Đồ án tốt nghiệp: Đánh giá chất lượng nước sông Ray và thiết kế hệ thống xử lý nước cấp xã Long Phước, Tp Bà Rịa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA - VŨNG TÀU

VIỆN KỸ THUẬT - KINH TẾ BIỂN

C a p Sa i n t Ja c q u e s

BARIA V U N G T A U UNIVERSITY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI:

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG RAY VÀ THIẾT KẾ

HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP XÃ LONG PHƯỚC, TP BÀ RỊA

: Đại học Trình độ đào tạo

: Chính quy Hệ đào tạo

Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học

Chuyên ngành : Công nghệ môi trường

: 2013-2017 Khoá học

Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Thị Tuyết

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Dương Duy Nhân

Bà Rịa-Vũng Tàu, tháng 6 năm 2017

--------------■

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU VIỆN KỸ THUẬT - KINH TẾ BIỂN

PH IẾ U G IA O ĐỀ TÀI ĐỒ Á N / K H O Á LU Ậ N TỐ T N G H IỆP (Đính kèm Quy định về việc tổ chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 của Hiệu trưởng Trường Đại học bR-VT)

Họ và tên sinh viên:.. .Nguyễn Dương Duy Nhân Ngày sinh:..20/12/1995

MSSV .13030190.....Lớp: DH13CM.............................................

Địa chỉ :Âp bắc, xã Long Phước, tp Bà Rịa, BR-VT ..........................

E-mail : Duynhandh13cm@gmail.com................................................

Trình độ đào tạo : Đại học..................................................................................

Hệ đào tạo : Chính quy...............................................................................

Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học...............................................

Chuyên ngành : Công nghệ môi trường.............................................................

1. Tên đề tài: Đánh giá chất chất lượng nước sông Ray và thiết kế hệ thống xử lý

nước cấp xã Long Phước, tp Bà Rịa........................................................................

2. Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Tuyết.................

3. Ngày giao đề tài:...1/3/2017..............................................

4. Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp:..5/7/2017

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) Vũng Tàu, ngày.......tháng.....năm .. SINH ViÊn thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG NGÀNH (Ký và ghi rõ họ tên) VIỆN TRƯỞNG (Ký và ghi rõ họ tên)

Vũng Tàu, ngày ... tháng ... năm 20...

Giảng viên hướng dẫn

(Ký ghi rõ họ tên)

Vũng Tàu, ngày ... tháng ... năm 20...

Giảng viên phản biện

(Ký ghi rõ họ tên)

Em xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung

thực không hề có hình thức gian lận hay sao chép. Mọi sự giúp đỡ cho việc

thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận

văn đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố.

Để thực hiện đề tài này, em đã nhận được sự hỗ trợ, giúp đỡ của nhiều

cơ quan, tổ chức, cá nhân cùng với sự chỉ dạy tận tình của cô Nguyễn Thị

Tuyết.

Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép em được bày tỏ lòng biết

ơn sâu sắc đến tất cả các cá nhân đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình học

tập và nghiên cứu. Trước hết em xin gửi tới quý thầy cô viện kỹ thuật và kinh

tế biển với lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn sâu sắc. Với sự quan tâm, dậy dỗ,

chỉ bảo tận tình chu đáo của thầy cô, đến nay em đã có thể hoàn thành báo cáo

đề tài: “Đánh giá chất lượng nước sông Ray và thiết kế hệ thống xử lý nước

cấp xã Long Phước, thành phố Bà Rịa”. Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh

đạo trường Đại học Bà Rịa-Vũng Tàu, các Phòng ban chức năng đã trực tiếp

và gián tiếp giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tà

Trang

1 PHẦN MỞ ĐẦU

1 1. Đặt vấn đ ề ........................................................................................................

2 2. Mục tiêu đồ án..................................................................................................

2 3. Nội dung của đồ á n ..........................................................................................

3 4. Yêu cầu thiết kế................................................................................................

4. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................. 3

3 5. Ý nghĩa của đề tài.............................................................................................

4 6. Kết cấu đề tài....................................................................................................

5 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ XÃ LONG PHƯ ỚC..........................................

5 1.1 Điều kiện địa phương.....................................................................................

5 1.1.1 Vị trí địa lý ..............................................................................................

1.1.2 Khí hậu.................................................................................................... 6

6 1.1.3 Thủy văn..................................................................................................

6 1.1.4 Đặc điểm địa chất....................................................................................

6 1.2 Điều kiện kinh tế xã hội.................................................................................

Chương 2. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC C Ấ P ..................................................................................................... 8

2.1 Tầm quan trọng của nước cấp..........................................................................8

2.2 Các loại nguồn nước sử dụng làm nước cấp.................................................... 9

2.2.1 Nước mặt................................................................................................... 9

2.2.2 Nước ngầm.............................................................................................. 11

2.2.3 Nước mưa................................................................................................ 14

2.3 Các chỉ tiêu nước cấp......................................................................................14

2.3.1 Chỉ tiêu vật lý ......................................................................................... 14

2.3.1.1 Nhiệt độ (0C,0K )............................................................................... 14

2.3.1.2 Hàm lượng cặn không tan (mg/l).....................................................15

2.3.1.3 Độ màu (Pt-Co)................................................................................15

2.3.1.4 Mùi v ị................................................................................................15

2.3.1.5 Độ đục (NTU)...................................................................................15

2.3.2 Chỉ tiêu hóa h ọ c.....................................................................................16

2.3.2.1 Độ pH ............................................................................................... 16

2.3.2.2 Độ cứng............................................................................................ 16

2.3.2.3 Độ oxy hóa (mg/l O2 hay KMnO4) ....................................................17

2.3.2.4 Các hợp chất Nitơ.............................................................................17

2.3.2.5 Các hợp chất Photpho.......................................................................17

2.3.2.6 Hàm lượng sắt (mg/l)........................................................................18

2.3.2.7 Hàm lượng mangan (mg/l)................................................................18

2.3.2.8 Các chất khí hòa tan (mg/l)..............................................................18

2.3.2.9 Clorua (Cl")........................................................................................19

2.3.2.10 Chỉ tiêu vi sinh................................................................................19

2.3.2.11 Các kim loại có độc tính cao.........................................................20

2.4 Tổng quan về các quá trình xử lý................................................................ 20

2.4.1 Hồ chứa và lắng sơ bộ............................................................................. 21

2.4.2 Song chắn rác.......................................................................................... 21

2.4.3 Quá trình làm thoáng............................................................................... 21

2.4.4 Quá trình khuấy trộn hóa chất................................................................. 22

2.4.5 Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn........................................... 22

2.4.6 Quá trình lắng.......................................................................................... 23

2.4.7 Quá trình lọc............................................................................................ 24

2.4.8 Khử trùng................................................................................................ 26

2.4.9 Ổn định nước........................................................................................... 27

2.4.10 Làm mềm nước..................................................................................... 27

Chương 3. PHÂN TÍCH NƯỚC SÔNG RAY VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LY NƯỚC CẤP CHO XÃ LONG PHƯỚC.............................................. 28

3.1 Tính chất nguồn nước.................................................................................... 28

3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Ray.....................................28

3.3 Các thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước.............................................. 30

3.4 Phương pháp nghiên cứu lấy mẫu và bảo quản mẫu......................................31

3.4.1 Vị trí thu m ẫu..........................................................................................31

3.4.2 Công tác thực đ ịa ....................................................................................32

3.5 Phương pháp phân tích hàm lượng các chỉ tiêu nước...................................33

3.6 Phân tích kết quả phân tích nước sông Ray..................................................34

3.7 Đề xuất và phân tích công nghệ xử lý............................................................35

3.7.1 Đề xuất công nghệ xử lý .........................................................................35

3.7.2 Phân tích công nghệ xử lý.......................................................................42

3.8 Thuyết minh công nghệ xử lý ........................................................................44

3.9 Phân tích ưu nhược điểm về hoạt động..........................................................45

3.10 Lựa chọn công nghệ..................................................................................... 46

Chương 4. TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG TRẠM XỬ L Ý .......................................................................................................47

4.1 Tính toán lưu lượng nước cấp cần xử lý ........................................................47

4.1.1 Dân số...................................................................................................... 47

4.1.2 Lưu lượng nước cho sinh hoạt................................................................ 47

4.1.3 Lưu lượng nước cho công cộng và tiểu thủ công nghiệp........................47

4.1.4 Công xuất nhà máy xử lý ........................................................................ 48

4.2 Tính toán trạm bơm cấp 1 và công trình thu..................................................48

4.3 Bể trộn vách ngăn........................................................................................... 49

4.4 Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng..................................................................... 52

4.5 Bể lắng ngang................................................................................................. 55

4.6 Bể lọc nhanh................................................................................................... 60

4.7 Bể chứa nước sạch......................................................................................... 65

4.8 Bể thu hồi....................................................................................................... 67

4.9 Sân phơi bùn................................................................................................... 69

4.10 Trạm bơm cấp 2 ........................................................................................... 71

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................................. 73

Kết luận................................................................................................................ 73

Kiến nghị.............................................................................................................. 73

Bảng 2.1 Thành phần các chất gây nhiễm bẩn nước m ặ t................................ 10

Bảng 2.2 Các đặc tính của nước mặt và nước ngầm .........................................12

Bảng 3.1 Các thông số đánh giá nguồn nước tự nhiên ở các trạm quan trắc cơ

b ả n ......................................................................................................................... 30

Bảng 3.2 Bảo quản m ẫu ...................................................................................... 32

Bảng 3.3 Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu............................................33

Bảng 3.4 Kết quả phân tích mẫu nước sông Ray tại phòng thí nghiệm của nhà

máy xử lý nước thải thuộc công ty đầu tư và khai thác hạ tầng khu công

nghiệp Đông Xuyên và Phú Mỹ 1........................................................................34

Bảng 3.5 Kết quả phân tích mẫu nước sông Ray của trung tâm nước sinh hoạt

và vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Bà Rịa Vũng T àu................................. 34

Bảng 3.6 Phạm vi sử dụng mỗi loại sơ đồ dây chuyền công nghệ lấy

theoTCXD - 33: 1995........................................................................................... 36

Bảng 3.7 Bảng các biện pháp hóa học bổ sung và các hóa chất sử dụng theo

TCXD-33:2006.......................................................................................................37

Bảng 4.1 Các thông số thiết kế của bể trộn vách ngăn......................................51

Bảng 4.2 Các thông số thiết kế của bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng................ 54

Bảng 4.3 Các thông số thiết kế của bể lắng ngang............................................ 59

Bảng 4.4 Các thông số thiết kế của bể lọ c ..........................................................64

Bảng 4.5 Các thông số thiết kế cho bể chứa.......................................................66

Bảng 4.6 Các thông số thiết kế của bể thu hồi................................................... 68

Bảng 4.7 Các thông số thiết kế của sân phơi b ù n .............................................70

Bảng 4.8 Các thông số thiết kế của trạm bơ cấp 2 ............................................71

Hình 1.1 Bản đồ vị trí xã Long Phước, thành phố Bà Rịa, tỉnh Bà Rịa - Vũng

Tàu............................................................................................................................ 5

Hình 3.1 Vị trí thu m ẫ u ....................................................................................... 31

Hình 3.2 Sơ đồ xử lý nước c ấ p .......................................................................... 40

Hình 3.3 Sơ đồ xử lý nước c ấ p .......................................................................... 41

Hình 4.1 Bể trộn vách ngăn.................................................................................49

Hình 4.2 Bể phản ứng có lớp cặn lơ lử n g ..........................................................52

Hình 4.3 Sơ đồ bể lắng ngang.............................................................................55

Hình 4.4 Sơ đồ bể lọc nhanh............................................................................... 61

PH Ầ N M Ở ĐẦU

1. Đ ặt vấn đề

Nước sinh hoạt là một nhu cầu không thể thiếu trong cuộc sống con

người, nó gắn liền với cuộc sống của chúng ta. Nước sạch không chỉ sử dụng

để cấp cho ăn uống, sinh hoạt mà còn sử dụng cho nhiều mục đích khác như

nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, thủy điện... Do đó nước sạch

và vệ sinh môi trường là điều kiện tiên quyết trong các biện pháp phòng

chống dịch bệnh, nâng cao sức khỏe cho cộng đồng, đồng thời phản ánh nét

văn hóa, trình độ văn minh của xã hội.

Nước trong thiên nhiên được dùng làm các nguồn nước cung cấp cho ăn

uống sinh hoạt và công nghiệp thường có chất lượng rất khác nhau. Các

nguồn nước mặt thường có độ đục, độ màu và hàm lượng vi trùng cao. Các

nguồn nước ngầm thì hàm lượng sắt và mangan thường vượt quá giới hạn cho

phép. Có thể nói, hầu hết các nguồn nước thiên nhiên đều không đáp ứng

được yêu cầu về mặt chất lượng cho các đối tượng dùng nước. Chính vì vậy

trước khi đưa vào sử dụng cần phải tiến hành xử lý chúng.

Xã Long Phước là đơn vị hành chính thuộc thành phố Bà Rịa, tỉnh Bà

Rịa Vũng Tàu nằm trong đới khô hạn và bán khô hạn ở nước ta. Việc cấp

nước cho các vùng lân cận hiện tại dựa vào vùng nước ngầm. Chương trình

cung cấp nước sạch đã thi công rất nhiều giếng, tuy nhiên lượng cung cấp còn

nhỏ và chất lượng nước chưa đảm bảo. Xã cũng đã xây dựng vài trạm cấp

nước có quy mô nhỏ, công suất lớn nhất chỉ đạt đến 2000 m3/ngày, chiều dài

tuyến ống cấp nước hạn chế khoảng 10km. Nước cấp chưa qua khâu xử lý và

tiệt trùng đúng qui định nên chất lượng nước cấp nhìn chung chưa đảm bảo và

không ổn định, chưa phù hợp tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống của Bộ Y tế.

Chính vì thế, biện pháp tối ưu là phải tìm ra nguồn nước có trữ lượng

lớn, dồi dào để giải quyết vấn đề bức thiết này. Hiện tại dòng sông Ray là con

sông chảy giữa hai tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa-Vũng Tàu có nguồn nước được

lựa chọn đầu tiên để sử dụng xử lý cấp cho người dân và cho sản xuất. Việc

xây dựng một trạm cấp nước tập trung s ẽ đáp ứng được nhu cầu nước sạch tại

khu vực Xã Long Phước, đồng thời góp phần giải quyết được tình trạng thiếu

nước sạch ở các vùng nông thôn của xã, nâng cao chất lượng đời sống người

dân, thu hút được sự đầu tư của các ngành công nghiệp, giúp cho khu vực

ngày càng phát triển hơn. Do đó tôi chọn đề tài “Đánh giá chất lượng nước

sông Ray và thiết kế hệ thống xử lý nước cấp xã Long Phước, thành phố Bà

Rịa với công suất thiết kế 18.000 m3/ngày.đêm”

2. M ục tiêu đồ án

Mục tiêu của đồ án là tiến hành đo, phân tích các chỉ tiêu của nước sông

Ray để lựa chọn phương án tối ưu cho thiết kế và xây dựng trạm xử lý nước

cấp nhằm đảm bảo cung cấp đủ nước sạch đáp ứng nhu cầu dùng nước đến

năm 2020 của người dân xã Long Phước, góp phần cải thiện sức khỏe người

dân, hỗ trợ phát triển kinh tế xã hội của xã.

Tính toán thiết kế nhà máy xử lý nước cấp cho Xã Long Phước thuộc

thành phố Bà Rịa, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu với công suất thiết kế là 18000

m3/ngày.đêm, nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sạch cho sinh hoạt và sản

xuất.

3. N ộ i d ung c ủa đồ án

- Điều tra thu thập các tài liệu

- Lượng và chất lượng các nguồn nước trong khu vực

- Hiện trạng cấp nước và nhu cầu dùng nước

- Nghiên cứu đánh giá nguồn nước và công nghệ xử lý

- Đề xuất công nghệ xử lý nước cấp cho Xã Long Phước Tp. Bà Rịa

- Tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong các công nghệ đề xuất

- Dự toán chi phí xử lý nước cấp của các công nghệ đề xuất

- Lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp phù hợp cho Xã Long Phước thuộc

thành phố Bà Rịa

- Thực hiện bản vẽ

4. Y êu c ầ u th i ế t k ế

Cung cấp nước có chất lượng tốt, không chứa các chất gây đục, gây ra

màu,mùi, vị của nước để thỏa mãn các nhu cầu về ăn uống, sinh hoạt, dịch vụ,

sản xuất công nghiệp và phục vụ sinh hoạt công cộng của các đối tượng dùng

nước.

Cung cấp nướccó đủ thành phần khoáng chất cần thiết cho việc bảo vệ

sức khỏe của người sử dụng.

Để thỏa mãn các nhu cầu trên thì nước sau xử lý phải có các chỉ tiêu chất

lượng thỏa mãn “Tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước cấp cho ăn uống

và sinh hoạt’’.

5. P h ư ơng pháp n gh iên cứ u

Phương pháp so sánh: lấy mẫu đi phân tích các chỉ tiêu của nước so sánh

với QCVN 08:2015/BTNMT, từ đó có thể xác định các chỉ tiêu cần xử lý.

Phương pháp phân tích tổng hợp: thu thập kiến thức từ các tài liệu sau đó

lựu chọnphương án xử lý hiệu quả nhất.

