THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC BIỂN THÀNH NƯỚC ĂN UỐNG, SINH HOẠT ĐẠT QCVN 011:2018BYT, Q=60 M3GIỜ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.25 MB, 74 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝ
CHƯƠNG TRÌNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG
ĐỒ ÁN
KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC CẤP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC BIỂN THÀNH NƯỚC ĂN
UỐNG, SINH HOẠT ĐẠT QCVN 01-1:2018/BYT, Q=60 M3/GIỜ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. ĐÀO MINH TRUNG
SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN LÊ TRUNG DŨNG
MSSV: 1924403010190
LỚP: D19KTMT01
MAIL:
ĐT: 0365916726
Bình Dương, tháng 11 năm 2022
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝ
CHƯƠNG TRÌNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG
ĐỒ ÁN
KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC CẤP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC BIỂN THÀNH NƯỚC ĂN
UỐNG, SINH HOẠT ĐẠT QCVN 01-1:2018/BYT, Q=60 M3/GIỜ
SINH VIÊN THỰC HIỆN
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Nguyễn Lê Trung Dũng
TS. Đào Minh Trung
Bình Dương, tháng 11 năm 2022
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỢT
CỢNG HỊA XÃ HỢI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝ
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BẢNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐỒ ÁN MÔN HỌC:
KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC CẤP (0+2)
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Lê Trung Dũng – MSSV: 1924403010190
Ngày sinh: 19/01/2001
Lớp: D19MTKT01
Khóa: D19
Ngành: Kỹ thuật môi trường
Điểm đánh giá quá trình
Buổi
học
Điểm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Điểm
Chữ
ký
SVTH
GVHD
TS. Đào Minh Trung
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
GVHD: Đào Minh Trung
TB
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
MỤC LỤC
MỤC LỤC .........................................................................................................................i
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................iv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ..........................................................................................iv
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................ v
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 6
Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................ 6
Mục tiêu đề tài .............................................................................................................. 7
Nội dung thực hiện ....................................................................................................... 7
Phương pháp thực hiện ................................................................................................. 7
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ......................................................................................... 8
1.1. Tổng quan về nước biển ........................................................................................ 8
1.2. Thành phần, tính chất của nước biển ..................................................................... 8
1.3. Tổng quan phương pháp xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt .......... 10
1.3.1. Phương pháp vật lý ........................................................................................... 10
1.3.2. Phương pháp hóa lý .......................................................................................... 14
1.3.3. Phương pháp hóa học ....................................................................................... 14
1.4. Tổng quan cơng nghệ xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt ............... 16
1.4.1. Công nghê chưng cất ........................................................................................ 16
1.4.2. Công nghệ trao đổi Ion (IE) .............................................................................. 17
1.4.3. Công nghệ sử dụng màng lọc và nhiệt độ để tách muối trong nước ................ 19
1.4.4. Cơng nghệ áp dụng q trình điện thẩm tách để tách muối trong nước ........... 19
1.5. Các cơng trình xử lý nước biển trong nước và ngoài nước ................................. 20
1.5.1. Các cơng trình trong nước ................................................................................ 20
1.5.2. Các cơng trình ngoài nước ................................................................................ 20
CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ .................................................................... 22
2.1 Xác định thông số ô nhiễm ................................................................................... 22
2.2. Phương pháp xử lý cho các thành phần ô nhiễm ................................................. 23
2.2.1. Phân tích thành phần ơ nhiễm ........................................................................... 23
2.2.2. Phương pháp xử lý ............................................................................................ 25
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
i
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
2.2.2.1. Công nghệ UF ................................................................................................ 25
2.2.2.2. Công nghệ RO ............................................................................................... 28
2.3. Đề xuất và thuyết minh công nghệ ...................................................................... 32
2.3.1. Đề xuất công nghệ ............................................................................................ 32
2.3.2. Thuyết minh công nghệ .................................................................................... 33
2.3.3. Đánh giá ưu và nhược điểm của công nghệ...................................................... 35
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ BÁO GIÁ ........................................... 36
3.1 Tính tốn thiết kế .................................................................................................. 36
3.1.1 Lưu lượng cần lấy mỗi ngày .............................................................................. 36
3.1.2. Thu nước ........................................................................................................... 36
3.1.3. Tính tốn đường ống bơm ................................................................................ 37
3.1.4. Tính tốn hồ chứa nước thơ .............................................................................. 39
