Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt

  • Số trang: 46 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 39 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

Đồ án Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt LỜI NÓI ĐẦU Đồ án xử lý nước cấp được làm với mục đích đáp ứng nhu cầu học tập và nghiên cứu cở sở lý thuyết và thu thập các phương án xử lý nước cấp hiện nay. Đồ án gồm 4 chương: Chương I: Tổng quan về nước cấp Chương II: Tổng quan về các phương án xử lý nước cấp Chương III: Lựa chọn các phương án xử lý nước cấp tính toán công trình đơn vị Chương IV: Kết luận và kiến nghị Nội dung của đồ án chủ yếu cung cấp các phương án xử lý nước cấp sử dụng từ nguồn nước mặt, các phương án thiết kế, tính toán các công trình đơn vị và trạm xử lý nước. Trong quá trình làm đồ án, không tránh khỏi có những sai sót. Rất mong có sự đóng góp ý kiến của giáo viên hướng dẫn và các thầy cô. Ý kiến xin gửi về địa chỉ email: Sinh viên thực hiện Nguyễn Hữu Danh MỤC LỤC GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 2 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt Lời nói đầu:.................................................................................................................. 1 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP ............................................................4 I. GIỚI THIỆU CHUNG..............................................................................................4 I.1. Nước mặt...............................................................................................................4 I.2. Nước ngầm............................................................................................................7 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP ….. 9 I. CÔNG TRÌNH THU VÀ VẬN CHUYỂN ............................................................9 II. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ BẢN..............................................................9 II.1. Phương pháp cơ học ............................................................................................ 9 II.2. Biện pháp hóa học:............................................................................................ 11 II.3. Biện pháp lý học:............................................................................................... 14 III. Một số công nghệ xử lý nước cấp ở Việt Nam.......................................................15 CHƯƠNG III. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ............................................................................................ 17 I. CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ......................................................... 17 II. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ....................................................................... 17 II.1 Phương án 1 ....................................................................................................... 20 II.2 Phương án 2 ....................................................................................................... 21 III. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ................................................... 21 IV. TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ VÀ THIẾT BỊ....................................... 24 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ................................................................. 45 Phụ lục: DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Nước mặt ................................................................................................... 