6. Ý n gh ĩa c ủa đề tài

Đề tài có ý nghĩa thực tế cao, cụ thể là:

• Giải quyết vấn đề nước sạch nông thôn cho Xã Long Phước;

• Giảm dần và tiến tới chấm dứt thực hiện phương án đầu tư thường

xuyên các công trình cấp nước nhỏ lẻ từ nguồn vốn ngân sách;

• Làm cơ sở cho phát triển công nghiệp, dịch vụ, đô thị và thu hút đầu tư

nước ngoài;

• Là nơi nghiên cứu thực tập cho các học sinh, sinh viên ngành môi

trường và các ngành khác;

• Tạo tiền đề cho các nghiên cứu, mở rộng dự án sau này.

7. K ế t c ấu đề tài

Đề tài gồm 5 chương, trình bày những nội dung thu thập được qua các

tài liệu tham khảo, kết quả phân tích nước, tính toán và thiết kế công trình

theo trình tự sau:

Chương 1: Phần mở đầu

Chương 2: Tổng quan về Xã Long Phước

Chương 3: Tổng quan về nguồn nước cấp và các phương pháp xử lý

nước cấp

Chương 4: Phân tích nước sông Ray và đề xuất công nghệ xử lý nước

cấp cho Xã Long Phước

Chương 5: Tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong trạm xử lý

Kết luận và kiến nghị

C hư ơng 1. TỔ N G Q U A N VỀ X Ã LO N G PH Ư Ớ C

1.1 Đ iề u ki ện địa phư ơn g

Long Phước là một xã vùng ven thành phố Bà Rịa, có tổng diện tích tự

nhiên 1.618,77 ha với 4.446 hộ, 61193 người, xã có 70% hộ dân sống bằng

nghề nông nghiệp, số còn lại là các ngành nghề tiểu thủ công nghiệp, dịch vụ

thương mại và kinh doanh buôn bán nhỏ.

1.1.1 V ị trí đị a lý

Xã Long Phước là đơn vị hành chính thuộc thành phố Bà Rịa, tỉnh Bà

Rịa Vũng Tàu có ranh giới hành chính như hình 1.1:

+Phía Đông giáp xã Long Tân, huyện Đất Đỏ

+Phía Tây tiếp giáp xã Hòa Long, thành phố Bà Rịa

+Phía Nam tiếp giáp xã An Nhứt, huyện Long Điền

+Phía Bắc tiếp giáp xã Đá Bạc, huyện Châu Đức

Hình 1.1 Bản đồ vị trí xã Long Phước, thành phố Bà Rịa, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

1.1.2 K hí hậu

Xã Long Phước mang đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa, một năm có

hai mùa mưa và mùa khô rõ rệt, với nhiệt độ bình quân cao đều quanh năm

27,50C.Đây là điều kiện thuận lợi cho việc phát triển cây trồng nhiệt đới.

1.1.3 T hủy văn

Mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4, lượng nước sinh hoạt và phục

vụ sản xuất chủ yếu sử dụng nguồn nước ngầm và hai nguồn nước từ đập Đá

Bàng chảy từ sông Ray về. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, nước lũ

trên vùng cao có thể gây ngập úng ở khu vực thấp.

1.1.4 Đặ c điểm đị a ch ấ t

Địa hình trung du tương đối bằng phẳng, phía Bắc có dãy Núi đất cao

102m,kinh tế của địa phương chủ yếu là nông nghiệp.

Xã Long Phước có địa hình cao ở phía đông và phía tây, thấp dần từ bắc

xuống nam. Độ cao trung bình ở vùng đồi thấp 13-29m, điểm cao nhất phía

đông bắc có độ cao trung bình 36m.

1.2 Đ iề u ki ệ n kinh t ế xã h ộ i

Tổng giá trị sản xuất tăng bình quân hàng năm là 15%. Cơ cấu kinh tế

nông nghiệp, thương mại dịch vụ và tiểu thủ công nghiệp tăng trưởng, chuyển

dịch theo hướng tích cực, những mục tiêu phát triển kinh tế có tỷ trọng đạt và

vượt so với kế hoạch đề ra. Phát triển gia tăng các ngành nghề như: sản xuất

mộc gia dụng, gia công kỹ nghệ sắt, nhôm và các nghề truyền thống như:

rượu, dệt,bánh tráng, bún. Giá trị sản xuất tiểu thủ công nghiệp tăng bình

quân 16%/năm, thương mại dịch vụ tăng 18%/năm và nông nghiệp tăng

6%/năm so với nghị quyết đề ra. Phát triển các điểm kinh doanh mặt hàng

thức ăn gia súc, vật liệu xây dựng, vật tư nông nghiệp và phát triển mạnh các

ngành nghề dịch vụ. Kinh tế nông nghiệp phát triển theo hướng nâng cao chất

lượng và đạt hiệu quả sản xuất, ứng dụng khoa học kỹ thuật, công nghệ và

giống mới vào sản xuất đã có nhiều chuyển biến tích cực trong việc tăng năng

suất một số cây trồng như lúa, cây bắp, cây mì, cây rau về năng suất, chất

lượng tăng rõ rệt.

Chuyển dịch cơ cấu sản xuất nông nghiệp theo hướng nông nghiệp hiện

đại, hiệu quả cao, an toàn vệ sinh thực phẩm.

Quy hoạch và phát triển kinh tế - xã hội: Quy hoạch sử dụng đất và hạ

tầng thiết yếu cho phát triển sản xuất nông nghiệp hàng hóa, công nghiệp, tiểu

thủ công nghiệp, dịch vụ. Xây dựng và tổ chức thực hiện đạt kết quả đề án

xây dựng nông thôn mới giai đọan 2012-2015 trên địa bàn xã. Thực hiện có

hiệu quả các mô hình chuyển đổi cơ cấu cây trồng, vật nuôi trên địa bàn. Xác

định phát triển nông nghiệp là chủ yếu, tuyên truyền vận động trong việc áp

dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp, nâng cao năng suất lúa,

tăng chất lượng các sản phẩm nông nghiệp và liên kết tìm thị trường tiêu thụ

sản phẩm nông nghiệp tại địa phương.

Khu công nghiệp và cụm công nghiệp: Hiện nay trên địa bàn xã Long

Phước chưa có khu công nghiệp và cụm công nghiệp, sắp tới đang hướng quy

hoạch cụm tiểu thủ công nghiệp để kêu gọi các nhà đầu tư xây dựng nhằm

giải quyết lao động trên địa bàn.

Thu chi ngân sách: Thực hiện thu ngân sách hàng năm đều đạt và vượt

chỉ tiêu trên giao. Tổng thu ngân sách hàng tăng 12%, công tác chi đảm bảo

đáp ứng chi nhu cầu thường xuyên và chi đầu tư phát triển. Thực hiện cơ chế

khoán kinh phí, đảm bảo chi theo dự toán giao đầu năm và đúng chế độ quy

định Luật ngân sách Nhà nước.

C hư ơng 2. T Ổ NG Q U A N V Ề N Ư Ớ C C ẤP VÀ CÁC PH Ư Ơ N G

PH Á P X Ử LÝ N Ư Ớ C C Ấ P

2.1 T ầ m quan tr ọ ng c ủa nước c ấ p

Nước là nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật trên Trái Đất, không có nước

cuộc sống trên Trái Đất không thể tồn tại. Cũng như không khí và ánh sáng,

nước không thể thiếu được trong cuộc sống của con người.

Trong các khu dân cư, nước phục vụ cho các mục đích sinh hoạt, nâng cao

đời sống tinh thần cho người dân. Một ngôi nhà hiện đại, quy mô lớn nhưng

không có nước khác nào cơ thể không có máu. Nước còn đóng vai trò rất quan

trọng trong sản xuất, phục vụ cho hàng loạt ngành công nghiệp khác nhau.

Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu đồng thời còn có vai trò

điều tiết các chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng

khí trong đất, đó là những nhân tố quan trọng cho sự phát triển của thực vật.

Hiện nay, tổ chức Liên Hiệp Quốc đã thống kê có một phần ba điểm dân

cư trên thế giới thiếu nước sạch sinh hoạt, do đó người dân phải dùng đến các

nguồn nước nhiễm bẩn. Hàng năm có 500 triệu người mắc bệnh và 10 triệu

người (chủ yếu là trẻ em) bị chết, 80% trường hợp mắc bệnh là người dân ở các

nước đang phát triển có nguyên nhân từ việc dùng nguồn nước bị ô nhiễm.

Vấn đề xử lý nước và cung cấp nước sạch, chống ô nhiễm nguồn nước

do tác động của nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất đang là vấn đề đáng

quan tâm.

Mỗi quốc gia đều có những tiêu chuẩn riêng về nước cấp, trong đó các

chỉ tiêu cao thấp khác nhau nhưng nhìn chung các chỉ tiêu này phải đảm bảo

an toàn vệ sinh về số lượng vi sinh có trong nước, không có chất độc hại làm

ảnh hưởng đến sức khỏe con người, các chỉ tiêu về pH, nồng độ oxy hòa tan,

độ đục, độ màu, hàm lượng các kim loại hòa tan, độ cứng, mùi vị... Tiêu

chuẩn chung nhất là của Tổ chức sức khỏe thế giới WHO hay của cộng đồng

châu Âu. Ngoài ra nước cấp cho công nghiệp bên cạnh các chỉ tiêu chung về

nước cấp thì tùy thuộc từng mục đích mà đặt ra những yêu cầu riêng.

Các nguồn nước trong tự nhiên ít khi đảm bảo các tiêu chuẩn do tính

chất có sẵn của nguồn nước hay bị gây ô nhiễm nên tùy thuộc vào chất lượng

nguồn nước và yêu cầu về chất lượng nước mà cần thiết phải có quá trình xử

lý nước thích hợp, đảm bảo cung cấp nước có chất lượng tốt và ổn định.

2.2 C ác lo ạ i ngu ồn n ư ớ c s ử d ụng làm n ư ớ c c ấ p

Để cung cấp nước sạch, có thể khai thác các nguồn nước thiên nhiên

(thường gọi là nước thô) từ nước mặt, nước ngầm, nước biển.

Theo địa hình và các điều kiện môi trường xung quanh mà các nguồn

nước tự nhiên có chất lượng nước khác nhau. Như ở những vùng núi đá vôi,

điều kiện phong hóa mạnh, nguồn nước sẽ chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+, nước

có độ cứng cao, hàm lượng hòa tan lớ n...

2.2.1 N ước m ặ t

Bao gồm các nguồn nước trong các ao, đầm, hồ chứa, sông, suối. Do kết

hợp từ dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các

đặc trưng của nước mặt là:

• Chứa khí hoà tan, đặc biệt là oxy;

• Chứa nhiều chất rắn lơ lửng, riêng trường hợp nước chứa trong các ao

đầm, hồ do xảy ra quá trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại trong nước

có nồng độ tương đối thấp và chủ yếu ở dạng keo;

• Có hàm lượng chất hữu cơ cao;

• Có sự hiện diện của nhiều loại tảo;

• Chứa nhiều vi sinh vật.

Nguồn nước mặt tiếp nhận nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi các

chất hữu cơ và vi khuẩn gây bệnh. Nguồn nước tiếp nhận các dòng thải công

nghiệp thường bị ô nhiễm bởi các chất độc hại như kim loại nặng, các chất

hữu cơ và các chất phóng xạ.

Thành phần và chất lượng của nguồn nước mặt chịu ảnh hưởng của các

yếu tố tự nhiên, nguồn gốc xuất xứ và tác động của con người trong quá trình

khai thác và sử dụng.

Nước mặt là nguồn nước tự nhiên mà con người thường sử dụng nhiều

nhất nhưng cũng là nguồn nước rất dễ bị ô nhiễm. Do đó nguồn nước mặt tự

nhiên khó đạt yêu cầu để đưa vào trực tiếp sử dụng trong sinh hoạt hay phục

vụ sản xuất mà không qua xử lý.

Hàm lượng các chất có hại cao và nhiều vi sinh vật gây bệnh cho con

người trong nguồn nước mặt nên nhất thiết phải có sự quản lý nguồn nước,

giám định chất lượng nước, kiểm tra các thành phần hóa học, lý học, mức độ

nhiễm phóng xạ thường xuyên. Thành phần các chất gây hại được thể hiện

trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Thành phần các chất gây nhiễm bẩn nước mặt [1]

Các chất keo Chất rắn lơ lửng Các chất hòa tan

d = 10'44- 10'6 mm d < 10"6 mm d > 10"4 mm

Đất sét Đất sét Các ion K+, Na2+,

>+

u

d h

o

^ 4

Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42+,

Protein Cát

Các chất khí CO2, O2,

N2, CH4, H2S...

Silicat SiO2 Keo Fe(OH)3 Các chất hữu cơ

Các chất thải hữu cơ, Chất thải sinh hoạt hữu Các chất mùn vi sinh vật cơ

Tổ chức thế giới đưa ra một số nguồn ô nhiễm chính trong nước mặt như

sau:

• Nước nhiễm bẩn do vi trùng, virus và các chất hữu cơ gây bệnh. Nguồn

nhiễm bẩn này có trong các chất thải của người và động vật, trực tiếp hay gián

tiếp đưa vào nguồn nước. Hậu quả là các bệnh truyền nhiễm như tả, thương

hàn, lỵ ... s ẽ lây qua môi trường nước ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.

• Nguồn ô nhiễm là các chất hữu cơ phân hủy từ động vật và các chất

thải trong nông nghiệp. Các chất này không trực tiếp gây bệnh nhưng là môi

trường tốt cho các vi sinh vật gây bệnh hoạt động. Đó là lý do bệnh tật dễ lây

lan qua môi trường nước.

• Nguồn nước bị nhiễm bẩn do chất thải công nghiệp, chất thải rắn có

chứa các chất độc hại của các cơ sở công nghiệp như phenol, crom, chì, ...

Các chất này tích tụ dần trong nguồn nước và gây ra các tác hại lâu dài.

• Nguồn ô nhiễm dầu mỡ và các sản phẩm từ dầu mỏ trong quá trình khai

thác, sản xuất và vận chuyển làm ô nhiễm nặng nguồn nước và gây trở ngại

lớn trong công nghệ xử lý nước.

• Nguồn ô nhiễm do các chất tẩy rửa tổng hợp được sử dụng và thải ra

trong sinh hoạt và công nghiệp tạo ra lượng lớn các chất hữu cơ không có khả

năng phân hủy sinh học cũng gây ảnh hưởng ô nhiễm đến nguồn nước mặt.

Tóm lại, các yếu tố địa hình, thời tiết là yếu tố khách quan gây ảnh

hưởng đến chất lượng nước mặt. Còn xét đến một yếu tố khác chủ quan hơn

là các tác động của con người trực tiếp hay gián tiếp vào quá trình gây ô

nhiễm môi trường nước mặt.

2.2.2 N ước ng ầ m

Được khai thác từ các tầng chứa nước dưới đất, chất lượng nước ngầm

phụ thuộc vào thành phần khoáng hoá và cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua.

Do vậy nước chảy qua các địa tầng chứa cát và granit thường có tính axit và

chứa ít chất khoáng. Khi nước ngầm chảy qua địa tầng chứa đá vôi thì nước

thường có độ cứng và độ kiềm hydrocacbonat khá cao. Ngoài ra đặc trưng

chung của nước ngầm là:

• Độ đục thấp;

• Nhiệt độ và thành phần hoá học tương đối ổn định;

• Không có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí như: CO2, H2S ,...;

• Chứa nhiều khoáng chất hoà tan chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magie,

flo...;

• Không có hiện diện của vi sinh vật.

Nước ngầm ít chịu tác động của con người hơn so với nước mặt do đó

nước ngầm thường có chất lượng tốt hơn. Thành phần đáng quan tâm của

nước ngầm là sự có mặt của các chất hòa tan do ảnh hưởng của điều kiện địa

tầng, các quá trình phong hóa và sinh hóa trong khu vực [bảng 2.2]. Những

vùng có nhiều chất bẩn, điều kiện phong hóa tốt và lượng mưa lớn thì nước

ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các khoáng chất hòa tan và các chất hữu cơ.

Trong nước ngầm hầu như không có các hạt keo hay các hạt lơ lửng, các

chỉ tiêu vi sinh cũng tốt hơn so với nước mặt.

Bảng 2.2 Các đặc tính của nước mặt và nước ngầm [1]

Đặc tính Nước mặt Nước ngầm

Tương đối ổn định Nhiệt độ Thay đổi theo mùa

Ít thay đổi, cao hơn so với Chất khoáng hòa Thay đổi theo chất lượng nước mặt ở cùng một tan đất, lượng mưa vùng

Fe2+ và Mn2+ Rất thấp (trừ dưới đáy hồ) Thường xuyên có

n h 4+

Thường rất thấp hoặc Khí CO2 hòa tan Nồng độ cao không có

Xuất hiện ở những vùng Thường xuyên có mặt

nước nhiễm bẩn

Thường có ở nồng độ Thường có ở nồng độ cao SiO2 trung bình

Thường có ở nồng độ cao Thường thấp Nitrat do sự phân hủy hóa học

Vi trùng (nhiều loại gây Các vi khuẩn do sắt gây Vi sinh vật bệnh), virus các loại và ra thường xuất hiện tảo

Bản chất địa chất có ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học của nước

ngầm, nước luôn tiếp xúc với đất trong trạng thái bị giữ lại hay lưu thông

trong đất, nó tạo nên sự cân bằng giữa thành phần của nước và đất.

Nước chảy dưới lớp đất cát hay granite là axit và ít muối khoáng. Nước

chảy trong đất chứa canxi là hydrocacbonat canxi.

