Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

  • Số trang: 70 |
  • Loại file: DOCX |
  • Lượt xem: 15 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 1 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIỆT TẮT........................................................................................4 DANH MỤC HÌNH.......................................................................................................5 DANH MỤC BẢNG.....................................................................................................5 LỜI TỰA....................................................................................................................... 6 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NƯỚC MẶT.....................................6 1.1) TỔNG QUAN VỂ NƯỚC MẶT......................................................................6 1.2) THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC MẶT...................................................7 1.3) CÁC THÔNG SỐ, CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT.....8 1.3.1) Thông số chất lượng nước mặt..................................................................8 a) Chỉ tiêu lí học.................................................................................................8 b) Chỉ tiêu hóa học..............................................................................................9 c) Chỉ tiêu vi sinh..............................................................................................14 1.3.2) Tiêu chuẩn đánh giá.................................................................................15 1.4) CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT..............16 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT............18 2.1) CÁC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC MẶT........................................................18 2.2) CÁC CÔNG TRÌNH VẬN CHUYỂN NƯỚC MẶT......................................19 2.3) CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT................................................19 2.3.1) Phương pháp cơ học................................................................................19 a) Hồ chứa và lắng sơ bộ..................................................................................19 b) Lắng.............................................................................................................. 19 c) Lọc................................................................................................................ 22 2.3.2) Phương pháp hóa lý.................................................................................24 SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 2 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư a) Clo hóa sơ bộ..................................................................................................24 b) Keo Tụ - Tạo Bông..........................................................................................24 c) Khử trùng nước...............................................................................................27 2.3.3) Các phương pháp khác.............................................................................29 a) Các phương pháp làm mềm nước...................................................................29 b) Phương pháp trao đổi ion IE (Ion Exchange).................................................31 CHƯƠNG III ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ.........................................................................................................33 3.1) CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ...............................................................33 3.2) TOÁN SỐ DÂN VÀ LƯU LƯỢNG CẤP NƯƠC CHO KHU DÂN CƯ A...35 3.2.1) Tính toán số dân..........................................................................................35 3.2.1) Lưu