Tài liệu Tối ưu hóa quá trình keo tụ bằng pac trong xử lý nước cấp ở trung tâm cấp nước sạch khu công nghiệp suối dầu

LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đề tài, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô giáo thuộc viện Nghiên cứu sinh học và môi trường để em có thể hoàn thành tốt bài báo cáo của mình. Đặc biệt em xin chân thành cám ơn giáo viên hướng dẫn Th.S Trần Nguyễn Vân Nhi đã tận tình hướng dẫn, tư vấn và giúp đỡ em trong quá suốt trình thực hiện đề tài này, các thầy cô giáo ở Tổ nghiên cứu và Trung tâm Thí nghiệm Thực hành trợ giúp về máy móc, thiết bị tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện thí nghiệm, hoàn thành nội dung bài báo cáo. Em cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Khu Công nghiệp Suối Dầu, Các cán bộ nhân viên tại Trung tâm Cấp nước sạch Khu Công nghiệp đã giúp đỡ nhiệt tình, quan tâm và tạo điều kiện về môi trường thực tập. Em xin chân thành cám ơn! MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung .................................................................................................... 1 1.1.1 Lịch sử hình thành .......................................................................................... 1 1.1.2 Quá trình phát triển ........................................................................................1 1.1.3 Chức năng và nhiệm vụ..................................................................................2 1.1.3.1 Chức năng ............................................................................................... 2 1.1.3.2 Nhiệm vụ ................................................................................................. 2 1.1.4 Hiện trạng quản lý và xử lý môi trường .........................................................2 1.1.4.1 Hiện trạng quản lý ................................................................................... 2 1.1.4.2 Xử lý môi trường..................................................................................... 3 1.1.5 Phương hướng đầu tư và phát triển ................................................................ 3 1.2 Tổng quan về trung tâm xử lý nước sạch ............................................................. 4 1.2.1 Giới thiệu chung ............................................................................................. 4 1.2.2 Hoạt động cấp nước sạch ...............................................................................5 1.3 Tổng quan về công nghệ xử lý nước cấp trên thế giới và Việt Nam .................... 7 1.3.1 Công nghệ xử lý nước cấp trên thế giới .........................................................7 1.3.2 Công nghệ xử lý nước cấp ở Việt Nam.......................................................... 8 1.4 Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 12 1.5 Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 13 CHƢƠNG 2 : ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu, hóa chất và dụng cụ ....................................................... 14 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu...................................................................................14 2.1.2 Hóa chất sử dụng .......................................................................................... 14 2.1.3 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ....................................................................14 2.1.3.1 Thiết bị .................................................................................................. 14 2.1.3.2 Dụng cụ ................................................................................................. 14 2.2 Cơ sở lý thuyết về phương pháp xử lý nước ....................................................... 15 2.2.1 Mục đích của quá trình xử lý nước .............................................................. 15 2.2.2 Chất lượng nước thô thích hợp với các quá trình xử lý nước ......................15 2.2.3 Các quá trình xử lý nước ..............................................................................16 2.2.3.1 Hồ chứa và lắng sơ bộ ........................................................................... 16 2.2.3.2 Song chắn rác và lưới chắn ................................................................... 