Tài nguyên nước và công nghệ xử lý nước cấp tại nhà máy nước cầu đỏ

Ở thành phố Đà Nẵng, nhà máy nước Cầu Đỏ là một trong những thành viên của Xí nghie ̣p sản xua ́t nước - Công ty cấp nước Đà Nẵng, chuyên xử lý và cung cấp các nguồn nước sạch cho thà

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA

- -

TRẦN PHƯƠNG TRÂM

Tài nguyên nước và Công nghệ xử lý nước

Cấp tại nhà máy nước Cầu Đỏ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CỬ NHÂN KHOA HỌC

Đà Nẵng – 2013

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA HÓA

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên : TRẦN PHƯƠNG TRÂM

Lớp : 09CQM

1 Tên đề tài: Tài nguyên nước và Công nghệ xử lý nước Cấp tại nhà máy nước

Cầu Đỏ

2 Nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị

Nguyên liệu: nước sông Cầu Đỏ, nước sông sau khi xử lý

Dụng cụ: cốc, bình định mức, bình tam giác, buret, ống đong các loại

Thiết bị: Máy đo đô ̣ đu ̣c Hach 2100P Máy đo độ dẫn điện Sension5 Máy đo

pH Sension 2 Máy quang phổ Hach DR/2010 Bếp điê ̣n.

3 Nội dung nghiên cứu:

Tìm hiểu về tài nguyên nước

Tìm hiểu về các công nghệ xử lý nước cấp trên thế giới và ở Việt Nam Tìm hiểu công nghệ xử lý nước cấp tại nhà máy nước Cầu Đỏ và đánh giá hiệu quả xử lý nước

4 Giáo viên hướng dẫn: Thạc sĩ Phạm Thị Hà, giảng viên bộ môn Hóa phân tích –

khoa Hóa – trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng

5 Ngày giao đề tài: Ngày 10/10/2012

6 Ngày hoàn thành đề tài: Ngày 20/5/2013

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày 20 tháng 5 năm 2013

Kết quả điểm đánh giá: ……

Ngày tháng năm 2013

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

(Ký và ghi rõ họ tên)

MU ̣C LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Nươ ́ c cấp và tầm quan trọng của nước cấp 3

1.1.1 Công nghệ xử lý nước cấp 3

1.1.2 Mục đích của các quá trình xử lý nước cấp 3

1.1.3 Các loại nguồn cung cấp nước 4

1.1.4 Các biện pháp xử lý nước cấp cơ bản 5

1.1.5 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước cấp 11

1.1.6 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước câ ́p 16

1.2 Tổng quan về công nghệ xử lý nước cấp trên thế giới và Việt Nam 16

1.2.1 Công nghệ xử lý nước cấp trên thế giới 16

1.2.2 Công nghệ xử lý nước cấp ở Việt Nam 17

1.3 Nhà máy nước Cầu Đỏ - Thành phố Đà Nẵng 21

1.3.1 Vị trí nhà máy 21

1.3.2 Lịch sử phát triển 22

1.3.3 Tính chất của nguồn nước sông Cầu Đỏ 22

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 24

2.2 Phương pháp nghiên cứu 24

2.2.1 Ngoài thực địa 24

2.2.2 Phỏng vấn 24

2.2.3 Tiê ́n hành thực nghiê ̣m 24

2.3 Du ̣ng cu ̣, hoá chất, thiết bi ̣ 24

2.3.1 Du ̣ng cu ̣ 24

2.3.2 Thiết bi ̣ 25

2.3.3 Hoa ́ chất 25 2.4 Môt sô ́ quy trình phân tích mô ̣t số chỉ tiêu nước ta ̣i Nhà máy nước Cầu Đỏ 25

2.4.1 Xác định độ kiềm 25

2.4.2 Xác định độ cứng 26

2.4.3 Xác định độ mặn 26

2.4.4 Xác định hàm lượng hữu cơ 26

2.4.5 Xác dịnh lượng clo thừa 27

2.4.6 Định lượng PAC bằng phương pháp JARTEST 27

2.4.7 Xa ́c định chỉ tiêu vi sinh 27

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29

3.1 Nguyên tắc lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý 29

3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp nhà máy nước Cầu Đỏ 30

3.2.1 Sơ đồ công nghệ 30

3.2.2 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ 30

3.2.3 Quy trình kiểm soát 31

3.2.4 Kê ́t quả kiểm tra chất lượng sản phẩm 36

3.3 Đề xuất dây chuyền công nghệ va ̀ các biê ̣n pháp quản lý 45

3.3.1 Dây chuyê ̀n công nghê ̣ 46

3.3.2 Đề xuất biện pháp quản lý ki ̃ thuật cho nhà máy Cầu Đỏ 46

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHU ̣ LỤC

DANH MU ̣C CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Yêu cầu chất lượng nước nguồn 32

Bảng 3.2 Yêu cầu chất lượng nước ta ̣i bể lắng 33

Bảng 3.3 Yêu cầu chất lượng nước ta ̣i bể lo ̣c 34

Bảng 3.4 Yêu cầu chất lượng nước trong quá trình khử trùng 34

Bảng 3.5 Yêu cầu chất lượng nước ta ̣i bể chứa 35

Bảng 3.6 Yêu cầu chất lượng sản phẩm 35

Ba ̉ng 3.7 Yêu cầu chất lượng vi sinh trong nước 36

Bảng 3.8 Bảng phân tích mô ̣t số chỉ tiêu hằng ngày đợt 1 38

Ba ̉ng 3.9 Chất lượng nước theo ngày ta ̣i mô ̣t số công trình xử lý đợt 1 39

Ba ̉ng 3.10 Mô ̣t số chỉ tiêu hàng tháng đợt 1 40

Bảng 3.11 Bảng phân tích mô ̣t số chỉ tiêu hằng ngày đợt 2 42

Ba ̉ng 3.12 Chất lượng nước theo ngày ta ̣i mô ̣t số công trình xử lý đợt 2 43

Ba ̉ng 3.13 Mô ̣t số chỉ tiêu hàng tháng đợt 2 44

DANH MU ̣C HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sơ đồ cấp nước trực tiếp sau khi sử dụng 18

Hình 1.2 Sơ đồ xử lý nước bằng lọc chậm 18

Hình 1.3 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước lọc tiếp 19

Hình 1.4 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lực t nước truyền thống 19

Hình 1.5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước có màu, mùi, vị 19

Hình 1.6 Xử lý nước ngầm chủ yếu là khử sắt (hoặc khử mangan) 19

Hình 1.7 Các công trình ở nhà máy nước Cầu Đỏ 21

Hình 2.1 Thí nghiệm JARTEST 27

Hi ̀nh 3.1 Sơ đồ quy trình xử lý nước nhà máy nước Cầu Đỏ 30

Hi ̀nh 3.2 Sơ đồ quy trình kiểm soát dây chuyền xử lý nước 32

Hình 3.3 Sơ đồ dây chuyền công nghệ đề xuất 46

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

SS : Hàm lượng chất rắn lơ lửng

TDS : Tổng chất rắn hoà tan

NTU : Đơn vi độ đục

COD : Nhu cầu oxi hóa học

BOD : Nhu cầu oxi sinh học

E.Coli : Escherichia coli

XL : Nước xử lý

MPN : Most Proable Numbers

CFU : Colony Forming Unit

TTYTDP : Trung Tâm Y Tế Dự Phòng

Lời cảm ơn

Với lòng biết ơn sâu sắc, lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn

Cô (giảng viên) Th.s Phạm Thị Hà đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, động viên em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Trong suốt thời gian làm luận văn mặc dù rất bận rộn với công việc nhưng Cô vẫn giành nhiều thời gian và tâm huyết để trong việc hướng dẫn em Cô đã cung cấp cho em nhiều hiểu biết khi mới bắt đầu bước vào nghiên cứu Trong quá trình thực hiện Cô đã luôn định hướng, góp ý và sửa chửa những chỗ sai giúp em không

bị lạc ý trong kiến thức vô tận

Cho đến hôm nay khi luận văn đã hoàn thành cũng chính là sự nhắc nhở, đôn đốc, giúp đỡ nhiệt tình của Cô

Em xin chân thành cảm ơn giảng viên chủ nhiệm và các thầy,

cô giáo giảng dạy các bộ môn và các thầy, cô khác trong Khoa – trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng đã chỉ dạy và dìu dắt cho em trong suốt thời gian học tập tại trường

Do còn hạn chế về mặt thời gian và kinh nghiệm nên chắc chắn đề tài không tránh khỏi những sai xót nhất định Em rất mong được sự đóng góp ý kiến và hướng dẫn thêm của các thầy, cô

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 5 năm 2013

Sinh viên

Trần Phương Trâm

MỞ ĐÂ ̀U 1.1 Lý do chọn đề tài

Nước là thành phần chính của môi trường sống Nước là cấu thành quan trọng của tất cả mọi sinh vật, gồm cả con người Chúng ta sử dụng nước trong hầu hết các hoạt động hằng ngày, từ phục vụ sinh hoạt gia đình như ăn uống, vệ sinh, chăm sóc sức khỏe đến sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản và công nghiệp Nguồn tài nguyên quan trọng này đã tạo dựng nên xã hội loài người với sự đa dạng về xã hội, văn hóa và tôn giáo tín ngưỡng khắp mọi nơi

Tài nguyên nước ở Việt Nam rất đa dạng và phong phú, gồm cả nguồn nước mặt và nước ngầm ở các thủy vực tự nhiên và nhân tạo như sông, suối, hồ tự nhiên, hồ nhân tạo (hồ chứa), giếng khơi, hồ đập, ao, đầm phá và các mạch nước ngầm Mặc dù tài nguyên nước ở Việt Nam có trữ lượng dồi dào nhưng trên thực tế nguồn nước có thể sử dụng ngay là hạn hữu

vì sự phân bố không đồng đều Nhiều vùng bị thiếu nước sạch để sinh hoạt do ô nhiễm, lũ lụt, sạt lở đất, hạn hán và các tác nhân khác Chất lượng nước bị suy giảm nghiêm trọng đã hủy hoại môi trường sống và đẩy con người đến gần các rủi ro nguy hiểm

Hầu hết nước từ thiên nhiên là nguồn cung cấp chính cho hoạt đo ̣ng so ́ng của con người nên chúng có chất lượng rất khác nhau và phần lớn bị ô nhiễm từ các hoạt động sinh hoạt, công nghiệp Vì vậy, trước khi đưa vào sử dụng cần phải tiến hành xử lý chúng Trong những năm qua cùng với quá trình phát trie ̉n kinh te ́ – xã ho ̣i, nhu ca ̀u sử dụng nước sạch ngày mo ̣t tăng lên, nha ́t là các đô thị lớn Đe ̉ đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sạch nhie ̀u dự án cải tạo, mở ro ̣ng và xây dựng các nhà máy nước đã và đang được đa ̀u tư với quy mô và công sua ́t khác nhau… Tuy nhiên, bên cạnh các mục tiêu kinh te ́ – xã ho ̣i đạt được, vie ̣c xây dựng và quản lý,

va ̣n hành các nhà máy nước cũng có nhie ̀u to ̀n tại khác nhau khie ́n các nhà quản lý và chuyên môn phải quan tâm Mo ̣t trong so ́ đó là việc kie ̉m soát cha ́t lượng xử lý nước trong các công trình xử lý nước

Ở thành phố Đà Nẵng, nhà máy nước Cầu Đỏ là một trong những thành viên của Xí nghie ̣p sản xua ́t nước - Công ty cấp nước Đà Nẵng, chuyên xử lý và cung cấp các nguồn nước sạch cho thành phố Đà Nẵng

Xuất phát từ những cơ sở lý luận và thực tiễn trên chúng tôi đã chọn đề tài: "Tài nguyên nước và Công nghê ̣ xử lý nước Ca ́p tại nhà máy nước Cầu Đỏ" để thấy có được

nguồn nước sạch sử dụng hằng ngày thì các nguồn nước này được quản lý, xử lý qua những giai đoạn nào và góp phần cải tiến nâng cao dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp cho ăn uống, sinh hoạt cũng như các hoạt động khác tại nhà máy Cầu Đỏ - Đà Nẵng

1.2 Nội dung của đề tài của đề tài

Tìm hiểu về tài nguyên nước

Tìm hiểu về các công nghệ xử lý nước cấp trên thế giới và ở Việt Nam

Tìm hiểu ông nghệ xử lý nước cấp tại nhà máy nước Cầu Đỏ và đánh giá hiệu quả xử lý nước

1.3 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Qua quá trình thực hiện nghiên cứu tại nhà máy nước Cầu Đỏ, chúng tôi đã hiểu rõ được lịch sử phát triển của các hệ thống xử lý và cấp nước, thấy được tầm quan trọng của xử lý nước sạch Hơn nữa được trực tiếp tham gia vào viêc quản lý, vận hành cũng như kiểm tra chất lượng nước tại các dây chuyền công nghệ của nhà máy, tôi đã thu được không ít kỹ năng và kinh nghiệm

Thực hiện đề tài này, tôi hi vọng được áp dụng những kiến thức mình được học trên giảng đường đại học vào việc nâng cao chất lượng hoạt động của nhà máy nước Cầu Đỏ, thông qua đó là nâng cao chất lượng nước sinh hoạt cho người dân thành phố Đà Nẵng

Qua việc kiểm tra chất các mẫu nước thí nghiệm cũng như kiểm soát chất lượng, chúng tôi xác định các thành phần gây ảnh hưởng xấu cho chất lượng nước của nhà máy và từ đó đề ra các biện pháp nâng cao hiệu quả thích hợp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 NƯỚ C CẤP VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA NƯỚC CẤP

1.1.1 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP

1.1.1.1 XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Xử lý nước cấp là quá trình loại bỏ các chất bẩn, các chất hòa tan trong nước bằng dây chuyền công nghệ đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt yêu cầu cấp nước cho sinh hoạt, công nghiệp theo tiêu chuẩn quy định [6]

1.1.1.2 TẦM QUÂN TRỌNG CỦÂ NƯỚC CẤP VÀ XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Nước là nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật, đóng vai trò đặc biệt trong việc điều hoà khí hậu và cho sự sống trên trái đất Vai trò của nước ra ́t quan trọng, nước được dùng cho các hoạt động sống, giao thông va ̣n tải, thuỷ đie ̣n, xử lý rác thải, vui chơi giải trí,…

Nước ta hiện nay nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng do sự phát triển dân số và mức sống ngày càng tăng Tuỳ thuộc vào mức sống của người dân và tuỳ từng vùng mà nhu cầu sử dụng nước là khác nhau, định mức cấp nước cho dân đô thị là 150 lít/người.ngày, cho khu vực nông thôn là 40 – 70 lít/người.ngày Hiện nay, Tổ chức Liên Hợp Quốc đã thống kê có một phần ba các điểm dân cư trên thế giới thiếu nước sạch sinh hoạt Do đó người dân phải dùng các nguồn nước không sạch Điều này dẫn đến ha ̀ng năm có tới 500 triệu người mắc bệnh và

