi phục lại khả năng làm việc của lọc, phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió,nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc.Bể lọc luôn luôn phải hoànnguyên Chính vì vậy quá trình lọc nước được đặc trưng bởi hai thông số cơ bản là:tốc độ lọc và chu kì lọc

Bể lọc chậm có dạng hình chữ nhật hoặc vuông, bề rộng mỗi ngăn của bểkhông được lớn hơn 6m và bề dày không lớn hơn 60m.

Số bể lọc không được ít hơn 2

Bể lọc chậm có thể xây bằng gạch hoặc làm bằng bê tông cốt thép Đáy bểthường có độ đốc 5% về phía xả đáy

Trước khi cho bể vào làm việc phải đưa nước vào bể qua ống thu nước ởphía dưới và dâng dần lên, nhầm dồn hết không khí ra khỏi lớp cát lọc Khi mựcnước dâng lên trên mặt lớp cát lọc từ 20 ÷ 30 cm thì ngừng lại và mở van cho nướcnguồn vào bể đến ngang cao độ thiết kế

Mở van điều chỉnh tốc độ lọc và điều chỉnh cho bể lọc làm việc đúng tốc độtính toán.Trong quá trình làm việc, tổn thất qua bể lọc tăng dần lên, hàng ngày phảiđiều chỉnh van thu nước một vài lần để đảm bảo tốc độ lọc ổn định Khi tổn thất áplực đạt đến trị số giới hạn (1÷2m) thì ngừng vận hành để rửa lọc

• Bể lọc nhanh

35

Theo nguyên tắc cấu tạo và hoạt động, bể lọc nhanh bao gồm bể lọc mộtchiều và bể lọc 2 chiều Trong bể lọc một chiều gồm 1 lớp vật liệu lọc hoặc hai haynhiều lớp vật liệu lọc

Khi lọc: nước được được dẫn từ bể lắng sang, qua máng phân phối vào bểlọc, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong và được đưa vào bểchứa nước sạch

Khi rửa: Nước rửa do bơm hoặc đài nước cung cấp, qua hệ thống phân phốinước rửa lọc, qua lớp sỏi đỡ , lớp vật liệu lọc và kéo theo cặn bẩn tràn vào máng thunước rửa, thu về máng tập trung, rồi được xả ra ngoài theo mương thoát nước

Sau khi rửa, nước được đưa vào bể đến mực nước thiết kế, rồi cho bể làmviệc Do cát mới rửa chưa được sắp xếp lại, độ rỗng lớn, nên chất lượng nước lọcngay sau khi rửa chưa đảm bảo, phải xả lọc đầu, không đưa ngay vào bể chứa

Hiệu quả làm việc của bể lọc phụ thuộc vào chu kì công tác của bể lọc, tức làphụ thuộc vào khoảng thời gian giữa 2 lần rửa bể Chu kì công tác của bể lọc dàihay ngắn phụ thuộc vào bể chứa Thời gian xả nước lọc đầu quy định là 10 phút

- Bể lọc nhanh 2 lớp

Bể lọc nhanh 2 lớp, có nguyên tắc làm việc, cấu tạo và tính toán hoàn toàngiống bể lọc nhanh phổ thông Bể này chỉ khác bể lọc nhanh phổ thông là có 2 lớpvật liệu lọc: lớp phía dưới là cát thạch anh, lớp phía trên là lớp than Angtraxit

Nhờ có lớp vật liệu lọc phía trên có cỡ hạt lớn hơn nên độ rỗng lớn hơn Do

đó sức chứa cặn bẩn của bể lắng lên từ 2 ÷ 2,5 lần so với bể lọc nhanh phổ thông

Vì vậy có thể tăng tốc độ lọc của bể và kéo dài chu kì làm việc của bể

Tuy nhiên khi rửa bể lọc 2 lớp vật liệu lọc thì cát và than rất dễ xáo trộn lẫnnhau Do đó chỉ dùng biện pháp rửa nước thuần túy để rửa bể lọc nhanh 2 lớp vậtliệu lọc