Tại những khu vực được bảo vệ tốt, ít có nguồn thải nhiễm bẩn, nước

ngầm nói chung được đảm bảo về mặt vệ sinh và có chất lượng khá ổn định.

Người ta chia nước ngầm ra hai loại khác nhau:

• Nước ngầm hiếu khí (có oxy): thông thường loại này có chất lượng tốt,

có trường hợp loại này không cần xử lý mà có thể cấp trực tiếp cho người tiêu

dùng. Trong nước có oxy s ẽ không có các chất khử như H2S, CH4, NH4+...

• Nước ngầm yếm khí (không có oxy): trong quá trình nước thấm qua đất

đá oxy bị tiêu thụ, lượng oxy hòa tan tiêu thụ hết, các chất hòa tan như Fe2+,

Mn2+ s được tạo thành.

Nước ngầm có thể chứa Ca2+ với nồng độ cao cùng với sự có mặt của ion

Mg2+ s ẽ tạo nên độ cứng cho nước. Ngoài ra trong nước còn chứa các ion như

Na+, Fe2+, Mn2+, NH4+, HCO3-, SO42-, Cl-, .

Đặc tính chung về thành phần, tính chất nước ngầm là nước có độ đục

thấp, nhiệt độ, tính chất ít thay đổi và không có oxy hòa tan. Các lớp nước

trong môi trường khép kín là chủ yếu, thành phần nước có thể thay đổi đột

ngột với sự thay đổi độ đục và ô nhiễm khác nhau. Những thay đổi này liên

quan đến sự thay đổi của lưu lượng của lớp nước sinh ra do nước mưa. Ngoài

ra một tính chất của nước ngầm là thường không có mặt của vi sinh vật, vi

khuẩn gây bệnh.

2.2.3 N ước m ưa

Nước mưa có thể xem như nước cất tự nhiên nhưng không hoàn toàn

tinh khiết bởi vì nước mưa có thể bị ô nhiễm bởi khí, bụi, và thậm chí cả vi

khuẩn có trong không khí. Khi rơi xuống, nước mưa tiếp tục bị ô nhiễm do

tiếp xúc với các vật thể khác nhau. Hơi nước gặp không khí chứa nhiều khí

oxit nitơ hay oxit lưu huỳnh s ẽ tạo nên các trận mưa axit. Hệ thống thu gom

nước mưa dùng cho mục đích sinh hoạt gồm hệ thống mái, máng thu gom dẫn

về bể chứa. Nước mưa có thể dự trữ trong các bể chứa có mái che để dùng

quanh năm.

2.3 C ác ch ỉ tiêu n ư ớc c ấ p

2.3.1 C hỉ tiêu v ậ t lý

2.3 .1 .1 N h iệt độ (0C ,0K)

Nhiệt độ của nguồn nước là một đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi

trường và khí hậu. Nhiệt độ của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình xử

lí nước. Sự thay đổi nhiệt độ của nước phụ thuộc vào từng loại nguồn nước.

Nhiệt độ của nguồn nước mặt dao động rất lớn (từ 4 ^ 400C) phụ thuộc vào

thời tiết và độ sâu nguồn nước. Nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định (từ

17 - 270C).[4]

2 .3 .1 .2 H àm lư ợ n g c ặ n k hôn g tan (m g/l)

Được xác định bằng cách lọc một đơn vị thể tích nước nguồn qua giấy

lọc, rồi đem sấy khô ở nhiệt độ (105 ^ 1100C). Hàm lượng cặn của nước

ngầm thường nhỏ (30 ^ 50 mg/l), chủ yếu do các hạt mịn trong nước gây ra.

Hàm lượng cặn của nước sông dao động rất lớn (20 ^ 5.000 mg/l), có khi lên

tới (30.000 mg/l). Cùng một nguồn nước, hàm lượng cặn dao động theo mùa,

mùa khô nhỏ, mùa lũ lớn. Cặn có trong nước sông là do các hạt sét, cát, bùn

bị dòng nước xói rửa mang theo và các chất hữu cơ nguồn gốc động thực vật

mục nát hoà tan trong nước. Hàm lượng cặn là một trong những chỉ tiêu cơ

bản để chọn biện pháp xử lí đối với các nguồn nước mặt. Hàm lượng cặn của

nước nguồn càng cao thì việc xử lí càng tốn kém và phức tạp.[4]

2 .3 .1 .3 Độ m àu (P t-C o )

Được xác định theo phương pháp so sánh với thang màu coban. Độ màu

của nước bị gây bởi các hợp chất hữu cơ, các hợp chất keo sắt, nước thải công

nghiệp hoặc do sự phát triển của rong, rêu, tảo. Thường nước hồ, ao có độ

màu cao.[4]

2 .3 .1 .4 M ùi v ị

Nước có mùi là do trong nước có các chất khí, các muối khoáng hoà tan,

các hợp chất hữu cơ và vi trùng, nước thải công nghiệp chảy vào, các hoá chất

hoà tan... Nước có thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi cỏ lá, mùi clo,

mùi phenol, vị mặn, vị chua, vị chát, vị đắng, . [4]

2 .3 .1 .5 Độ đục (N T U )

Độ đục của nước đặc trưng cho các tạp chất phân tán dạng hữu cơ hay vô

cơ không hòa tan hay keo có nguồn gốc khác nhau. Nguyên nhân gây ra nước

mặt bị đục là do sự tồn tại của các loại bùn, axit silic, hydroxit sắt, hydroxit

nhôm, các loại keo hữu cơ, vi sinh vật và phù du thực vật ở trong nước. Trong

nước ngầm thì độ đục đặc trưng cho sự tồn tại các khoáng chất không hòa tan

hay các hợp chất hữu cơ từ nước thải xâm nhập vào đất.

Độ đục thường đo bằng máy so màu quang học dựa trên cơ sở sự thay

đổi cường độ ánh sáng khi đi qua lớp nước mẫu. Đơn vị của độ đục xác định

theo phương pháp này là NTU (Nepheometric Turbidity Unit). [4]

2.3.2 C hỉ tiêu hóa h ọ c

2.3 .2 .1 Độ pH

pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường

PH = - lg [H * ] =

1

-

L

]

- lg [OH

]

biểu thị cho tính axit hay tính kiềm của nước.

Tính chất của nước được xác định theo các giá trị khác nhau của pH

• pH = 7 nước có tính trung bình.

• pH < 7 nước có tính acid.

• pH > 7 nước có tính kiềm

Độ pH trong nước có ý nghĩa quan trọng trong quá trình lý hóa khi xử lý

nước bằng hóa chất. Quá trình chỉ có hiệu quả tối ưu khi ở một khoảng pH

nhất định trong những điều kiện nhất định.[l]

2 .3 .2 .2 Độ c ứng

Là đại lượng biểu thị hàm lượng các muối của canxi và magie có trong

nước. Có thể phân biệt thành 03 loại độ cứng: độ cứng tạm thời, độ cứng vĩnh

cửu và độ cứng toàn phần. Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng các

muối cacbonat và bicacbonat của canxi và magie có trong nước. Độ cứng toàn

phần là tổng của hai loại độ cứng trên.

Nước có độ cứng cao gây trở ngại cho sinh hoạt và sản xuất: giặt quần áo

tốn xà phòng, nấu thức ăn lâu chín, gây đóng cặn nồi hơi, giảm chất lượng sản

phẩm ... [1]

2 .3 .2 .3 Độ oxy hóa (m g/l O 2 hay K M nO 4)

Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ có trong

nước. Chỉ tiêu oxy hoá là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của

nguồn nước. Độ oxy hoá của nguồn nước càng cao, chứng tỏ nước bị nhiễm

bẩn và chứa nhiều vi trùng.[1]

2 .3 .2 .4 C ác h ợp ch ấ t N i tơ

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ tạo ra amoniac, nitric, nitrat trong tự

nhiên, trong các chất thải, trong các nguồn phân bón mà con người trực tiếp

hay gián tiếp đưa vào nguồn nước. Do đó, các hợp chất này thường được xem

là những chất chỉ thị dùng để nhận biết mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước.

Tùy theo mức độ có mặt của từng loại hợp chất nitơ mà ta có thể biết

mức độ và thời gian nguồn nước bị ô nhiễm.

• Khi nước mới bị ô nhiễm do phân bón hay nước thải, trong nguồn gây

ô nhiễm chủ yếu là NH4+ (nước nguy hiểm);

• Nước chứa chủ yếu NO2- thì nguồn nước đã bị ô nhiễm một thời gian

dài hơn (nước ít nguy hiểm hơn);

• Nước chứa chủ yếu là NO3- thì quá trình oxy hóa đã kết thúc (nước ít

nguy hiểm).

Nồng độ nitrat cao là môi trường dinh dưỡng rất tốt cho tảo, rong phát

triển gây ảnh hưởng đến chất lượng nước dùng cho sinh hoạt. Nếu dùng nước

uống có hàm lượng nitrat cao có thể ảnh hưởng đến máu, thường gây bệnh

xanh xao ở trẻ em và có thể dẫn đến tử vong.[1]

2 .3 .2 .5 C ác h ợp ch ấ t P h otp h o

Trong nước tự nhiên các hợp chất thường gặp nhất là photphat, khi

nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi rác và hợp chất hữu cơ trong quá trình phân

hủy, giải phóng ion PO43- có thể tồn tại dưới dạng H3PO4, HPO4.

Photphat không thuộc loại độc hại đối với con người nhưng sự tồn tại

của chất này với hàm lượng cao trong nước s ẽ gây cản trở cho quá trình xử lý,

đặc biệt là hoạt động của các bể lắng.

Đối với những nguồn nước có hàm lượng chất hữu cơ cao, nitrat,

photphat cao, các bông cặn tạo thành đám nổi trên mặt nước, nhất là lúc trời

nắng trong ngày. [1 ]

2 .3 .2 .6 Hàm lư ợ n g s ắ t (m g/l)

Sắt tồn tại trong nước dưới dạng sắt (II) hoặc sắt (III). Trong nước ngầm,

sắt thường tồn tại dưới dạng sắt (II) hoà tan của các muối bicacbonat, sunfat,

clorua, đôi khi dưới dạng keo của axit humic hoặc keo silic. Khi tiếp xúc với

oxy hoặc các chất oxy hoá, sắt (II) bị oxy hoá thành sắt (III) và kết tủa bông

cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ. Nước ngầm thường có hàm lượng sắt cao, đôi

khi lên tới 30 mg/l hoặc có thể còn cao hơn nữa. Nước mặt chứa sắt (III) ở

dạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù, thường có hàm lượng không cao và có

thể khử sắt kết hợp với công nghệ khử đục. Việc tiến hành khử sắt chủ yếu

đối với các nguồn nước ngầm. Khi trong nước có hàm lượng sắt > 0,5 mg/l,

nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt, làm hư hỏng sản phẩm

của ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp và làm giảm tiết diện vận chuyển nước

của đường ống.[1]

2 .3 .2 .7 Hàm lư ợ n g m angan (m g/l)

Mangan thường được gặp trong nước nguồn ở dạng mangan (II), nhưng

với hàm lượng nhỏ hơn sắt rất nhiều. Tuy vậy với hàm lượng mangan > 0,05

mg/l đã gây ra các tác hại cho việc sử dụng và vận chuyển nước như sắt. Công

nghệ khử mangan thường kết hợp với khử sắt trong nước.[1]

2 .3 .2 .8 C ác ch ấ t khí hòa tan (m g /l)

Các chất khí hoà O2, CO2, H2S trong nước thiên nhiên dao động rất lớn.

Khí H2S là sản phẩm của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, phân hủy rác.

Khi trong nước có H2S làm nước có mùi trứng thối khó chịu và ăn mòn kim

loại. Hàm lượng O2 hoà tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, đặc

tính của nguồn nước. Các nguồn nước mặt thường có hàm lượng oxy hoà tan

cao do có bề mặt thoáng tiếp xúc trực tiếp với không khí. Nước ngầm có hàm

lượng oxy hoà tan rất thấp hoặc không có, do các phản ứng oxy hoá khử xảy

ra trong lòng đất đã tiêu hao hết oxy.

Khí CO2 hoà tan đóng vai trò quyết định trong sự ổn định của nước thiên

nhiên. Trong kỹ thuật xử lý nước, sự ổn định của nước có vai trò rất quan

trọng. Việc đánh giá độ ổn định trong sự ổn định nước được thực hiện bằng

cách xác định hàm lượng CO2 cân bằng và CO2 tự do. Lượng CO2 cân bằng là

lượng CO2 đúng bằng lượng ion HCO3- cùng tồn tại trong nước. Nếu trong

nước có lượng CO2 hoà tan vượt quá lượng CO2 cân bằng, thì nước mất ổn

định và s ẽ gây ăn mòn bêtông. [1]

2 .3 .2 .9 C loru a (C l-)

Clorua làm cho nước có vị mặn, ion này thâm nhập vào nước qua sự hòa

tan các muối khoáng hay bị ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa

nước ngầm hay ở các đoạn sông gần biển. Việc dùng nước có hàm lượng

clorua cao có thể gây ra các bệnh về thận cho con người. Ngoài ra nước có

chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bêtông.[1]

2 .3 .2 .1 0 C hỉ tiêu v i sinh

Vi trùng gây bệnh có trong nước là do sự nhiễm bẩn rác, phân người và

động vật. Sự có mặt của E.coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi phân

rác và khả năng lớn tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng nhiều

hay ít tùy thuộc vào mức độ nhiễm bẩn.

Rong tảo phát triển trong nước làm nước bị nhiễm bẩn hữu cơ và làm

cho nước có màu xanh. Nước mặt có nhiều loại rong tảo sinh sống trong đó

loài gây hại chủ yếu và khó loại trừ là nhóm tảo diệp lục và tảo đơn bào. Hai

loại tảo này khi phát triển trong đường ống có thể gây tắc nghẽn đường ống

đồng thời làm cho nước có tính ăn mòn do quá trình hô hấp thải ra khí

cacbonic.[1]

2 .3 .2 .1 1 C ác kim lo ạ i có độc tín h cao

Asen là kim loại có thể tồn tại dưới dạng hợp chất vô cơ và hữu cơ.

Trong nước asen thường ở dạng asenic hay asenat, các hợp chất asenmetyl có

trong môi trường do chuyển hóa sinh học. Asen có khả năng gây ung thư biểu

bì da, phế quản, phổi và các xoang...

Crom có trong nguồn nước tự nhiên là do hoạt động nhân tạo và tự nhiên

(phong hóa). Hợp chất Cr+6 là chất oxy hóa mạnh và độc. Các hợp chất của

Cr+6 dễ gây viêm loét da, xuất hiện mụn cơm, viêm gan, viêm thận, ung thư

phổi...

Thủy ngân còn có trong nước mặt và nước ngầm ở dạng vô cơ. Thủy

ngân vô cơ tác động chủ yếu đến thận, trong khi đó metyl thủy ngân ảnh

hưởng chính đến hệ thần kinh trung ương. [1]

2.4 T ổng quan về các quá trìn h xử lý

Trong quá trình xử lí nước cấp, cần phải thực hiện các biện pháp như sau:

• Biện pháp cơ học: dùng các công trình và thiết bị làm sạch như: song

chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc.

• Biện pháp hoá học: dùng hoá chất cho vào nước để xử lí nước như:

dùng phèn làm chất keo tụ, dùng vôi kiềm hoá nước, cho Clo vào nước để

khử trùng.

• Biện pháp lí học: dùng các tia vật lí để khử trùng nước như: tia tử

ngoại, sóng siêu âm. Điện phân nước biển để khử muối. Khử khí CO2 hoà tan

trong nước bằng phương pháp làm thoáng.

Trong ba biện pháp xử lí nêu ra trên đây thì biện pháp cơ học là biện

pháp xử lí nước cơ bản nhất. Có thể dùng biện pháp cơ học để xử lí nước một

cách độc lập hoặc kết hợp với các biện pháp hoá học và lý học để rút ngắn

thời gian và nâng cao hiệu quả xử lí nước. Trong thực tế để đạt được mục

đích xử lí một nguồn nước nào đó một cách kinh tế và hiệu quả nhất phải thực

hiện quá trình xử lí bằng việc kết hợp của nhiều phương pháp.

2.4.1 H ồ chứ a và l ắng sơ bộ

Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) là tạo điều

kiện thuận lợi cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm

lượng vi trùng do tác động của các điều kiện môi trường, thực hiện các phản

ứng oxy hóa do tác dụng của oxy hòa tan trong nước, và điều hòa lưu lượng

giữa dòng chảy từ nguồn vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước thô

bơm. [2]

2.4.2 Song ch ắ n rác

Được 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.[2]

2.4.3 Quá trìn h làm th oán g

Đây là giai đoạn trong dây chuyền công nghệ xử lý nước có nhiệm vụ

hòa tan oxy từ không khí vào nước để oxy hóa sắt, mangan hóa trị (II) thành

sắt (III) và mangan (IV) tạo thành các hợp chất Fe(OH)3, Mn(OH)4 kết tủa để

lắng và đưa ra khỏi nước bằng quá trình lắng, lọc. Ngoài ra quá trình làm

thoáng còn làm tăng hàm lượng oxy hòa tan trong nước để thực hiện dễ dàng

các quá trình oxy hóa chất hữu cơ trong quá trình khử mùi và màu của nước.

Có hai phương pháp làm thoáng:

• Đưa nước vào trong không khí: cho nước phun thành tia hay thành

màng mỏng trong không khí ở các giàn làm thoáng tự nhiên hay trong các

thùng kín rồi thổi không khí vào thùng như các giàn làm thoáng cưỡng bức.