4 Hình 1.2 tình trạng thiếu nước................................................................................... 6 Hình 2.1 Bể lắng sơ bộ. ............................................................................................ 10 Hình 2.1 Song chắn rác............................................................................................. 10 Hình 2.3 Làm thoáng................................................................................................. 12 Hình 3.1 Bể lắng đứng.............................................................................................. 23 GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 3 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 đặc tính của nước mặt và nước ngầm......................................................... .8 Bảng 3.1 Thông số nước thải đầu vào và chỉ tiêu chất lượng nước .......................... 19 Bảng 4.1 Thông số thiết kế bể bể trộn cơ khí............................................................ 26 Bảng 4.2 Thông số ống nhựa HDPE của công ty Thuận Phát................................... 30 Bảng 4.3 Thống số thiết kế bể lắng đứng.................................................................. 32 Bảng 4.4 Thông số thiết kế bể lọc nhanh................................................................... 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 45 CHƯƠNG I: GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 4 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP. I. GIỚI THIỆU CHUNG. Việt Nam là một nước nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, thuộc phía Đông của bán đảo ĐÔNG DƯƠNG, do chịu ảnh hưởng của nhiệt đới gió mùa nên Viêt Nam có lượng mưa khá cao. Lượng mưa này, ngoài phần bốc hơi sẽ là nguồn cung cấp cho nước ngầm và hình thành dòng chảy bề mặt của các sông, suối… Nước trong tự nhiên thường được chia thành bốn nhóm: - Nước mưa - Nước mặt - Nước ngầm - Nước trong không khí, đá, đất và các sinh vật sống I.1 Nước mặt.  Hiện trạng nước mặt Việt Nam: Tài nguyên nước mặt của nước ta tương đối phong phú, chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của các sông trên thế giới, trong khi đó diện tích đất liền nước ta chỉ chiếm khoảng 1,35% của thế giới. Tuy nhiên, một đặc điểm quan trọng của tài nguyên nước mặt là những biến đổi mạnh mẽ theo thời gian (dao động giữa các năm và phân phối không đều trong năm) và còn phân bố rất không đều giữa các hệ thống sông và các vùng Hình 1.1 Nước mặt GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 5 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt  Vấn đề ô nhiễm và cạn kiệt và nhu cầu dùng nước tăng lên mạnh mẽ: Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội và sự gia tăng dân số, nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt, sản xuất công nông nghiệp sẽ tăng lên mạnh mẽ trong tất cả các vùng. Theo kết quả đánh giá năm 1999, tổng lượng nước cần dùng của cả nước chiếm khoảng 8,8% tổng lượng dòng chảy năm tương ứng với tần suất 75%, tăng lên tới 12,5% vào năm 2000 và 16,5% vào khoảng năm 2010. Tổng lượng nước dùng để tưới cho cây trồng khá lớn, từ 41 km 3 (chiếm 89,8%) năm 1985, tăng lên 46,9 km 3 (năm 1990) và 60 km3 năm 2000 (chiếm 85%). Lượng nước cần dùng trong mùa cạn rất lớn, nhất là lượng nước dùng cho nông nghiệp. Tổng lượng nước cần dùng trong mùa cạn năm 2000 đạt tới 70,7 km 3, chiếm khoảng 42,4% tổng lượng nước có khả năng cung cấp trong mùa cạn (bao gồm nước sông, nước dưới đất và nước do các hồ chứa điều tiết), hay 51% tổng lượng dòng chảy mùa cạn tương ứng với tần suất 75%. Vào khoảng năm 2010, tổng lượng nước cần dùng trong mùa cạn có thể tới 90 km 3, chiếm khoảng 54% tổng