lượng nước cấp cho khu dân cư...........................................................36 3.3) ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ.................................................................38 a) Phương án 1:..................................................................................................38 b) Phương án 2:..................................................................................................39 c) Thuyết minh sơ đồ...........................................................................................40 3.4) PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ..............................................................41 3.5) TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ............................................................42 3.5.1) Bể trộn cơ khí..........................................................................................42 3.5.2) Bể lắng đứng............................................................................................46 3.5.3) Bể lọc nhanh: Một lớp vật liệu lọc...........................................................52 3.5.4) Tính toán các thiết bị liên quan................................................................60 a) Lượng hóa chất Clo khử trùng......................................................................60 b) Thiết bị bơm nước thải..................................................................................60 SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 3 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................63 4.1) KẾT LUẬN......................................................................................................63 4.2) KIẾN NGHỊ.....................................................................................................63 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................64 DANH MỤC TỪ VIỆT TẮT NTSH: Nước thải sinh hoạt BYT: Bộ y tế BOD (Biological Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh học. COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hoá học. SS (Suspended Solids): Chất rắn lơ lửng. NTU: Đơn vị đo độ đục TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TCXD: Tiêu chuẩn xây dựng IE (Ion Exchange): Phương pháp trao đổi ion SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 4 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư DANH MỤC HÌNH Hình Hình 1.1: Vòng tuần hoàn nước cấp Hình 2.1: Công trình thu nước bờ sông Hình 2.2: Công trình thu nước lòng sông Hình 2.3: Bể lắng đứng Hình 2.4: Bể lắng ngang Hình 2.5: Bể lắng ly tâm Hình 2.6: Bể lọc chậm Hình 2.7: Quá trình keo tụ và tạo bông Hình 2.8: Hóa chất keo tụ Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ 1 Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ 2 Trang 5 17 17 19 20 21 22 24 26 37 39 DANH MỤC BẢNG Bảng Bảng 1.1: Mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước ăn uống(cơ bản) Bảng 1.2: Các nhóm nguồn và nguồn xả nước thải Bảng 3.1: Số liệu chất lượng nước nguồn Bảng 3.2: Số dân ở các năm trong tương lai Bảng 3.3: So sánh 2 công nghệ Bảng 3.4 Các thông số tham khảo thiết kế bể trộn cơ khí Bảng 3.5 Thông số bể trộn cơ khí Bảng 3.6 Thông số thiết kế bể lắng đứng Bảng 3.7 Thông số thiết kế máng thu nước Bảng 3.8: Thông số thiết kế bể lọc nhanh Trang 14 15 32 34 41 42 45 48 50 58 LỜI TỰA Trong quá trình hình thành sự sống trên trái đất thì nước và môi trường nước đóng một vai trò rất quan trọng. Chính vì vậy mà việc bảo vệ nguồn nước, khai thác nguồn nước hợp lí, hiệu quả phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất là một vấn đề đã và đang được quan tâm hiện nay. Nước trong thiên nhiên được dùng làm các nguồn nước cung cấp cho ăn uống sinh hoạt và công nghiệp có chất lượng rất khác nhau. Có thể SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 5 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư nói, hầu hết các nguồn nước