10 triệu người bị chết, 80% các trường hợp mắc bệnh tại các nước đang phát triển có nguyên nhân từ việc dùng các nguồn nước bị ô nhiễm Vấn đề xử lý nước và cung cấp nước sạch, chống ô nhiễm nguồn nước do tác động của nước thải sinh hoạt và sản xuất đang là vấn đề đáng quan tâm đặc biệt

DO TÍNH CHẤT CÓ SẴN VẦ CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC VÀ YÊU CẦU VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP MÀ CẦN THIẾT PHẢI CÓ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THÍCH HỢP ĐẢM BẢO CUNG CẤP NƯỚC CÓ CHẤT LƯỢNG TỐT VÀ ỔN ĐỊNH CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP CHO CÁC NHU CẦU [1]

1.1.2 MỤC ĐÍCH CỦA CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC CA ́P

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

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

CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÂU XỬ LÝ ĐẢM BẢO TIÊU CHUẨN VỆ SINH ĐỐI VỚI CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP CHO ĂN UỐNG SINH HOẠT [6]

1.1.3 CÁC LOẠI NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC

1.1.3.1 NGUỒN NƯỚC MẶT

Nước mặt là nguồn nước được hình thành trên bề mặt trái đất bao gồm: sông suối, ao

hồ, kênh mương… Do có sự kết hợp của các dòng chảy từ nơi cao đến nơi thấp Nước mặt có các đặc trưng: chứa các khí hòa tan (O2, CO2…), có hàm lượng hữu cơ cao, có độ mặn, có sự xuất hiện của các loài thực vật thủy sinh (tảo, vi sinh vật

Do có mặt thoáng tiếp xúc với không khí nên ở nước mặt quá trình tiếp nhân oxy từ không khí vào diễn ra dễ dàng Ở đây có các hiện tượng phân tầng, lớp nước mặt chịu tác động

của gió, nhận ánh sang nên sự pha trộn trong lớp này diễn ra thuận lợi hiện tượng quan hợp mạnh mẽ Còn lớp nước đáy có nồng độ oxy hóa thấp, ánh sáng mặt trời không thể xâm nhập tới, quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ xãy ra trong điều kiện yếm khí độc hại [2]

1.1.3.2 NGUỒN NƯỚC NGẦM

Là mo ̣t dạng nước dưới đa ́t, tích trữ trong các lớp đa ́t đá tra ̀m tích như cát, sạn… trong các khe nứt hay caxtơ dưới be ̀ ma ̣t Trái Đa ́t, có khả năng di chuye ̉n nhanh trong các lớp đa ́t

xo ́p tạo thành dòng chảy nga ̀m theo địa hình

Theo đo ̣ sâu phân bo ́ có the ̉ chia nước nga ̀m thành:

- Nước nga ̀m ta ̀ng ma ̣t: thành pha ̀n và mực nước bie ́n đo ̉i nhie ̀u, phụ thuo ̣c vào trạng thái nước ma ̣t Loại nước này de ̃ bị ô nhie ̃m

- Nước nga ̀m ta ̀ng sâu: thường na ̀m trong lớp đa ́t đá xo ́p được ngăn cách bên trên và bên dưới bởi các lớp không tha ́m nước

Nước nga ̀m ra ́t trong sạch, hàm lượng ca ̣n nhỏ, ít vi trùng Do va ̣y vie ̣c xử lý nguo ̀n nước này ra ́t đơn giản nhưng lại khó khai thác vì thường chứa nhie ̀u mangan, sa ́t hoa ̣c de ̃ bị nhie ̃m

ma ̣n vùng ven bie ̉n [2]

1.1.4 CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ CƠ BẢN

Trong quá trình xử lý nước cấp cần phải áp dụng các biện pháp xử lý sau:

1.1.4.1 XỬ LÝ NƯỚC CẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC

A HỒ CHỨÂ VÀ LẮNG SƠ BỘ

Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô là tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tác động của các điều kiện môi trường, thực hiện các phản ứng oxy hóa do tác dụng của oxy hòa tan trong nước, và làm nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn nước vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước thô bơm cấp cho nhà máy xử lý nước [6]

B SONG CHẮN VÀ LƯỚI CHẮN RÁC

Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụ loại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu quả làm sạch của các công trình xử lý Vật nổi và vật lơ lửng trong nước có thể có kích thước nhỏ như que tăm nổi hoặc nhành cây non khi đi qua máy bơm vào các công trình xử lý có thể bị tán nhỏ hoặc thối rữa làm tăng hàm lượng cặn và độ màu của nước Song chắn rác có cấu tạo gồm các thanh thép tiết diện tròn cỡ 8 hoặc 10 mm, hoặc tiết diện hình chữ nhật kích thước 6 x 50 mm đặt song song với nhau và hàn vào khung thép Khoảng cách giữa các thanh thép từ 40 ÷ 50 mm Vận tốc nước chảy qua song chắn khoảng 0,4 ÷ 0,8 m/s

LƯỚI CHẮN RÁC PHẲNG CÓ CẤU TẠO GỒM MỘT TẤM LƯỚI CĂNG TRÊN KHUNG THÉP TẤM LƯỚI ĐÂN BẰNG CÁC DÂY THÉP ĐƯỜNG KÍNH 1 ÷ 1,5 MM, MẮT LƯỚI 2 X 2 ÷ 5 X 5 MM TRONG MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP, MẶT NGOÀI CỦÂ TẤM LƯỚI ĐẶT THÊM MỘT TẤM LƯỚI NỮÂ CÓ KÍCH THƯỚC MẶT LƯỚI 25 X 25

MM ĐÂN BẰNG DÂY THÉP ĐƯỜNG KÍNH 2 – 3 MM ĐỂ TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦÂ LƯỚI VẬN TỐC NƯỚC CHẢY QUÂ BĂNG LƯỚI LẤY TỪ 0,15 ÷ 0,8 M/S TẤM LƯỚI GỒM NHIỀU TẤM NHỎ NỐI VỚI NHÂU BẰNG BẢN LỀ LƯỚI

ĐƯỢC ĐÂN BẰNG DÂY ĐỒNG HOẶC DÂY THÉP KHÔNG GỈ ĐƯỜNG KÍNH TỪ 0,2 ÷ 0,4 MM MẮT LƯỚI KÍCH THƯỚC TỪ 0,3 X 0,3 MM ĐẾN 0,2 X 0,2 MM CHIỀU RỘNG BĂNG LƯỚI TỪ 2 ÷ 2,5 M VẬN TỐC NƯỚC CHẢY QUÂ BĂNG LƯỚI TỪ 3,5 ÷

10 CM/S [5], [6]

C BỂ LẮNG CÁT

Ở CÁC NGUỒN NƯỚC MẶT CÓ ĐỘ ĐỤC LỚN HƠN HOẶC BẰNG 250 MG/L, SÂU LƯỚI CHẮN, CÁC HẠT CẶN LƠ LỬNG VÔ CƠ, CÓ KÍCH THƯỚC NHỎ, TỶ TRỌNG LỚN HƠN NƯỚC, CỨNG, CÓ KHẢ NĂNG LẮNG NHÂNH ĐƯỢC GIỮ LẠI Ở

