Nghiên cứu xử lý nước cấp bằng công nghệ pac (powdered activated carbon) kết hợp lọc màng

  • Số trang: 73 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 53 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC - MÔI TRƯỜNG ----- ----- BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC CẤP BẰNG CÔNG NGHỆ PAC KẾT HỢP LỌC MÀNG NGUYỄN TIẾN VĂN NGÔ THỊ HỒNG VÂN BIÊN HÒA, THÁNG 12/2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC - MÔI TRƯỜNG ----- ----- BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC CẤP BẰNG CÔNG NGHỆ PAC KẾT HỢP LỌC MÀNG Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tiến Văn Ngô Thị Hồng Vân Giáo viên hướng dẫn: ThS. Lê Phú Đông BIÊN HÒA, THÁNG 12/2013 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại Học Lạc Hồng tới nay chúng em đã hoàn thành chương trình đào tạo đại học và hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học. Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:  Ban giám hiệu Trường Đại Học Lạc Hồng, khoa Công Nghệ Sinh Học - Môi Trường cùng toàn thể các thầy cô giáo.  Các thầy cô phòng thí nghiện Trường Đại Học Lạc Hồng khoa Công Nghệ Sinh Học - Môi Trường  Đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy Th.s Lê Phú Đông, người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình để chúng em hoàn thành đề tài này.  Cuối cùng, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn đến cha mẹ cùng toàn thể bạn bè đã giúp đỡ động viên chúng em trong suốt thời gian học tập và thực hiện công tác tốt nghiệp.  Chúng em xin chúc các thầy, cô, các anh, chị và toàn thể bạn bè sức khỏe dồi dào, đạt nhiều thành công trong công việc, học tập và nghiên cứu. Biên hòa, tháng 12 năm 2013 Nguyễn Tiến Văn Ngô Thị Hồng Vân MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC BIỂU ĐỒ DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề .................................................................................................................... 1 2. Mục tiêu của đề tài ...................................................................................................... 1 3. Nội dung nghiên cứu của đề tài ................................................................................... 1 4. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu................................................................................ 2 4.1. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................. 2 4.2. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................... 2 5. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 2 6. Ý nghĩa của đề tài ........................................................................................................ 2 6.1. Ý nghĩa khoa học ...................................................................................................... 2 6.2. Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................................... 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ......................................................................................... 4 1.1. Tổng quan về nguồn nước mặt ................................................................................. 4 1.1.1. Điều kiện tự nhiên nước sông Đồng Nai ............................................................... 4 1.1.1.1. Chế độ mưa ........................................................................................................ 4 1.1.1.2. Đặc điểm thảm phủ thực vật tự nhiên ................................................................ 4 1.1.1.3. Đặc điểm về chế độ thủy văn và thủy lực .......................................................... 4 1.1.2. Các nguồn gây ô nhiễm ......................................................................................... 5 1.1.2.1. Nước thải sinh hoạt ............................................................................................ 5 1.1.2.2. Nước thải đô thị .................................................................................................. 5 1.1.2.3. Nước thải công nghiệp ....................................................................................... 5 1.1.2.4. Nước chảy tràn ................................................................................................... 5 1.1.2.5. Nước sông bị ô nhiễm do các yếu tố tự nhiên .................................................... 6 1.2. Tổng quan các phương pháp xử lý nước cấp hiện nay............................................. 6 1.2.1. Quy trình xử lý nước cấp phổ biến hiện nay ở Việt Nam ............................................ 