3.1.5. Tính tốn bồn lọc thơ ........................................................................................ 39
3.1.6. Tính tốn hệ thống lọc cartridge ....................................................................... 48
3.1.7. Tính tốn bồn UF .............................................................................................. 49
3.1.7.1. Chọn màng lọc và tính số lượng ống lọc ....................................................... 49
3.1.7.2. Tổn thất áp lực qua lọc .................................................................................. 51
3.1.7.3. Tính tốn cơ khí bồn lọc UF .......................................................................... 51
3.1.8. Tính tốn đường ống dẫn nước qua RO ........................................................... 53
3.1.9. Hệ thống lọc RO ............................................................................................... 56
3.1.9.1. Lựa chọn màng lọc RO .................................................................................. 56
3.1.9.2. Tính tốn số element cần sử dụng ................................................................. 57
3.1.9.3. Điều kiện hoạt động tối ưu cho hệ thống RO ................................................ 60
3.1.10. Tính tốn bồn chứa nước sạch ........................................................................ 61
3.2 Báo giá .................................................................................................................. 61
3.2.1. Chi phí xây dựng............................................................................................... 61
3.2.1.1. Phần xây dựng ............................................................................................... 61
3.2.1.2. Thiết bị ........................................................................................................... 62
3.2.2. Chi phí quản lý và vận hành hàng năm ............................................................ 64
3.2.2.1. Chi phí nhân cơng .......................................................................................... 64
3.2.2.2. Chi phí hố chất ............................................................................................. 64
3.2.2.3. Chi phí điện năng ........................................................................................... 65
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
ii
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
3.2.2.4. Tổng chi phí quản lí và vận hành 1 năm: ...................................................... 65
3.2.3. Tính giá nước (lợi ích kinh tế) .......................................................................... 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 67
PHỤ LỤC ................................................................................................................... 70
Phụ lục: Thông tin về Hóa chất cáu cặn ..................................................................... 70
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
iii
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
DANH MỤC HÌNH
Hình 2. 1 Q trình cơ bản lọc nước biển bằng RO....................................................... 32
Hình 2. 2 Sơ đồ cơng nghệ lọc nước biển bằng RO ....................................................... 34
Hình 3. 1 Lõi lọc UF ...................................................................................................... 50
Hình 3. 2 Áp lực lọc ....................................................................................................... 51
Hình 3. 3 Bản vẽ kỹ thuật bồn lọc UF ............................................................................ 52
Hình 3. 4 Các thơng số thiết kế của bồn lọc tinh ........................................................... 53
Hình 3. 5 Nguyên lý màng lọc RO.................................................................................. 57
Hình 3. 6 Áp lực qua lọc RO và quy trình lọc ................................................................ 58
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
COD
Chemical Oxygen Demand
BOD
Biological Oxygen Demand
DO
Dissolved Oxygen
TSS
Total Suspended Solids
SS
Settleable Solids
BTNMT
Bộ Tài nguyên và Môi trường
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
iv
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1 Hàm lượng mol nước biển ............................................................................... 9
Bảng 1. 2 Cơng trình phương pháp vật lý ...................................................................... 10
Bảng 1. 3 Các phương pháp lọc trong xử lý nước ......................................................... 11
Bảng 1. 4 Cơng trình phương pháp hóa lý ..................................................................... 14
Bảng 1. 5 Cơng trình phương pháp hóa học .................................................................. 15
Bảng 2. 1 Thành phần ô nhiễm trong nước biển............................................................ 22
Bảng 2. 2 Hiệu suất xử lý chất ô nhiễm của màng lọc RO ............................................ 30
Bảng 3. 1 Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc sạch ...................................................... 43
Bảng 3. 2 Đặc tính ống lọc............................................................................................. 48
Bảng 3. 3 Áp lực dịng nước khi có TDS ........................................................................ 54
Bảng 3. 4 Thơng số tính tốn bơm ................................................................................. 55
Bảng 3. 5 Các loại màng RO và thông số kỹ thuật ........................................................ 56
Bảng 3. 6 Tỷ lệ hồi lưu nước màng lọc RO .................................................................... 59
Bảng 3. 7 Bảng báo giá phần xây dựng ......................................................................... 61
Bảng 3. 8 Bảng báo giá phần thiết bị ............................................................................ 62
Bảng 3. 9 Bảng chi phí điện năng .................................................................................. 65
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
v
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Nước là tài nguyên được sử dụng nhiều nhất trên thế giới, trung bình mỗi người trên
thế giới cần 150 lít cho sinh hoạt, 1.500 lít cho hoạt động cơng nghiệp và 2.000 lít cho hoạt
động nông nghiệp. Nước chiếm 99% trọng lượng sinh vật sống trong môi trường nước và
44% trọng lượng cơ thể con người. Để sản xuất 1 tấn giấy cần 250 tấn nước, 1 tấn đạm cần
600 tấn nước và 1 tấn chất bột cần 1.000 tấn nước[1].