16 2.2.3.3 Bể lắng cát ............................................................................................. 16 2.2.3.4 Làm thoáng............................................................................................ 16 2.2.3.5 Clo hóa sơ bộ......................................................................................... 17 2.2.3.6 Quá trình khuấy trộn hóa chất ............................................................... 18 2.2.3.7 Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn .......................................... 18 2.2.3.8 Quá trình lắng ........................................................................................ 19 2.2.3.9 Quá trình lọc .......................................................................................... 20 2.2.3.10 Khử trùng nước ................................................................................... 21 2.2.3.11 Ổn định nước ....................................................................................... 21 2.2.4 Một số quy trình công nghệ xử lý nước cấp ...............................................22 2.2.4.1 Khi nguồn nước có hàm lượng cặn nhỏ hơn 2500 mg/L ...................... 22 2.2.4.2 Khi nguồn nước có hàm lượng cặn lớn hơn 2500 mg/L ....................... 22 2.2.4.3 Khi nguồn nước là nước ngầm .............................................................. 22 2.2.4.4 Khi nguồn nước là nước mặt ................................................................. 23 2.3 Lý thuyết về phương pháp keo tụ........................................................................ 23 2.3.1 Cơ sở khoa học của quá trình keo tụ ............................................................ 23 2.3.1.1 Phân loại các tạp chất trong nước theo kích thước ............................... 23 2.3.1.2 Cơ chế keo tụ – tạo bông....................................................................... 25 2.3.1.3 Hóa học của quá trình keo tụ bằng PAC ............................................... 29 2.3.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ ............................................30 2.4 Cơ sở của quá trình tối ưu hóa theo phương án trực giao cấp hai ...................... 32 2.4.1 Phương pháp thiết kế thí nghiệm theo phương án trực giao cấp hai ..........32 2.4.2 Xác định điều kiện tối ưu ............................................................................34 2.5 Phương pháp nghiên cứu..................................................................................... 34 2.5.1 Khảo sát quy trình xử lý nước cấp ............................................................... 34 2.5.2 Phương pháp đo pH......................................................................................34 2.5.3 Phân tích độ đục ........................................................................................... 35 2.5.4 Thí nghiệm tối ưu hóa quá trình keo tụ ........................................................ 35 2.5.4.1 Thí nghiệm Jartest ................................................................................. 35 2.5.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của liều lượng PAC và pH đến hiệu suất keo tụ .. 36 2.5.4.3 Tối ưu hóa quá trình keo tụ theo phương án trực giao cấp hai ............. 37 2.5.5 Thử nghiệm mô hình ....................................................................................39 2.5.5.1 Lấy mẫu nước thí nghiệm ..................................................................... 39 2.5.5.2 Chuẩn bị hóa chất .................................................................................. 39 2.5.5.3 Các thông số thiết kế của mô hình ........................................................ 39 2.5.5.4 Vận hành mô hình ................................................................................. 43 2.5.5.5 Thu mẫu nước sau xử lý ........................................................................ 44 2.5.6 Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................44 2.5.6.1 Đối với số liệu phân tích ....................................................................... 44 2.5.6.2 Đối mô hình hồi quy cấp hai ................................................................. 