36

- Bể lọc sơ bộ

Bể lọc sơ bộ còn được gọi là bể lọc phá được sử dụng để làm sạch nước sơ

bộ trước khi làm sạch triệt để trong bể lọc chậm

Bể lọc sơ bộ có nguyên tắc làm việc giống như bể lọc nhanh phổ thông

Số bể lọc sơ bộ trong 1 trạm không được nhỏ hơn 2

Do bể làm việc dưới áp lực, nên nước cần xử lý được đưa trực tiếp từ trạmbơm cấp 1 vào bể, rồi đưa trực tiếp vào mạng lưới không cần trạm bơm cấp 2

Bể lọc áp lực có thể chế tạo sẵn trong xưởng.Khi không có điều kiện chế tạosẵn có thể dùng thép tấm hàn, ống thép … để chế tạo bể

Nước được đưa vào bể qua 1 phễu bố trí ở đỉnh bể, qua lớp cát lọc, lớp đỡvào hệ thống thu nước trong, đi vào đáy bể và phát vào mạng lưới Khi rửa bể, nước

từ đường ống áp lực chảy ngược từ dưới lên trên qua lớp cát lọc và qua phễu thu,chảy theo ống thoát nước rửa xuống mương thoát nước dưới sàn

- Bể lọc tiếp xúc

Bể lọc tiếp xúc được sử dụng trong dây truyền công nghệ xử lí nước mặt códùng chất phản ứng đối với nguồn nước có hàm lượng cặn đến 150 mg/l, độ màu

37

đến 150o (thường là nước hồ) với công suất bất kì hoặc khử sắt trong nước ngầmcho trạm xử lí có công suất đến 10.000 m3/ngàyđêm

Khi dùng bể lọc tiếp xúc, dây chuyền công nghệ xử lý nước mặt sẽ khôngcần có bể phản ứng và bể lắng

Hỗn hợp nước phèn sau khi qua bể trộn vào thẳng bể lọc tiếp xúc, còn dâychuyền khử sắt sẽ không cần có bể lắng tiếp xúc, nước ngầm sau khi qua dàn mưahoặc thung quạt gió vào thẳng bể lọc tiếp xúc

Trong bể lọc tiếp xúc, quá trình lọc xảy ra theo chiều từ dưới lên trên Nước

đã pha phèn theo ống dẫn nước vào bể qua hệ thống phân phối nước lọc, qua lớp cátlọc rồi tràn vào máng thu nước và theo đường ống dẫn nước sạch sang bể chứa

Bể lọc tiếp xúc có thể làm việc với tốc độ không đổi trong suốt một chu kìlàm việc hoặc với tốc độ lọc thay đổi giảm dần đến cuối chu kì sao cho tốc độ lọctrung bình phải bằng tốc độ lọc tính toán

Ưu điểm của bể lọc tiếp xúc: Khả năng chứa cặn cao, chu kì làm việc kéodài Đơn giản hóa dây truyền công nghệ xử lí

Nhược điểm: tốc độ lọc bị hạn chế nên diện tích bể lọc lớn Hệ thống phânphối hay bị tắt, nhất là trường hợp nước chứa nhiều sinh vật và phù du rong tảo

2.4 Một số dây chuyền xử lý nước mặt hiện có tại Việt Nam

 Nhà máy nước Thiện Tân, Đồng Nai

38

Bể trộn cơ khí

Bể lọc nhanh

Châm Clo

Trạm bơm cấp 1 Sông Đồng Nai

Công trình thu

Châm Vôi Châm PAC Bể Trộn

Bể Phân Chia Lưu Lượng

Châm Clo, flo, Vôi

Bể chứa nước rửa hồ lọc

Châm Clo

 Nhà máy nước Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh

40