• Đưa không khí vào trong nước: dẫn và phân phối không khí nén thành

các bọt nhỏ theo giàn phân phối đặt ở đáy bể chứa nước, các bọt khí nổi lên,

nước được làm thoáng.

Trong kĩ thuật xử lý nước thường người ta áp dụng các giàn làm thoáng

theo phương pháp đầu tiên và các thiết bị làm thoáng hỗn hợp giữa hai

phương pháp trên: làm thoáng bằng máng tràn nhiều bậc và phun trên mặt

nước. Đầu tiên tia nước tiếp xúc với không khí sau khi chạm mặt tia nước kéo

theo bọt khí đi sâu vào khối nước trong bể tạo thành các bọt khí nhỏ nổi

lên. [2 ]

2 .4 .4 Quá trìn h khu ấ y tr ộ n hóa ch ấ t

Mục đích là tạo ra điều kiện phân tán nhanh và đều hóa chất vào toàn bộ

khối lượng nước cần xử lý vì phản ứng thủy phân tạo nhân keo tụ diễn ra rất

nhanh, nếu không trộn đều và trộn kéo dài thì s không tạo ra được các nhân

keo tụ đủ, chắc, và đều trong thể tích nước, hiệu quả lắng s ẽ kém và tiêu tốn

hóa chất nhiều hơn. [2 ]

2 .4 .5 Quá trìn h keo t ụ và ph ả n ứ ng t ạ o bông c ặ n

Keo tụ và tạo bông cặn là quá trình tạo ra các tác nhân có khả năng kết

dính các chất làm bẩn nước ở dạng hòa tan hay lơ lửng thành các bông cặn có

khả năng lắng được trong các bể lắng hay kết dính trên bề mặt của lớp vật liệu

lọc với tốc độ nhanh và kinh tế nhất.

Trong kĩ thuật xử lý nước thường dùng phèn nhôm Al2(SO4)3 hay phèn

sắt FeCl3, Fe2(SO4)3 và FeSO4. Quá trình sản xuất, pha chế định lượng phèn

nhôm thường đơn giản hơn đối với phèn sắt nên tuy phèn sắt hiệu quả cao

hơn nhưng vẫn ít được sử dụng.

Hiệu quả của quá trình tạo bông cặn phụ thuộc vào cường độ và thời

gian khuấy trộn để các nhân keo tụ và cặn bẩn va chạm và dính kết vào nhau.

Để tăng hiệu quả cho quá trình tạo bông cặn người ta thường cho polyme

được gọi là chất trợ lắng vào bể phản ứng tạo bông. Polyme s tạo liên kết

lưới anion nếu trong nước thiếu các ion đối như SO42-, nếu trong nước có

thành phần ion và độ kiềm thỏa mãn thì điều kiện keo tụ thì polyme s ẽ tạo ra

liên kết trung tính. [2 ]

2 .4 .6 Quá trìn h l ắ ng

Đây là quá trình làm giảm hàm lượng cặn lơ lửng trong nước nguồn

bằng các biện pháp:

• Lắng trọng lực trong các bể lắng khi đó các hạt cặn có tỉ trọng lớn hơn

s ẽ lắng xuống đáy bể;

• Lực li tâm s ẽ tác dụng vào các hạt cặn trong bể lắng li tâm làm các

hạt cặn lắng xuống;

• Lực đẩy nổi do các hạt khí dính bám vào các hạt cặn ở các bể tuyển

nổi.

Cùng với việc lắng cặn, quá trình lắng còn làm giảm được 90 ^ 95% vi

trùng có trong nước (vi trùng luôn bị hấp thụ và dính bám vào các hạt bông

cặn trong quá trình lắng).

Có ba loại cặn thường được xử lý trong quá trình lắng như sau:

• Lắng các hạt cặn phân tán riêng rẽ: trong quá trình lắng không thay

đổi hình dáng, độ lớn, tỷ trọng. Trong quá trình xử lý nước ta không pha phèn

nên công trình lắng thường có tên gọi là lắng sơ bộ.

• Lắng các hạt ở dạng keo phân tán: thường được gọi là lắng cặn đã

được pha phèn. Trong quá trình lắng các hạt cặn có khả năng kết dính với

nhau thành bông cặn lớn khi đủ trọng lực s ẽ lắng xuống, ngược lại các bông

cặn có thể bị vỡ thành các hạt cặn nhỏ, do đó trong khi lắng các bông cặn có

thể bị thay đổi kích thước, hình dạng, tỷ trọng.

• Lắng các hạt cặn đã đánh phèn: các hạt có khả năng kết dính với nhau

nhưng nồng độ lớn hơn (thường lớn hơn 1000 mg/l), các bông cặn này tạo

thành lớp mây cặn liên kết với nhau và dính kết để giữ lại các hạt cặn bé phân

tán trong nước.

Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào kết quả làm việc của bể tạo bông

cặn, trong bể tạo bông tạo ra các hạt cặn to, bền, chắc và càng nặng thì hiệu

quả lắng càng cao. Nhiệt độ nước càng cao, độ nhớt càng nhỏ, sức cản của

nước đối với các hạt cặn càng giảm làm tăng hiệu quả của quá trình lắng.

Hiệu quả lắng tăng lên 2 ^ 3 lần khi nhiệt độ nước tăng 1000C.

Thời gian lưu nước trong bể lắng cũng là chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng

đến hiệu quả của bể lắng. Để đảm bảo lắng tốt thời gian lưu nước trung bình

của các phần tử nước trong bể lắng thường phải đạt từ 70 - 80% thời gian lưu

nước trong bể theo tính toán. Nếu để cho bể lắng có vùng nước chết, vùng

chảy quá nhanh hiệu quả lắng s ẽ giảm đi rất nhiều. Vận tốc dòng nước trong

bể lắng không được lớn hơn trị số vận tốc xoáy và tải cặn đã lắng lơ lửng trở

lại dòng nước.[2 ]

2 .4 .7 Quá trìn h l ọ c

Quá trình lọc 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 hạt

cặn và vi trùng có trong nước. Sau một thời gian dài làm việc, lớp vật liệu lọc

bị khít lại làm giảm tốc độ lọc. Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc

phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió hoặc gió kết hợp nước để loại bỏ cặn

bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc.

Trong dây chuyền xử lý nước cấp cho sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối

cùng để làm trong nước triệt để. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi

qua lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép (nhỏ hơn hoặc bằng 3 mg/l).

Để thực hiện quá trình lọc nước có thể sử dụng một số loại bể có nguyên

tắc làm việc, cấu tạo lớp vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau, cơ bản

có thể chia ra các loại bể lọc sau

• Theo tốc độ lọc

+ Bể lọc chậm: có tốc độ lọc 0,1 ^ 0,5 m/h.

+ Bể lọc nhanh: có tốc độ lọc 5 ^ 15 m/h.

+ Bể lọc cao tốc: có tốc độ lọc 36 ^ 100 m/h.

• Theo chế độ dòng chảy

+ Bể lọc trọng lực: bể lọc hở, không áp.

+ Bể lọc áp lực: bể lọc kín, quá trình lọc xảy ra nhờ áp lực nước phía

trên lớp vật liệu lọc.

• Theo chiều dòng chảy

+ Bể lọc xuôi: là bể lọc cho nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống

dưới như bể lọc chậm, bể lọc nhanh phổ thông...

+ Bể lọc ngược: là bể lọc có chiều nước chảy qua lớp vật liệu lọc là từ

dưới lên trên như bể lọc tiếp x ú c .

+ Bể lọc hai chiều: nước chảy qua lớp vật liệu lọc theo cả hai chiều từ

trên xuống và từ dưới lên, nước được thu ở tầng giữa như bể lọc A K X .

• Theo số lượng lớp vật liệu lọc: bể lọc có 01 lớp vật liệu lọc hay 02 lớp

vật liệu lọc hoặc nhiều hơn.

• Theo cỡ hạt vật liệu lọc

+ Bể lọc có hạt cỡ nhỏ: d <0,4 mm.

+ Bể lọc có hạt cỡ vừa: d = 0,4 ^ 0,8 mm.

+ Bể lọc có hạt cỡ lớn: d > 0,8 mm.

• Theo cấu tạo lớp vật liệu lọc

+ Bể lọc có vật liệu lọc dạng hạt

+ Bể lọc lưới: nước đi qua lưới lọc kim loại hoặc vật liệu lọc dạng xốp.

+ Bể lọc có màng lọc: nước đi qua màng lọc được tạo thành trên bề mặt

lưới đỡ hay lớp vật liệu rỗng.

Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của bể lọc, nó đem lại hiệu quả làm việc

và tính kinh tế của quá trình lọc. Vật liệu lọc hiện nay được dùng phổ biến là

cát thạch anh tự nhiên. Ngoài ra cón có thể sử dụng một số vật liệu khác như

cát thạch anh nghiền, đá hoa nghiền, than antraxit, p o ly m e. Các vật liệu lọc

cần phải thỏa mãn các yêu cầu về thành phần cấp phối tích hợp, đảm bảo

đồng nhất, có độ bền cơ học cao, ổn định về hóa học.

Ngoài ra trong quá trình lọc người ta còn dùng thêm than hoạt tính như

là một hoặc nhiều lớp vật liệu lọc để hấp thụ chất gây mùi và màu của nước.

Các bột than hoạt tính có bề mặt hoạt tính rất lớn, chúng có khả năng hấp thụ

các phân tử khí và các chất ở dạng lỏng hòa tan trong nước. [2 ]

2 .4 .8 K hử trù n g

- Clo hóa sơ bộ

Là quá trình cho clo vào nước trong giai đoạn trước khi nước vào bể lắng

và bể lọc, tác dụng của quá trình này là:

• Kéo dài thời gian tiếp xúc để tiệt trùng khi nguồn nước bị nhiễm bẩn.

• 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.

• Trung hòa amoniac thành cloramin có tính chất tiệt trùng kéo dài.

Ngoài ra clo hóa sơ bộ còn có tác dụng ngăn chặn sự phát triển của rong

rêu trong bể phản ứng tạo bông cặn và bể lắng, phá hủy tế bào của các vi sinh

sản ra các chất nhầy nhớt trên mặt bể lọc làm tăng thời gian của chu kỳ lọc...

- Khử trùng

Là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nước cấp cho sinh hoạt và ăn

uống. Sau các quá trình xử lý, nhất là sau khi nước qua lọc thì phần lớn các vi

trùng đã bị giữ lại, song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh thì cần

phải tiến hành khử trùng nước.

Có rất nhiều biện pháp khử trùng nước hiệu quả như dùng các chất oxy

hóa mạnh, các tia vật lý, siêu âm, dùng nhiệt hoặc các ion kim loại n ặ n g .

Hiện nay ở Việt Nam đang sử dụng phổ biến nhất là phương pháp khử trùng

bằng các chất oxy hóa mạnh (sử dụng phổ biến là clo và các hợp chất của clo

vì giá thành thấp, dễ sử dụng, vận hành và quản lý đơn giản). [2 ]

2 .4 .9 Ổn định nước

Là quá trình khử tính xâm thực của nước đồng thời cấy lên mặt trong

thành ống lớp màng bảo vệ để cách ly không cho nước tiếp xúc trực tiếp với

vật liệu làm ống. Tác dụng của lớp màng bảo vệ này là để chống gỉ cho ống

thép và các phụ tùng trên đường ống. Hóa chất thường dùng để ổn định nước

là hexametephotphat, silicat natri, soda, vô i... [2 ]

2 .4 .1 0 Làm m ềm nước

Làm mềm nước tức là khử độ cứng trong nước (khử các muối Ca, Mg có

trong nước). Nước cấp cho một số lĩnh vực công nghiệp như dệt, sợi nhân tạo,

hóa chất, chất dẻo, g iấ y . và cấp cho các loại nồi hơi thì cần phải làm mềm

nước. Các phương pháp làm mềm nước phổ biến là: phương pháp nhiệt,

phương pháp hóa học, phương pháp trao đổi ion. [2 ]

C hư ơng 3. PH Â N T ÍC H N Ư Ớ C SÔ N G R A Y VÀ ĐỀ X U Ấ T

C Ô N G N G H Ệ X Ử LÝ N Ư Ớ C CẤP CHO X Ã L O N G PH Ư Ớ C

3.1 T ính ch ấ t ngu ồn nước

Sông Ray là tên một con sông ở miền Đông Nam Bộ, Việt Nam, là phụ

lưu cấp I của sông Đồng Nai. Sông Ray bắt nguồn từ các tỉnh Đồng Nai với

chiều dài trên 272 km và lưu vực 4710 km2.

Ở thượng nguồn sông Ray là hợp lưu của hệ thống nhiều sông suối nhỏ,

nhưng về tổng thể có thể coi là ba sông nhánh bắt nguồn từ phía tây, đông bắc

và đông huyện Châu Đức. Chúng hợp lưu ở phía nam thị huyện Châu Đức,

theo đường chim bay khoảng 7km. Từ đây sông Ray chảy ngoằn ngoèo theo

hướng bắc tây bắc-đông đông nam trên chiều dài khoảng 3 km tới hồ chứa

nước cho nhà máy.

Việc đánh giá chất lượng nước sông Ray thuộc tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

nhằm tìm ra nguồn cấp nước an toàn và bền vững là điều cần thiết đảm bảo

cung cấp hệ thống nước máy tốt nhất về mặt sức khỏe cho cộng đồng.

Nước sông Ray được đánh giá là nguồn nước tốt nhất trong khu vực, có

lưu lượng lớn, chất lượng ổn định và tương đối ít bị ô nhiễm. Phân tích chất

lượng nước sông Ray nhằm tìm ra biện pháp xử lý hiệu quả nhất.

Ở Việt nam việc đánh giá chất lượng nước được tiến hành theo từng chỉ

số lý, hóa, sinh riêng biệt từ đó sử dụng tổng hợp các chỉ số để đánh giá chất

lượng nước sông tìm ra biện pháp xử lý phù hợp cho nước cấp.

Tiến hành lấy mẫu ở 3 điểm khác nhau trên bề mặt sông thuộc đoạn sông

Ray thuộc huyện Châu Đức.

3.2 C ác y ế u t ố ảnh h ư ởng đế n ch ất lư ợ n g nước sôn g R ay

Việc lựa chọn các thông số đánh giá ô nhiễm nguồn nước cần căn cứ vào

bản chất của nguồn gây ô nhiễm (nguyên liệu, quy trình công nghệ, hoạt động

của cơ sở sản xuất hoặc đặc điểm tự nhiên trong vùng).

Sông Ray là một sông có lượng nước rất lớn, tuy nhiên chất lượng ngày

càng suy giảm do ô nhiễm. Điều đó đang và sẽ gây tác động đến sức khoẻ con

người, đời sống thuỷ sinh và các nhu cầu sử dụng nước của nhân dân.

Các nguồn gây ô nhiễm nước chủ yếu là chất thải sinh hoạt của con

người sống ven con sông. Các hoạt động nông nghiệp như bón phân, cầy

bừa..., hoạt động nuôi trồng thủy sản, giao thông đường thủy.

Chất thải từ hoạt động công nghiệp: ngành công nghiệp dọc ven sông

còn thưa thớt chưa phát triển rộng. Chủ yếu là một số nhà máy thủy hải sản,

luyện kim.

Ngoài ra, nguồn nước còn bị ô nhiễm do các yếu tố tự nhiên như xói

mòn, lũ lụt, nước mưa.

Các tác nhân gây ô nhiễm phổ biến nhất ở mức độ cao trong nước sông

là các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, dầu mỡ và vi trùng.

Để kiểm soát ô nhiễm và bảo vệ chất lượng nước phục vụ cấp nước sinh

hoạt cần tiến hành:

- Xây dựng, ban hành và thực hiện chặt chẽ các luật, quy định và tiêu

chuẩn chất lượng nước cho từng mục đích sử dụng, từng vùng trong cả nước.

- Xây dựng và hoạt động hệ thống các trạm quan trắc môi trường nước,

trong đó 3 thành phần thuỷ văn, thuỷ hoá và thuỷ sinh cần được quan trắc

theo tần số phù hợp. Hệ thống này thường xuyên thông báo cho các cơ quan

quản lý môi trường quốc gia hoặc địa phương các thông tin để kịp thời báo

động về các diễn biến môi trường.

- Thực hiện liên tục việc kiểm soát, kiểm toán, xây dựng tài liệu về tiềm

năng gây ô nhiễm của các nguồn công nghiệp, đô thị, giao thông thuỷ, khu

dân cư nông thôn, sản xuất nông nghiệp. Với mỗi nguồn nước cần có sự lựa

chọn thông số ô nhiễm chỉ thị để quan trắc và xác định tải lượng ô nhiễm.

- Cần tuyên truyền, nâng cao ý thức của người dân về sử dụng nước và

thải ra nguồn nước.

3.3 C ác th ôn g s ố cơ bản đánh giá ch ất lư ợ n g nướ c.

Trong thực tế, việc lựa chọn các thông số khảo sát [bảng 3.1] nhằm thực

hiện mục đích nghiên cứu là việc làm rất quan trọng vì nó giúp cho:

- Đánh giá đúng đắn mức độ ô nhiễm và nguyên nhân gây ô nhiễm;

- So sánh đánh giá chất lượng nguồn nước để tiến hành thiết kế hệ thống

xử lý;

- Tiết kiệm nhân lực, thời gian, chi phí.