44 CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết quả khảo sát quy trình xử lý nước cấp ......................................................... 45 3.1.1 Sơ đồ công nghệ ........................................................................................... 45 3.1.2 Thuyết minh công nghệ ................................................................................46 3.1.3 Quy trình vận hành trạm xử lý nước sạch ....................................................47 3.1.3.1 Công tác kiểm tra .................................................................................. 47 3.1.3.2 Công tác vận hành hệ thống .................................................................. 48 3.1.3.3 Công tác kiểm tra chất lượng sản phẩm ................................................ 48 3.2 Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng PAC và pH đến hiệu suất keo tụ.................................................................................................................. 48 3.2.1 Kết quả thí nghiệm 1 ....................................................................................48 3.2.1 Kết quả thí nghiệm 2 ....................................................................................50 3.3 Kết quả thí nghiệm tối ưu hóa ............................................................................. 51 3.3.1 Thiết kế thực nghiệm ...................................................................................51 3.3.2 Kết quả thí nghiệm Jartest ............................................................................52 3.3.3 Xây dựng mô hình hồi quy cấp hai .............................................................. 53 3.3.4 Kiểm tra tính tương thích của mô hình ........................................................ 54 3.4 Kết quả thử nghiệm trên mô hình ....................................................................... 58 3.4.1 Kết quả kiểm tra hiệu suất keo tụ .................................................................58 3.4.2 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu đầu ra ......................................................58 3.5 Đề xuất cải tạo công nghệ ................................................................................... 60 3.6 Khái toán kinh tế ................................................................................................. 61 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ .................................................................................... 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 TCVN 1329/2002/BYT- QĐ ngày 18/04/2002 ...........................................5 Bảng 1.2 Phân loại nước theo kích thước tạp chất ....................................................24 Bảng 2.1 Bảng kế hoạch thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng PAC đến hiệu suất keo tụ khi giữ nguyên giá trị pH ................................................................ 36 Bảng 2.2 Bảng kế hoạch thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất keo tụ khi giữ nguyên giá trị nồng độ PAC .....................................................................37 Bảng 2.3 Ma trận quy hoạch trực giao cấp hai, hai yếu tố.......................................38 Bảng 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng PAC đến hiệu suất keo tụ....49 Bảng 3.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất keo tụ ......................... 50 Bảng 3.3 Bảng thiết kế quy hoạch thực nghiệm .......................................................51 Bảng 3.4 Bảng kế hoạch thực nghiệm tối ưu hóa .....................................................52 Bảng 3.5 Kết quả thí nghiệm tối ưu hóa trên máy Jartest .........................................53 Bảng 3.6 Các hệ số hồi quy thu được tự thực nghiệm ..............................................53 Bảng 3.7 So sánh hiệu suất keo tụ theo thực nghiệm và theo mô hình cấp hai ........54 Bảng 3.8 Các thông số cơ bản của mô hình hồi quy cấp hai ....................................55 Bảng 3.9 So sánh giá trị tính toán và thực nghiệm tại điều kiện tối ưu ....................55 Bảng 3.10 Kết quả thử nghiệm trên mô hình ............................................................ 