6 1.2.2. Các phương pháp xử lý hiện nay........................................................................... 8 1.2.2.1. Phương pháp cơ học ........................................................................................... 8 1.2.2.2. Phương pháp hóa lý ............................................................................................ 9 1.2.2.3. Xử lý nước cấp bằng phương pháp đặc biệt..................................................... 10 1.3. Tổng quan về keo tụ ............................................................................................... 10 1.3.1. Lý thuyết keo tụ ................................................................................................... 10 1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến keo tụ ........................................................................ 12 1.4. Tổng quan về hấp phụ ............................................................................................ 13 1.4.1. Lý thuyết về hấp phụ ........................................................................................... 13 1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ ...................................................... 14 1.5. Tổng quan về than hoạt tính (PAC: Powdered Activated Carbon) ........................ 15 1.5.1. Cơ chế hấp phụ của than hoạt tính ...................................................................... 15 1.5.2. Đặc tính của than hoạt tính .................................................................................. 16 1.6. Tổng quan về công nghệ lọc màng......................................................................... 16 1.6.1. Định nghĩa ........................................................................................................... 16 1.6.2. Phân loại .............................................................................................................. 17 1.6.3. Cơ sở lựa chọn công nghệ MF ............................................................................ 21 1.6.3.1. Cơ chế lọc của MF ........................................................................................... 21 1.6.3.2. Ưu điểm ............................................................................................................ 21 1.7. Các nghiên cứu về công nghệ PAC kết hợp lọc màng ........................................... 22 1.7.1. Xử lý nước sông Tungkang tại Đài Loan ............................................................ 22 1.7.2. Nghiên cứu tại Algeria ........................................................................................ 22 CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 24 2.1. Thiết bị và hóa chất ................................................................................................ 24 2.1.1. Thiết bị ................................................................................................................ 25 2.1.2. Hóa chất ............................................................................................................... 25 2.2. Thành phần và tính chất nước mặt sử dụng nghiên cứu ........................................ 24 2.3. Nội dung thực hiện ................................................................................................. 25 2.3.1. Khảo sát quá trình keo tụ..................................................................................... 25 2.3.2. Khảo sát quá trình hấp phụ .................................................................................. 27 2.3.3. Mô hình PAC kết hợp lọc màng .......................................................................... 28 2.4. Các chỉ tiêu và phương pháp sử dụng trong nghiên cứu ........................................ 30 2.4.1. Các chỉ tiêu hóa lý ............................................................................................... 30 2.4.2. Các chỉ tiêu vi sinh .............................................................................................. 31 2.4.3. Phương pháp sử dụng trong nghiên cứu.............................................................. 31 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ................................................................ 32 3.1. Khảo sát quá trình keo tụ........................................................................................ 32 3.1.1. So sánh hiệu quả các loại phèn............................................................................ 32 3.1.2. Xác định pH tối ưu .............................................................................................. 