Bảng 3.1 Các thông số đánh giá nguồn nước tự nhiên ở các trạm quan trắc cơ bản [3]

Số Các thông số cơ bản Số Các thông số cơ bản

1

10 Mn

thứ tự thứ tự

2

11

Nhiệt độ

12

pH Fe

3 Độ màu Thuốc trừ sâu (gốc Cl)

4 13 TSS (tổng chất rắn lơ lửng) Độ đục

6

5 14 TDS (tổng chất rắn hòa tan) Mùi

15 Nitơ tổng Photpho

o1 t

7 Độ cứng 16 DO

o ^ 4

8

17 Colifroms

9 Cl

3.4 P hư ơn g pháp n gh iên cứ u l ấ y m ẫ u và b ả o quả n m ẫ u

3.4.1 V ị trí thu m ẫ u

Lấy mẫu là thu thập một thể tích mẫu thích hợp, sau đó xử lý, vận

chuyển đến nơi phân tích, đảm bảo chất lượng mẫu chưa thay đổi. Việc lấy và

bảo quản mẫu phải thận trọng, tuân thủ theo đúng quy định kỹ thuật sao cho

mẫu nước vẫn phải giữ nguyên những đặc tính cơ bản. Nếu có thay đổi cũng

không đáng kể.

Thông thường đối với nước cấp, các chỉ tiêu cần kiểm tra là các chỉ tiêu

hóa lý như: pH, SS, BOD5, COD, N, P, D O ... nên thể tích mẫu cần lấy là 2

lít. Chuẩn bị bình chứa mẫu: bình có thể là bình nhựa hoặc thủy tinh, có dung

tích tùy theo số chỉ tiêu mà ta cần phân tích, có nút đậy bọc bằng nhựa trơ

hoặc nút thủy tinh nhám để tránh mẫu bị tràn ra hoặc mẫu bị nhiễm bẩn.

Việc đánh giá thu mẫu tại 3 điểm trong khu vực xung quanh trạm đặt

ống thu nước, 1 điểm ngay tại họng thu nước chính, 2 điểm còn lại lấy cách

họng ống 10-20 km phân về 2 hướng của điểm chính. [hình 3.1]

Hình 3.1 Vị trí thu mẫu

3.4.2 C ông tác th ực đị a

Cách lấy mẫu được tiến hành theo trình tự sau:

- Thu mẫu nước để phân tích các chỉ số lý, hóa, sinh. Chai lấy mẫu được

rửa kỹ bằng nước sạch, tráng lại bằng nước tại vị trí cần lấy mẫu.

- Cần đặt chai hạ xuống khuấy và lấy phần nước được khuấy đều của nơi

chứa mẫu để có được mẫu đặc chưng nhất.

- Lấy đầy vào bình chứa mẫu nước, đậy nắp chai cẩn thận, lắc đều và cố

định ngay trong thùng đá ở 40C, bảo quản mẫu ở nhiệt độ này cho đến khi

phân tích mẫu. Việc bảo quản mẫu nhằm làm cho thành phần và chất lượng

nước ở thời điểm lấy mẫu không bị thay đổi nhiều so lúc phân tích. Đôi khi

việc phân tích không được thực hiện ngay hay một số chỉ tiêu dễ thay đổi, cần

cho chất bảo quản vào mẫu để đảm bảo kết quả phân tích có sai số nhỏ nhất.

Cách bảo quản mẫu được tóm tắt trong bảng 3.2

Bảng 3.2 Bảo quản mẫu [6]

STT rp 1 /y r /y Thông sô Cách bảo quản Thời gian lưu

1

tôi đa

6 h

2

pH Không bảo quản

BOD 24h Làm lạnh ( 4 0C )

3 COD không bảo quản 4h

1ngày

1ml H2SO4đậm đặc/lít mẫu

2 ^ 4 ml clorofooc/lít

1-2 ngày

4 4h Chất rắn lơ lửng Không bảo quản

5 Phân tích càng sớm càng tốt 7 ngày NH4+

6 P tổng Làm lạnh 4 0C hoặc - 1 0 0C 2 ngày

3.5 P hư ơn g pháp phân tích hàm lư ợ ng các ch ỉ tiêu nư ớ c

Các mẫu được phân tích tại phòng thí nghiệm của nhà máy xử lý nước

thải thuộc công ty đầu tư và khai thác hạ tầng khu công nghiệp Đông Xuyên

và Phú Mỹ 1. Để có kết quả phân tích thì các phương pháp sử dụng được trình

bày trong bảng 3.3

Bảng 3.3 Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu

Phương pháp phân tích Các chỉ tiêu đánh giá

Nhiệt độ Dùng nhiệt kế để xác định

PH Đo nhanh bằng đầu dò

Cảm quan Mùi vị

SMEWW 2130-2005 Độ đục

COD Phương pháp so màu

Nitrogen Phương pháp so màu

Photpho Phương pháp so màu

Đo nhanh bằng đầu dò DO

Đo nhanh bằng đầu dò Độ màu

TSS Làm bay hơi nước (sấy ở nhiệt độ

100-105oC) và cân phần khô còn lại.

o1

t

SMEWW 2540C-2005 TDS

o4^

SME-4500- SO42--2000

SME-4500- Cl--2000 Cl-

Mn SME-4500- Mn -2000

SME-4500- Fe -2000 Fe

GC/MS-KTSK 09 Thuốc trừ sâu gốc Clo

coliform TCVN6187-2:1996

3.6 P hân tích k ế t qu ả phân tích n ư ớ c sôn g R ay

Xét nghiệm nước là công việc cần làm để tìm ra những vấn đề của nguồn

nước. Dựa trên kết quả xét nghiệm ta có thể dễ dàng lựa chọn công nghệ xử lí

nước phù hợp. Kết quả phân tích chất lượng nước sông Ray được thể hiện ở

bảng 3.4 và bảng 3.5

Bảng 3.4 Kết quả phân tích mẫu nước sông Ray tại phòng thí nghiệm của nhà máy xử lý nước thải thuộc công ty đầu tư và khai thác hạ tầng khu công nghiệp Đông Xuyên và Phú Mỹ 1

QCVN 08-MT: Chỉ Đơn Kết quả

2015/BTNMT tiêu vị VT1 VT2 VT3 (A2)

- 6,42 6,75 6,58 6,0 - 8,5 pH

10,6 10,9 > 5 mg/l DO 11,4

13 11 15 Độ màu Pt - 15 Co

53 25,8 66 30 mg/l TSS

12 7 10 20 mg/l N

0,05 0,04 0,04 4 P mg/l

1 1 1 15 COD mg/l

Bảng 3.5 Kết quả phân tích mẫu nước sông Ray của trung tâm nước sinh hoạt và vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

QCVN 08-MT: Chỉ Đơn

2015/BTNMT Kết quả tiêu vị

(A2)

14 15 Độ đục NTU

- Không có mùi lạ Không có mùi lạ Mùi

- 98 mg/l TDS

32,2 <350 mg/l Độ

o1

r

cứng

o4^

8 <250 mg/l

12,07 350 mg/l Cl-

0,05 Mn mg/l 0,2

0,03 1 mg/l Fe

Không phát hiện 0,004-0,1 Thuốc pg/l

trừ sâu

Colifor 9,3.101 5000 NPN/

m 100ml

Theo kết quả phân tích chất lượng nước sông Ray thì hầu như tất cả các

chỉ tiêu đều nằm trong giới hạn A2 của QCVN 08-MT: 2015/BTNMT. Do đó

nguồn nước mặt sông Ray hoàn toàn đủ điều kiện cho việc sử dụng làm

nguồn nước đầu vào cho nhà máy xử lý nước cấp tại xã Long Phước.

3.7 Đề xuấ t và phân tích côn g ngh ệ x ử lý

3.7.1 Đề xuấ t côn g ngh ệ x ử lý

Muốn đưa ra một công nghệ xử lý nước cấp có hiệu quả cao trước hết

phải xem xét thành phần, tính chất của nguồn nước, công suất xử lý yêu cầu.

Phạm vi sử dụng của mỗi loại sơ đồ dây chuyền công nghệ theo TCXD-

33: 2006 căn cứ vào chỉ tiêu chất lượng nước của nguồn nước. Từ đó có biện

pháp xử lý hóa lý khác nhau, kết hợp với biện pháp xử lý cơ học để tạo nên sơ

đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước phù hợp nhất.

Bảng 3.6 Phạm vi sử dụng mỗi loại sơ đồ dây chuyền công nghệ lấy theoTCXD - 33: 1995 [4]

Điều kiện sử dụng

r

J

V r p /y

r

1

Chất lượng nước nguồn Thành phần các công trình Công suất Tông các chất chính của dây truyền công nghệ trạm xử lí Độ màu rắn lơ lửng (m3/ngày đêm) (pt-co) (mg/l)

Xử lí nước mặt đục và có màu

A- Xử lý nước có dùng phèn

1- Trạm có bể lọc nhanh

Đến 50 Đến 80 Đến 3000 a) Bể lọc áp lực

Đến 30 Đến 50 b) Bể lọc Bất kì

Đến 2500 Đến 3000 c) Bể lắng đứng, bể lọc Bất kì

d) Bể lắng ly tâm, bể lọc Đến 2500 Bất kì Bất kì

e) Bể lắng ngang, bể lọc trọng lực Đến 2500 Bất kì Bất kì

Trên 2500 f) Bể lắng sơ bộ, bể lắng, bể lọc Bất kì Bất kì

Đến 80 Đến 150 Đến 3000 g) Bể lọc hạt to làm trong 1 phần

Đến 150 Đến 150 2- Bể lọc tiếp xúc Bất kì

3-Bể lắng hoặc bể lắng trong để Đến 2500 Bất kì Bất kì làm sạch một lần

B- Xử lí nước không dùng phèn

4- Trạm xử lí có bể lọc chậm

Đến 50 Đến 50 Đến 1000 a) Khi phục hồi phải lấy cát ra

b) Khi phục hồi không phải lấy Đến 700 Đến 50 Đến 30.000 cát ra

c) Bể lọc sơ bộ,bể lọc chậm phục Đến 1000 Đến 50 Đến 30.000 hồi bằng cơ giới

5) Bể lọc hạt to làm trong 1 phần Đến 150 Đến 150 Bất kì

Bảng 3.7 Bảng các biện pháp hóa học bô sung và các hóa chất sử dụng theo TCXD-33:2006 [8]

Chỉ tiêu chất lượng Phương pháp xử lí hóa Hóa chất sử dụng

nước học

Đánh phèn, xử lí bằng Phèn nhôm, phèn sắt, Nước có độ đục cao

phụ trợ keo tụ chất phụ trợ keo tụ,

poliacrilamit, axit

siclic, hoạt hóa.

Clo phèn chất phụ trợ Nước có độ màu cao, Clo hóa trước, đánh

có nhiều chất hữu cơ phèn xử lí bằng chất keo tụ, ozon

và phù du sinh vật phụ trợ keo tụ, ozon hóa

Độ kiềm hóa Kiềm hóa nước Vôi, xôđa, xút

Than hoạt tính, clo Có mùi và vị Cacbon hóa, clo hóa

lỏng, amoniac, ozon trước, clo hóa trước

kèm amoniac hóa, xử lí

bằng kali

Khử cacbon làm mềm Nước có nhiều muối Vôi, xôđa, phèn (sắt

cứng bằng vôi, xô đa, trao đổi clorua) muối ăn, axit

ion sunfuric

Hàm lượng muối cao Trao đổi ion, điện phân, Axit sunfuric

hơn tiêu chuẩn chưng cất

Có hydro sunfua (H2S) Axit hóa, làm thoáng, Axit sunfuric, Xôđa,

clo hóa, đánh phèn xút vôi

Nhiều oxi hòa tan Liên kết bằng các chất Sunfat, khí sunfuro,

hydrazin khử

Nước không ổn định Ozon hóa, kiềm hóa, Vôi, xô đa, photphat

natri có chỉ số bão hòa thấp phót phát hóa

Nước không ổn định Axit hóa, photphathóa Axit sunfuric, photphat

natri có chỉ số bão hòa cao

Nước có vi trùng Clo hóa, ozon hóa Clo, vôi, xôđa, phèn

kali permanganat

Nước có nhiều sắt Làm thoáng, clo hóa ,

kiềm hóa, đánh phèn

bằng kali

Việt Nam hiện nay có nhiều sơ đồ dây chuyền công nghệ được sử dụng

phổ biến. Việc lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ đối với nguồn nước là

nước mặt thì thành phần quan tâm nhiều nhất đó là hàm lượng cặn vì hàm

lượng cặn này có ý nghĩa rất là quan trọng và có thể dựa vào hàm lượng cặn

này mà quyết định đưa ra sơ đồ công nghệ xử lý có hiệu quả.

Quá trình xử lí nước phải qua nhiều công đoạn, mỗi công đoạn được

thực hiện trong công trình đơn vị khác nhau.

Nếu hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng trong nước TSS > 2500mg/l thì phải cần

đến công trình bể lắng sơ bộ để giảm bớt một phần cặn trước khi thực hiện

việc châm hóa chất để quá trình phản ứng lắng diễn ra.

Ở đây nguồn nước được chọn có hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng trong

nước TSS=48 mg/l <2500mg/l thì không cần đến bể lắng sơ bộ.

Trong dây chuyền xử lý nước mặt, chủ yếu là công trình làm trong nước

và khử trùng nước.Làm trong nước tức là khử màu của nước được thực hiện

trong các bể lắng và bể lọc. Trong thực tế để tăng nhanh và nâng cao hiệu quả

làm trong nước, người ta cần cho thêm vào nước chất phản ứng (phèn nhôm,

phèn sắt). Khi đó dây chuyền công nghệ xử lý nước mặt có thêm các công

trình như bể trộn và bể phản ứng (bể phản ứng vách ngăn, bể phản ứng có lớp

cặn lơ lửng).

Cùng với việc dựa trên phạm vi sử dụng của mỗi loại sơ đồ ở bảng 4.4

và các biện pháp hóa học bổ sung và các hóa chất sử dụng ở bảng 4.5: với

hàm lượng TSS = 48 mg/l, công suất 1800m3/ngày đêm, độ màu 13 pt-co nên

áp dụng bể lắng ngang hoặc bể lắng ly tâm và bể lọc trọng lực.

Khử sắt được thực hiện trong công trình làm thoáng tự nhiên (giàn mưa)

làm thoáng nhân tạo (thùng quạt gió) tạo bể lắng tiếp xúc, bể lọc. Trong xử lý

nước ngầm thì đa số có hàm lượng sắt cao nên được áp dụng công trình này.

Mẫu nước được phân tích với hàm lượng sắt nhỏ nên không cần làm thoáng.

Khử trùng: chất khử trùng phổ biến hiện nay là hợp chất clo: clorua, vôi,

nước javen, clo lỏng được đưa vào đường ống dẫn nước từ bể lọc sang bể

chứa.

pH đo được ở mẫu nước thấp chưa ổn định cần đưa vôi vào để kiềm hóa

nước, làm mềm nước và ổn định nước. Ở đây ta chọn phương pháp dùng vôi

sữa châm vào bể trộn cùng lúc với dung dịch phèn nhôm.

Căn cứ vào chất lượng nguồn nước, có thể đưa ra 2 phương án lựa chọn

sơ đồ dây chuyền công nghệ cho việc thiết kế trạm xử lý như sau:

> Phương án 1:

Hình 3.2 Sơ đồ xử lý nước cấp

> Phương án 2 :

Hình 3.3 Sơ đồ xử lý nước cấp

3.7.2 P hân tích côn g ngh ệ x ử lý

> Bể trộn vách ngăn

Bể trộn vách ngăn là một loại bể trộn thuỷ lực gồm một đoạn mương

bêtông cốt thép có các vách trộn chắn ngang để tạo nên sự xáo trộn trong

dòng chảy của hỗn hợp nước và hoá chất. Trên các vách ngăn có thể khoét

các hàng cửa so le hoặc các hàng lỗ cho nước đi qua. Bể trộn vách ngăn

thường được áp dụng để trộn nước với các dung dịch hoá chất chứa ít cặn như

phèn, sôđa.

Phương pháp trộn này có ưu điểm là cấu tạo công trình đơn giản, không

cần máy móc thiết bị phức tạp, giá thành quản lý thấp. Nhược điểm cơ bản là

không điều chỉnh được cường độ khuấy trộn khi cần thiết và do tổn thất áp

lực lớn nên công trình phải xây dựng cao hơn.

> Bể phản ứng

• Phương án 1: Bể phản ứng vách ngăn

Thường được xây dựng kết hợp với bể lắng ngang. Nguyên lí cấu tạo cơ

bản của bể là dùng các vách ngăn để tạo ra sự đổi chiều liên tục của dòng

nước. Bể có ưu điểm là đơn giản trong xây dựng và quản lí vận hành. Tuy

nhiên, nó có nhược điểm là khối lượng xây dựng lớn do có nhiều vách ngăn

và bể phải có đủ chiều cao để thoả mãn tổn thất áp lực trong toàn bể.

• Phương án 2: Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng

Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng thường được đặt ngay trong phần đầu

của bể lắng ngang. Bể thường được chia thành nhiều ngăn dọc, đáy có tiết

diện hình phễu với các vách ngăn ngang, nhằm mục đích tạo dòng nước đi lên

đều, để giữ cho lớp cặn lơ lửng được ổn định. Ưu điểm của bể này là cấu tạo

đơn giản, không cần máy móc cơ khí, không tốn chiều cao xây dựng.