58 Bảng 3.11 Kết quả phân tích nước đầu ra sau bể lọc cát của KCN tháng 4/2012 ....58 Bảng 3.12 So sánh một số chỉ tiêu đầu ra của nước sau quá trình lắng ở KCN và từ kết quả tối ưu hóa ......................................................................................................59 Bảng 3.13 Bảng khái toán kinh tế .............................................................................61 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ quy trình xử lý nước nhà máy nước Cầu Đỏ ...................................11 Hình 2.1 Quy trình xử lý nước có hàm lượng cặn nhỏ hơn 2500mg/L ....................22 Hình 2.2 Quy trình xử lý nước có hàm lượng cặn lớn hơn 2500mg/L .....................22 Hình 2.3 Một số quy trình xử lý nước ngầm ............................................................. 23 Hình 2.4 Một số quy trình xử lý nước mặt................................................................ 23 Hình 2.5 Hiệu quả của cơ chế hấp phụ - trung hòa điện tích các ion trái dấu ..........27 Hình 2.6 Mô tả quá trình tạo bông keo theo cơ chế hấp phụ - bắc cầu.....................28 Hình 2.7 Cấu trúc Keggin của PAC ..........................................................................30 Hình 2.8 Sơ đồ thí nghiệm phương án cấu trúc có tâm cấp hai, hai yếu tố ..............33 Hình 2.9 Thiết bị Jartest ............................................................................................ 36 Hình 2.10 Mô hình bể điều hòa .................................................................................39 Hình 2.11Mô hình bể keo tụ .....................................................................................40 Hình 2.12 Mô hình bể tạo bông ................................................................................41 Hình 2.13 Mô hình bể lắng .......................................................................................42 Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ quy trình xử lý nước cấp tại KCN Suối Dầu ..................45 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng PAC đến hiệu suất keo tụ .....50 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến hiệu suất keo tụ .......................... 51 Hình 3.4 Đồ thị và hình chiếu tương ứng mối quan hệ giữa hàm lượng PAC và pH đến độ đục của nước sau keo tụ ................................................................................56 Hình 3.5 Đồ thị và hình chiếu tương ứng mối quan hệ giữa hàm lượng PAC và pH đến hiệu suất keo tụ ...................................................................................................57 Hình 3.6 Biểu đồ so sánh một số chỉ tiêu của nước sau khi lắng.............................. 60 Hình 3.7 So sánh hiệu quả kinh tế giữa KCN và kết quả của bài nghiên cứu ..........61 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên đầy đủ SUDAZI Khu Công nghiệp Suối Dầu TIC Công ty Thương mại và Đầu tư Khánh Hòa TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QĐ Quyết định BYT Bộ y tế XLNC Xử lý nước cấp PAC Poly Aluminum Cloride USA The United States of America STT Số thứ tự TCN Trước Công Nguyên NMN Nhà máy nước ĐVT Đơn vị tính KCN Khu Công Nghiệp MỞ ĐẦU Trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, nhu cầu sử dụng nước của người dân cho sinh hoạt, cho hoạt động công nghiệp dịch vụ là rất lớn. Hiện nay nước từ thiên nhiên là nguồn cung cấp nước chính, chủ yếu là nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm. Tuy nhiên nguồn nước từ thiên nhiên có chất lượng rất khác nhau và phần lớn bị ô nhiễm từ các hoạt động sinh hoạt công nghiệp của con người. Vì vậy trước khi đưa vào sử dụng cần phải tiến hành xử lý chúng. Trung tâm cấp nước sạch Khu Công nghiệp Suối Dầu là một trong những thành viên của công ty cấp nước Khánh Hòa, chuyên xử lý và cung cấp nguồn nước sạch cho KCNSuối Dầu và người dân xung quanh KCN. Nhà máy hiện đang sử dụng nguồn nước mặt của hồ Suối Dầu để xử lý. Do đặc trưng của nguồn nước này luôn thay đổi về thành phần, tính chất nên cần phải giám sát chặt chẽ nguồn nước thô trước xử lý, đồng thời dây chuyền công nghệ, hóa chất sử dụng phải thay đổi cho phù hợp với chất lượng nước đầu vào theo từng thời kì, cụ thể là sự thay đổi về hóa chất trong quá trình keo tụ. Trên nền tảng những kiến thức đã học từ nhà trường và muốn vận dụng vào thực tế em thực hiện đề tài: "Tối ưu hóa quá trình keo tụ bằng PAC trong xử lý nước