Tài nguyên nước ở trên thế giới theo tính tốn hiện nay là 1,39 tỉ km3, tập trung trong thuỷ
quyển 97,2% (1,35 tỉ km3), còn lại trong khí quyển và thạch quyển. 94% lượng nước là
nước mặn, 2% là nước ngọt tập trung trong băng ở hai cực, 0,6% là nước ngầm, còn lại là
nước sơng và hồ.
Lượng nước trong khí quyển khoảng 0,001%, trong sinh quyển 0,002%, trong sông suối
0,00007% tổng lượng nước trên trái đất. Lượng nước ngọt con người sử dụng xuất phát từ
nước mưa (lượng mưa trên trái đất 105.000km3/năm. Lượng nước con người sử dụng trong
một năm khoảng 35.000 km3, trong đó 8% cho sinh hoạt, 23% cho cơng nghiệp và 63%
cho hoạt động nông nghiệp[2].
Hiện nay, nguồn nước bị thất thốt đã giảm đáng kể, nhưng tình trạng sử dụng nước
khơng hợp lý, sử dụng lãng phí nguồn nước ở nhiều nơi, nhiều lúc vẫn xảy ra đang làm cho
trữ lượng nước bị giảm mạnh. Ở vùng nông thôn, tình trạng người dân khoan, đóng giếng
tùy tiện khơng đúng kỹ thuật để phục vụ sinh hoạt và tưới tiêu trong nông nghiệp đã gián
tiếp gây ô nhiễm và sút giảm trữ lượng nước ngầm, ảnh hưởng lớn đến việc khai thác có
mục đích như xây dựng các cơng trình cung cấp nước sạch cho người dân vùng nông thôn,
vùng sâu, vùng xa, vùng cao[2].
Vì các vấn đề lãng phí tài nguyên nước cộng với việc một số vùng khô cằn và cạn
kiệt tài nguyên nước gây nên tình trạng thiếu nước sạch để sinh hoạt và ăn uống. Người
dân tại các khu vực này phải đối mặt với vấn đề sử dụng nước bẩn để sinh hoạt và ăn uống
hay sống mòn mỏi chờ đợi địa phương mang nguồn nước sạch đến cho họ. Tại các vùng
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
6
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
ven biển vấn đề nước sạch để sinh hoạt, ăn uống có thể xem như đã được giải quyết vì xung
quanh họ là các bờ biển chứa lượng nước đủ cho họ dùng cả đời, tuy nhiên có một vấn đề
với nước biển đó là nồng độ muối của nước biển có thể giết chết bạn nếu như bạn uống
trực tiếp[3].
Vấn đề sinh hoạt bằng nước biển cũng gần như không khả thi khi mà việc sử dụng nước
biển để tắm rửa, giặt giũ,… sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng đồ dùng và các vấn đề về da
của bạn. Do đó, một mục tiêu được hướng đến của vần đề an ninh nước đó chính là tái tạo
lại nước biển để có thể sử dụng một cách hiệu quả mà khơng gây bất kỳ tổn hại nào đến
cho con người. Chính vì vậy, nên em theo đuổi hướng nghiên cứu đồ án “Thiết kế hệ thống
xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 01-1:2018/BYT , Q=60 m3/giờ”.