BỂ LẮNG CÁT NHIỆM VỤ CỦÂ BỂ LẮNG CÁT LÀ TẠO ĐIỀU KIỆN TỐT ĐỂ LẮNG CÁC HẠT CÁT CÓ KÍCH THƯỚC LỚN HƠN HOẶC BẰNG 0,2 MM VÀ TỶ TRỌNG LỚN HƠN HOẶC BẰNG 2,5, ĐỂ LOẠI TRỪ HIỆN TƯỢNG BÀO MÒN CÁC CƠ CẤU CHUYỂN ĐỘNG CƠ KHÍ VÀ GIẢM LƯỢNG CẶN NẶNG TỤ LẠI TRONG BỂ TẠO BÔNG VÀ BỂ LẮNG [5]

E QUÁ TRÌNH LỌC

Bể lọc được dùng để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước tùy thuộc vào yêu cầu đối với chất lượng nước của các đối tượng dùng nước Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại, làm tăng tổn thất áp lực, tốc độ lọc giảm dần Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc, phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc

Trong các hệ thống xử lý nước công suất lớn không cần sử dụng các thiết bị lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt Vật liệu lọc có thể sử dụng là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi nghiền, thậm chí cả than nâu hoặc than gỗ Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa phương Quá trình lọc xảy ra theo những cơ chế sau:

- Sàng lọc để tách các hạt rắn hoàn toàn bằng nguyên lý cơ học

- Quá trình lắng tạo bông

Chiều cao lớp vật liệu lọc trong thiết bị lọc hở dao động trong khoảng 1- 2 m và trong thiết bị lọc kín từ 0,5 – 1 m [5], [6], [8]

1.1.4.2 XỬ LÝ NƯỚC CẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ

cơ trong quá trình khử mùi và vị của nước Có hai phương pháp làm thoáng:

- Đưa nước vào trong không khí: cho nước phun thành tia hay thành màng mỏng chảy trong không khí ở các dàn làm thoáng tự nhiên, hay cho nước phun thành tia và màng mỏng trong các thùng kín rồi thổi không khí vào thùng như ở các dàn làm thoáng cưỡng bức

- Đưa không khí vào nước: dẫn và phân phối không khí nén thành các bọt nhỏ theo dàn phân phối đặt ở đáy bể chứa nước, các bọt khí nổi lên, nước được làm thoáng [8]

b Clo hóa sơ bộ

Clo hóa sơ bộ là quá trình cho clo vào nước trước bể lắng và bể lọc Clo hóa sơ bộ có tác dụng tăng thời gian khử trùng khi nguồn nước nhiễm bẩn nặng, oxy hóa sắt hòa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo thành các kết tủa tương ứng, oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu, ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu, phá hủy tế bào của các vi sinh vật, nguyên nhân tạo ra lớp nhầy nhớt trên mặt bể lọc [6]

C QUÁ TRÌNH KEO TỤ VÀ PHẢN ỨNG TẠO BÔNG CẶN

Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1 đến 10m Các hạt này không nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách loại Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt Lực này có thể dẫn đến sự dính kết giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm

Những chất keo tụ thường dùng nhất là các muối sắt và muối nhôm như: Al2(SO4)3,

Al2(SO4)2.18H2O, NaAlO2, Fe2(SO4)2.3H2O, Fe2(SO4)2.7H2O…

Chất trợ keo tụ: để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợ keo tụ Việc sử dụng chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ, giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của bông keo [6]

d Khử trùng nước

Khử trùng nước là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nước ăn uống Trong nước thiên nhiên chứa rất nhiều vi sinh vật và khử trùng Sau các quá trình xử lý cơ học, nhất là nước sau khi qua bể lọc, phần lớn các vi trùng đã bị giữ lại Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nước Hiện nay có nhiều biện pháp khử trùng có hiệu quả

như: khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh, các tia vật lý, siêu âm, phương pháp nhiệt, ion kim loại nặng,…

Có thể dung các tác nhân sau để khử trùng:

- Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của Clo: Clo là một chất oxy hóa mạnh ở bất cứ dạng nào Khi Clo tác dụng với nước tạo thành 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 vật và gây phản ứng với men bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt

- Dùng ozone để khử trùng: ozone là một chất khí có màu ánh tím ít hòa tan trong nước

và rất độc hại đối với con người Ơ trong nước, ozone phân hủy rất nhanh thành oxy phân tử

và nguyên tử Ozone có tính hoạt hóa mạnh hơn Clo, nên khả năng diệt trùng mạnh hơn Clo rất nhiều lần Thời gian tiếp xúc rất ngắn do đó diện tích bề mặt bị giảm, không gây mùi vị khó chịu trong nước kể cả khi trong nước có chứa phenol

- Khử trùng bằng tia cực tím (UV): tia cực tím là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng

4 – 400nm, có tác dụng diệt trùng rất mạnh Dùng các đèn bức xạ tử ngoại, đặt trong dòng chảy của nước Các tia cực tím phát ra sẽ tác dụng lên các phân tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc và mất khả năng trao đổi chất, vì thể chúng sẽ bị tiêu diệt Hiệu quả khử trùng chỉ đạt được triệt để khi trong nước không có các chất hữu cơ và cặn lơ lửng Sát trùng bằng tia cực tím không làm thay đổi mùi, vị của nước

- Khử trùng bằng ion bạc: ion bạc có thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là: nếu trong nước có độ màu cao, có chất hữu cơ, có nhiều loại muối,… thì ion bạc không phát huy được khả năng diệt trùng [2], [6]

E QUÁ TRÌNH XỬ LÝ ỔN ĐỊNH NƯỚC

Mục đích của quá trình xử lý ổn định nước là giữ cho nước luôn ở môi trường trung tính nhằm ngăn ngừa hiện tượng giảm chất lượng nước trong quá trình vận chuyển, đồng thời ngăn ngừa quá trình xâm thực hoặc lắng cặn CaCO3 trong hệ thống đường ống cung cấp, phân phối nước Nhiệm vụ của quá trình xử lý ổn định nước là loại trừ khả năng xâm thực của CO2hoạt tính có trong nước, điều chỉnh độ pH của nước [6]

F QUÁ TRÌNH LÀM MỀM NƯỚC

Độ cứng của nước chủ yếu là do sự có mặt của các ion Ca2+ và Mg2+ Hai thành phần trên không gây độc cho sức khỏe nhưng gây hại cho thiết bị như đóng cặn trong ống dẫn nước, ảnh hưởng đến chất lượng nước Để khử độ cứng của nước, người ta dựa trên hai phương pháp sau:

Khử cứng theo phương pháp kết tủa: phương pháp này loại trừ Ca2+ và Mg2+ ra khỏi nước dựa trên cơ sở tan thấp của CaCO3, MgCO3 và Mg(OH)2 và có thể tách chúng ra bằng biện pháp lắng, lọc Đây là phương pháp thường được sử dụng trong xử lý nước cấp Trên cơ sở đó người ta có các phương pháp làm mềm nước như:

- Làm mềm nước bằng phương pháp nhiệt

- Làm mềm nước bằng phương pháp hóa học (làm mềm bằng vôi, vôi kết hợp với soda, làm mềm bằng trinatriphotphat)

Khử cứng theo phương pháp trao đổi ion: khử cứng theo phương pháp trao đổi ion là biện pháp làm mềm nước dựa trên cơ sở trao đổi ion Nước được cho chảy qua cột trao và ở