> Bể lắng

• Phương án 1: Bể lắng ly tâm

Bể lắng dùng lực ly tâm tác dụng lên hạt cặn, tốc độ chuyển động của

các hạt cặn theo hướng từ tâm quay ra ngoài sẽ lớn hơn rất nhiều so với vận

tốc lắng tự do của hạt cặn trong khối nước tĩnh, do đó các hạt cặn có thể tách

ra khỏi nước bằng các thiết bị ly tâm hay xiclon thủy lực.

Các thiết bị lắng ly tâm có hiệu quả lắng cao nhưng cấu tạo phức tạp,

quản lý khó khăn không kinh tế.

• Phương án 2: Bể lắng ngang

Dùng bể lắng ngang thu nước bề mặt bằng các máng đục lỗ, bể được xây

dựng kế tiếp ngay sau bể phản ứng. Được sử dụng trong các trạm xử lí có

công suất lớn hơn 3000 m3/ngày đêm đối với trường hợp xử lí nước có dùng

phèn.

Căn cứ vào biện pháp thu nước đã lắng, người ta chia bể lắng ngang làm

hai loại: bể lắng ngang thu nước ở cuối và bể lắng ngang thu nước đều trên bề

mặt. Bể lắng ngang thu nước ở cuối thường được kết hợp với bể phản ứng có

vách ngăn hoặc bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng. Bể lắng ngang thu nước đều

trên bề mặt thường kết hợp với bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng.

> Bể lọc nhanh trọng lực

Lọc nước là quá trình xử lí tiếp theo quá trình lắng, nó có nhiệm vụ giữ

lại các hạt cặn nhỏ hơn trong nước không lắng được ở bể lắng, do đó làm

trong nước một cách triệt để hơn, với mức độ cao hơn và làm giảm đáng kể

lượng vi trùng trong nước.

Do tốc độ lọc nhanh (từ 6 - 15 m/h) nên diện tích xây dựng bể nhỏ và do

cơ giới hoá công tác rửa bể nên làm giảm nhẹ công tác quản lý và nó đã trở

thành loại bể lọc cơ bản, được sử dụng phổ biến trong các trạm cấp nước trên

thế giới hiện nay.

> Bể chứa nước sạch

Chọn bể chứa có mặt bằng hình chữ nhật, đặt nửa chìm nửa nổi để thuận

tiện cho việc bố trí bể lọc. Bên trên bể có nắp đậy, ống thông hơi và lớp đất

trồng cây cỏ để giữ cho nước khỏi nóng.

> Trạm bơm cấp II

Máy bơm cấp II được chọn lắp đặt là bơm ly tâm trục ngang. Máy bơm

được gắn thiết bị biến tần để cho phép thay đổi lưu lượng của máy bơm tuỳ

theo nhu cầu sử dụng khác nhau của các giờ trong ngày.

3.8 T huyế t m inh côn g ngh ệ x ử lý

Từ trạm bơm cấp I, nước sông được đưa đến bể trộn vách ngăn của trạm

xử lý qua hệ thống ống dẫn nước thô bằng bơm ly tâm trục ngang. Nước ở bể

trộn luôn được giữ ở mức ổn định nhất để có thể tạo dòng tự chảy cho các

công trình phía sau.

Tại bể trộn, các hoá chất như phèn, vôi được châm vào với liều lượng

tuỳ thuộc vào điều kiện nước nguồn, tạo ra điều kiện phân tán nhanh và điều

hòa chất vào toàn bộ khối lượng nước cần xử lý vì phản ứng thủy phân tạo

nhân keo tụ diễn ra rất nhanh.Nếu không trộn đều và trộn kéo dài thì s ẽ không

tạo ra được các nhân keo tụ đủ, chắc, và đều trong thể tích nước.

Nước sau khi đã được trộn đều với hoá chất s ẽ được phân phối vào bể

phản ứng vách ngăn (phương án 1), bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng (phương

án 2). Bể phản ứng có chức năng hoàn thành nốt quá trình keo tụ, tạo điều

kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc và kết dính giữa các hạt keo và cặn bẩn

trong nước để tạo nên những bông cặn đủ lớn và sẽ lắng lại trong bể lắng. Từ

các máng phân phối sử dụng hệ thống ống đứng để đưa nước xuống đáy bể.

Bể phản ứng được xả cặn định kỳ.

Nước từ bể phản ứng chảy tràn qua tường chắn hướng dòng sang bể lắng

ly tâm (phương án 1), bể lắng ngang (phương án 2). Nước sau khi qua bể

phản ứng tạo bông cặn, hạt cặn đã có kích thước lớn được dẫn sang bể lắng để

giữ lại các hạt cặn trong bể lắng này.

Nước từ bề lắng được đưa đến các bể lọc nhanh chia thành 2 dãy bằng

mương dẫn và phân phối vào mỗi bể lọc bằng các máng phân phối để nước

được phân phối đều trên diện tích bề mặt mỗi bể lọc. Bể lọc có nhiệm vụ giữ

lại các hạt cặn nhỏ và vi khuẩn mà bể lắng không có khả năng giữ được. Vật

liệu lọc được dùng là cát thạch anh 1 lớp, có đường kính hạt từ 0,5 ^ 1,25

mm. Nước sau khi qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống chụp lọc và

được thu vào hệ thống ống thu nước lọc và đưa đến bể chứa.

Nước sau khi qua bể lọc được dẫn đến bể chứa nước sạch. Tại đây,

lượng clo được châm vào đủ để khử trùng nước và đảm bảo lượng clo dư đạt

tiêu chuẩn trong mạng lưới nước cấp. Nước được đưa đến hố hút. Nước từ hố

hút được các bơm biến tần ở trạm bơm cấp II hút và bơm cấp vào mạng lưới

tiêu thụ.

Sau khi xử lý thì các chỉ tiêu phải đạt giới hạn A1 của QCVN 08-MT:

2015/BTNMT sử dụng cho mục đích nước sinh hoạt.

3.9 P hân tích ưu n h ư ợ c điể m v ề hoạt độ ng

> Phương án 1

• Sử dụng bể phản ứng vách ngăn:

Bể có ưu điểm là đơn giản trong xây dựng và quản lí vận hành. Tuy

nhiên, nó có nhược điểm là khối lượng xây dựng lớn do có nhiều vách ngăn

và bể phải có đủ chiều cao để thoả mãn tổn thất áp lực trong toàn bể.

• Bể lắng ly tâm

Ưu điểm: nhờ có thiết bị gạt bùn, nên đáy bể có độ dốc nhỏ hơn so với

bể lắng đứng, do có chiều cao công tác của bể nhỏ nên thích hợp xây dựng ở

những khu vực có mực nước ngầm cao. Bể vừa làm việc vừa xả cặn liên tục

nên khi xả cặn bể vẫn làm việc bình thường.

Nhược điểm: bể lắng ly tâm có hiệu quả lắng kém hơn so với các loại bể

lắng khác do bể có đường kính lớn, tốc độ dòng nước chuyển động chậm dần

từ trong ra ngoài, ở vùng trong do tốc độ lớn, cặn khó lắng đôi khi xuất hiện

chuyển động khối. Mặt khác nước trong chỉ có thể thu vào bằng hệ thống

máng vòng xung quanh bể nên thu nước khó đều. Ngoài ra hệ thống gạt bùn

có cấu tạo phức tạp và làm việc trong điều kiện ẩm ướt nên dễ bị hư hỏng.

> Phương án 2

• Sử dụng bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng

Ưu điểm của bể này là cấu tạo đơn giản, không cần máy móc cơ khí,

không tốn chiều cao xây dựng.

• Bể lắng ngang

Được sử dụng trong các trạm xử lí có công suất lớn hơn 3000 m3/ngày

đêm đối với trường hợp xử lí nước có dùng phèn. Bể lắng ngang thu nước đều

trên bề mặt thường kết hợp với bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng.

3 .1 0 L ựa ch ọ n côn g ngh ệ

So với phương án 1 thì phương án 2 có nhiều ưu điểm hơn, hệ thống làm

việc ổn định và vận hành đơn giản hơn. Giá thành xây dựng và chi phí quản lý

thấp hơn. Vì vậy chọn sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp ở phương án 2 là sơ đồ

công nghệ phù hợp cho xã Long Phước, tp Bà Rịa, tỉnh BR-VT.

C hư ơng 4. T ÍN H TO Á N CH I TI ẾT CÁC C Ô N G T R ÌN H Đ Ơ N

VỊ TR O N G TR Ạ M X Ử LÝ

4.1 T ính to án lưu lư ợ n g nước cấp cần xử lý

4.1.1 D ân s ố

Niên hạn thiết kế cho nhà máy xử lý là 15 năm, do đó số dân của xã sau

15 năm là cơ sở tính toán thiết kế.

Dân số của toàn xã Long Phước là: N = 61193 (người), tỷ lệ tăng dân số

tự nhiên là 1,5% năm.

Vậy số dân toàn xã sau 15 năm là:

N = N o X (1+0,015)15 = 61193 X (1+0,015)15 = 76491 (người)

4.1.2 Lưu lư ợ n g nước cho sin h ho ạt

Trong giai đoạn niên hạn thiết kế 15 năm, chọn chỉ tiêu cấp nước là:

qtc =150 (l/người/ngàyđêm)

Như vậy, lượng nước cần cung cấp cho sinh hoạt của người dân là:

76491 Qsh = X150 = 11474 (m3/ ngàyđêm) 1000

Lượng nước sinh hoạt tính cho ngày dùng nước lớn nhất:

Q H = QĨh X K g y m a , = 11474 X 1,2=13768 (m3/ngàyđêm)

Trong đó: Kngaymax là hệ số không điều hòa ngày lớn nhất. Theo TCXD

33-2006 thì Kngàymax= 1,2-1,4, chọn Kngày max= 1,2 cho số liệu tính toán.

4.1.3 Lưu lư ợ n g nước cho côn g c ộ ng và ti ể u th ủ côn g n gh i ệ p

Lượng nước dùng cho các công trình công cộng như: chữa cháy, tưới

cây, tưới đường, theo TCXD 33-2006, QCTCC=(10-20%)q H .Chọn QCTCC

=10% q T .

= 1377 (m3/ ngày đêm)

Khi đó: q = -i° - X 13768 100

Lượng nước cấp cho các khu vực hoạt động dịch vụ,các xí nghiệp công

nghiệp nhỏ địa phương và tiểu thủ công nghiệp nằm rãi rác.

Theo TCXD 33-2006: Qcnrr=(5-15%) X Q mJ , ta chọn 7% X Q mJ

Q _ = = 963 (m3/ ngày đêm) 100

4.1.4 C ông xu ấ t nhà m áy x ử lý

Công xuất hữu ích nhà máy cần cung cấp ra mạng lưới :

Qhữu ich = Q ™r +QCNRR+QCTCC

= 13768+1377+963 =16108 (m3/ ngàyđêm)

Công xuất nhà máy cần xử lý:

Q = Qhưu ich X b =16108 X 1,1= 17719(m3/ ngàyđêm).

Chọn Q =18000(m3/ ngàyđêm)

Trong đó : b là hệ số kể đến lượng nước hao hụt do rò rỉ trong quá trình

cấp nước và lượng nước dùng cho bản thân nhà máy, theo TCXD 33-2006

lấy b =1,05-1,1. Chọn b =1.1.

Vậy chọn công xuất thiết kế trạm xử lý nước cấp cho xã là: Q =18000

(m3/ngàyđêm)

4.2 T ính toán trạm bơm cấ p 1 và côn g trìn h thu

5.2.1 Trạm bơm cấp 1

Trạm bơm cấp 1 được xây dựng với diện tích nhà trạm có kích thước

mặt bằng là B x L = 6 m x 10 m, được chia làm 2 phần:

- Phần đặt tủ điều khiển và quản lý có kích thước mặt bằng là: 4 m x 6

m, nổi trên mặt đất;

- Phần sàn đặt máy bơm có kích thước mặt bằng là: 6 m x 16 m, chìm

sâu trong mặt đất.

Máy bơm nước thô lắp đặt là bơm ly tâm. Công suất yêu cầu là 18.000

m3/ngày (750 m3/h), lắp đặt 3 máy bơm (2 chạy, 1 dự phòng).Với lưu lượng

mỗi máy bơm là:

2

Qb = — = 375 m3/h

4.3 B ể trộn vách ngăn

Bể trộn vách ngăn ngang có cấu tạo như một cái máng hình chữ nhật,

trong máng đặt 3 vách ngăn có cửa thu hẹp, vách đầu và cuối có cửa thu hẹp ở

giữa, vách giữa có cửa thu hẹp ở hai bên [hình 4.1]. Nhờ có cấu tạo các cửa

thu hẹp so le như vậy mà tạo nên chuyển động xoáy cần thiết làm cho dung

dịch chất phản ứng trộn đều với nước. Bể trộn vách ngăn ngang áp dụng thích

hợp cho các trạm xử lý có công suất vừa và nhỏ.

Hình 4.1 Bể trộn vách ngăn

2. Ống dẫn dung dịch; 3. Ống xả tràn

• Tính toán

Trạm xử lý được chia làm 3 đơn nguyên, công suất của mỗi đơn nguyên:

Q = 6000m3/ngđ = 250m3/h = 0,07m3/s

Thể tích tổng thể bể trộn:

Wb = Q X t = 0,07 X 120 = 8,4(m3)

Trong đó: Q : công suất trạm xử lý, Q = 0,07m3/s

t : thời gian lưu nước trong bể trộn là 2phút

Chọn kích thước bể là : B X L X h = 1 X 5,6 X 1,5 = 8,4(m3)

Tính toán diện tích máng:

ổ

0,07

, f m =

V

0,6 7

= 0,117 (m2) = m

Trong đó: Q : công suất trạm xử lý, Q = 0,07m3/s.

vm : vận tốc nước chảy trong máng, theo quy phạm vm= 0,6m/s

b m =

Chiều rộng máng:

f h

= —^ = 0,3m 0,117 0,4

Trong đó:

h : chiều cao lớp nước cuối bể, theo quy phạm hc = 0,4-0,5m, chọn h =

0,4m

h =

Tổn thất áp lực qua các cửa thu hẹp:

ụ 2.2 2 0,622 X 2 X 9,81

V : = 0, 1 2 I 0,13m

(theo quy phạm v = 1m/s thì lấy p = 0,62)

Kích thước cửa thu hẹp:

ổ

0,07

Cửa vách ngăn giữa gồm 2 cửa, diện tích 1 cửa là:

f c 2 =

2.V

2 X 1

0,035 (m2)

Chiều cao lớp nước sau vách ngăn giữa:

h2 = 0,4 + 0,13 = 0,53m

Nếu lấy khoảng cách của mép trên cửa thu hẹp với bề mặt cuả lớp nước

trên nó là 0,13m (quy phạm là 0,1-0,15m) thì chiều cao của cửa thu hẹp ở

ngăn giữa là:

.^ ^

,

hc2 = 0,53 - 0,13= 0,4m

Chiều rộng cửa: b c 2 =

0,035 ^ ^ ~ 0,1m

Q 0,07 _

f c =

- Cửa thu hẹp ở vách ngăn đầu và cuối:

V

= 0,07 (m2) Mỗi vách ngăn có một cửa, diện tích cửa là: 1

Chiều cao lớp nước sau vách ngăn thứ ba: h = 0,4m

Khoảng cách giữa đỉnh cửa thu hẹp và mặt nước trên nó lấy 0,13m

= 0,4 - 0,13 = 0,27m

Chiều cao cửa thu hẹp thứ ba:

f c 3

0 , 0 7

Chiều rộng cửa thu hẹp thứ ba:

b c 3 =

h c 3

0 , 2 7

0,26m

Chiều cao lớp nước sau vách ngăn đầu:

hi = 0,4 + 0,13 + 0,13 = 0,66m

Lấy khoảng cách đỉnh cửa thu hẹp và mặt nước là 0,08m

Chiều cao cửa thu hẹp thứ nhất:

hc1 = 0,56 - 0,13 = 0,53m

f Cj

0 , 0 7 _

bc 1 =

Chiều rộng cửa thu hẹp thứ nhất:

h ^

0 , 5 3

0,13m

ỉ = 2 .B = 2 X 0.3 = 0,6m

m

7

Khoảng cách giữa các vách ngăn là:

Cấu tạo của bể trộn vách ngăn được tóm tắt trong bảng 4.1

r /y

r p 1 /y

Bảng 4.1 Các thông số thiết kế của bể trộn vách ngăn

Thông số Số lượng Đơn vị Vật liệu

Số lượng bể 01 Bê tông cốt thép bể

- 1 M Chiều rộng bể

- M Chiều dài bể 5,6

- M Chiều cao bể 1,5

0,13 M Chiểu rộng cửa thu hẹp 1

M Chiểu rộng cửa thu hẹp 2 0,1

0,36 M Chiểu rộng cửa thu hẹp 3

4.4 B ể phả n ứ ng có l ớp c ặn lơ lử ng

Loại bể này thường được đặt trong phần đầu của bể lắng ngang. Đáy bể

có tiết diện là các hình phểu với góc nghiêng giữa các cạnh là 450, nhằm mục

đích làm giảm dần tốc độ dâng lên của dòng nước đồng thời tạo dòng nước đi

lên đều để giữ cho lớp cặn lơ lửng được ổn định. [hình 4.2]

Hình 4.2 Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng

1.Màng dẫn từ bể trộn sang; 2. Máng phân phối nước; 3. ông đứng phân phối

đặt cách nhau ; 4. Tường tràn sang bể lắng; 5. Vách ngăn hướng dòng

• Tính toán

0,07

Q

F =

=

= 44 ( m 2)

1 X 0,0016

N .v

Diện tích mặt bằng của bể phản ứng:

Trong đó:

- v : tốc độ đi lên của dòng nước trong bể phản ứng ở phần trên. Ứng với

hàm lượng cặn của nước nguồn lấy v = 1,6 mm/s.