Mục tiêu đề tài
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển có tính hiệu quả cao phục vụ nhu cầu sử dụng nước của
người dân khu vực ven biển bằng hệ thống tạo ra được 240 m3 nước mỗi ngày, tương
đương với nhu cầu của một xóm nhỏ dân cư nhưng phải đảm bảo được u cầu kinh phí
khơng được cao.
Nội dung thực hiện
Sử dụng các công nghệ lọc để chủ yếu loại bỏ TSS, muối trong nước biển.
Phương pháp thực hiện
- Phương pháp thu thập thông tin, kế thừa tài liệu
- Phương pháp xử lý số liệu
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
7
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nước biển
3/4 diện tích bề mặt trái đất là đại dương, trong đó 97% là nước biển (nước mặn) và
chỉ chiếm 3% là nước ngọt. Nước biển là nước từ các biển hay đại dương. Về trung bình,
nước biển của các đại dương trên thế giới có độ mặn khoảng 3,5%. Điều này có nghĩa là
cứ mỗi lít (1.000 mL) nước biển chứa khoảng 35 gam muối, phần lớn (nhưng khơng phải
tồn bộ) là chloride natri (NaCl) hịa tan trong đó dưới dạng các ion Na+ và Cl-. Nó có thể
được biểu diễn như là 0,6 M NaCl. Nước với mức độ thẩm thấu như thế tất nhiên khơng
thể uống được[3].
Nước biển có độ mặn khơng đồng đều trên tồn thế giới mặc dù phần lớn có độ mặn
nằm trong khoảng từ 3,1% tới 3,8%. Hàm lượng muối trong nước biển thay đổi tùy theo vị
trí địa lý như: cửa sơng, gần hay xa bờ, ngồi ra trong nước biển thường có nhiều chất lơ
lửng, càng gần bờ thì nồng độ càng tăng, chủ yếu là các phiêu sinh động thực vật. Tỷ trọng
của nước biển nằm trong khoảng 1.020 tới 1.030 kg/m³ tại bề mặt còn sâu trong lòng đại
dương, dưới áp suất cao, nước biển có thể đạt tỷ trọng riêng tới 1.050 kg/m³ hay cao hơn.
Như thế nước biển nặng hơn nước ngọt (nước ngọt tinh khiết đạt tỷ trọng riêng tối đa là
1.000 g/ml ở nhiệt độ 4 °C) do trọng lượng bổ sung của các muối và hiện tượng điện giải.
Điểm đóng băng của nước biển giảm xuống khi độ mặn tăng lên và nó là khoảng -2 °C
(28,4 °F) ở nồng độ 35‰. Do đệm hóa học, độ pH của nước biển bị giới hạn trong khoảng
7,5 tới 8,4. Vận tốc âm thanh trong nước biển là khoảng 1.500 m•s−1[3].
1.2. Thành phần, tính chất của nước biển
Trong nước biển, thành phần chủ yếu là các muối hòa tan và đây cũng là thành phần
cần quan tâm xử lý nhiều nhất nếu muốn sử dụng nước biển cho mục đích ăn uống, sinh
hoạt.
Như đã trình bày ở trên, tùy thuộc vào địa điểm và tính chất khu vực mà độ mặn
trong nước biển sẽ khác nhau, tuy nhiên con số chung biểu trưng cho độ mặn trong nước
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
8
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
biển là cứ mỗi 1 lít nước biển sẽ có khoảng 35 gram muối hay còn được gọi là độ mặn 35
– là độ mặn đặc trưng cho tính chất mặn của nước biển.
Độ mặn trong nước biển được biểu hiện bởi các muối hào tan có trong nước biển,
đặc trưng nhất và là thành phần chiếm tỷ trọng nhiều nhất là muối ăn (NaCl).
Thành phần của nước biển có độ mặn 35 bao gồm[4]:
- Ion Cl- chiếm 55.29 %, Na+ chiếm 30.74 % tạo thành muối NaCl tổng cộng là 86.03 % là
thành phần lớn nhất hoàn tan trong nước biển.