cấp ở Trung tâm cấp nước sạch Khu Công nghiệp Suối Dầu". Nhằm mục đích nắm bắt kiến thức, kinh nghiệm từ quá trình thực tập và góp phần cải tiến nâng cao quá trình xử lý của dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp cho Trung Tâm cấp nước sạch. Chƣơng 1 : Tổng quan CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Lịch sử hình thành Đáp ứng nhu cầu phát triển của hoạt động phát triển kinh doanh và kêu gọi đầu tư của toàn tỉnh Khánh Hòa, ngày 11/11/1997 Thủ tướng chính phủ đã ký quyết định số 951/QD-TTG quyết định thành lập Khu Công nghiệp Suối Dầu, phê duyệt dự án đầu tư xây dựng và kinh doanh kết cấu hạ tầng Khu Công nghiệp Suối Dầu tỉnh Khánh Hòa, gọi tắt là SUDAZI. Dưới sự đầu tư của doanh nghiệp nhà nước Công ty Thương Mại và Đầu tư Khánh Hòa TIC, trực thuộc ủy ban nhân dân tỉnh Khánh Hòa, SUDAZI được đưa vào khởi công và xây dựng. SUDAZI được xây dựng thu hút các nhà đầu tư trong và ngoài nước, huy động, tận dụng và tăng giá trị nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa phương. Với vị trí thuận lợi cả về giao thông đường bộ, đường sắt, đường thủy và đường hàng không. Các nguồn cung cấp điện và nước cho Khu Công nghiệp thuận lợi cho việc phát triển. Với diện tích quy hoạch 152 ha (giai đoạn I: 78,1 ha) và có thể mở rộng đến 300 ha (giai đoạn II). Nằm ở vị trí đầu mối của giao thông, cách Thành Phố Nha Trang 25km, cách cảng biển và sân bay Nha Trang 27km, cảng biển Quốc tế Cam Ranh và Ba Ngòi 35km, và cách các ga Suối Cát, Suối Tân, Hòa Tân 2- 5km thì SUDAZI là điểm hẹn công nghiệp của miền trung nói riêng và của đất nước nói chung. 1.1.2 Quá trình phát triển Từ lúc bắt đầu xây dựng cho đến nay, SUDAZI đã hoàn thành đầu tư xây dựng giai đoạn I với diện tích gần 78 ha, bao gồm : - Hệ thống đường giao thông nội bộ bê tông – nhựa hiện đại dài 16km, gồm tuyến đường chính nối với quốc lộ 1A, các đường phụ được quy hoạch hợp lý và xây dựng hoàn chỉnh giúp cho các hoạt động vận chuyển, đi lại an toàn và tiện lợi. Trang 1 Chƣơng 1 : Tổng quan - Xây dựng hoàn chỉnh một trạm bơm nước thô 2750 m3/ngày và một trạm xử lý nước sạch công suất hiện tại 3000 m3/ngày. Nguồn cấp nước lấy từ hồ thủy lợi Suối Dầu với công suất 10.000 m3/ngày, cung cấp đầy đủ nước cho sinh hoạt và công nghiệp bằng đường ống dài 10km. Hoàn thiện hệ thống xử lý nước 5000 m3/ngày. - Trong giai đoạn II của Dự án, SUDAZI sẽ tiếp tục phát triển trên phần diện tích còn lại và hoàn thiện cơ cấu quản lý để đi vào quỹ đạo ổn định. 1.1.3 Chức năng và nhiệm vụ 1.1.3.1 Chức năng SUDAZI do Xí nghiệp Phát triển Hạ tầng trực tiếp quản lý có chức năng kinh doanh cơ sở hạ tầng Khu Công nghiệp, xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp, bất động sản, dịch vụ ăn uống và kinh doanh các dịch vụ Khu Công nghiệp khác. 1.1.3.2 Nhiệm vụ Đến nay SUDAZI đã có trên 35 doanh nghiệp đã và đang thuê đất đầu tư sản xuất, đạt công suất khai thác 70% diện tích đất cho thuê với 80% Doanh nghiệp đang hoạt động và chế biến thủy sản. Nên nhiệm vụ trọng tâm của SUDAZI là đáp ứng được nhu cầu sử dụng nước sạch thường xuyên, số lượng lớn và đảm bảo tiêu chuẩn, xử lý nước thải của các Doanh nghiệp cũng là một nhiệm vụ quan trọng, cần thiết để đảm bảo cho môi trường xung quanh. 1.1.4 Hiện trạng quản lý và xử lý môi trƣờng 1.1.4.1 Hiện trạng quản lý SUDAZI hiện có nhiều ngành nghề thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau. Vì vậy, việc kiểm soát và quản lý về môi trường rất khó khăn và còn nhiều bất cập do đặc điểm chất thải của mỗi công ty hoàn toàn khác nhau. Mặc dù vậy, SUDAZI đã có các bước kiểm soát, Ví dụ như yêu cầu các công ty xả thải phải đạt tiêu chuẩn quy định, kiểm soát định kỳ, bắt buộc phải xử lý chất thải nguy hại theo đúng quy định, ký cam kết bảo vệ và không xâm phạm tới môi trường. Trang 2 Chƣơng 1 : Tổng quan 1.1.4.2 Xử lý môi trƣờng  Khí thải Khó kiểm soát nhất do khả năng phân tán rộng. Ban Quản lý đã kết hợp với các cơ quan chức năng đã tiến hành kiểm tra nhưng đến thời điểm hiện nay, xử lý khí thải chưa có hiệu quả tuyệt đối. Mặt khác theo định kỳ, các xí nghiệp đã tiến hành đo đạc quan trắc, theo dõi diễn biến môi trường không khí của khu công nghiệp, xung quanh để kịp thời đối phó với sự cố khi xảy ra.  