lượng nước có thể cung cấp hay 65% tổng lượng dòng chảy trong mùa cạn tương ứng với tần suất 75%. Đặc biệt, ở không ít vùng và lưu vực sông, lượng nước cần dùng có thể gấp vài lần tổng lượng nước có thể cung cấp, tức là chẳng những vượt quá xa ngưỡng lượng nước cần có để duy trì sinh thái mà còn không có nguồn nước tại chỗ để cung cấp cho sinh hoạt và sản xuất. Sự gia tăng dân số và các hoạt động của con người sẽ ngày càng tác động mạnh mẽ đến môi trường tự nhiên nói chung và môi trường nước nói riêng. Những hoạt động tự phát, không có quy hoạch của con người như chặt phá rừng bừa bãi, canh tác nông lâm nghiệp không hợp lý và thải chất thải bừa bãi vào các thuỷ vực... đã và sẽ gây nên những hậu quả rất nghiêm trọng, làm cho nguồn nước bị cạn kiệt, bị ô nhiễm, hạn hán có khả năng càng khốc liệt. Nguy cơ thiếu nước sạch càng trầm trọng, nhất là vào mùa cạn ở các vùng mưa ít. GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 6 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt Hình 1.2 : tình trạng thiếu nước Vì vậy, cần có các giải pháp quản lý, khai thác và bảo vệ tốt tài nguyên nước. Trước hết, cần phải củng cố, bổ sung mạng lưới điều tra quan trắc tài nguyên nước, bao gồm cả nước mặt và nước dưới đất, cả lượng và chất, hình thành mạng lưới quan trắc điều tra tài nguyên nước thống nhất trong phạm vi cả nước, tiến hành kiểm kê đánh giá tài nguyên nước trong các lưu vực sông, các vùng và toàn lãnh thổ. Trên cơ sở kiểm kê đánh giá tài nguyên nước và cân bằng kinh tế nước mà xây dựng chiến lược, chính sách phát triển bền vững tài nguyên nước quốc gia nói chung và cho các lưu vực nói riêng. Cần thực hiện nghiêm chỉnh Luật Tài nguyên Nước và đẩy mạnh hoạt động của Hội đồng Tài nguyên Nước Quốc gia và Ban quản lý lưu vực các sông. – Thành phần, tính chất: Việt Nam có hơn 2000 con sông lớn dọc từ Bắc vào Nam đều bắt đầu từ nước ngoài, vì thế có tính phụ thuộc cao (về sự phát triển Kinh tế - Xã hội, ô nhiễm, phá rừng…). Một số thành phần và tính chất có trong nước mặt như:  Có nhiều chất hòa tan, chủ yếu là ôxi và có ý nghĩa rất quan trọng  Chất rắn lơ lững. chất hữu cơ do vi sinh vật bị phân hủy, rong tảo, thực vật nổi, động vật nổi, các vi sinh vật ( vi trùng và virut, vi khuẩn,…).  Các hóa chất hòa tan dưới dạng ion và phân tử, có nguồn gốc hữu cơ và vô cơ.  Các chất rắn lơ lửng hoặc huyền phù dạng hữu cơ hoặc vô cơ. – Chỉ tiêu đánh giá: để đánh giá chỉ tiêu về chất lượng nước như sau:  Chỉ tiêu vật lý : nhiệt độ, độ màu, độ đục, mùi vị, pH, độ nhớt, tính phóng xạ, độ dẫn điện (EC),…  Chỉ tiêu hóa học : nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD), lượng oxy hòa tan (DO), độ cứng, độ kiềm toàn phần, hàm lượng H 2S, Cl- , SO42-, PO43-, F- ,I-, Fe2+, Mn2+, các hợp chất nitơ, các hợp chất axit cacbonic  Chỉ tiêu vi sinh: số vi trùng gây bệnh E.coli, các loại rong tảo, virut . GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 7 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt I.2 Nước ngầm. Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng và khá tốt về chất lượng. Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hỏng và các khe nứt của đất đá, được tạo thành trong giai đoạn trầm tích hoặc do thẩm thấu, thấm của nguồn nước mặt, nước mưa… nước ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài trăm mét. Các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước. Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các tạp chất hòa tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mưa, các quá trình phong hóa và sinh hóa trong khu vực. Ở những vùng có điều kiện phong hóa tốt, có nhiều chất bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các tạp chất hữu cơ. So sánh đặc tính nước mặt và nước ngầm: GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 8 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt Bảng 1.1: Đặc tính của nước mặt và nước ngầm STT ĐẶC TÍNH NƯỚC MẶT NƯỚC NGẦM 1 Nhiệt độ Thay đổi theo mùa Tương đối ổn định 2 Độ đục Thay đổi theo mùa Ít hoặc không thay đổi 3 Độ màu Gây ra do đất séc, các chất lơ lững, rong tảo và do nước thải Thường thì không màu, độ màu gây ra do có chứa các chất cửa acid humic 4 Độ khoáng hóa Thay đổi phụ thuộc vào nền đất, mưa… Không thay đổi 5 Sắt và mangan Thường không có hoặc chỉ hiện diện Thường có mặt với các hàm với hàm lượng thấp lượng khác nhau 6 C02 xâm thực Không có Có với ham lượng lớn 7 Ôxi hòa tan Thường xuyên có, đôi khi nhỏ hoặc không có do ô nhiễm Không có 8 Vi sinh vật Nhiều loại vi trùng, virut gây bệnh và tảo. Chủ yếu là các vi trùng do sắt gây ra 9 H2S Không có Thường có 10 SiO2 Có ở nồng độ trung bình Thường có ở nồng độ cao 11 NO3- Thường rất thấp Có ở nồng độ cao, do bị nhiễm bởi phân bón hoá học CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC I. CÔNG TRÌNH THU VÀ VẬN CHUYỂN NƯỚC: GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 9 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt Công trình thu nước có nhiệm vụ thu nước từ nguồn nước. Công trình thu nước mặt có các dạng kết hợp hoặc phân ly, thu nước sát bờ bằng cửa thu hoặc thu nước giữa dòng bằng ống tự chảy, xiphông. Công trình thu nước ngầm thường là giếng khoan, thu nước từ nguồn nước ngầm mạch sâu có áp. Chọn vị trí công trình thu nước dựa trên cơ sở đảm bảo lưu lượng, chất lượng, độ ổn định, tuổi thọ công trình và thuận tiện cho việc bảo vệ vệ sinh nguồn nước Công trình vận chuyển: 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 lýs II. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ BẢN II.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: 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, 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 m-1áy xử lý nước Hình 2.1: Bể lắng sơ bộ GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 10 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt  Song 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. Hình 2.2. Song chắn rác  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 0,2 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.  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.  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. GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 11 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt II.2. Biện pháp hóa học:  Làm thoáng Bản chất của quá trình làm thoáng là hòa tan oxy từ không khí vào nước để oxy hóa sắt hóa trị II, mangan hóa trị II thành sắt hóa trị III, mangan hóa trị IV tạo thành các hợp chất hydroxyl sắt hóa trị III và hydroxyl mangan hóa trị IV Mn(OH) 4 kết tủa dễ lắng đọng để khử ra khỏi nước bằng lắng, lọc. 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. – Hỗn hợp hai phương pháp trên: làm thoáng bằng máng tràn nhiều bậc và phun trên mặt nước. – GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 12 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt Hình 2.3. làm thoáng  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 sản ra chất nhầy nhớt trên mặt bể lọc.  Keo tụ - tạo bông : Quá trình keo tụ tạo bông cặn dùng để khử các chất lơ lửng, chất phân tán dạng keo trong nước thải.Các hạt keo lơ lửng có kích thước khoảng từ 10 -8cm đến 10-7cm, nếu không có hóa chất keo tụ không thể loại bỏ các hạt keo này ra khỏi nước thải bằng phương pháp lắng lọc thông thường.  Chất Trợ Keo Tụ: Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợ keo tụ (flucculant). 