thiên nhiên đều không đáp ứng được yêu cầu, về mặt chất lượng cho các đối tượng dùng nước. Mục tiêu của đồ án này là tính toán, lựa chọn phương án tối ưu để thiết kế và xây dựng hệ thống cấp nước nhằm đảm bảo cung cấp nước sạch cho nhu cầu dùng nước đến năm 2032 của Khu Dân Cư A, góp phần cải thiện, nâng cao sức khoẻ của người dân, hổ trợ phát triển kinh tế xã hội. CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NƯỚC MẶT 1.1) TỔNG QUAN VỂ NƯỚC MẶT Các nguồn nước tự nhiên Thu gom và xử lý Phân phối và sử dụng Khai thác và xử lý Hình 1.1: Vòng tuần hoàn nước cấp Nước mặt là nhu cầu không thể thiếu được trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày cũng như trong quá trình sản xuất công nghiệp. trong sinh hoạt, nước cấp dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, các hoạt động công cộng như cứu hỏa, phun nước, tưới cây, rửa đường,… Trong các hoạt động công nghiệp, nước cấp được dùng cho các quá trình làm lạnh, sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước giải khát, rượu, bia… Hầu hết mọi ngành công nghiệp đều sử dụng nước cấp như là một nguồn nguyên liệu không gì thay thế được trong sản xuất. Với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm cho nguồn nước mặt tự nhiên bị cạn kiệt và ô nhiễm dần. SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 6 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư Vì thế, con người phải biết xử lý các nguồn nước cấp để có được đủ số lượng và đảm bảo đạt chất lượng cho mọi nhu cầu sinh hoạt và sản xuất công nghiệp. 1.2) THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC MẶT Nước mặt dùng để chỉ các loại nước lưu thông hoặc chứa trên bề mặt lục địa, mặt nước tiếp xúc với không khí: nước sông, suối, ao, hồ… Thành phần hóa học của nước mặt phụ thuộc vào tính chất đất đai nơi mà dòng nước chảy qua đến các thủy vực, chất lượng nước mặt còn chịu ảnh hưởng bởi các quá trình tự nhiên( mưa lũ, hoạt động sống và chết đi của hệ sinh vật nước,…) cũng như hoạt động của con người. Trên cùng một con sông, chất lượng nước thường xuyên thay đổi đáng kể theo thời gian và không gian.  Thành phần và tính chất của nước mặt Trong nước thường xuyên có các chất khí hòa tan, chủ yếu là ôxy. Ôxy hòa tan trong nước có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống của các thủy sinh vật. Nước mặt thường có hàm lượng chất rắn lơ lửng đáng kể với các kích thước khác nhau, một số trong chúng có khả năng lắng tự nhiên, chất lơ lửng có kích thước hạt keo thường gây ra độ đục của nước sông, hồ. - Có nhiều chất hữu cơ do sinh vật bị phân hủy Có nhiều rong tảo, thực vật nổi, động vật nổi Chất lượng nước thay đổi theo mùa Bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi hoạt động hai bên bờ của con người( công nghiệp, nông nghiệp…) SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 7 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư 1.3) CÁC THÔNG SỐ, CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT 1.3.1) Thông số chất lượng nước mặt a) Chỉ tiêu lí học  Nhiệt độ Nhiệt độ nước là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu.Nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lí nước. Nước mặt có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ môi trường.  Độ màu Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo nên: hợp chất sắt, mangan không hòa tan làm nước có màu đỏ; các chất mùn humic gây ra màu vàng; nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải sinh hoạt hay công nghiệp thường có màu xanh hoặc đen. Đơn vị đo độ màu thường dùng là độ theo màu Platin - Coban. Nước thiên nhiên có độ màu thấp hơn 200 độ. Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ lững trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc. Để loại bỏ màu thực của nước (do các chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hóa lí kết hợp.  