Nƣớc thải Sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn loại B và C, nước thải ở các cơ sở sản xuất sẽ được đưa vào trạm xử lý tập trung để xử lý tiếp cho đến khi đạt tiêu chuẫn loại A, sau đó sẽ được thải ra môi trường.  Chất thải rắn Chất thải rắn Công nghiệp và sinh hoạt hiện nay cũng là một gánh nặng đối với môi trường Khu Công nghiệp. Tuy khối lượng rác thải lớn nhưng do Khu Công nghiệp áp dụng biện pháp chôn lấp và thiêu hủy nên phần nào đã giải quyết vấn đề này. 1.1.5 Phƣơng hƣớng đầu tƣ và phát triển Mục tiêu xây dựng Khu Công nghiệp: - Xây dựng Khu Công nghiệp tập trung với các điều kiện hạ tầng kỹ thuật thuận lợi nhằm thu hút vốn đầu tư các doanh nghiệp trong và ngoài nước. - Xây dựng Khu Công nghiệp tập trung với công nghệ tiên tiến và hiện đại. Vậy với chức năng quản lý và kinh doanh hạ tầng Khu Công nghiệp Suối Dầu, Xí nghiệp ngày càng hoàn thiện hệ thống quản lý chất lượng (theo ISO 9001:2000) trong việc sản xuất nước sạch, xử lý nước thải, vận động tiếp thị, quảng cáo thu hút đầu tư để hoàn tất việc cho thuê giai đoạn I, đẩy mạnh tốc độ xây dựng hạ tầng giai đoạn II để cố gắng hoàn thiện cơ sở hạ tầng và đưa cho thuê vào năm 2015. Mặt khác SUDAZI đã có trên 35 doanh nghiệp đang hoạt động và sản xuất. Dự kiến những năm tiếp theo sẽ có nhiều doanh nghiệp khác đầu tư vào, việc này giúp giải quyết vấn đề thất nghiệp đang rất nóng trong xã hội. Trang 3 Chƣơng 1 : Tổng quan 1.2 Tổng quan về trung tâm xử lý nƣớc sạch Quá trình cấp nước sạch quy định việc nhận và cung cấp nước sạch cho Khách hàng thuộc Khu Công nghiệp Suối Dầu. Bảo đảm yêu cầu theo tiêu chuẩn nước sạch TCVN 1329/2002/BYT- QĐ. 1.2.1 Giới thiệu chung Trạm xử lý nước sạch gồm có 9 cán bộ- công nhân viên có trình độ chuyên môn và nhiều năm kinh nghiệm về việc xử lý và giải quyết các sự cố về máy móc, chuyên môn trong hệ thống xử lý nước. Trạm xử lý nước sạch hoạt động theo 2ca/(ngày đêm), các thành viên chia thành 2 tổ trực 12h/24h luân phiên không ngừng. Trong mỗi ca trực, các ca viên phải chịu trách nhiệm về mọi hoạt động hoặc sự cố xảy ra trong ca trực của mình. Các ca viên có 3 công tác sau :  Công tác kiểm tra  Kiểm tra hệ thống, thiết bị trong dây chuyền xử lý đang hoạt động.  Kiểm tra hóa chất và bể pha hóa chất đang hoạt động.  Kiểm tra nồng độ pha loảng của các hóa chất như chất keo tụ, vôi…  Kiểm tra hàm lượng Clo dư trong nước tại bể chứa.  Kiểm tra hệ thống thiết bị nổi, ngầm,…  Công tác vận hành  Đo độ trong của nước nguồn bằng ống nghiệm thủy tinh Dianet.  Vận hành bơm định lượng hóa chất cho phù hợp với chất lượng nước nguồn đang cấp.  Kiểm tra pH, độ đục, quá trình keo tụ.  Vận hành bơm Clo khử trùng vào bể chứa.  Công tác kiểm tra chất lƣợng sản phẩm  Đo độ trong của nước  Đo pH của nước sau xử lý pH  6,5  8,0.  Đo hàm lượng Clo dư trong nước, Clo  0, 2  0,5 ppm. Trang 4 Chƣơng 1 : Tổng quan 1.2.2 Hoạt động cấp nƣớc sạch Xí nghiệp Phát triển Hạ Tầng Khu Công nghiệp Suối Dầu – Trạm xử lý nước sạch làm nhiệm vụ xử lý nước, cung cấp cho khách hàng là các doanh nghiệp sản xuất trong Khu Công nghiệp và những người dân sống xung quanh khu công nghiệp. Việc cung cấp nước này được thực hiện thông qua Hợp động kinh tế về việc mua bán nước sạch, căn cứ theo Luật Thương Mại năm 2005 và theo nhu cầu của các bên. Hiện nay, tổng lượng nước sạch mà Xí nghiệp cấp cho khách hàng là 3.000 m3/ngàyđêm, lượng nước cấp này vẫn còn nằm dưới khả năng tối đa của tram. Trong tương lai dự đoán cần tới 7.000 m3/ngàyđêm. Nước đầu ra phải đạt tiêu chuẩn theo TCVN 1329/2002/BYT- QĐ với các thông số được quy định như sau: Bảng 1.1 TCVN 1329/2002/BYT- QĐ ngày 18/04/2002 STT Tên chỉ tiêu ĐVT 1 Màu sắc TCU Giới hạn tối đa Phƣơng pháp thử TCVN 6185-1996 15 (ISO 7887-1985) 2 Mùi vị 3 Ðộ đục Không có mùi, Vị lạ Cảm quan (ISO 7027 - 1990) NTU 2 TCVN 6184- 1996 4 pH 5 Ðộ cứng (a) 6 7 8 Tổng chất rắn hoà tan (TDS) Hàm lượng nhôm Hàm lượng Amoni, tính theo NH4+ 6,5-8,5 AOAC hoặc SMEWW mg/l 300 TCVN 6224 - 1996 mg/l 1000 mg/l 0,2 mg/l 1,5 TCVN 6053 –1995 Trang 5 (ISO 9696 –1992) ISO 12020 – 1997 TCVN 5988 – 1995(ISO 5664 1984) Chƣơng 1 : Tổng quan 9 Hàm lượng Antimon mg/l 0,005 AOAC hoặc SMEWW TCVN 6182 – 1996 10 Hàm lượng Asen mg/l 0,01 11 Hàm lượng Bari mg/l 0,7 AOAC hoặc SMEWW 12 Hàm lượng Bo tính chung cho cả Borat mg/l 0,3 ISO 9390 - 1990 và Axit boric (ISO 6595 –1982) TCVN6197 - 1996 13 Hàm lượng Cadimi mg/l 