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 các bông keo. Các chất trợ keo tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin (C 6H10O5)n, các ete, cellulose, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O). Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit (CH2CHCONH2)n.  Khử trùng: Khử trùng nước là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt. Trong nước thiên nhiên chứa rất nhiều vi sinh vật và khử trùng. Sau các quá trình xử lý GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 13 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt 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,… – 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. Khi cho Clo vào nước, phản ứng diễn ra như sau: Cl2 + H2O HOCl + HCl Hoặc có thể ở dạng phương trình phân ly: Cl2 + H2O H+ + OCl- + ClKhi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra như sau: Ca(OCl)2 + H2O = CaO + 2HOCl +2HOCl 2H+ + 2OCl– 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 thiết bị giảm, không gây mùi vị khó chịu trong nước kể cả khi trong nước có chứa phênol.  Muối sắt và muối nhôm: Các muối sắt được sử dụng làm chất keo tụ có nhiều ưu điểm hơn so với các muối nhôm do: – Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp; – Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn; – Có thể khử mùi H2S. Tuy nhiên, các muối sắt cũng có nhược điểm là tạo thành phức hòa tan có màu do phản ứng của ion sắt với các hợp chất hữu cơ. Quá trình keo tụ sử dụng muối sắt xảy ra do các phản ứng sau: FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 = HCl+Fe2(SO4)3 + 6H2O+Fe(OH)3 + 3H2SO4 Trong điều kiện kiềm hóa: GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 14 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt 2FeCl3 + 3Ca(OH)2 = Fe(OH)3 + 3CaCl2+FeSO4 + 3Ca(OH)2 2Fe(OH)3 + 3CaSO4 II.3. Biện 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.  Khử trùng bằng phương pháp nhiệt Đây là phương pháp khử trùng cổ truyền. Đun sôi nước ở nhiệt độ 1000C có thể tiêu diệt phần lớn các vi khuẩn có trong nước. Chỉ trừ nhóm vi khuẩn khi gặp nhiệt độ cao sẽ chuyển sang dạng bào tử vững chắc. Tuy nhiên, nhóm vi khuẩn này chiếm tỉ lệ rất nhỏ. Phương pháp đun sôi nước tuy đơn giản, nhưng tốn nhiên liệu và cồng kềnh, nên chỉ dùng trong quy mô gia đình.  Khử trùng bằng tia cực tím (UV) Tia cực tím là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 4 – 400 nm, 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 siêu âm Dòng siêu âm với cường độ tác dụng không nhỏ hơn 2W/cm2 trong khoảng thời gian trên 5 phút có khả năng tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật trơ.  Khử trùng bằng ion bạc Ion bạc có thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước. Với hàm lượng 2 – 10 ion g/l đã có tác dụng diệt trùng. 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.  Ngoài ra còn có một số phương án xử lý đặc biệt: Khử mùi bằng làm thoáng :dựa trên nguyên tắc các công trình làm thoáng có thể làm bay hơi các loại khí gây mùi cho nước và đồng thời ôxi hóa các chất có nguồn gốc hữu cơ và vô cơ gây mùi. Các công trình làm thoáng khử mùi cũng tương tự như các công trình làm thoáng để khử sắt như: dàn mưa, phun mưa, bể làm thoáng cưỡng bức… – GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 15 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt Khử Flo trong nước : trong nước ăn uống sinh hoạt, nếu hàm lượng Flo lớn hơn giới hạn cho phép, sẽ gây ra hỏng men răng. Vì vậy phải khử bớt Flo trong nước. – Phương pháp này áp dụng khi nước có hàm lượng cặn trước khi đi vào bể lọc � 8mg/l, tổng hàm lượng muối �1000mg/l. Hạt vật liệu hấp phụ có d = 2- 3 mm, chiều dày lớp vật liệu hấp phụ trong bể lọc áp lực lấy như sau : H vl = 2m khi hàm lượng Flo trong nước đến 5mg/l; Hvl = 3m khi hàm lượng Flo từ 8 -10 mg/l. Trong bể lọc hở : khi hàm lượng Flo đến 5mg/l thì Hvl = 2m, khi hàm lượng Flo từ 8 -10mg/l thì Hvl = 2,5m III. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC MẶT Ở VIỆT NAM Sau đây là một số dây chuyền công nghệ xử lý nước ăn uống, sinh hoạt từ nguồn nước mặt được sử dụng phổ biến ở Việt Nam,hiện nay. Sơ đồ 1 : Từ trạm bơm cấp I Bể phản ứng Bể trộn Hóa chất keo tụ Bể lắng Lọc nhanh Chất khử trùng Bể chứa nước sạch Sơ đồ 2 : GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 16 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt Từ trạm bơm cấp I Bể trộn Bể lắng trong có lớp cặn lơ lững Chất keo tụ- kiềm hóa Bể chứa nước sạnh Bể lọc tiếp xúc Chất khử trùng ( theo Trường ĐH Kiến Trúc Hà Nội, Ts. Nguyễn Ngọc Dung )  Thuyết minh sơ đồ công nghệ : - Sơ đồ 1: Nước mặt từ nguồn ( sông, suối, ao, hồ….) được trạm bơm cấp I, đưa qua bể trộn để hòa tan hóa chất keo tụ, sau đó được đưa sang bể phản ứng nắm trong bể lắng để hoàn thành quá trình keo tụ tạo điều kiện thuận lợi cho bể lắng thực hiện quá trình lắng, tiếp đến nước được đưa sang bể lọc nhanh để làm trong triệt để và cuối cùng chuyển sang bể chứa nước sạnh trên đường đi đến bể chứa nước sạch là giai đoạn khử trùng. - Sơ đồ 2 : Nước mặt từ nguồn ( sông, suối, ao, hồ….) được trạm bơm cấp I, đưa qua bể trộn để hòa tan hóa chất keo tụ, sau đó được đưa sang bể lắng trong có lớp cặn lơ lững tại đây thực hiện quá trình lắng cà cuối giai đoạn làm trong triệt để là quá trình lọc tại bể lọc tiếp xúc trước khi, được khử trùng và đưa đến bể chứa nước sạch.  Phạm vi sử dụng của mỗi loại sơ đồ dây chuyền công nghệ trình bày trên đây lấy theo tiêu chuẩnTCXD 33: 2006. Căn cứ vào chỉ tiêu chất lượng của từng loại nguồn nước, có thể có biện pháp xử lý hóa học khác nhau, kết hợp với biện pháp xử lý cơ học để có thể tạo nên một sở đồ dây chuyền xử lý nước cho phù hợp. Thành phần các công trình trong dây chuyền công nghệ xử lý nước có thể lấy theo tiêu chuẩn TCXD 33: 2006. GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 17 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt CHƯƠNG III: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ I. CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC MẶT Lựa chọn công nghệ xử lý nước phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng và đặc trưng của nguồn nước, yêu cầu chất lượng nước cấp và công suất trạm nước cấp cần xử lý. Hơn nữa, chất lượng của nguồn nước có thể thay đổi theo vị trí (điểm lấy nước cấp) và thời gian (các mùa trong năm), do vậy công nghệ xử lí nước và quá trình vận hành cũng sẽ thay đổi theo tính chất của nguồn nước thô. Như vậy cần biết được chất lượng nước thô, so sánh với yêu cầu chất lượng nước sau xử lý để có thể lựa chọn công nghệ xử lý nước phù hợp, đưa ra kỹ thuật xử lý cụ thể, chọn hóa chất và tính toán liều lượng hóa chất cần dùng, tối ưu hóa điều kiện vận hành cho từng công đoạn và sắp xếp các bước xử lý cho phù hợp. Các chất bẩn có mặt trong nước với kích thước rất khác nhau, ứng với mỗi khoảng kích thước hạt cần có những biện pháp xử lí phù hợp. Để có được sự lựa chọn phù hợp nhất cho quá trình xử lí cần phân tích chất lượng nước thô để xác định kích thước của các hạt có trong nguồn nước thô. Dựa vào các số liệu đã có, so sánh chất lượng nước thô và chất lượng nước sau xử lí để quyết định cần tách gì ra khỏi nước, chọn thông số chính về chất lượng nước và đưa ra kỹ thuật xử lí cụ thể, chọn hóa chất và liệu lượng hóa chất cần dùng, tối ưu hóa các điều kiện vận hành cho từng bước xử lí và sắp xếp các bước cho thật hợp lí. II. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ  Giả sử, thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư trong đô thị loại I khoảng 5000 dân. Tính theo tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt TCXD 33 : 2006 Q ngày.tb  qtc .N . f  D ( m3 / ngày) 1000 Trong đó: qtc: tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt lấy theo TCXD 33:2006 ( 200 L/người) N: số dân tính toán ứng với tiêu chuẩn cấp nước f: tỷ lệ dân được cấp nước lấy theo TCXD 33:2006 ( 100% ) D : Lượng nước tưới cây, rữa đường, dịch vụ đô thị, khu công nghiệp, thất GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 18 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt thoát, nước cho bản thân nhà máy xử lý nước được tính theo bảng 3.1 trong tiêu chuẩn TCXD 33: 2006 và lượng nước dự phòng cho phát triển công nghiệp, dân cư và các lượng nước khác chưa tính được cho phép lấy them 5- 10% tổng lưu lượng nước cho ăn uống sinh hoạt của điểm dân cư; Khi có lý do xác đáng được phép lấy them không quá 15% Lượng nước cấp cho sinh hoạt: qsh  qtc .N . f 200.5000.100%   1000( m3 / ngày) 1000 1000 Lượng nước phục vụ công cộng: qcc  10%.qsh  100( m 3 / ngày) Lượng nước dịch vụ đô thị: qdv  10% qSh  100( m 3 / ngày) Lượng nước khu công nghiệp: 0 m3 Lượng nước thất thoát: q  15%( qsh  qcc  qdv  qcn )  180( m 3 / ngày) tt Lượng nước dùng cho nhà máy xử lý nước: qnh.maynuoc  8%(qsh  qcc  qdv  qcn  qtt )  110, 4(m 3 / ngày) Lưu lượng nước dự phòng : qdp  10%.qsh  100( m3 / ngày) D  qCC  qDV  qCN  qtt  qnh.may  qdp  590, 4(m3 / ngày) Vậy lưu lượng nước ngày trung bình : Qngày.tb  qtc .N . f  D  1590, 4( m 3 / ngày) 1000 Qngay max  kngay max .Qngaytb  1, 2.1590, 4  1908, 48(m3 / ngày) Qngay min  kngay min .Qngay tb  0,9.1590, 4  1431, 36(m3 / ngày) GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 19 Đồ án xử lý nước cấp Xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt Trong đó: Hệ số dùng nước không điều hòa ngày kể đến cách tổ chức đời sống xã hội, chế độ làm việc của các cơ sở sản xuất, mức độ tiện nghi, sự thay đổi nhu cầu dùng nước theo mùa cần lấy như sau: kngaymax=1,1-1,2 ; kngay min =0,8-0,9.( áp dụng cho đô thị loại I) Chất lượng nước đầu vào như sau Bảng 3.1. Thông số chất lượng nước đầu vào và chỉ tiêu STT CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ Giá trị QCVN01:2009/BYT - 6,7 6,5-8,5 1 pH 2 Chất rắn lơ lững(SS) mg/L 230 - 3 Độ đục NTU 250 2 4 Độ màu Pt- co 150 15 5 Độ kiềm mg CaCO3/L 60 - 6 Sắt tổng cộng mg/L 0,05 0,3 7 Độ cứng tính theo CaCO3 mg/L 103 300 8 Colifom tổng số Vi khuẩn/100ml 6 0  Nhận xét với chất lượng nguồn nước mặt như trên ta thấy: thì hệ thống xử lý chủ yếu là chất rắn lơ lững, độ đục, độ màu, và colifom tổng số. Công nghệ được đề xuất sẽ được quan tâm : lắng – lọc – khử trùng  Lắng – lọc : tức là quá trình làm trong nước bằng cách khử màu, khử đục, được thực hiện trong bể lắng và bể lọc. Trong thực tế để tăng nhanh và nâng cao hiệu quả làm trong nước, người ta thường cho them vào nước chất phản ứng ( phèn nhôm, phèn sắt). Khi đó dây chuyền công nghệ xử lý nước mặt có them các công trình như bể trộn và bể phản ứng.  Khử trùng : chất khử trùng được sử dụng phổ biến hiện nay là các hợp chất clo : clorua vôi, nước javen, clo lỏng được đưa vào đường ống dẫn nước từ bể lọc sang bể chứa hơặc đưa trực tiếp vào bể chứa. Để khử trùng có hiệu quả phải đảm bảo thời gian tiếp xúc giữa clo và nước tối thiểu là 30 phút. Ngoài ra có thể dùng ôzon, các tia vật lý ( tia tử ngoại), sóng siêu âm để diệt trùng. GVHD : Nguyễn Thị Thu Hiền SVTH : Nguyễn Hữu Danh MSSV: 0410040030 20
- Xem thêm -