- N : số bể phản ứng lấy bằng số bể lắng ngang, N = 1 bể.

- Bề dày của lớp nước trên phần đáy nghiêng của bể phản ứng phải lớn

hơn 3m.

Lấy chiều rộng bể phản ứng bằng chiều rộng bể lắng ngang B = 4,6 m.

44

F

L =

=

= 9,5 (m )

4,6

B

Chiều dài bể phản ứng:

Thời gian nước lưu lại trong bể không nhỏ hơn 20phút.

Q.t

2 5 0 X 20

,

W =

=

= 84 (m )

6 0.N

60 X 1

Thể tích bể phản ứng tính với thời gian nước lưu lại trong bể t = 20 phút:

Chiều cao bể phản ứng lấy bằng chiều cao bể lắng H = 4 m. chọn

Hbv=0,6 m =>Hxd=4,6 m.

Để tránh ảnh hưởng của dòng chảy ngang trên bề mặt, trong ngăn phản

ứng đặt 4 tấm chắn hướng dòng vuông góc với dòng chảy ngang với chiều

cao là 2m, khoảng cách giữa các tấm chắn là 1,7 m.

Trong bể phản ứng đặt 3 máng phân phối nước vào đều đặt dọc theo trên

diện tích bề mặt bể có các ống đứng dẫn nước từ máng xuống đáy bể. Chọn

chiều rộng máng bm = 0,4 m, vận tốc nước chảy trong máng là 0,05m/s.

0 , 0 7

0 , 0 7

q

=

=

= 0 , 0 2 3 ( m

/ s ) = 2 3 ( L / s )

n

3

Lưu lượng nước qua mỗi máng:

Chọn mỗi ngăn có 10 ống đứng đưa nước xuống đáy bể.

q od = — = 2,3(L / s)

10

Lưu lượng nước qua mỗi ống:

Chọn đường kính ống đứng uPVC D = 90 mm, v = 0,54 m/s.

Mỗi ống đứng phân bố ra 2 ống nhánh, lưu lượng qua mỗi ống nhánh.

2,3

=

q

= 1,1 5 ( L / s)

o n g

Chọn đường kính ống nhánh uPVC D = 60 mm, v = 0,54 m/s. đây là ống

nhánh?

Nước được đưa từ bể phản ứng sang bể lắng ngang bằng tường tràn. Tốc

độ nước từ ngăn phản ứng sang bể lắng vt = 0,05 m/s. Chiều cao lớp nước trên

0 , 0 7

=

= 0 , 3 (m )

h = '

4 , 6 X 1 X 0 , 0 5

Q B .N .v t

vách tràn:

Cấu tạo của bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng được tóm tắt trong bảng 4.2

r /y

r p 1 /y

Bảng 4.2 Các thông số thiết kế của bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng

Số lượng Đơn vị Thông số Vật liệu

01 Bể phản ứng Bê tông cốt thép bể

- M 4.6 Chiều rộng bể

- M 9.5 Chiều dài bể

- M 4.6 Chiều cao bể

- Số lượng máng phân phối 3 Máng

Chiều rộng máng phân phối - 0.4 M bm

Đường kính ống chính trong 90 Mm uPVC máng

10 Số lượng ống ống uPVC

4.5 B ể l ắ ng ngang

Lắng nước là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để

hoàn thành quá trình làm trong nước. Trong công nghệ xử lý nước quá trình

lắng xảy ra rất phức tạp, chủ yếu lắng ở trạng thái động (trong quá trình lắng

nước luôn chuyển động), các hạt cặn không tan trong nước là tập hợp hạt

không đồng nhất kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng khác nhau) và

không ổn định (luôn thay đổi hình dạng, kích thước trong quá trình lắng do

dùng chất keo tụ).

Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật làm bằng bê tông cốt thép, sử dụng

trong các trạm có công suất lớn. Cấu tạo bể lắng ngang gồm bốn bộ phận

chính [hình 4.3]:

- Bộ phận phân phối nước vào bể.

- Vùng lắng cặn.

- Hệ thống thu nước đã lắng.

- Hệ thống thu xả cặn.

Để lắng ngang làm việc có hiệu quả, trước tiên phải xác định được kích

thước vùng lắng một cách hợp lí dựa vào lý thuyết lắng cặn trong bể lắng

ngang đã được nghiên cứu.

Chọn tốc độ lắng tự do của hạt cặn nhỏ nhất cần giữ lại Uo = 0,5 mm/s

(quy phạm 0,5 ^ 0,6 mm/s). U0 được xác định theo tài liệu thí nghiệm hay

theo kinh nghiệm quản lý các công trình đã có trong điều kiện tương tự lấy

vào mùa không thuận lợi nhất trong năm, với yêu cầu hàm lượng cặn của

nước đã lắng không quá 12 mg/L.

Chọn chiều cao vùng lắng H0 = 3,0 m (quy phạm 2,5 ^ 3,5 m)

Chọn tỉ số L/H0 = 10; từ đó ta có:

Hệ số phụ thuộc vào chiều dài và chiều sâu của vùng lắng K = 10

Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của thành phần vận tốc rối của dòng nước

theo phương thẳng đứng a = 1

0

V , = K xU = 10 X 0,5 = 5 (mm / s ) tb

Vận tốc trung bình của dòng nước trong bể:

Q

2 5 0

,

F = a

= 1 X

= 13 9 ( m ' )

3 , 6 M0

3 , 6 X 0 , 5

Diện tích mặt bằng bể :

Chọn số bể lắng ngang là N = 1 bể (đối với 1 đơn nguyên)

Q

2 5 0

B =

=

= 4 , 6 ( m)

3 , 6 X 5 X 3 X 1

0

’

3 , 6 V , H N tb y

Chiều rộng bể là:

F

139

=

L =

= 3 0 (m )

B .N

4, 6 X 1

Chiều dài bể lắng s là:

Tỉ số L/H0 theo tính toán s ẽ là 30/3 = 10 đúng bằng tỉ số đã chọn.

H n X L X B

V

3 X 30 X 4, 6

.

T =

=

= 0

= 1,6 (giờ)

Q

Q

250

Thời gian lưu nước trong bể lắng là:

Khi hạt cặn lắng trong dòng chảy ngang, hạt cặn chịu ảnh hưởng của hai

hệ số Reynold của bản thân hạt cặn và của dòng chảy ngang của bể lắng.

Trong kỹ thuật xử lý nước, hệ số Reynold của hạt lắng rất nhỏ và hạt lắng

luôn trong trạng thái chảy tầng không cần xét đến, chỉ có hệ số Reynold của

dòng chảy ngang trong bể là cần xét đến. Khi Re < 2000 dòng chảy ngang

trong bể là dòng chảy tầng, khi Re > 2000 dòng chảy ngang trong bể là dòng

chảy rối.

Vì vậy để bể lắng ngang có thể hoạt động hiệu quả thì hệ số Reynold của

dòng chảy không được quá lớn đủ để phá vỡ các đám mây bông cặn hình

thành trong quá trình lắng. Do đó bằng nhiều thực nghiệm các nhà khoa học

R e =

< 2 0 0 0 0

VR v

0,07

Q

=

= 5 (mm / 5)

đã tìm ra được hệ số Re cho bể lắng ngang là không lớn hơn 20000.

4,6 X 3 X 1

BH N

4,6 X 3

B H ,

1,3 (m )

Vận tốc nước chảy trong bể v0 =

4,6 + 2 X 3

B + 2 H „

Bán kính thủy lực R =

5 X 1.3

= > R e =

■= 4961 < 20000 (chấp nhận)

1,31 X 10"

Độ nhớt động học v = 1,31 X 10“6 m 2 / 5 ;t 0 = 100C

Thiết kế cấu tạo vùng phân phối nước vào bể:

Việc phân phối nước vào trên toàn bộ mặt cắt ngang của bể là điều kiện

cực kỳ quan trọng bởi vì nếu phân phối không đều nước vào s ẽ gây ra hiện

tượng ngắn dòng và tạo ra các xoáy nước nhỏ làm cho dòng chảy trong vùng

lắng không ổn định, có thể làm các bông cặn bị phá vỡ. Biện pháp có hiệu quả

nhất là đặt tấm phân phối khoan lỗ có kích thước bằng mặt cắt ngang của bể.

Vận tốc qua lỗ từ 0,2-0,3m/s. Chọn viỗ = 0,2m/s, vậy tổng diện tích lỗ

0,07

Q

2f =

=

= 0,35 m m

0,2

v

cần thiết trên tường chắn là:

Chọn đường kính 1 lỗ phân phối là 0,1 m. Vậy tổng số lỗ cần thiết là:

0 , 3 5

n =

11 (lỗ)

3 , 1 4 X 0 , 1 2

f

Tính toán máng thu nước:

Trong mỗi bể lắng ta đặt một máng thu nước răng cưa, máng được đặt

theo chiều dài của bể.

Chiều dài máng thu nước : - L = - X 30 = 20 (m) : :

Tốc độ trong máng thu lấy vm = 0,6 m/s (quy phạm 0,6 ^ 0,8 m/s)

Bố trí 3 máng thu theo chiều dọc của bể lắng.

a =

Khoảng cách giữa các tâm máng

= 1,5 3 3( m ) 4,6 3

Tiết diện của máng thu

, 0,07 F = ^ — = ——---= 0,04 (m ' ) 3 X 0,6 7

Q 3v m

=

Chiều rộng máng chọn bm = 0,25 m

= 0,16 (m)

m

7

Chiều sâu máng: h = F b 0,04 0,25

Việc xả cặn dự kiến tiến hành theo chu kì với thời gian giữa hai lần xả

cặn T = 24 giờ.

T Q .(C

Thể tích vùng chứa nén cặn của bể lắng là:

- C ) 24 X 250 X (274,5 - 12) = = 158( m )

W = '

max X . s 1 X 10000

Trong đó:

- T : thời gian làm việc giữa hai lần xả cặn. T = 24 giờ.

- Q : lưu lượng nước đưa vào bể. Q = 250 m3/h.

- C : hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi lắng 10 ^ 1 2 mg/l.

Chọn C = 12 mg/l.

- s : nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt. s = 10000 g/m3.

- N : số lượng bể lắng ngang; N = 1 bể.

= c

C

+ K .P + 0, 25M + V = 2 16 + 0,5 5 X 40 + 0,25 X 70 + 1 9 = 274,5 ( mg / L )

ma x

n

- Cmax : hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng.

Trong đó:

- Cn : hàm lượng cặn nước nguồn. Cn = 216 mg/l.

- P : liều lượng phèn tính theo sản phẩm không ngậm nước. P = 40

g/m3.

- K : hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết của phèn sử dụng.K = 0,55

M : độ màu của nước nguồn theo thang màu PtCo. M = 700 PtCo.

- v : liều lượng vôi kiềm hóa nước. v = 19 mg/L.

W

Chiều cao trung bình của vùng chứa nén cặn là:

H =

158 - = = 1.1 (m ). Chọn Hc = 1 m T 139

fb diện tích bề mặt bằng bể

H

= H

+ H = 3 + 1 = 4 ( m )

0

b

c

Chiều cao trung bình của bể lắng:

H XD = H b + 0,6 = 4 + 0,6 = 4,6 ( m )

Chiều cao xây dựng của bể có kể chiều cao bảo vệ (0,3 ^ 0,6 m) là:

Mương thu nước từ máng thu của bể lắng chọn bề rộng Bmương = 0,7 m,

chiều dài mương bằng chiều rộng bể Lmương = B = 4,6 m, chiều sâu của mương

hmương = 1,2 m.

L = 30 + 0,7 = 30,7 ( m )

Tổng chiều dài bể lắng kể cả mương thu nước:

W = Lb.H b.B = 3 0,7 X 4 X 4,6 = 56 5 (m 3)

Thể tích bể lắng:

Cấu tạo của bể lắng ngang được tóm tắt trong bảng 4.3.

Bảng 4.3 Các thông số thiết kế của bể lắng ngang

r /y

r p 1 /y

Sô lượng Đơn vị Thông sô Vật liệu

Bể lắng ngang 01 Bê tông cốt thép bể

- M Chiều rộng bể B 4,6

- 30,7 M Chiều dài bể L

- M 4,6 Chiều cao bể HXD

Số lượng máng thu Máng 03 Thép

- 20 M Chiều dài máng thu Lm

- 0,25 M Chiều rộng máng thu bm

- 0,16 M Chiều sâu máng thu hm

M Chiều cao mương thu hmương Bê tông cốt thép 1,2

- Chiều rộng mương thu Bmương M 0,7

- M Chiều dài mương thu Lmương 4,6

4.6 B ể l ọ c nhanh

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 khe hở của lớp vật liệu lọc các

hạt cặn và vi trùng có trong nước. Hàm lượng cặn trong nước sau khi qua bể

lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép (nhỏ hơn hoặc bằng 3 mg/l). Sau một thời

gian làm việc lớp vật liệu lọc bị khít lại làm tốc độ lọc giảm dần. Để khôi

phục lại khả năng làm việc của bể lọc, phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc

gió để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc. Bể lọc luôn luôn phải hoàn

nguyên. Chính vì vậy quá trình lọc nước được đặc trưng bởi hai thông số cơ

bản là tốc độ lọc và chu kỳ lọc. [hình 4.4]

l.Ống dẫn nước vào; 2.Hệ thống thu nước; 3.Ống dẫn nước lọc

4. Ống xả nước rửa lọc; 5. Máng phân phối nước; 6. Ống dẫn nước rửa

8. Máng phân phối nước lọc; 9. Ống xả nước lọc đầu; 10 Van điều chỉnh

Xác định kích thước bể lọc:

Chọn loại bể lọc cho trạm xử lý là loại bể lọc nhanh một lớp,vật liệu lọc

là cát thạch anh với cỡ hạt khác nhau. Lớp vật liệu lọc có:

- Đường kính nhỏ nhất: 0,5 mm.

- Đường kính lớn nhất: 1,25 mm.

- Đường kính tương đương: dtd = 0,7 ^ 0,8 mm.

- Hệ số không đồng nhất: K = 2 ^ 2,2.

- Mức độ nở tương đối của lớp vật liệu lọc là 45%.

- Chiều dày lớp vật liệu lọc: 700 ^ 800 mm.

- Tốc độ lọc làm việc ở chế độ bình thường vbt = 5,5 ^ 6 m/h.

- Tốc độ lọc cho phép ở chế độ lọc tăng cường: vtc = 6 ^ 7,5 m/h.

Q

6 0 0 0

F =

=

= 4 4 ( m 2 )

T .V

2 4 X 6 - 3, 6 X 12 X 0, 1 - 1 X 0 , 3 5 X 6

5

bt

- 3 , 6 W t - a. t .V 2 bt 1

Tổng diện tích bể lọc của 1 đơn nguyên xử lý

Trong đó:

- Q : lưu lượng xử lý; Q = 6000 m3/ngđ (cho 1 đơn nguyên).

- T : thời gian làm việc của trạm trong 01 ngày đêm; T = 24 giờ.

- Vtb : tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường; vbt = 6 m/h.

- W : cường độ nước rửa lọc; W = 12 L/sm2.

- a : số lần rửa mỗi bể trong một ngày đêm ở chế độ làm việc bình

thường; a=1.

- t1 : thời gian rửa lọc; t1 = 0.1 giờ.

- t2 : thời gian ngừng bể lọc để rửa; t2 = 0.35 giờ.

N = 0 .5 N F = 0.5 F 4 4 = 3 bes(cho 1 đơn nguyên)

Số bể lọc cần thiết :

Diện tích 1 bể lọc là :

F

f

=

N

, 4 4 = = 14. 7 ( m ) 3

Chọn kích thước bể là: L x B = 4.9 x 3 = 14.7 (m2)

H = h . + h + h + h + h + h = 0.7 + 0.8 + 2 + 0.5 + 1 + 0.1 = 5.1 (m )

đ

v

n

p

s

c

Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh:

Trong đó:

- hđ : chiều cao lớp sỏi đỡ; hv = 0.7 m.

- hv : chiều dày lớp vật liệu lọc; hv = 0.8 m.

- hn : chiều cao lớp nước trên lớp vật liệu lọc; hn = 2 m.

- hp : chiều cao phụ; hp = 0.5 m.

- hs : chiều cao từ đáy bể đến sàn đỡ chụp lọc; hs = 1 m.

- h : chiều cao sàn đỡ chụp lọc; h = 0.1 m.

Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc:

Chọn biện pháp rửa bể bằng nước. Chọn cường độ nước rửa lọc W=14

l/s.m2 (quy phạm là 12 ^ 14 l/s.m2).

Lưu lượng nước rửa của 01 bể lọc là:

1 4 .7 X 12

f W

/ £ )

0 .1 7 6 ( m

1 0 0 0

1 0 0 0

ổ ,

• Tính toán máng phân phối nước rửa lọc

Bể có chiều dài là L = 4,9m, chiều rộng là B = 3m; chọn mỗi bể bố trí 2

máng thu nước rửa lọc.

q = W ã .l = 12 X 1.5 X 4.9 = 8 8.2 ( L / s ) = 0.0 8 82 ( m 3 / s )

Lượng nước rửa thu vào mỗi máng xác định theo công thức

Trong đó

- W : cường dộ rửa lọc; W = 12 L/s.m2

- d : khoảng cách giữa các tâm máng; d = 1.5 m

- l : chiều dài máng; l = 4.9 m

Chiều rộng máng tính theo công thức

Trong đó

- a: tỉ số giữa chiều cao phần chữ nhật (hCN) với nửa chiều rộng của

máng. Lấy a = 1.3 (quy phạm a = 1 ^ 1.5).