đó ion Ca2+ và Mg2+ được giữ lại trên cột lọc

Ngoài các phương pháp xử lý trên, khi chất lượng nước cấp được yêu cầu cao hơn nên trong xử lý nước cấp còn sử dụng phương pháp khử mùi và vị bằng làm thoáng, chất oxy hóa mạnh, than hoạt tính Khi nước có chứa các chất gây màu và mùi trong nước, đặc biệt là chất gây mùi trong nước thì biện pháp xử lý hiệu quả nhất là dung than hoạt tính để hấp thụ các chất gây màu và mùi trong nước Than hoạt tình thường dùng để xử lý các chất hữa cơ hòa tan

và các chất vi ô nhiễm trong nước Than hoạt tính có bề mặt hoạt tính rất lớn nên khả năng hấp thụ những phần tử gây màu và mùi trong nước rất cao Than hoạt tính có cấu trúc ngẫu nhiên, có độ xốp cao với các lỗ sắp xếp theo đường Sự hấp dẫn các phân tử trong lỗ tạo ra lực hấp phụ Lực hấp phụ này làm cho những phân tử lớn và nhỏ của chất ô nhiễm hòa tan tập hợp lại và lắng lại trong lỗ

Trong 3 biện pháp xử lý nước nêu trên thì biện pháp cơ học là xử lý nước cơ bản nhất

Có thể dùng biện pháp cơ học để xử lý nước độc lập hoặc kết hợp các biện pháp hóa học và lý học để rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả xử lý [5]

1.1.5 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CA ́P

1.1.5.1 CÁC CHỈ TIÊU LÝ HỌC

Nhiệt độ ảnh hưởng đến độ pH, đến các quá trình hóa học và sinh hóa xảy ra trong nước Nhiệt độ phụ thuộc rất nhiều vào môi trường xung quanh, vào thời gian trong ngày, vào mùa trong năm… [5]

B ĐỘ MÀU

Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo nên: Các hợp chất sắt, mangan không hòa tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất mùn humic gây ra màu vàng, còn các loại thủy sinh tạo cho nước màu xanh lá cây Nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải sinh hoạt hay công nghiệp thường có màu xanh hoặc đen Nước nguyên chất không có màu Màu sắc mang tính chất cảm quan và gây nên ấn tượng tâm lý cho người sử dụng Đơn vị đo độ màu thường dùng là độ theo thang màu platin – coban [9]

C ĐỘ ĐỤC

Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước thấy được (gọi là độ trong) mà ở độ sâu đó người ta vẫn đọc được hàng chữ tiêu chuẩn Độ đục càng thấp chiều sâu của lớp nước còn thấy được càng lớn Nước được gọi là trong khi mức độ nhìn sâu lớn hơn 1m (hay độ đục nhỏ hơn 10 NTU) Đơn vị đo độ đục là NTU Nước mặt thường có độ đục 20 - 100 NTU, mùa lũ có khi cao đến 500 - 600 NTU Nước dùng để ăn uống thường có độ đục không vượt quá 5 NTU [9]

D MÙI VỊ

Mùi trong nước thường do các hợp chất hóa học, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hay các sản phẩm từ các quá trình phân hủy vật chất gây nên Nước thiên nhiên có thể có mùi tanh hay hôi thối, mùi đất Nước sau khi khử trùng với các hợp chất clo có thể bị nhiễm mùi clo hay clophenol [13]

E ĐỘ DẪN ĐIỆN

Nước tinh khiết có tính dẫn điện kém Nước tinh khiết ở 20oC có độ dẫn điện là 4,2µS/m Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất khoáng hòa tan trong nước, và

dao động theo nhiệt độ Thông số này thường được dùng để đánh giá tổng hàm lượng chất khoáng hòa tan trong nước [9]

F HÀM LƯỢNG CÁC CHẤT RẮN

Các chất rắn có trong nước bao gồm các chất vô cơ là dạng các muối hòa tan như đất đá

ở dạng huyền phù lơ lửng; các chất hữu cơ như xác các vi sinh vật, tảo, động thực vật phù du…, các chất hữu cơ tổng hợp như phân bón, các chất thải công nghiệp Hàm lượng chất rắn trong nước được đánh giá thông qua các đại lượng:

- Tổng chất rắn (TS) được xác định bằng trọng lượng khô phần còn lại sau khi cho bay hơi 1l mẫu nước trên bếp cách thủy rồi sấy khô ở 103-1050C cho đến khi trọng lượng không đổi Đơn vị tính bằng mg hoặc g/l

- Chất rắn lơ lửng (SS) được xác định bằng trọng lượng khô của chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh, khi lọc 1l mẫu nước qua phễu lọc Gooch rồi sấy khô ở 103-1050C tới khi trọng lượng không đổi Đơn vị tính bằng mg hoặc g/l

- Chất rắn hòa tan (DS) được xác định bằng hiệu số của tổng hàm lượng chất rắn và hàm lượng chất rắn lơ lửng Đơn vị tính bằng mg hoặc g/l [4]

- Nước

me ̀m : đo ̣ cứng < 50 mg CaCO3

- Nước cứng vừa : đo ̣ cứng < 150 mg CaCO3

- Nước

ra ́t cứng : đo ̣ cứng > 300 mg CaCO3

b Độ pH của nước

pH có định nghĩa về mặt toán học : pH = -log[H+] pH là một chỉ tiêu cần được xác định

để đánh giá chất lượng nguồn nước Sự thay đổi pH dẫn tới sự thay đổi thành phần hóa học của nước (sự kết tủa, sự hòa tan, cân bằng carbonat…), các quá trình sinh học trong nước Giá trị pH của nguồn nước góp phần quyết định phương pháp xử lý nước pH được xác định bằng máy đo pH hoặc bằng phương pháp gia ́y pH [13]

C HÀM LƯỢNG OXY HÒA TAN (DO)

Hàm lượng oxigen hòa tan là một chỉ số đánh giá “tình trạng sức khỏe” của nguồn nước Hàm lượng DO trong nước phụ thuộc nhiều yếu tố như áp suất, nhiệt độ, thành phần hóa học của nguồn nước, số lượng vi sinh, thủy sinh vật… Nếu trong nước hàm lượng DO cao, các quá trình phân hủy các chất hữu cơ sẽ xảy ra theo hướng hiếu khí, còn nếu hàm lượng DO thấp, thậm chí không còn thì quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước sẽ xảy ra theo hướng yếm khí [9]

D NHU CẦU OXI HÓÂ HÓÂ HỌC (COD) VẦ NHU CÂ ̀ U OXI HOẤ SINH HOẤ (BOD)

COD là lượng oxi cần thiết để oxi hóa hết các hợp chất hữu cơ có trong nước thành CO2

và H2O bằng các chất oxi hoá mạnh K2Cr2O7 hoặc KMnO4 COD biểu thị lượng chất hữu cơ có thể oxy hoá bằng hoá học Trong thực tế COD được dùng để đặc trưng cho mức độ các chất hữu cơ trong nước ô nhiễm (kể cả chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học và khó phân huỷ sinh học [9]

BOD là lượng oxi hoá sinh hóa, là lượng oxi ca ̀n thie ́t đe ̉ sinh va ̣t tiêu thụ trong quá trình oxi hoá các cha ́t hữu cơ trong nước Đơn vị tính theo mg/l Chỉ so ́ BOD là thông so ́ quan trọng đe ̉ đánh giá mức đo ̣ ô nhie ̃m của nước do cha ́t hữu cơ có the ̉ bị sinh va ̣t phân huỷ trong đie ̀u kie ̣n kị hie ́u khí Chỉ so ́ BOD càng cao chứng tỏ lượng cha ́t hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học trong nước càng lớn [9]