Độ đục Nước có độ đục lớn chứng tỏ nước có nhiều cặn bẩn. Đơn vị đo độ đục thướng là mgSiO2/l, NTU, FTU.Nước đục thường có độ đục 20-100 NTU. Nước dùng ăn uống thường có độ đục không vượt quá 5 NTU. Hàm lượng chất rắn lơ lững cũng là một đại lượng tương quan đến độ đục của nước.  Mùi vị Mùi trong nước thường do các hợp chất hóa học chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hay sản phẩm từ quá trình phân hủy vật chất gây nên. Nước thiên nhiên thường có mùi đất, mùi tanh, mùi thối. Nước sau khi khử trùng thường nhiễm mùi clo hay clophenol. Tùy theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hòa tan nước có thể có các vị mặn, ngọt, chát ,đắng. SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 8 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư  Độ nhớt Độ nhớt là đại lượng biểu thị sự ma sát nội, sinh ra trong quá trình dịch chuyển giữa các lớp chất lỏng với nhau. Đây là yếu tố chính gây nên tổn thất áp lực và do vậy nó đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nước. Độ nhớt tăng khi hàm lượng các muối hoà tan trong nước tăng và giảm khi nhiệt độ tăng.  Độ dẫn điện Nước có độ dẫn điện kém. Nước tinh khiết ở 20 0C có độ dẫn điện là 4,2 μS/m (tương ứng điện trở 23,8MΩ/cm). Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất khoáng hoà tan trong nước và dao động theo nhiệt độ. Thông số này thường được dùng để đánh giá tổng hàm lượng chất khoáng hoà tan trong nước.  Tính phóng xạ Tính phóng xạ của nước là do sự phân huỷ các chất phóng xạ trong nước tạo nên. Nước ngầm thường nhiễm các chất phóng xạ tự nhiên, các chất này có thời gian bán phân huỷ rất ngắn nên nước thường vô hại. Tuy nhiên khi bị nhiễm bẩn phóng xạ từ nước thải và không khí thì tính phóng xạ của nước có thể vượt quá giới hạn cho phép. Hai thông số tổng hoạt độ phóng xạ α và β thường được dùng để xác định tính phóng xạ của nước. Các hạt α bao gồm 2 proton và 2 nơtron có năng lượng xuyên thấu nhỏ, nhưng có thể xuyên vào cơ thể sống qua đường hô hấp hoặc tiêu hoá, gây tác hại cho cơ thể do tính ion hoá mạnh. Các hạt β có khả năng xuyên thấu mạnh hơn, nhưng dễ bị ngăn lại bởi các lớp nước và cũng gây tác hại cho cơ thể. b) Chỉ tiêu hóa học  Độ pH Độ pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch thường được dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước. - pH = 7 nước có tính trung tính. pH < 7 nước có tính axit. pH > 7 nước có tính kiềm. SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 9 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hoà tan trong nước. Ở độ pH < 5, tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồn nước có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hoà tan và một số loại khí như CO 2, H2S tồn tại ở dạng tự do trong nước. Độ pH được ứng dụng để khử các hợp chất sunfua và cacbonat có trong nước bằng biện pháp làm thoáng. Ngoài ra khi tăng pH và có thêm tác nhân oxy hoá, các kim loại hoà tan trong nước chuyển thành dạng kết tủa và dễ dàng tách ra khỏi nước bằng biện pháp lắng lọc.  Độ kiềm Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của các ion hydrocacbonat (HCO 3- ), hyđroxyl (OH -) và ion muối của các axit yếu khác. Ở nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụ thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO2 tự do có trong nước Độ kiềm là một chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước. Để xác định độ kiềm thường dùng phương pháp chuẩn độ mẫu nước thử bằng axit clohydric ( HCl ) hay axit sunfuric (H2SO4) và theo dõi theo chất chỉ thị màu, đầu tiên là phenolphatalein sau dó là metylloran.  Độ cứng Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magiê có trong nước. Trong kỹ thuật xử lý nước sử dụng ba loại khái niệm độ cứng: Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magiê có trong nước. Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi và magiê có trong nước.