- K: hệ số, đối với tiết diện máng hình tam giác K = 2.1

Chọn chiều cao máng thu nước rửa: H = 0,5 m

y = (1,2 - 2,4)m / s , chọnv c = 2m / s

Vận tốc chảy trong ống chính cho phép

0.176 X 4

ổ

X 4

=

= 0,335 m = 0,335 m

DD = c c

2 X 3,14

- v X n

Đường kính ống chính:

Chọn đường kính ống chính là Dc = 400 mm bằng thép không rỉ.

• Tính ống thu nước lọc

Nước sau khi lọc được đưa về bể chứa dự trữ.Vận tốc nước của ống thu

4 X Q

4 X 0. 07

=

= 0 . 2 8 ( m )

D ch =

3. 1 4 X 1. 2

K X V

nước sạch chung là 1.2m/s.

Chọn đường kính ống là 300mm

Trong đó:

Q: lưu lượng nước cho 1 đơn nguyên, Q=0.07m3/s

Vc:vận tốc nước chảy trong ống, vc=1.2m/s

❖ Đường kính ống xã nước rửa lọc:

Với lưu lượng nước rửa lọc của 1 bể là 0.206m3/s, vận tốc chảy trong

0,176 X 4

Q r X 4

= 0,335 m

D c

2 X 3,14

V X Kc

ống cho phép là Vc = 2m / 5 . Đường kính ống xả nước rửa lọc:

Chọn đường kính ống là Dc = 400 mm bằng thép không rỉ.

Cấu tạo của bể lọc được tóm tắt trong bảng 4.4.

r /y

r p 1 /y

Bảng 4.4 Các thông số thiết kế của bể lọc

Thông số Số lượng Đơn vị Vật liệu

3 Bể lọc N Bê tông cốt thép bể

- 3 M Chiều rộng bể B

- 4.9 M Chiều dài bể L

- 5.1 M Chiều cao bể HXD

Mm 400 Ống dẫn nước rửa lọc Thép

300 Mm Ống thu nước lọc Thép

400 Mm Ống xả nước rửa lọc Thép

- Số máng trong 1 bể lọc Máng 2

- Chiều rộng máng Bm 0.5 M

- 4.9 M Chiều dài máng Lm

- 0.5 M Chiều sâu máng Hm

4.7 Bể chứ a nước s ạ ch

Nước trong bể chứa nước sạch được dùng để rửa bể lọc, pha hóa chất,

phục vụ vệ sinh, dự trữ cứu hỏa, thể tích nước cần thiết cho tiếp xúc khử

trùng, dung tích nước điều hòa cho mạng lưới... được chứa trong bể chứa

nước sạch. Dung tích và vị trí của bể chứa được xác định theo yêu cầu chung

của toàn hệ thống cấp nước. Bể chứa nước sạch nên đặt gần bể lọc và trạm

bơm cấp II. Cốt mực nước được chọn phù hợp với địa hình, có thể tự mồi cho

các máy bơm đợt II.

Bể có hình dạng là hình hộp chữ nhật bằng bê tông cốt thép có nắp đậy

phía trên.

V = Q X t X 60 = 0.07 X 45 X 60 = 1 8 9(m 3)

Thể tích bể chứa

Trong đó:

- Q : lưu lượng thiết kế; Q = 6000 m3/ngày đêm = 0.07 m3/s ( cho 1 đơn

nguyên).

- t : thời gian nước lưu lại trong bể chứa; chọn t = 45 phút =2700s(quy

phạm 30 ^ 45 phút).

Chọn bể chứa có dung tích 200 m3, xây dựng 1 bể chứa hình hộp chữ

nhật cho 1 đơn nguyên, bể được xây dựng nửa chìm nửa nổi trên mặt đất.

Chọn chiều cao của bể chứa H = 4 m

Chiều rộng của bể chứa L = 4 m

=

= 12 5 (m )

Vậy chiều rộng của bể chứa B =

V H X L

200 4 X 4

Tính đường kính ống dẫn nước vào và dẫn nước ra

Nước sau khi lọc được đưa về bể chứa dự trữ, nước từ bể chứa được đưa

về trạm bơm cấp Il.Vận tốc nước của ống thu nước sạch chung là 1.2m/s, vậy

D =

A- — Q = n X V

4 X 0 , 0 7 = 0 .2 8 ( m ) . Chọn đường kính ống là 300mm 3 . 1 4 X 1.2

đường kính ống vào bằng đường kính ống ra.

Trong đó:

Q: lưu lượng nước cho 1 đơn nguyên, Q=0.07m3/s

Vc:vận tốc nước chảy trong ống, vc=1.2m/s

Cấu tạo của bể chứa được tóm tắt trong bảng 4.5.

r /y

r p 1 /y

Bảng 4.5 Các thông số thiết kế cho bể chứa

Số lượng Đơn vị Thông số Vật liệu

01 Bê tông cốt thép bể Bể chứa N

- 4 M Chiều rộng bể B

- 12,5 M Chiều dài bể L

- 4 M Chiều cao bể HXD

4.8 B ể thu h ồ i

Bể thu hồi là bể dùng để tuần hoàn lại 1 phần nước rửa lọc của bể lọc và

phần nước của hỗn hợp bùn - nước xả ra sân phơi bùn của bể lắng ngang. Bể

này có chức năng tương tự như bể lắng sơ bộ. Nước rửa lọc và nước thu hồi

từ sân phơi bùn s ẽ được cho lắng sơ bộ trong bể sau đó dùng bơm chìm bơm

trả trở về bể trộn.

V

= q X S X T = 12 X 1 4 . 7 X 3 6 0 = 6 3 5 0 4 ( L ) « 6 4 0 3)

1beâ

b e ả

Lưu lượng nước trung bình cho 1 lần rửa 1 bể lọc:

Trong đó

- Q : cường độ nước rửa lọc; q = 12 L/s.m2

- Sbể : diện tích bề mặt 1 bể lọc; Sbể = 14.7 m2

- T : thời gian rửa bể lọc bằng nước; T = 6 phút

V ........„ = V, . X S . . X T . = 6 X 14 .7 X 2 3 .2 8 = 2 0 5 3 (m 3)

loc

beả

loc

nõôàsaàh

Lượng nước lọc được sau 1 chu kỳ

Trong đó:

- Viọc : vận tốc lọc trung bình trong các bể lọc; v = 6 m/h

- Sbể : diện tích bề mặt của 1 bể lọc; Sbể = 14.7 m2

- Tlọc : chu kỳ trung bình của bể lọc; T = 23.38 giờ

1 2 X 2 0 5 3

C , X V 1

=

C =

= 2 3 2 (mg / L )

V

1 0 6

Hàm lượng cặn trong nước rửa lọc của 1 bể lọc:

V ...... = 106 X 1 X 6 = 63 6 ( m3 /1 n g a y )

Lượng nước rửa lọc của trạm xử lý trong 1 ngày:

Thể tích vùng chứa cặn:

V X C

636 X 232

=

=

, = 0.12 ( m )

W c

Y

1200000

Vì lượng nước rửa lọc ra không liên tục (tùy theo thời gian rửa lọc) nên

ta sẽ không sử dụng bể lắng mà s ẽ thiết kế hồ lắng tĩnh để thu hồi lượng nước

rửa lọc này. Chọn thời gian lắng đối với nước của 1 lần rửa lọc là 1 giờ. Nước

rửa lọc được đưa vào hồ lắng và để cho lắng trong 1 giờ sau đó s ẽ được bơm

trở lại bể trộn, còn cặn được xả ra sân phơi bùn. Thiết kế bể có thể chứa được

2 lần rửa lọc liên tiếp.

W = 2 (V + W ) = 2 X (106 + 0.12) = 232 (m 3)

Thể tích của bể thu hồi:

Cho xây dựng bể có hình dạng chữ nhật với kích thước là:

L x H x B = 10 x 4 x 6 (m)

Bể có vách ngăn để lượng bùn lắng xuống và được bơm ra ngoài, vách

ngăn có chiều cao bằng 3/4H = 3m, vách ngăn vật liệu là bê tông cốt thép đá

1x2 mác 250.

Cấu tạo của bể thu hồi được tóm tắt trong bảng 4.6.

r /y

r p 1 /y

Bảng 4.6 Các thông số thiết kế của bể thu hồi

Thông số Số lượng Đơn vị Vật liệu

01 Bể thu hồi Bê tông cốt thép bể

- 6 M Chiều rộng bể B

- 10 M Chiều dài bể L

- 4 M Chiều cao bể HXD

4.9 Sân p h ơ i bùn

Sân phơi bùn phải có dung tích đủ chứa lượng bùn từ nhà máy nước xả

ra trong 4 đến 6 tháng mùa lũ.

Đáy sân có độ dốc 1% về phía cửa tháo nước ra.

Thành và đáy sân lát bêtông tấm, miết mạch bằng vữa xi măng atsfan để

chống xói lở và ngăn không cho nước bẩn thấm vào nguồn nước ngầm.

Đáy sân đổ lớp sỏi cỡ hạt 16 - 32 mm, dày 200 mm. Trên lớp sỏi đổ hai

lớp sỏi nhỏ, lớp thứ nhất đường kính 4 - 8 mm, dày 100 mm, lớp thứ hai

đường kính 1 - 2 mm, dày 100 mm.

Chung quanh sân có đường ôtô đi lại để vận chuyển bùn, chiều rộng 1

làn xe tải là 5m.

18000 X (2 6 2 - 12)

Q ( C , - C ) 2

1 =

G =

= 4500 ( k g / h )

1000

1000

Lượng cặn khô từ bể lắng ngangxả ra hàng ngày

Trong đó:

- G : trọng lượng cặn khô (kg)

- Q: lượng nước xử lý (m3/ngày); Q = 18000 m3/ngày

- C1 : hàm lượng cặn trong nước ra khỏi bể lắng (g/m3); C1 = 12 g/m3

C 2 = C 0 + Ka + 0.25M + B = 216 + 0.5 5 X 40 + 0.25 X 70 + 7 = 262 ( g / m 3)

- C2 : hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng ngang(g/m3)

- C0 : hàm lượng cặn trong nước thô (g/m3); C0 = 216 g/m3

- ap : hàm lượng phèn tính theo sản phẩm không ngậm nước (g/m3); a =

40 g/m3

- K : hệ số tạo cặn từ phèn; đối với phèn nhôm sạch k = 0.55

- M : độ màu của nước nguồn (ptCo); M = 70 ptCo

- B : lượng cặn không tan trong hóa chất kiềm hóa (g/m3); B = 7 g/m3

G 2 = V £ N = 106 X 232 X 3 = 73776 ( g ) = 74 ( k g )

Lượng cặn xả khô từ bể lọc xả ra hàng ngày

G = G + G 2 = 4500 + 74 = 4574 ( k g )

Tổng lượng cặn xả ra 1 ngày của trạm xử lý

G ' = 45 74 X 6 X 30 = 82 3 3 2 0 ( k g ) = 8 2 4 ( t a ố )

Lượng bùn cần nén trong 6 tháng mùa mưa

G '

8 2 3 3 2 0

F =

=

= 7 4 9 1 ( m 2 )

a

1 1 0

Diện tích mặt sân cần thiết

Bùn chứa trong sân 6 tháng, đến mùa khô rút nước ra khỏi sân để phơi

bùn trong 3 tháng, nồng độ bùn khô đạt 25%, tỷ trọng bùn Y = 1.2 t/m3

824

,

G '

V =

=

= 6 87 (m )

Y

1.2

Thể tích bùn khô trong sân

Chọn chiều sâu của sân là H= 3m

Để thuận tiện cho việc phơi khô và xử lý bùn ta chọn xây dựng hệ thống

gồm 8 sân phơi bùn với kích thước là L x H x B = 24 x 3 x 9 (m)

r /y

r p 1 /y

Bảng 4.7 Các thông số thiết kế của sân phơi bùn

Thông số Số lượng Đơn vị Vật liệu

Sân phơi bùn Sân Đá, xi măng 08

- Chiều rộng sân B M 9

- 24 M Chiều dài sân L

- 3 M Chiều cao sân HXD

4.10 Trạm bơm cấ p 2

Máy bơm cấp II được chọn lắp đặt là bơm ly tâm trục ngang. Máy bơm

được gắn thiết bị biến tần để cho phép thay đổi lưu lượng của máy bơm tuỳ

theo nhu cầu sử dụng khác nhau của các giờ trong ngày.

Công suất trạm xử lý là Q =18000 m3/ngày = 750 m3/h = 0,208 m3/s

Chọn số máy bơm trong trạm cấp II là 4 máy, bao gồm 3 máy hoạt động

và 1 máy dự phòng.

0 , 208 X 50 X 9,81 X 1000

N =

= 4 2 , 5 ( k w ) = 5 6 ( HP )

Cống suất của của mỗi bơm dược tính như sau:

Q , X n X g X f b b 1000 X ^ X 3

3 X 1000 X 0,8

=

- Trong đó

+ n : hiệu suất máy bơm(80%), n =0,8

+ f: khối lượng riêng của nước, f=1000 (kg/m3).

+ g: gia tốc trọng trường, g=9,81 (m/s2).

+ Hb: cột áp của bơm (m), chọn Hb = 50 (m).

Sử dụng hai đường ống đẩy để cung cấp nước ra mạng lưới. Trên mỗi

ống đẩy đặt mộtđồnghồ đo lưu lượng để đo lưu lượng cấp vào mạng.

Khu vực nhà trạm được xây dựng theo kiểu nửa chìm, với kết cấu xây

dựng bằng bê tông cốt thép để đảm bảo tính chắc chắn và an toàn. Trong nhà

trạm bố trí các tủ điện tử điều khiển hoạt động của các máy bơm, và các thiết

bị phòng cháy chữa cháy.

r /y

r p 1 /y

Bảng 4.8 Các thông số thiết kế của trạm bơ cấp 2

Thông số Số lượng Đơn vị Vật liệu

- 04 Số máy bơm Cái

- Công suất bơm 56 HP

K Ế T LU Ậ N V À K I Ế N N G H Ị

K ế t lu ậ n

Qua thời gian thực hiện đề tài chúng tôi thu được kết quả như sau:

- Đã thu thập,tiến hành phân tíchcác số liệu về thành phần, tính chất đặc trưng

của nguồn nước sông Ray thuộc tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. Với các chỉ số đã

khảo sát và phân tích thì nước sông Ray hoàn toàn đủ điều kiện để dùng làm

nguồn cung cấp nước cho hệ thống xử lý nước cấp của xã Long Phước.

- Sau khi phân tích ưu, nhược điểm của từng phương án đề xuất, đã lựa chọn

được công nghệ xử lý nước cấp phù hợp với tính chất đặc trưng của nguồn

nước sông Ray.

- Đã tiến hành tính toán, thiết kế chi tiết các công trình đơn vị và tiến hành vẽ

toàn bộ hệ thống xử lýtrên phần mềm autocad.

K iế n ngh ị

Để hệ thống xử lý nước hoạt động có hiệu quả và ổn định tôi có một số

đề xuất như sau:

-Thực hiện tốt các vấn đề về quy hoạch, thiết kế hệ thống xử lý nước cấp

sao cho phù hợp với quy hoạch chung của huyện và công suất đáp ứng nhu

cầu phát triển trong tương lai;

-Khi thi công cần có biện pháp thi công an toàn đảm bảo chất lượng của

vật liệu xây dựng đúng theo yêu cầu kỹ thuật;

- Đảm bảo công tác quản lý và vận hành đúng theo hướng dẫn kỹ thuật;

- Thường xuyên quan trắc chất lượng nước cấp xử lý đầu vào để kiểm

tra xem lưu lượng và chất lượng có đạt điều kiện cho phép, đảm bảo chất

lượng đầu ra phù hợp theo quy chuẩn;

- Nâng cao ý thức sử dụng nước tiết kiệm đúng mục đích, chống thất

thoát.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Ngọc Dung (2003). X ử lý nước cấp. nhà xuất bản xây dựng Hà Nội.

2. Nguyễn Ngọc Dung(2003). Cấp nước đô thị. nhà xuất bản xây dựng Hà

Nội.

3. Nguyên Thị Hồng (2001). Các bảng tính toán thủy lực. nhà xuất bản xây

dựng Hà Nội.

4. Trịnh Xuân Lai( 2002). Cấp nước - tập 2: xử lý nước thiên niên cấp cho

sinh hoạt và công nghiệp. nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

5. Tiêu chuẩn xây dựng 33: 2006 cấp nước- mạng lưới bên ngoài công trình-

tiêu chuẩn thiết kế. bộ xây dựng, Hà Nội.

6. American society of civil engineers (2005). Water treatment plant design. .

South-East Asian Medical Information Center, Tokyo.

7. John C. Crittenden (2010).water treatmentprinciples and design. American

Medical Information Center.

8. Http://luanvan.net.vn/luan-van/phan-tich-nuoc-sinh-hoat-45074/

9. Http://doc.edu.vn/tai-lieu/luan-van-danh-gia-chat-luong-nguon-nuoc-cap- sinh-hoat-tai-tram-bom-ben-than-nha-may-nuoc-tan-hiep-42841/

10. Http: //www.tailieumoitruong.org/