- Bốn thành phần lớn tiếp theo bao gồm SO42- ( 7.75 %), Mg2+ ( 3.69 %), Ca2+ ( 1.18 %) và
K+ ( 1.14 %) cộng với 2 ion ban đầu chiếm 99.8 % thành phần của nước biển.
- Năm thành phần cuối bao gồm HCO3- , Br- , BO33-, Sr2+, F- cộng với các thành phần trên
chiếm hơn 99.9 % thành phần nước biển.
- Cịn lại một số ít là các thành phần khác.
Bảng 1. 1 Hàm lượng mol nước biển
Thành phần mol tổng cộng của nước biển (Độ mặn = 35)
Thành phần
Hàm lượng (mol/kg)
H2 O
53,6
Cl-
0,546
Na+
0,469
Mg2+
0,0528
SO42-
0,0282
Ca2+
0,0103
K+
0,0102
CT
0,00206
Br-
0,000844
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
9
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
BT
0,000416
Sr2+
0,000091
F-
0,000068
Ngoài ra, trong nước biển cịn có các thành phần đặc trưng như TSS, các khống
chất hịa tan khác ngồi muối, vi sinh vật,…
1.3. Tổng quan phương pháp xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt
1.3.1. Phương pháp vật lý
Bảng 1. 2 Cơng trình phương pháp vật lý
STT
1
Cơng trình
Song chắn rác
2
Bể lắng hóa lý
3
Trung gian
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
Chức năng
Có tác dụng giữ lại những loại rác thải
dạng rắn, thô hoặc các loại túi nylon, cỏ
cây, bao bì, hộp đựng… rơi vào dòng
chảy nước thải để tránh sự tắc nghẽn
đường ống dẫn nước
Thanh chắn có thể có loại hình trịn, hình
chữ nhật, hình bầu dục…Trong đó, thanh
chắn rác hình trịn thuận lợi cho dịng
chảy nhưng thu hồi rác khó. Cịn thanh
chắn rác hình chữ nhật dễ thu hồi rác
nhưng lại gây tổn thất dịng chảy. Thanh
hình bầu dục dễ thu hồi, thuận lợi dịng
chảy song chi phí cao.
Sau q trình keo tụ, nước thải chảy vào
bể tạo bơng. Q trình keo tụ sẽ làm phát
sinh và gia tăng liên tục lượng bùn. Do đó,
bể lắng hóa lý được thiết kế để thu gom
lượng bùn này. Tại đây có thể được thiết
kế nâng cấp để thu gom các chất hoạt
động bề mặt hoặc dầu mỡ.
Không phải hệ thống nào cũng cần bể
trung gian, tuy nhiên để cải thiện chất
lượng xử lý người ta thường cho thêm bể
trung gian vào trong hệ thống xử lý nước
thải.
10
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
4
Bể chứa
Có hai vị trí đặt bể trung gian chứa nước
thải: vị trí đặt bơm tuần hồn nước thải,
và vị trí đặt bơm lọc áp lực.
Khi bơm tuần hoàn nước thải từ bể Hiếu
khí về bể thiếu khí trong dây chuyền xử lý
nước thải sinh hoạt, do bể hiếu khí được
sục khí và có DO lớn, nếu khơng bố trí bể
trung gian đặt bơm để tuần hồn về sẽ dễ
làm mất mơi trường thiếu khí trong bể
thiếu khí, do trong nước tuần hồn về đã
có rất nhiều Oxy hịa tan.
Khi bơm nước vào các bồn lọc, phải có bể
chứa trung gian để đảm bảo thời gian hoạt
động của bơm lọc áp lực.
Dùng để chứa nước qua từng giai đoạn để
chuẩn bị cho quá trình xử lý tiếp theo. Ở
cuối hệ thống, bể chứa dùng để tích trữ
nước để người dân có thể sử dụng hiệu
quả.
*Các công nghệ lọc:
Bảng 1. 3 Các phương pháp lọc trong xử lý nước
STT
1
2
Phương pháp lọc
Chức năng
Sỏi
Sỏi lọc nước (sỏi đỡ) hay còn gọi là sỏi
thạch anh, là một trong những loại vật liệu
lọc nước phổ biến nhất hiện nay. Là một
loại đá trong tự nhiên, sau quá trình xói
mịn của sơng suối, bề mặt của những viên
đá nhỏ hình trịn và rất nhẵn. Sỏi thạch
anh có sẵn trong tự nhiên nên rất dễ khai
thác và sử dụng.