E ĐỘ KIỀM VẦ ĐO ̣ AXIT CỦÂ NƯỚC

Độ axit là hàm lượng của các chất có trong nước tham gia phản ứng với các bazơ mạnh NaOH, KOH Độ axit của nước được xác định bằng lượng bazơ được dùng để trung hòa mẫu nước đó Đo ̣ axit trong tự nhiên là do CO2 hoa ̣c các axit tự nhiên gây ra CO2 có the ̉ có trong nước do các quá trình phân huỷ chất hữu cơ hoa ̣c do ha ́p thụ từ không khí Các cha ́t mùn và axit hữu cơ ne ́u có trong nước cũng tạo nên mo ̣t pha ̀n axit của nguo ̀n nước Trong ta ́t cả các trường hợp đó thì đo ̣ pH tự nhiên thường không nhỏ hơn 4,5 [4]

Độ bazơ là hàm lượng của các chất trong nước phản ứng với axit mạnh HCl Đối với nước thiên nhiên, độ bazơ phụ thuộc vào hàm lượng các muối hidrocacbonat của kim loại kiềm và kiềm thổ, trong trường hợp này pH của nước thường không vượt quá giá trị 8,3 và độ bazơ chung thực tế trùng với độ cứng cacbonat và tương ứng với hàm lượng của ion hidrocacbonat Độ bazơ của nước được xác định bằng lượng axit được dùng để trung hòa mẫu nước đó [4]

F HÀM LƯỢNG CLORUA (CL) - VẦ SUNPHAT (SO 42- )

Clo tồn tại trong nước dưới dạng Cl- Nói chung ở mức nồng độ cho phép thì các hợp chất clorua không gây độc hại, nhưng với hàm lượng lớn hơn 250 mg/lít làm cho nước có vị mặn Là mo ̣t trong những chỉ tiêu đe ̉ đánh giá đo ̣ nhie ̃m ba ̉n của nước [9]

Ion SO42- có trong nước do khoáng chất hoặc có nguồn gốc hữu cơ Với hàm lượng lớn hơn 250 mg/l gây tổn hại cho sức khỏa con người Ở điều kiện yếm khí, SO42- phản ứng với chất hữu cơ tạo thành khí H2S có độc tính cao [9]

G HẦ M LƯỢNG PHOTPHAT (PO 43- )

Photpho có the ̉ to ̀n tại trong nước dưới dạng H2PO4-, H2PO42-, PO43-, các polymephotphat như Na3(PO3)6 và photpho hữu cơ Đây là mo ̣t trong những nguo ̀n dinh dưỡng cho các thực

va ̣t dưới nước gây ô nhie ̃m và góp pha ̀n thúc đa ̉y hie ̣n tượng phú dưỡng ở các ho ̀ [9]

H HẦ M LƯỢNG NITRAT (NO 3- ) VẦ AMONI (NH 4+ )

Hàm lượng nitrat trong nước cao làm cho rong tảo de ̃ phát trie ̉n, ảnh hưởng xa ́u đe ́n cha ́t lượng nước Bản thân nitrat không đo ̣c nhưng khi vào cơ the ̉ trong đie ̀u kie ̣n thích hợp, ở

he ̣ tiêu hoá nó bị chuye ̉n thành nitrit ke ́t hợp với ho ̀ng ca ̀u tạo thành cha ́t không the ̉ va ̣n chuye ̉n oxy gây thie ́u máu, xanh xao Theo To ̉ chức Y te ́ The ́ giới (WHO), hàm lượng nitrat có trong nước uo ́ng không quá 10mg/l [9]

Amoni không đo ̣c, nhưng nó to ̀n tại trong nước sẽ chuye ̉n thành NO2- cùng với NO3- và

PO43- là nguyên nhân gây phú dưỡng nguồn nước Trong môi trường nước, ion NH4+ có no ̀ng

đo ̣ cho phép là 3mg/l [9]

I HÀM LƯỢNG SẮT (FE) VẦ MANGAN (MN)

Sắt chỉ tồn tại dạng hòa tan trong nước ngầm dưới dạng muối Fe2+ của HCO3-, SO42-, Cl

-…, còn trong nước bề mặt, Fe2+ nhanh chóng bị oxy hóa thành Fe3+ và bị kết tủa dưới dạng Fe(OH)3

2Fe(HCO3)2 + 0,5 O2 + H2O = 2Fe(OH)3 + 4CO2Nước thiên nhiên thường chứa hàm lượng sắt lên đến 30 mg/lít Với hàm lượng sắt lớn hơn 0,5 mg/lít nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt… Các cặn kết tủa của sắt

có thể gây tắc nghẽn đường ống dẫn nước Trong quá trình xử lý nước, sắt được loại bằng phương pháp thông khí và keo tụ [13]

Mangan thường được gặp trong nước ngầm ở dạng Mangan(II), nhưng với hàm lượng nhỏ hơn sắt rất nhiều Tuy vậy với hàm lượng mangan > 0,05 mg/l đã gây ra các tác hại cho việc sử dụng và vận chuyển nước như sắt Công nghệ khử mangan thường được kết hợp với khử sắt trong nước [13]

1.1.5.3 CÁC CHỈ TIÊU VI SINH

Trong nước thiên nhiên có nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng, rong tảo và các loài thủy sinh khác Tùy theo tính chất, các loại vi sinh trong nước có thể vô hại hoặc có hại Nhóm có hại bao gồm các loại vi trùng gây bệnh, các loài rong rêu, tảo…Nhóm này cần phải loại bỏ khỏi nước trước khi sử dụng Các vi trùng gây bệnh như lỵ, thương hàn, dịch tả…thường khó xác định chủng loại Trong thực tế hóa nước thường xác định chỉ số vi trùng đặc trưng Trong chất thải của người và động vật luôn có loại vi khuẩn Coliforms và E Coli sinh sống và phát triển

Sự có mặt của Coliforrms và E Coli trong nước chứng tỏ chứng tỏ nguồn nước đã bị ô nhiễm bởi phân rác, chất thải của người và động vật và như vậy cũng có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác

Số lượng Coliforms và E Coli nhiều hay ít tùy thuộc mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước Đặc tính của khuẩn Coliforms và E Coli là khả năng tồn tại cao hơn các loại vi khuẩn, vi trùng gây bệnh khác nên nếu sau khi xử lý nước, nếu trong nước không còn phát hiện thấy Coliforms và E Coli thì điều đó chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết Chỉ số Coliforms cho biết số lượng các vi khuẩn gây bệnh đường ruột trong một mẫu nước Chỉ số E Coli là số lượng vi khuẩn E.Coli có trong 1 lít nước TCVN qui định chỉ số Coliforms của nước ăn uống, sinh hoạt là 50MPN/100ml, E Coli nhỏ hơn 20CFU/100ml [13]

1.1.6 TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CA ́P

Khi nói

về chất lượng nước dùng cho các mục đích khác nhau, người ta thường dùng thuật ngữ chỉ

tiêu chất lượng nước Các chỉ tiêu như vậy được nghiên cứu cho từng vùng, từng mục đích sử dụng khác nhau và tiêu chuẩn hóa thành tiêu chuẩn chất lượng nước môi trường

Mỗi quốc gia đều đưa ra các tiêu chuẩn chất lượng nước của riêng mình dựa trên cơ sở chất lượng nước của các lưu vực nước tự nhiên, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, tiêu chuẩn đảm bảo sức khỏe chon người và sinh vật… Sau đây là các Quy chuẩn quốc gia Việt Nam về chất lượng nước sử dụng tại nhà máy nước Ca ̀u Đỏ [3]:

1 QCVN 08:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt;

2 QCVN 01:2009/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uo ́ng;

3 QCVN 02:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt;

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

1.2.1 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP TRÊN THẾ GIỚI

Theo lịch sử ghi nhận hệ thống cấp nước đô thị xuất hiện sớm nhất tại La Mã vào năm

800 TCN Điển hình là công trình dẫn nước vào thành phố bằng kênh tự chảy, trong thành phố nước được đưa đến các bể tập trung, từ đó theo đường ống dẫn nước đến các nhà quyền quí

và bể chứa công cộng cho người dân sử dụng Khoảng 300 năm TCN đã biết khai thác nước ngầm bằng cách đào giếng Người Babilon có phương pháp nâng nước lên độ cao khá lớn bằng ròng rọc, guồng nước

Thế kỷ thứ XIII, các thành phố ở châu Âu đã có hệ thống cấp nước Thời đó chưa có các loại hóa chất phục vụ cho việc keo tụ xử lý nước mặt, người ta phải xây dựng các bể lắng có kích thước rất lớn (gần như lắng tĩnh) mới lắng được các hạt cặn bé Do đó công trình xử lý rất cồng kềnh, chiếm diện tích và kinh phí xây dựng lớn

Năm 1600 việc dùng phèn nhôm để keo tụ nước được các nhà truyền giáo Tây Ban Nha phổ biến tại Trung Quốc Năm 1800 các thành phố ở châu Âu, châu Mỹ đã có hệ thống cấp nước khá đầy đủ thành phần như công trình thu, trạm xử lý, mạng lưới… Năm 1810 hệ thống lọc nước cho thành phố được xây dựng tại Paisay- Scotlen Năm 1908 việc khử trùng nước uống với qui mô lớn tại Niagara Falls, phía Tây Nam New York

Thế kỷ XX kỹ thuật cấp nước ngày càng đạt tới tình độ cao và còn tiếp tục phát triển, các loại thiết bị cấp nước ngày càng đa dạng phong phú và hoàn thiện Thiết bị dùng nước trong nhà luôn được cải tiến để phù hợp và thuận tiện cho người sử dụng Kỹ thuật điện tử và tự động hóa cũng được sử dụng rộng rãi trong cấp thoát nước Có thể nói kỹ thuật cấp nước đã đạt đến trình độ rất cao về công nghệ xử lý, máy móc trang bị thiết bị và hệ thống cơ giới hóa,

tự động hóa trong vận hành, quản lý [11]

1.2.2 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP Ở VIỆT NAM

Ở Việt Nam, hệ thống cấp nước đô thị được bắt đầu bằng khoan giếng mạch nông tại Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh Vào năm 1894, nhiều đô thị khác như Hải Phòng, Đà Nẵng… hệ thống cấp nước đã xuất hiện, khai thác cả nước ngầm và nước mặt Hiện nay hầu hết các khu

đô thị đã có hệ thống cấp nước Nhiều trạm cấp nước đã áp dụng công nghệ tiên tiến của các nước phát triển như Pháp, Phần Lan, Australia…Những trạm cấp nước cho các thành phố lớn

đã áp dụng công nghệ tiên tiến và tự động hóa Hiện nay nhà nước đang quan tâm đến vấn đề

cấp nước cho nông thôn, đòi hỏi các chuyên gia trong lĩnh vực cấp nước cần phải đóng góp sức mình và sáng tạo nhiều hơn để đáp ứng yêu cầu thực tế

1.2.2.1 CÔNG NGHỆ ĐÂNG ÁP DỤNG

Hiện nay ở đô thị sử dụng nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm Ngoài ra, một số hộ vùng ven đô và nông thôn có sử dụng cả nước mưa Trong toàn quốc, tỷ lệ sử dụng nguồn nước mặt khoảng 60%, nước ngầm khoảng 40% Ở các thành phố lớn, các nhà máy nước (NMN) có công suất khoảng từ vài chục ngàn m3/ngày.đêm tới vài trăm ngàn m3/ngày.đêm Tiêu biểu như: NMN Thủ Đức (TP HCM) có tổng công suất 1.200.000 m3/ngày.đêm, các NMN

xử lý nước ngầm ở Hà Nội có công suất từ 30.000 - 60.000 m3/ngày.đêm (thường chia thành đơn nguyên 30.000 m3/ngày.đêm, xây dựng thành từng đợt, NMN Sông Đà 600.000

m3/ngày.đêm, giai đoạn 1 đã xây dựng 1 đơn nguyên 300.000 m3/ngày.đêm đã hoạt động) Tại các thành phố, thị xã trực thuộc tỉnh, các nhà máy nước có công suất phổ biến từ 10.000 m3/ngày.đêm tới 30.000 m3/ngày.đêm Các trạm cấp nước của các thị trấn thường có công suất từ 1000 m3/ngày.đêm tới 5.000 m3/ngày.đêm, phổ biến nhất là xung quanh 2.000

Clo khử trùng

Nước nguồn Cấp nước

HÌNH 1.2 SƠ ĐỒ XỬ LÝ NƯỚC BẰNG LỌC CHẬM

Bể lọc chậm Bể tiếp xúc khử trùng

Nước nguồn Clo khử trùng

Bơm tự chảy cấp nước

Bể chứa tiếp xúc để khử trùng

C LỌC TRỰC TIẾP

Clo khử trùng Clo khử trùng

Nước nguo ̀n Ca ́p nước

Xả cuo ́i

Hình 1.4 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước truyền thống

e Xử lý nước có màu, mùi, vị

Cha ́t trợ keo tụ Clo khử trùng

clo ozon

Nước nguo ̀n Xả ca ̣n ra ho ̀ chứa Cấp nước

Hình 1.5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước có màu, mùi, vị

f Xử lý nước ngầm chủ yếu là khử sắt (hoặc khử mangan)

Clo khử trùng

Nước Ca ́p nước

nguo ̀n

Hình 1.6 Xử lý nước ngầm chủ yếu là khử sắt (hoặc khử mangan)

1.2.2.3 CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG TRẠM XỬ LÝ ĐÂ DẠNG

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

Trộn Keo tụ tạo bông cặn Lắng Lọc Tiếp khử trùng xúc

Lắng nước rửa lọc

Lọc qua than hoạt tính

Bể trộn Bể tiếp xúc lọc Lắng nước rửa lọc

Bể tiếp xúc khử trùng

Các công trình lắng: bể lắng đứng (cho trạm công suất nhỏ) bể lắng ngang thu nước cuối

bể, thu nước bề mặt được sử dụng khá rộng rãi ở các dự án thành phố, thị xã, bể lắng ngang lamen được sử dụng tại 6 tỉnh miền núi phía Bắc: Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ, Hoà Bình, Hưng Yên và sân bay Đà Nẵng Loại bể đang được phổ biến ở một số địa phương khác như bể lắng Pulsator được dùng ở Nam Định, Cần Thơ và bể lắng ly tâm là 2 loại bể lắng ít được sử dụng Các công trình lọc: bể lọc nhanh trọng lực (lọc hở với vật liệu lọc là cát) được dùng rộng rãi, được dùng khá nhiều ở các dự án cấp tỉnh, thành phố

Khử trùng: phổ biến dùng clo lỏng, một số trạm nhỏ dùng nước javen hoặc ôzôn

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

Các công trình làm thoáng: Phổ biến dùng tháp làm thoáng tự nhiên (dàn mưa), một số