33 3.1.3. Xác định liều lượng phèn tối ưu .......................................................................... 35 3.1.4. Xác định vận tốc khuấy tối ưu: ........................................................................... 36 3.1.5. Xác định thời gian khuấy tối ưu .......................................................................... 38 3.1.6. Xác định thời gian lắng tối ưu ............................................................................. 39 3.2. Khảo sát quá trình hấp phụ ..................................................................................... 40 3.2.1. Khảo sát giá trị pH tối ưu cho quá trình hấp phụ ............................................... 40 3.2.2. Khảo sát liều lượng PAC tối ưu cho quá trình hấp phụ ..................................... 42 3.2.3. Khảo sát thời gian khuấy tối ưu cho quá trình hấp phụ ...................................... 43 3.2.4. Khảo sát thời gian lắng tối ưu cho qua trình hấp phụ ......................................... 44 3.3. Nghiên cứu xử lý kết hợp ....................................................................................... 46 3.3.1. Xử lý BOD5 ......................................................................................................... 46 3.3.2. Xử lý COD .......................................................................................................... 47 3.3.3. Xử lý độ màu ....................................................................................................... 48 3.3.4. Xử lý TSS ............................................................................................................ 49 3.3.5. Xử lý Ecoli .......................................................................................................... 50 3.3.6. Xử lý coliform tổng ............................................................................................. 51 3.4. Kết luận chung........................................................................................................ 52 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 54 4.1. Kết luận .................................................................................................................. 54 4.2. Kiến nghị ................................................................................................................ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 55 PHỤ LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxgen Demand BYT : Bộ Y Tế COD : Chemical Oxygen Demand MF : Micro Filtration NF : Nanofiltra Filtration PAC : Powdered Activated Carbon QCVN : Quy Chuẩn Việt Nam BOD : Biochemical Oxgen Demand BYT : Bộ Y Tế COD : Chemical Oxygen Demand RO : Reverse Osmosis TSS : Tổng Chất Rắn Lơ Lửng UF : Ultra Filtration DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Lượng phèn cần thiết theo hàm lượng cặn của nguồn nước ......................... 11 Bảng 1.2: Đặc tính một số loại màng và cơ chế tách lọc .............................................. 20 Bảng 1.3: Bảng tổng kết các công nghệ lọc màng ........................................................ 20 Bảng 2.1: Thành phần nước mặt nghiên cứu................................................................. 24 Bảng 2.2: Thông số tiến hành chạy mô hình PAC kết hợp lọc màng ........................... 29 Bảng 3.1: Thông số thí nghiện xác định loại phèn ........................................................ 32 Bảng 3.2: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định loại phèn tốt nhất ............................ 32 Bảng 3.3: Thông số thí nghiệm xác định ph tối ưu đối với phèn nhôm Al2(SO4)3 ....................................................................................................................... 33 Bảng 3.4: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định giá tri pH tối ưu .............................. 34 Bảng 3.5: Thông số thí nghiệm xác định phèn nhôm tối ưu ......................................... 35 Bảng 3.6: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định liều lượng phèn tối ưu..................... 35 Bảng 3.7: Thông số thí nghiệm xác định vận tốc khuấy tối ưu ..................................... 36 Bảng 3.8: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định vận tốc khuấy tối ưu ....................... 37 Bảng 3.9: Thông số thí nghiệm xác định thời gian khuấy tối ưu .................................. 