0,003 14 Hàm lượng Clorua mg/l 250 15 Hàm lượng Crom mg/l 0,05 16 Hàm lượng Ðồng mg/l 2 17 Hàm lượng Xianua mg/l 0,07 18 Hàm lượng Florua mg/l 0,7 – 1,5 19 Hàm lượng Hydro sunfua mg/l 0,05 ISO10530-1992 20 Hàm lượng Sắt (a) mg/l 0,5 TCVN 6177-1996 (ISO 63321988) 21 Hàm lượng Chì mg/l 0,01 TCVN 6193- 1996 (ISO 8286-1986) 22 Hàm lượng Mangan mg/l 0,5 Trang 6 (ISO 5961-1994) TCVN6194 - 1996 (ISO 9297- 1989) TCVN 6222 - 1996 (ISO 9174 - 1990) (ISO 8288 - 1986) TCVN 6193- 1996 TCVN6181 - 1996 (ISO 6703/1-1984) TCVN 6195- 1996 (ISO10359/1-1992) TCVN 6002- 1995 (ISO 6333 - 1986) Chƣơng 1 : Tổng quan 23 24 Hàm lượng Thuỷ ngân. Hàm lượng Molybden TCVN 5991-1995 (ISO mg/l 0,001 5666/1-1983  ISO 5666/3 1983) mg/l 0,07 AOAC hoặc SMEWW TCVN 6180 -1996 (ISO82881986) 25 Hàm lượng Niken mg/l 0,02 26 Hàm lượng Nitrat mg/l 50 (b) 27 Hàm lượng Nitrit mg/l 3 (b) 28 Hàm lượng Selen mg/l 0,01 TCVN 6183-1996 (ISO 99641-1993) 29 Hàm lượng Natri mg/l 200 TCVN 6196-1996 (ISO 9964/1-1993) 30 Hàm lượng Sunphát (a) mg/l 250 31 Hàm lượng kẽm (a) mg/l 3 TCVN 6193 -1996 (ISO82881989) 32 Ðộ ô xy hoá mg/l 2 Chuẩn độ bằng KMnO4 TCVN 6180- 1996 (ISO 7890-1988) TCVN 6178- 1996 (ISO 6777-1984) TCVN 6200 -1996 (ISO9280 -1990) a: chỉ tiêu cảm quan 1.3 Tổng quan về công nghệ xử lý nƣớc cấp trên thế giới và Việt Nam 1.3.1 Công nghệ xử lý nƣớc cấp trên thế giới [10] Theo lịch sử ghi nhận hệ thống cấp nước đô thị xuất hiện sớm nhất tại La Mã vào năm 800 TCN. Điển hình là công trình dẫn nước vào thành phố bằng kênh tự chảy, trong thành phố nước được đưa đến các bể tập trung, từ đó theo đường ống dẫn nước đến các nhà quyền quí và bể chứa công cộng cho người dân sử dụng. Khoảng 300 năm TCN người ta đã biết khai thác nước ngầm bằng cách đào giếng. Người Babilon có phương pháp nâng nước lên độ cao khá lớn bằng ròng rọc, guồng nước. Trang 7 Chƣơng 1 : Tổng quan Thế kỷ thứ XIII, các thành phố ở châu Âu đã có hệ thống cấp nước. Thời đó chưa có các loại hóa chất phục vụ cho việc keo tụ xử lý nước mặt, người ta phải xây dựng các bể lắng có kích thước rất lớn (gần như lắng tĩnh) mới lắng được các hạt cặn bé. Do đó công trình xử lý rất cồng kềnh, chiếm diện tích và kinh phí xây dựng lớn. Năm 1600 việc dùng phèn nhôm để keo tụ nước được các nhà truyền giáo Tây Ban Nha phổ biến tại Trung Quốc. Năm 1800 các thành phố ở châu Âu, châu Mỹ đã có hệ thống cấp nước khá đầy đủ thành phần như công trình thu, trạm xử lý, mạng lưới … Năm 1810 hệ thống lọc nước cho thành phố được xây dựng tại PaisayScotlen.Năm 1908 việc khử trùng nước uống với qui mô lớn tại Niagara Falls, phía Tây Nam New york. Thế kỷ XX kỹ thuật cấp nước ngày càng đạt tới tình độ cao và còn tiếp tục phát triển, các loại thiết bị cấp nước ngày càng đa dạng phong phú và hoàn thiện. Thiết bị dùng nước trong nhà luôn được cải tiến để phù hợp và thuận tiện cho người sử dụng. Kỹ thuật điện tử và tự động hóa cũng được sử dụng rộng rãi trong cấp thoát nước. Có thể nói kỹ thuật cấp nước đã đạt đến trình độ rất cao về công nghệ xử lý, máy móc trang bị thiết bị và hệ thống cơ giới hóa, tự động hóa trong vận hành, quản lý. 1.3.2 Công nghệ xử lý nƣớc cấp ở Việt Nam [5] Ở Việt Nam, hệ thống cấp nước đô thị được bắt đầu bằng khoan giếng mạch nông tại Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh vào năm 1894. Nhiều đô thị khác như Hải Phòng, Đà Nẵng… hệ thống cấp nước đã xuất hiện, khai thác cả nước ngầm và nước mặt. Hiện nay hầu hết các khu đô thị đã có hệ thống cấp nước.Nhiều trạm cấp nước đã áp dụng công nghệ tiên tiến và tự động hóa của các nước phát triển như Pháp, Phần Lan, Australia…. Hiện nay Đảng và nhà nước đang quan tâm đến vấn đề cấp nước cho nông thôn, đòi hỏi các chuyên gia trong lĩnh vực cấp nước cần phải đóng góp sức mình và sáng tạo nhiều hơn để đáp ứng yêu cầu thức tế.[7] Công nghệ đang áp dụng  Hiện nay ở đô thị sử dụng nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm. Ngoài ra, một số hộ vùng ven đô và nông thôn có sử dụng cả nước mưa. Trong toàn quốc, tỷ lệ sử dụng nguồn nước mặt khoảng 60%, nước ngầm khoảng 40%. Ở các thành Trang 8 Chƣơng 1 : Tổng quan phố lớn, các NMN có công suất khoảng từ vài chục ngàn m3/ngày.đêm tới vài trăm ngàn m3/ngày.đêm. Tiêu biểu như: NMN Thủ Đức (TP HCM) có tổng công suất 1.200.000 m3/ngày.