ít dùng thùng quạt gió (làm thoáng cưỡng bức), một số trạm khác dùng tháp làm thoáng tải trọng cao theo nguyên lý làm việc của Ejector Chất lượng nước sau xử lý hầu hết đạt tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn của tổ chức y tế thế giới Một số nhà máy còn một vài chỉ tiêu chưa đạt như mangan, amôni, arsenic [7]

1.2.2.4 CẤP NƯỚC NÔNG THÔN - CÁC LOẠI MÔ HÌNH CẤP NƯỚC SINH HOẠT NÔNG THÔN

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

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

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

và hệ thống bơm dẫn nước phục vụ cho các thị trấn, thị tứ, các cụm dân cư sống tập trung của xã… [7]

1.3 NHÀ MÁY NƯỚC CẦU ĐỎ - THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

1.3.1 VỊ TRÍ NHÀ MÁY

Nhà máy nước Cầu Đỏ nằm trên trục đường quốc lộ IA bên cạnh Cầu Đỏ và sông Cẩm Lệ, THUỘC PHƯỜNG HÒA THỌ TÂY, QUẬN CẨM LỆ, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Nhà máy nước Cầu Đỏ là một trong những thành viên của Xí nghie ̣p sản xua ́t nước sạch - Công ty Cấp nước MTV Đà Nẵng Nhà máy hoạt động với mục đích cung cấp nước sạch cho ăn uống, sinh hoạt, công nghiệp của thành phố Đà Nẵng

Từ Ca ̀u Đỏ ngược lên thượng nguo ̀n, đe ́n cho ̃ hợp lưu của sông Yên và sông Tuý Loan ở xã Hoà Tie ́n, huye ̣n Hoà Vang, gọi là sông Ca ̀u Đỏ Dòng sông chảy qua Ca ̀u Đỏ từ ngã ba sông hợp lưu ve ̀ Ca ̀u Đỏ theo hướng tây-đông, qua địa pha ̣n của xã Hoà Tie ́n, Hoà Châu, huye ̣n Hoà Vang và phường Hoà Thọ Tây, qua ̣n Ca ̉m Le ̣.gần sông Cầu Đỏ

- Phía Đông giáp: Quốc lộ IA

- Phía Tây giáp: Thôn phong bắc, phường Hòa Thọ Tây

- Phía Nam giáp: Sông Cẩm Lệ

- Phía Bắc giáp: Thôn Phong Lệ, phường Hòa Thọ Đông

(Nguồn: Nhà máy nước Cầu Đỏ)

Hình 1.7 Các công trình ở nhà máy nước Cầu Đỏ

1.3.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

Từ năm 1967, nguồn nước mặt tại sông Ca ̀u Đỏ được khai thác xử lý cung cấp cho thành phố qua việc xây dựng các Trạm cấp nước Cầu Đỏ (năm 1967) Trong giai đoạn này, hệ thống đường ống cấp nước cũng được phát triển thêm Trạm cấp nước Cầu Đỏ phục vụ cho nhu cầu tiêu thụ nước của người dân trong khu vực nội Đơn vị quản lý hệ thống cấp nước Đà Nẵng lúc bấy giờ là Thủy cục Đà Nẵng

Năm 1979, trước yêu cầu phát triển người dân thành phố cần có nước máy sử dụng, Ban lãnh đạo Nhà máy nước Đà Nẵng lúc đó đã tập trung váo công tác củng cố cơ sở vật chất

kỹ thuật, cải tạo, mở rộng nâng công suất Trạm cấp nước Cầu Đỏ lên 12.000m3/ngày

Năm 1985, để đáp ứng yêu cầu phát triển của thành phố, UBND tỉnh Quảng Nam - Đà Nẵng lúc bấy giờ đã thành lập Công ty Cấp nước Quảng Nam - Đà Nẵng (QNĐN) trên cơ sở Nhà máy nước Đà Nẵng được bổ sung nhiệm vụ và nâng cấp cải tạo nhà máy nước Cầu Đỏ nâng công suất lên 50.000 m3/ngày.đêm Cùng thời điểm đó nhà máy được cải tạo và xây dựng thêm một bể lắng ngang và 8 bể lọc nhanh đồng thời tăng thêm các máy bơm có công suất 250 kw/h để phục vụ nhu cầu cấp nước trong thời điểm thành phố Đà Nẵng phát triển Đến năm 2000 nhà máy nước Cầu Đỏ mở rộng nâng cấp một dự án xây dựng mới một

hệ thống xử lý nước có công suất 120.000 m3/ngày.đêm

Năm 2011 nhà máy nước Cầu Đỏ đã nâng to ̉ng công suất lên 180.000 m3/ngày.đêm [10]

1.3.3 TÍNH CHẤT CỦA NGUỒN NƯỚC SÔNG CẦU ĐỎ

Nguồn nước được lấy từ nguồn nước mặt sông Cầu Đỏ, độ đục của nguồn nước thay đổi theo mùa: tương đối ổn định vào mùa khô; rất biến động vào mùa mưa (thời gian có mưa nhiều trong năm thường kéo dài từ khoảng tháng 8 đến khoảng tháng 11)

Sông Cầu Đỏ nằm ở hạ lưu của sông Yên và nằm trong hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn chảy qua địa bàn tỉnh Quảng Nam - Đà Nẵng nên chịu ảnh hưởng lớn của các công trình thủy điện, đồng thời còn chịu ảnh hưởng lên xuống của thủy triều Chính vì thế, hàng năm tại cửa thu Nhà máy nước Cầu Đỏ thường xuyên bị xâm nhập mặn vào mùa khô hạn trong khoảng thời gian tháng 7 và tháng 8, gần đây là các mùa nắng hạn trong năm từ tháng 3 Lúc này nước được lấy từ đập An Trạch cách điểm lấy nước ở Cầu Đỏ 8km nên chất lượng nước cấp cho nhà máy nước Cầu Đỏ tương đối tốt Tuy nhiên, chất lượng nước sông Cẩm lệ bị ảnh hưởng nhiều vào mùa mưa lũ, khai thác cát Đặc biệt nồng độ cặn, tạp chất lơ lửng, các chất hữa cơ và vô cơ hòa tan sẽ tăng cao (độ đục cao nhất được ghi nhận cho đến thời điểm này là >2000 NTU), độ cứng giảm thấp, đặc biệt là xâm nhập mặn gia tăng (độ mặn cao nhất cho đến nay là 6.279,5 mg/l vào năm 2005)

Đặc biệt hiện nay, phía trên NMN Cầu Đỏ khoảng 2km đã có Khu Công nghiệp đang hoạt động, tuy ghi nhận cho đến thời điểm này là chưa có sự hiện diện của các kim loại nặng trong nguồn nước mặt nhưng cần phải theo dõi chặt chẽ hàm lượng các độc tố, các kim loại nặng do nước thải của khu công nghiệp này thải ra

Bản chất của một nguồn nước mặt là nguyên nhân của việc chất lượng nước không ổn định giữa các mùa trong năm Vì vậy, việc lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý đòi hỏi phải có

sự linh hoạt trong khi vận hành để giảm chi phí sản xuất nước mà vẫn đáp ứng nhu cầu về chất lượng

Các thông số chỉ tiêu chất lượng nước trong thiết kế dựa trên mẫu phân tích chất lượng nguồn nước sông Cẩm Lệ Tuy nhiên, do sự không ổn định về chất lượng nước giữa các mùa trong năm nên có thể điều chỉnh một số thông số cho phù hợp [12]