38 Bảng 3.10: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định thời gian khuấy tối ưu ................... 38 Bảng 3.11: Thông số thí nghiệm xác định thời gian lắng tối ưu ................................... 39 Bảng 3.12: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định thời gian lắng tối ưu...................... 40 Bảng 3.13: Thông số thí nghiệm xác định giá trị pH tối ưu cho quá trình hấp phụ ................................................................................................................................. 40 Bảng 3.14: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định pH tối ưu cho quá trình hấp phụ ................................................................................................................................. 41 Bảng 3.15: Thông số thí nghiệm xác định liều lượng PAC hấp phụ tối ưu .................. 42 Bảng 3.16: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định liều lượng PAC tối ưu cho quá trình hấp phụ ........................................................................................................... 42 Bảng 3.17: Thông số thí nghiệm xác định thời gian khuấy tối ưu cho quá trình hấp phụ .......................................................................................................................... 43 Bảng 3.18: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định thời gian khuấy tối ưu cho quá trình hấp phụ ........................................................................................................... 44 Bảng 3.19: Thông số thí nghiệm xác định thời gian lắng tối ưu cho quá trình hấp phụ .......................................................................................................................... 45 Bảng 3.20: Kết quả phân tích thí nghiệm xác định thời gian lắng tối ưu cho quá trình hấp phụ .................................................................................................................. 45 Bảng 3.21: Thông số ban đầu tiến hành chạy mô hình kết hợp .................................... 46 Bảng 3.22: Bảng giá trị BOD5 trước và sau xử lý ......................................................... 46 Bảng 3.23: Bảng giá trị COD trước và sau xử lý .......................................................... 47 Bảng 3.24: Bảng độ giá trị màu trước và sau xử lý ....................................................... 49 Bảng 3.25: Bảng giá trị TSS trước và sau xử lý ............................................................ 49 Bảng 3.26: Bảng giá trị ecoli trước và sau xử lý ........................................................... 50 Bảng 3.27: Bảng giá trị coliform tổng trước và sau xử lý ............................................. 51 Bảng 3.28: Kết quả tổng hợp trước và sau xử lý bằng phương pháp PAC kết hợp lọc màng. ................................................................................................................ 53 DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1: Biểu đồ thể hiện loại phèn tối ưu .............................................................. 33 Biểu đồ 3.2: Biểu đồ thể hiện giá trị PH tối ưu ............................................................. 34 Biểu đồ 3.3: Biểu đồ thể hiện liều lượng phèn tối ưu ................................................... 35 Biểu đồ 3.4: Biểu đồ thể hiện vận tốc khuấy tối ưu ...................................................... 37 Biểu đồ 3.5: Biểu đồ thể hiện thời gian khuấy tối ưu .................................................... 39 Biểu đồ 3.6: Biểu đồ thể hiện thời gian lắng tối ưu....................................................... 40 Biểu đồ 3.7: Biểu đồ thể hiện giá trị pH tối ưu cho quá trình hấp phụ ......................... 41 Biểu đồ 3.8: Biểu đồ thể hiện liều lượng PAC hấp phụ tối ưu ...................................... 43 Biểu đồ 3.9: Biểu đồ thể hiện thời gian hấp phụ tối ưu ................................................. 44 Biểu đồ 3.10: Biểu đồ thể hiện thời gian lắng tối ưu..................................................... 45 Biểu đồ 3.11: Biểu đồ thể hiện giá trị BOD5 theo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý ............................................................................................................................... 47 Biểu đồ 3.12: Biểu đồ thể hiện giá trị BOD5 theo tháng của nước sông Đồng Nai sau xử lý bằng phương pháp PAC kết hợp lọc màng. ......................................................... 