đêm, các NMN xử lý nước ngầm ở Hà Nội có công suất từ 30.000 - 60.000 m3/ngàyđêm (thường chia thành đơn nguyên 30.000 m3/ngàyđêm, xây dựng thành từng đợt, nhà máy nước Sông Đà 600.000 m3/ngàyđêm, giai đoạn 1 đã xây dựng 1 đơn nguyên 300.000 m3/ngàyđêm đã hoạt động). Tại các thành phố, thị xã trực thuộc tỉnh, các NMN có công suất phổ biến từ 10.000 m3/ngàyđêm tới 30.000 m3/ngàyđêm. Các trạm cấp nước của các thị trấn thường có công suất từ 1000 m3/ngày.đêm tới 5.000 m3/ngàyđêm, phổ biến nhất xung quanh 2.000 m3/ngàyđêm. Công nghệ và công trình xử lý nước  Công nghệ xử lý nước mặt phổ biến là: Keo tụ + lắng + lọc nhanh trọng lực + khử trùng  Công nghệ xử lý nước ngầm chủ yếu là khử sắt ( hoặc khử mangan) bằng phương pháp: Làm thoáng + lắng tiếp xúc + lọc nhanh trọng lực + khử trùng Các công trình đơn vị trong trạm xử lý đa dạng  Các công trình keo tụ ( đa số dùng phèn nhôm, PAC) với bể trộn đứng, trộn cơ khí, bể tạo bông có vách ngăn ziczac, tạo bông có tầng cặn lơ lửng, tạo bông kiểu cơ khí.  Các công trình lắng: bể lắng đứng ( cho trạm công suất nhỏ) bể lắng ngang thu nước cuối bể, thu nước bề mặt được sử dụng khá rộng rãi ở các dự án thành phố, thị xã, bể lắng ngang lamen được sử dụng tại 6 tỉnh miền núi phía Bắc: Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ, Hoà Bình, Hưng Yên và sân bay Đà Nẵng. Loại bể đang được phổ biến ở một số địa phương khác như bể lắng Pulsator ( công nghệ Pháp) được dùng ở Nam Định, Cần Thơ và bể lắng ly tâm ( Thái Bình) là 2 loại bể lằng ít được sử dụng.  Các công trình lọc: Bể lọc nhanh trọng lực ( lọc hở với vật liệu lọc là cát) được dùng rộng rãi, được dùng khá nhiều ở các dự án cấp tỉnh, thành phố. Trang 9 Chƣơng 1 : Tổng quan  Khử trùng: phổ biến dùng clo lỏng, một số trạm nhỏ dùng nước giaven hoặc ôzôn.  Trạm bơm đợt 2: một số trạm dùng máy biến tần để điều khiển chế độ hoạt động của máy bơm, một vài nơi có dùng đài nước trong trường hợp địa hình thuận lợi, một số nơi tận dụng đài nước đã có trước.  Các công trình làm thoáng: Phổ biến dùng tháp làm thoáng tự nhiên ( Dàn mưa), một số ít dùng thùng quạt gió ( làm thoáng cưỡng bức), một số trạm khác dùng tháp làm thoáng tải trọng cao theo nguyên lý làm việc của Ejector. Chất lượng nước sau xử lý hầu hết đạt tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn cuả tổ chức y tế thế giới. Một số nhà máy còn một vài chỉ tiêu chưa đạt như mangan, amôni, arsenic. Cấp nước nông thôn - Các loại mô hình cấp nước sinh hoạt nông thôn  Người dân nông thôn Việt Nam tuỳ điều kiện của mình đã sử dụng cả 3 loại nguồn nước (nước mưa, nước ngầm và nước mặt) cho nhu cầu cấp nước phục vụ sinh hoạt. Từ những đặc điểm riêng biệt từng vùng ở nông thôn Việt Nam hiện đang tồn tại 2 loại hệ thống công trình cấp nước cơ bản: • Các công trình cấp nước phân tán: Các công trình cấp nước nhỏ lẻ truyền thống phục vụ cho từng hộ gia đình, những nhóm hộ dùng nước hay các cụm dân cư sống độc lập, riêng lẻ mật độ thấp… • Các công trình cấp nước theo kiểu công nghiệp tập trung: Hệ thống dẫn nước tự chảy và hệ thống bơm dẫn nước phục vụ cho các thị trấn, thị tứ, các cụm dân cư sống tập trung của xã... Một trong những Thành phố tiên phong trong xây dựng các công trình xử lý nước ở việt Nam hiện nay không thể không nhắc tới Thành phố Đà Nẵng. Trước năm 1954 toàn thành phố Đà Nẵng đều sử dụng nước ngầm với 36 giếng khoan ở độ sâu 30 đến 50 mét. Các giếng khoan này chia thành một số nhóm, mỗi nhóm cung cấp nước cho một khu vực nhỏ và hình thành một mô hình cung cấp nước bao gồm: Giếng khoan - trạm bơm giếng - đài nước và đường ống cấp nước. Do nhu cầu khai thác nước ngày càng tăng và thành phố ngày càng phát triển nên các giếng khoan này càng bị nhiễm mặn, nhiễm bẩn, phải ngừng hoạt động dần. Đến năm 1971, hai nhà máy nước khai thác nước mặt sông Cẩm Lệ đã được xây dựng. Trang 10 Chƣơng 1 : Tổng quan Một trong hai nhà máy được xây dựng sớm nhất ở Đà Nẵng là NMN Cầu Đỏ công suất hiện nay là 120.000 m3/ngàyđêm. Với kinh nghiệm thực tiễn, đã xử lý thành công nguồn nước cấp cho người dân tại đây với quy trình xử lý như sau: Sông Cầu Đỏ Hồ sơ lắng Trạm bơm cấp I Hóa chất Bể trộn Bể phản ứng Bể phản ứng Bể lắng lamen Bể lắng lamen Bể lọc Clo khử PAC Bể trộn Bể lọc Bể chứa trùng Clo khử trùng Trạm bơm cấp II Mạng luới tiêu thụ Hình 1.1 Sơ đồ quy trình xử lý nƣớc nhà máy nƣớc Cầu Đỏ [9] Trang 11