Độ cứng tạm thời biểu thị tổng hàm lượng các ion Ca 2+, Mg2+ trong các muối cacbonat và hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magiê có trong nước. Độ cứng vĩnh cửu biểu thị tổng hàm lượng các ion Ca 2+, Mg2+ trong các muối axit mạnh của canxi và magie. Có nhiều đơn vị đo độ cứng khác nhau: - Độ Đức (o dH): 1 o dH = 10 mg CaO/l nước Độ Pháp (o dH ): 1 o dH = 10 mg CaCO3/0,7 l nước Độ Anh (oe ): 1 oe = 10 mg CaCO3/0,7 l nước Đông Âu ( mgđl/ l): 1 mgđl/l = 2,8 o dH. SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 10 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư Tuỳ theo giá trị độ cứng, nước được phân loại thành: - Độ cứng < 50 mg CaCO3/l : nước mềm. Độ cứng 50 – 150 mg CaCO3/l : nước trung bình. Độ cứng 150 – 300 mg CaCO3/l : nước cứng. Độ cứng > 300 mg CaCO3/l : nước rất cứng. Việt Nam dùng dơn vị đo dộ cứng là mili dương lượng trong 1 lit (mđlg/l) khi đo độ cứng < 0.001 mđlg/l dùng micro dương lượng gam trong lit µmđlg/l. Đổi 1 mgđlg/l =1.8 o dH.  Độ oxy hoá được bằng permanganat Độ oxy hoá là một đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Đó là lượng oxy cần có để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ trong nước.Chất oxy hóa thường dùng để xác định chỉ tiêu này là pecmanganat kali (KMnO4). Trong thực tế, nguồn nước có độ oxy hoá lớn hơn 10 mgO 2/l đã có thể bị nhiễm bẩn. Nếu trong quá trình xử lý có dùng clo ở dạng clo tự do hay hợp chất hypoclorit sẽ tạo thành các hợp chất clo hữu cơ [trihalomentan(THM)] có khả năng gây ung thư. Tổ chức Y tế thế giới quy định mức tối đa của THM trong nước uống là 0,1mg/l. Ngoài ra, để đánh giá khả năng ô nhiễm nguồn nước, cần cân nhắc thêm các yếu tố sau đây Độ oxy hoá trong nước mặt, đặc biệt nước có màu có thể cao hơn nước ngầm. Khi nguồn nước có hiện tượng nhuộm màu do rong tảo phát triển, hàm lượng oxy hoà tan trong nước sẽ cao nên độ oxy hoá có thể thấp hơn thực tế Sự thay đổi oxy hoá theo dòng chảy: Nếu thay đổi chẩm, lượng chất hữu cơ có trong nguồn nước chủ yếu là các axit humic. Nếu độ oxy hoá giảm nhanh, chứng tỏ nguồn ô nhiễm là do các dòng nước thải từ bên ngoài đổ vào nguồn nước. Cần kết hợp vói các chỉ tiêu khác như hàm lượng ion clorua, sunfat, photphat, oxy hoà tan, các hợp chất nitơ, hàm lượng vi sinh vật gây bệnh để có thể đánh giá tổng quát về mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước.  Các hợp chất nitơ SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 11 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ tạo ra amoniac (NH 4+), nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-).Do đó các hợp chất này thường được xem là những chất chỉ thị dùng để nhận biết mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Khi mới bị nhiễm bẩn, ngoài các chỉ tiêu có giá trị cao như độ oxy hoá, amoniac, trong nước còn có một ít nitrit và nitrat. Sau một thời gian NH4+, NO2- bị oxy hoá thành NO3- . Phân tích sự tương quan giá trị các đại lượng này có thể dự đoán mức độ ô nhiễm nguồn nước. Việc sử dụng rộng rãi các loại phân bón cũng làm cho hàm lượng nitrat trong nước tự nhiên tăng cao. Ngoài ra do cấu trúc địa tầng tăng ở một số đầm lầy, nước thường nhiễm nitrat. Nồng độ NO 3- cao là môi trường dinh dưỡng tốt cho tảo, rong phát triển, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước dùng trong sinh hoạt.  Các hợp chất Silic Trong nước thiên nhiên thường có các hợp chất silic. Ở pH < 8, silic tồn tại ở dạng H2SiO3. Khi pH = 8-11, silic chuyển sang HSiO–3. Ở pH > 11, silic tồn tại ở dạng HSiO –3 và SiO32- .Do vậy trong nước ngầm, hàm lượng silic thường không vượt quá 60mg/l, chỉ có ở những nguồn nước có pH > 9,0 hàm lượng silic đôi khi cao đến 300mg/l. Trong nước cấp cho các nồi hơi áp lực cao, sự tồn tại của các hợp chất silic rất nguy hiểm do cặn silic đóng lại trên thành nồi, thành ống làm giảm khả năng truyền nhiệt và gây tắc ống. Trong quá trình xử lý nước, silic có thể được loại bỏ một phần khi dùng các hoá chất keo tụ để làm trong nước.  