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 -