47 Biểu đồ 3.13: Biểu đồ thể hiện giá trị COD theo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý. .............................................................................................................................. 48 Biểu đồ 3.14: Biểu đồ thể hiện giá trị COD theo tháng của nước sông Đồng Nai sau xử lý bằng phương pháp PAC kết hợp lọc màng. .............................................................. 48 Biểu đồ 3.15: Biểu đồ thể hiện giá trị độ màu theo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý. .............................................................................................................................. 49 Biểu đồ 3.16: Biểu đồ thể hiện giá trị TSS theo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý. ................................................................................................................................... 50 Biểu đồ 3.17: Biểu đồ thể hiện giá trị ecoli theo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý. .............................................................................................................................. 51 Biểu đồ 3.18: Biểu đồ thể hiện giá trị coliform theo tháng của nước sông Đồng Nai chưa xử lý. ..................................................................................................................... 52 Biểu đồ 3.19: Biểu đồ thể hiện giá trị coliform theo tháng của nước sông Đồng Nai sau xử lý bằng phương pháp PAC kết hợp lọc màng. ......................................................... 52 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp được sử dụng phổ biến ở Việt Nam hiện nay ....................................................................................................... 6 Hình 1.2: Mô tả màng lọc .............................................................................................. 17 Hình 1.3: Kích thước lỗ rỗng của một số loại màng ..................................................... 17 Hình 1.4: Sự vận chuyển các chất qua màng vi lọc ...................................................... 21 Hình 2.1: Mô hình keo tụ .............................................................................................. 25 Hình 2.2: Mô hình PAC kết hợp lọc màng .................................................................... 29 1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Hiện nay, hơn 70% các nhà máy cấp nước ở Việt Nam sử dụng nước mặt là nguồn nước chính, phục vụ cho nhu cầu cấp nước sinh hoạt và sản xuất. Tuy nhiên, ở nhiều nơi, nguồn nước mặt lại là nơi tiếp nhận các loại chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp từ các khu đô thị, khu dân cư, nông thôn, các làng nghề sản xuất... với nhiều loại chất ô nhiễm, kể cả các hợp chất hữu cơ phức tạp, đa dạng, có những dạng tồn tại khó xử lý, làm cho nước có màu sắc và mùi, vị khó chịu, nguy hiểm cho sức khoẻ con người. Một số nhà máy nước đã có những biện pháp cố gắng giảm thiểu sự tồn tại của các hợp chất ô nhiễm trong nước sau xử lý và đảm bảo độ an toàn cho nước sinh hoạt, tuy nhiên còn thiếu những sơ sở khoa học chắc chắn, hiệu quả xử lý phần lớn chưa cao, còn nhiều vấn đề khó khăn trong giải pháp bố trí công trình và trong quản lý vận hành. Oxy hóa sơ bộ nước thô bằng Clo để giảm hàm lượng chất ô nhiễm trong nguồn nước là biện pháp đang được áp dụng phổ biến ở nhiều nhà máy nước tại Việt Nam do chi phí thấp, tận dụng được các công trình sẵn có. Tuy nhiên đây không phải là biện pháp hiệu quả cao để loại bỏ các hợp chất ô nhiễm, bởi có rất nhiều hợp chất ô nhiễm bền vững. Mặt khác, cũng như việc áp dụng phổ biến biện pháp khử trùng bằng Clo, các biện pháp này còn gây nguy hại đến sức khỏe con người. Với nghiên cứu xử lý nước cấp bằng phương pháp PAC kết hợp lọc màng có thể đem lại hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm trong nước đảm bảo chất lượng nước cấp, an toàn cho sức khỏe và nâng cao chất lượng cuộc sống, giảm thiểu chi phí xử lý góp phần tăng trưởng kinh tế xã hội đất nước. 2. Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu xử lý nước cấp bằng công nghệ PAC kết hợp lọc màng. 3. Nội dung nghiên cứu của đề tài: Đề tài nghiên cứu được thực hiện gồm 3 nội dung: 2  Đánh giá khả năng hấp phụ của than hoạt tính (PAC) trong nước sông thông qua các chỉ tiêu pH, SS, COD, độ màu, ecoli, coliform.  Phân tích, đánh giá hiệu quả xử lý của than hoạt tính, than hoạt tính kết hợp lọc màng.  Nghiên cứu, đề xuất các công nghệ xử lý nước sông. 4. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu 4.1. Phạm vi nghiên cứu  Nghiên cứu được thực hiện với quy mô phòng thí nghiệm.  Các thông số theo đõi đo đạc: pH, TSS, BOD, COD, ecoli, coliform, độ màu.  