Clorua Clorua làm cho nước có vị mặn. Ion này thâm nhập vào nước qua sự hoà tan các muối khoáng hoặc bị ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay ở đoạn sông gần biển. Việc dùng nước có hàm lượng clorua các muối khoáng hoặc bị ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay ở đoạn sông gần biển. Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thể gây ra bệnh về thận. Ngoài ra, nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bê tông.  Sunfat SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 12 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư Ion sunfat thường có trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc hữu cơ. Với hàm lượng sunfat cao hơn 400mg/l, có thể gây mất nước trong cơ thể.  Florua Nước ngầm từ các vùng đất chứa quặng apatit, đá alkalic, granit thường có hàm lượng florua cao đến 10mg/l. Trong nước thiên nhiên, các hợp chất của florua khá bền vững và khó loại bỏ trong quá trình xử lý thông thường  Hợp chất sắt Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng ion Fe2+, kết hợp với các gốc bicacbonat, sunfat, clorua đôi khi tồn tại dưới keo của axit humic hoặc keo silic. Khi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hoá, ion Fe 2+ bị oxy hóa thành ion Fe2+ và kết hợp tủa thành các bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ. Nước mặt thường chứa sắt (Fe 3+), tồn tại ở dạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù. Trong nước thiên nhiên, chủ yếu là nước ngầm, có thể chứa sắt với hàm lượng đến 40 mg/l hoặc cao hơn. Với hàm lượng sắt cao hơn 0,5mg/l, nước có mùi tanh. Các cặn sắt kết tủa có thể làm tắc hoặc giảm khả năng vận chuyển của các ống dẫn nước.  Các hợp chất mangan. Cũng như sắt, mangan thường có trong nước ngầm dưới dạng ion Mn 2+ nhưng với hàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5mg/l. Tuy nhiên, với hàm lượng mangan trong nước lớn hơn 0,1mg/l sẽ gây nguy hại trong việc sử dụng, giống như trường hợp nước chứa sắt với hàm lượng cao.  Nhôm Vào mùa mưa, ở những vùng đất phèn, đất ở trong điều kiện khử không có oxy, nên các chất như Fe2O3 và jarosite tác động qua lại, lấy oxy của nhau vào tạo thành sắt, nhôm sunfat hoà tan vào nước. Do đó, nước mặt ở vùng này thường rất chua, pH = 2,5 – 4,5, sắt tồn tại chủ yếu là Fe 2+(có khi cao đến 300mg/l), nhôm hoà tan ở dạng ion Al3+ ( 5 – 7mg/l). Khi chứa nhiều nhôm hoà tan, nước thường có màu trong xanh và vị rât chua. Nhôm có độc tính đối với sức khoẻ con người. SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 13 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư  Khí hoà tan Các loại khí hoà tan thường thấy trong nước thiên nhiên là khí cacbonic (CO 2), khí oxy (O2) và sunfua huyđro (H2S). Nước ngầm không có oxy. Khi độ pH < 5,5 trong nước ngầm thường chứa nhiều khí CO2. Đây là khí có tính ăn mòn kim loại và ngăn cản việc tăng pH của nước. Các biện pháp làm thoáng có thể đuổi khí CO 2, đồng thời thu nhận oxy hỗ trợ cho các quá trình khử sắt và mangan. Ngoài ra, trong nước ngầm có thể chứa khí H 2S có hàm lượng đến vài chục mg/l. Đây là sản phẩm của quá trình phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ có trong nước. Trong nước mặt, các hợp chất sunfua thường được oxy hoá thành dạng sunfat. Do vậy, sự có mặt của khí H2S trong các nguồn nước mặt, chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn và có quá thừa chất hữu cơ chưa phân huỷ, tích tụ ở đáy các vực nước. Khi độ pH tăng, H2S chuyển sang các dạng khác là HS- và S-. c) Chỉ tiêu vi sinh  Vi khuẩn Vi khuẩn thường ở dạng đơn bào. Tế bào có cấu trúc đơn giản sao với các sinh vật khác. Vi khuẩn trong nước uống có thể gây nên các bệnh đường ruột.  Virut Virut không có hệ thống trao đổi chất nên không sống độc lập được.Virut trong nước có thể gây bệnh viêm gan vim đường ruột.  Nguyên sinh động vật Nguyên sinh động vật là những cơ thể đơn bào chuyển động được trong nước. Chú ý nhất là Giardia lamblia gây bệnh giardiase.  Tảo Tảo dơn bào thuộc loại quang tự dưỡng.Chúng tổng hợp các chất cần cho cơ thể từ chất vô cơ đơn giản nhờ ánh sáng mặt trời. Tảo không trực tiếp gây bệnh cho người nhưng sản sinh độc tố. SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 14 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư 1.3.2) Tiêu chuẩn đánh giá  QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỷ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống Chất lượng nước ăn uống được đặc trưng bằng giá trị các thông vật lý, hóa học, sinh học của nước. Yêu cầu chất lượng nước ăn uống được quy định trong các tiêu chuẩn, quy chuẩn. Bảng 1.1: Mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước ăn uống(cơ bản) Chỉ tiêu Đơn vị Giới hạn tối đa Mức độ giám sát Độ đục NTU 2 A Độ cứng, tính theo CaCO3 mg/l 300 A Tổng chất rắn hòa tan (TDS) mg/l 1000 B Hàm lượng amoni mg/l 3 B Hàm lượng asen tổng mg/l 0.01 B Hàm lượng Florua mg/l 1.5 B Hàm lượng sắt tổng mg/l 0.3 A Hàm lượng Nitrat mg/l 50 A Hàm lượng Nitrit mg/l 3 A Chỉ số pecmanganat mg/l 2 A Coliform tổng số VK/100m 0 A 0 A l E.coli hoặc coliform chiệu VK/100m nhiệt l Mức A: ít nhất 1 lần/1 tuần bởi cơ sở cung cấp nước; ít nhất1 lần/1 tháng bởi cơ quan thẩm quyền. Mức B: ít nhất 1 lần/6 tháng bởi cơ sở cung cấp nước; ít nhất1 lần/6 tháng bởi cơ quan thẩm quyền. Mức C: ít nhất1 lần/2 năm bởi cơ sở cung cấp nước; ít nhất1 lần/2 năm bởi cơ quan thẩm quyền SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 15 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư 1.4) CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT Các nguồn xả thải đó có thể được chia thành 5 nhóm nguồn (i) Ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và giao thông vận tải; (ii) Ngành chế biến nông sản, thực phẩm và nuôi trồng thuỷ sản; (iii) Ngành khai thác khoáng sản và vật liệu xây dựng; (iv) Ngành Y tế và (v) Ngành thương mại và du lịch. Bảng 1.2: Các nhóm nguồn và nguồn xả nước thải ST Nhóm nguồn/nguồn Thông số ô nhiễm chính T i.Ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và giao thông vận tải 1.1 Các cơ sở sản xuất thép và cơ khí Kim loại nặng, dầu mỡ khoáng, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), xianua 1.2 Cơ sở sản xuất giấy và bột giấy BOD5, COD, TSS, màu, sunfua, nhiệt độ 1.3 Cơ sở gia công gia công nhựa, phế BOD5, COD, TSS, tổng nitơ (TN), liệu tổng photpho (TP), tổng coliform 1.4 Các cơ sở chế biến cao su, mủ cao BOD5, COD, TN, mùi, amoni, TSS su 1.5 Các cơ sở s/x giày, cao su lưu hoá, BOD5, COD, TSS săm lốp ô tô 1.6 Các cơ sở chế biến gỗ và sản xuất COD, BOD5, TSS hàng mỹ nghệ 1.7 Các cơ sở sản xuất gốm sứ Kim loại nặng, độ đục, nhiệt độ, TSS, F1.8 Các cơ sở sản xuất điện bằng nhiệt TSS, COD, kim loại nặng điện, thuỷ điện 1.9 Các cơ sở sửa chữa ô tô, xe máy BOD5, COD, kim loại nặng, dầu mỡ khoáng, tổng coliform 1.10 Các cơ sở sửa chữa tàu thuỷ BOD5, kim loại nặng, dầu, tổng coliform 1.11 Các Khu công nghiệp, Khu KT- BOD5, COD, TSS TM Lao Bảo ii. Ngành chế biến nông sản, thực phẩm và nuôi trồng thuỷ sản 2.1 Các cơ sở chế biến tinh bột sắn BOD5, COD, TSS, tổng coliform, xianua, amoni, clo dư, TN, TP, sunfua, mùi 2.2 Các cơ sở chế biến cà phê BOD5, COD, TSS, coliform 2.3 Các cơ sở giết mổ gia súc, gia cầm BOD5, TSS, tổng coliform, độ màu, mùi, TN, TP 2.4 Các cơ sở, trang trại chăn nuôi tập BOD5, TSS, TN, TP, tổng trung coliform, sunfua SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 16 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư 2.5 Các cơ sở nuôi trồng và chế biến BOD5 , COD, TN, TP, TSS, tổng thuỷ sản coliform, amoni, dầu mỡ 2.6 Các kho chứa hóa chất bảo vệ Tổng HCBVTV nhóm clo, phenol thực vật (HCBVTV) chưa được xử lý iii. Ngành khai thác khoáng sản và vật liệu xây dựng 3.1 Các cơ sở khai thác vật liệu xây Chất rắn lơ lửng, kim loại nặng, dựng TSS 3.2 Các cơ sở khai thác quặng titan, Kim loại nặng, dầu mỡ khoáng, khai thác nước ngầm, nước mặt TSS, xianua 3.3 Các cơ sở sản xuất gạch, ngói, đá TSS, kim loại nặng iv. Ngành Y tế 4.1 Bệnh viện đa khoa tỉnh, bệnh viện BOD5, TN, TP, tổng coliform đa