Đánh giá hiệu quả phương pháp PAC kết hợp công nghệ lọc màng. 4.2. Đối tượng nghiên cứu  Nước sông Đồng Nai sau quá trình keo tụ.  Than hoạt tính (PAC_Powdered Activated Carbon).  Màng lọc vi lọc (MF_Micro Filtration). 5. Phương pháp nghiên cứu  Phương pháp lý thuyết.  Phương pháp thực nghiệm.  Phương pháp phân tích theo tiêu chuẩn Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater.  Phương pháp thông kê và xử lý số liệu thu thập. 6. Ý nghĩa của đề tài 6.1. Ý nghĩa khoa học Việc nghiên cứu khảo sát phương pháp xử lý nước cấp bằng công nghệ PAC kết hợp lọc màng là một hướng nghiên cứu mới, đơn giản được quá trình xử lý nước mà hiện nay đang áp dụng. 6.2. Ý nghĩa thực tiễn Phương pháp xử lý nước cấp bằng công nghệ PAC kết hợp lọc màng góp phần: 3  Tiết kiệm chi phí (hóa chất clo, xây dựng các bể khử trùng…), đem lại giá trị kinh tế cao.  Và để đảm bảo chất lượng nước cấp, an toàn cho sức khỏe và nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về nguồn nước mặt 1.1.1. Điều kiện tự nhiên nước sông Đồng Nai 1.1.1.1. Chế độ mưa Phân thành 2 mùa, mùa mưa từ tháng 5 tới tháng 10, lượng mưa chiếm 80 90% lượng mưa cả năm, mưa lớn tập trung vào tháng 9 – 10 hàng năm. Mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, hầu như không có mưa. Lương mưa mùa khô chiếm khoảng 10-20% lượng mưa cả năm. 1.1.1.2. Đặc điểm thảm phủ thực vật tự nhiên Một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến nguồn nước ở lưu vực sông Đồng Nai là đặc điểm thảm thực vật trên lưu vực, bao gồm hệ thống rừng tự nhiên và thảm thực vật canh tác nhằm đảm bảo tích trữ nước để điều hòa lưu lượng sông vào mùa khô và hạn chế khả năng xói mòn, rửa trôi đất vào mùa mưa. Lưu vực sông có 28 loại sử dụng đất chính liên quan đến mức độ che phủ và đây là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng môi trường cho toàn lưu vực. Các loại sử dụng đất chính này được phân chia thành 5 lớp bao gồm: đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất ở, chuyên dụng và nhóm đất khác. 1.1.1.3. Đặc điểm về chế độ thủy văn và thủy lực Đoạn sông chảy qua thành phố Biên Hòa có nhiều công trình trên và ven sông như cầu Hóa An, cầu Ghềnh, cầu Đồng Nai, và nhiều cảng sông, nhà máy, chợ, nhà cửa và các công trình công cộng. Các công trình trên và ven sông, cùng với đặc điểm địa hình của lòng sông đã làm cho chế độ dòng chảy của đoạn sông này hết sức phức tạp. Cơ bản mỗi ngày có 2 lần triều lên và triều xuống, một chu trình triều thường 14 – 15 ngày, biên độ triều cực đại tại Biên Hòa khoảng 3m. Chế độ dòng chảy bị ảnh hưởng và chịu tác động lẫn nhau tùy thuộc vào sự thay đổi của các yếu tố sau:  Dòng chảy đầu nguồn.  Chế độ thủy triều.  Các hoạt động khai thác của con người trong lưu vực. 5 1.1.2. Các nguồn gây ô nhiễm Các nguồn gây ô nhiễm nước chủ yếu xuất phát từ quá trình sinh hoạt và hoạt động sản xuất của con người tạo nên (công nghiệp, thủ công nghiệp, nông ngư nghiệp, giao thông thủy, dịch vụ…). Ô nhiễm nước do các yếu tố tự nhiên (núi lửa, xói mòn, bão, lụt,...) có thể rất nghiêm trọng, nhưng không thường xuyên, và không phải là nguyên nhân chính gây suy thoái chất lượng nước toàn cầu. Các nguồn gây ô nhiễm nước thường gặp 1.1.2.1. Nước thải sinh hoạt Là nước thải phát sinh từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ quan trường học, chứa các chất thải trong quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con người. Thành phần cơ bản của nước thải sinh hoạt: chất hữu cơ chứa trong nước thải sinh hoạt bao gồm các chất như protein (40-50%); hydrat cacbon (40-50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo; các chất béo (5-10%) còn lại là chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn và vi trùng. 1.1.2.2. Nước thải đô thị Là loại nước thải tạo thành do sự gộp chung nước thải sinh hoạt, nước thải vệ sinh và nước thải của các cơ sở thương mại. Nước thải đô thị được thu gom vào hệ thống cống thải thành phố, đô thị để xử lý chung. Thông thường ở các đô thị có hệ thống cống thải, khoảng 70 đến 90% tổng lượng nước sử dụng của đô thị sẽ trở thành nước thải đô thị và chảy vào đường cống. Thành phần cơ bản của nước thải đô thị cũng gần tương tự nước thải sinh hoạt. 1.1.2.3. Nước thải công nghiệp Là nước thải từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải. Khác với nước thải sinh hoạt hay nước thải đô thị, nước thải công nghiệp không có thành phần cơ bản giống nhau, mà phụ thuộc vào ngành sản xuất công nghiệp cụ thể. 1.1.2.4. Nước chảy tràn Nước chảy tràn từ mặt đất do mưa, hoặc do thoát nước từ đồng ruộng là nguồn gây ô nhiễm nước sông, hồ. Nước chảy tràn qua đồng ruộng có thể cuốn 6 theo chất rắn (rác), hóa chất bảo vệ thực vật, phân bón. Nước chảy tràn qua khu dân cư, đường phố, cơ sở sản xuất công nghiệp, có thể làm ô nhiễm nguồn nước do chất rắn, dầu mỡ, hóa chất, vi trùng. 1.1.2.5. Nước sông bị ô nhiễm do các yếu tố tự nhiên: Nước sông vùng ven biển và có thể ở các vùng khác sâu hơn trong nội địa cũng có thể bị nhiễm mặn. Nước sông bị nhiễm mặn theo các kênh rạch đưa nước mặn vào các hồ chứa... gây nhiễm mặn các vùng xa bờ biển. Nước sông, kênh rạch bị nhiễm phèn có thể chuyển axit, sắt, nhôm... đến các vùng khác gây suy giảm chất lượng nước vùng bị tác động. 1.2. Tổng quan các phương pháp xử lý nước cấp hiện nay 1.2.1. Quy trình xử lý nước cấp phổ biến hiện nay ở Việt Nam Chlor Nguồn nước sông Trạm bơm cấp I Đồng hồ đo lưu lượng Bể giao liên Chlor phèn Bể trộn thứ cấp Bể lọc Bể phản ứng Bể lắng ngang Bể trộn sơ cấp Đo lưu lượng Bể chứa nước sạch Trạm bơm cấp II Trạm phân phối Mạng lưới phân phối nước Tháp chống va Chlor Hình 1.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp được sử dụng phổ biến ở Việt Nam hiện nay 7  Thuyết minh quy trình công nghệ: Nước sông được dẫn qua lưới lọc để loại bỏ tất cả các vật chất lơ lửng có tiết diện lớn hơn 6mm. Sau khi ra khỏi ống hút, nước được châm Clo để tiền khử trùng, nước sông từ trạm bơm cấp I được nhận từ bể giao liên, mực nước ở đây luôn được duy trì độ cao nhất định để tạo dòng tự chảy qua các công trình xử lý tiếp theo. Rời bể giao liên nước sông được dẫn qua kênh hở có lắp đồng hồ đo lưu lượng. Tại đầu kênh dẫn hở này có đặt ống châm dung dịch phèn, tận dụng dòng nước chảy rối trong kênh dẫn để dung dịch phèn và nước sông được hòa trộn. Kênh dẫn chia nước vào các bể trộn sơ cấp, có lắp máy khuấy để tăng cường độ khuấy trộn, trộn đều nước sông và dung dịch phèn với nhau, sau đó nước sông qua bờ tràn dẫn vào bể phản ứng. Các hạt keo được cánh khuấy khuấy trộn, tạo điều kiện tiếp xúc với các hạt lơ lửng để tạo bông cặn lớn hơn và nhiều hơn. Rời bể phản ứng nước đi qua kênh dẫn để phân phối đều cho các bể lắng ngang. Tại kênh phân phối có đặt hệ thống thổi hơi ở đáy bể để ngăn không cho cặn lắng xuống tại đây. Tại các bể lắng ngang, dưới tác dụng của trọng lực, các bông cặn sẽ chìm dần xuống đáy bể, giai đoạn này giữ lại phần lớn các hạt cặn lơ lửng trong nước (80%), cặn lắng xuống nhiều nhất ở khoảng 1/3 chiều dài đầu bể. Lượng bùn lắng tích tụ nhiều sẽ ảnh hưởng đến cơ chế thủy lực của bể, vì vậy trung bình 3 tháng bể lắng cần được xả cặn để rửa bùn. Nước ra khỏi bể lắng được đưa vào 1 kênh dẫn chung, phân phối nước cho các bể lọc. Lớp vật liệu lọc thường được sắp xếp thành 2 lớp: lớp sỏi đỡ và lớp cát. Các bể lọc có nhiệm vụ giữ lại các hạt cặn nhỏ và vi khuẩn mà hồ lắng không thể giữ lại được. Theo trọng lực nước đi qua lớp vật liệu lọc, các hạt cặn, bông cặn được giữ lại và cho lớp nước trong vào van thu nước dẫn ra qua bể trộn thứ cấp. Từ hồ lọc nước được thu vào một mương chung dẫn đến bể trộn thứ cấp. Tại đây có đường ống châm vôi, Clo và Flo, đưa vào bể trộn các hóa chất này đạt hàm lượng cho phép, đảm bảo nước tiêu chuẩn ăn uống sinh hoạt. Sau đó nước được dẫn vào bể chứa nước sạch bằng kênh dẫn. 8 Nước từ các bể chứa nước sạch được dẫn vào trạm bơm cấp II bằng một mương dẫn nước ngầm, tại đây dung dịch Clo được châm vào nước một lần nữa để đảm bảo hàm lượng Clo dư đạt tiêu chuẩn nước cấp. Từ trạm bơm cấp II nước được bơm vào thành phố qua đường ống phân phối đến các hộ dân qua mạng lưới cấp nước thành phố. 1.2.2. Các phương pháp xử lý hiện nay Phương pháp cơ học: hồ chứa và lắng sơ bộ, song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc. Phương pháp hóa học: dùng phèn làm chất keo tụ, dùng vôi để kiềm hóa nước, cho Clo vào nước để khử trùng. Phương pháp lý học: dùng các tia vật lý để khử trùng nước như tia tử ngoại, sóng siêu âm. Điện phân nước biển để khử muối. Khử khí CO2 hòa tan trong nước bằng phương pháp làm thoáng. 1.2.2.1. Phương pháp cơ học:  Hồ chứa và lắng sơ bộ Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) là: 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.  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.  Bể lắng cát Ở các nguồn nước mặt có độ đục lớn hơn hoặc bằng 250mg/l sau lưới chắn, các hạt cặn lơ lửng vô cơ, có kích thước nhỏ, tỷ trọng lớn hơn nước, cứng, có khả năng lắng nhanh được giữ lại ở bể lắng cát. Nhiệm vụ của bể lắng cát là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0,2mm và tỷ trọng lớn
- Xem thêm -