khoa các huyện và thị xã 4.2 Các trạm y tế xã phường. BOD5, TN, TP, tổng coliform v. Ngành thương mại và du lịch Nhà hàng, khách sạn BOD5, TN, TP, tổng coliform, nhiệt độ SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 17 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT 2.1) CÁC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC MẶT Thường đó là công trình thu nước sông, được đặt ở đầu nguồn nước, phía trên khu dân cư và khu công nghiệp theo chiều chảy của sông. Vị trí hợp lý nhất là nơi bờ sông và lòng sông ổn định có điều kiện địa chất công trình tốt, có đủ độ sâu cần thiết để lấy nước trực tiếp từ sông không cần phải dẫn đi xa. Thường công trình thu được bố trí ở phía lõm của bờ sông, tuy nhiên phía lõm thường bị sói lở nên cần phải gia cố bờ. Các công trình thu nước sông thường chia ra các loại sau đây: - Công trình thu nước bờ sông. Công trình thu nước lòng sông. Công trình thu nước hình đấu. Hình 2.1: Công trình thu nước bờ sông Hình 2.2: Công trình thu nước lòng sông SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 18 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư 2.2) CÁC CÔNG TRÌNH VẬN CHUYỂN NƯỚC MẶT Các công trình vận chuyển nước thường là các trạm bơm. Gồm trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II.Trạm bơm cấp I có nhiệm vụ đưa nước thô từ công trình thu lên trạm xử lý nước. Trạm bơm cấp I thường đặt riêng biệt bên ngoài trạm xử lý nước, có trường hợp lấy nước từ xa, khoảng cách đến trạm xử lý có thể tới vài kilomet thậm chí hàng chục kilomet. Trường hợp sử dụng nguồn nước mặt, trạm bơm cấp I có thể kết hợp với công trình thu hoặc xây dựng riêng biệt. Công trình thu nước sông hoặc hồ có thể dùng cửa thu và ống tự chảy, ống xiphông hoặc cá biệt có trường hợp chỉ dùng cửa thu và ống tự chảy đến trạm xử lý khi mức nước ở nguồn nước cao hơn cao độ ở trạm xử lý. Khi sử dụng nước ngầm, trạm bơm cấp I thường là các máy bơm chìm có áp lực cao, bơm nước từ giếng khoan đến trạm xử lý. 2.3) CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT 2.3.1) Phương pháp cơ học a) Hồ chứa và lắng sơ bộ Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) 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. b) Lắng Bể lắng có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước. Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng lớp mỏng và bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng. Trong bể lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 16,3 mm/s. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước lớn hơn 3.000 m3/ngày. Đối với bể lắng đứng, nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 19 Đồ án môn học: Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư lên đến vách tràn với vận tốc 0,3-0,5 mm/s. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 đến 20%.  Bể lắng đứng Nguyên lý hoạt động Trong bể lắng đứng nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên, còn các hạt rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên xuống. Khi xử lý nước không dùng chất keo tụ, các hạt cặn có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ dâng của dòng nước sẻ lắng xuống được. Còn các hạt có tốc độ rơi nhỏ hơn hoặc bằng tốc độ dâng của dòng nước sẻ chỉ lơ lửng hoặc bị cuốn theo dòng nước lên phía trên bể. Khi sử dụng nước có chất keo tụ, tức là trong nước chứa các hạt kết dính, thì ngoài các hạt cặn có tốc độ rơi ban đầu lớn hơn tốc độ rơi của dòng nước lắng xuống được, còn các hạt cặn khác cũng lắng xuống được. Tuy nhiên hiệu quả trong lắng đứng không chỉ phụ thuộc vào chất keo tụ, mà còn phụ thuộc vào sự phân bố đều của dòng nước đi lên và chiều cao vùng lắng phải đủ lớn thi các hạt cặn mới kết dính với nhau đươc. Hình 2.3: Bể lắng đứng Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang thông thường, nhưng khác với bể lắng ngang là trong vùng lắng của bể lắng lớp mỏng được đặt thêm các bản SVTH: Võ Hùng Cường GVHD: Biện Văn Tranh 20
- Xem thêm -