Cát thạch anh
Cát thạch anh là vật liệu lọc nước rất tốt,
nó có tác dụng giữ lại các chất lơ lửng, các
chất kết tủa dạng bơng có độ nhớt cao,
khó tách và khó lọc. Vì thế, cát thạch anh
cịn được dùng làm vật liệu lọc bể cá, hồ
cá. Cát thạch anh lọc nước được ứng dụng
trong các hệ thống lọc nước từ đơn giản
đến phức tạp.
Cát thạch anh là loại cát có thành phần
chính là thạch anh, là vật liệu lọc nước có
kích thước nhỏ, dạng hạt, nhiều góc cạnh,
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
11
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
3
Than hoạt tính
4
Lọc MF
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
có màu trắng đục hoặc vàng nâu. Cát
thạch anh có cơng thức hóa học là SiO2
và bao gồm thêm một số chất như NaCl,
CaCO3,...
Về cấu tạo, cát thạch anh có cấu trúc dạng
tinh thể, bển, diện tích bề mặt tiếp xúc lớn.
Ngồi ra, bể mặt cát thạch anh lọc nước
cịn có một lớp màng giúp nó đẩy mạnh
q trình xử lý nước giếng khoan, bể cá,
hồ cá. Bên cạnh đó, cát thạch anh cịn có
tác dụng xử lý các chất lơ lửng, phù du,
phù sa có kích thước nhỏ tồn tại trong
nước. Đặc biệt, cát thạch anh lọc nước cịn
có cơng dụng hấp thụ Asen khi có kết tủa
Fe(OH)3.
Than hoạt tính là carbon được xử lý với
oxy ở nhiệt độ cao trong mơi trường yếm
khí. Q trình này tạo ra những lỗ rỗng có
thể tích rất nhỏ giúp tăng diện tích bề mặt
của các hạt. Các lỗ rống này đóng vai trị
quan trọng cho q trình hấp phụ hoặc và
thúc đẩy phản ứng hóa học.
than hoạt tính có thể loại bỏ hiệu quả từ
60 đến 80 hóa chất trong nước và giảm
thiểu được khoảng 20 loại hóa chất khác
trong nước.
Một số thành phần hóa học than hoạt tính
có thể loại bỏ: Clo dư, thuốc diệt cỏ, thuốc
trừ sâu, các sản phẩm phụ của clo, hạt vi
nhựa, nitrat,…
Tuy vậy, một số thành phần khác trong
nước mà than hoạt tính vẫn giữ lại như các
khống chất có lợi cho sức khỏe bao gồm
Magie, Kali, Natri, Canxi, Flo,…
Màng lọc MF (Micro Filtration) là loại
màng vi lọc có kích thước lỗ lọc nhỏ
khoảng 0.1 - 0.5 micromet, được tạo
thành từ các vật liệu rỗng có kích thước vi
mơ. Vì thế, màng lọc loại bỏ hầu hết các
vật chất rắn và bụi bẩn lơ lửng trong nước.
Tuy nhiên, màng lọc khơng có tác dụng
trong việc lọc các chất hóa học, phân tử
nhỏ, vi khuẩn, mầm bệnh trong nước.
12
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
5
Lọc UF
6
Lọc NF
7
Lọc RO
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
Màng lọc MF sử dụng công nghệ siêu lọc
dưới một áp lực nhất định khoảng 100
PSI, nước sẽ chảy qua màng lọc MF trước
khi đến các bước lọc tiếp theo. Nhiệt độ
khoảng 0 - 55 độ C là mức nhiệt màng lọc
hoạt động hiệu quả nhất.
Màng lọc nước UF (Ultra Filtration) còn
gọi là màng siêu lọc, trang bị các khe lọc
với kích thước 0.1 - 0.5 micromet, nước
được đưa vào lõi lọc với áp suất từ 1 - 5
bars. Nhờ vậy, các chất có kích thước lớn
hơn 0.1 micromet sẽ bị loại khỏi nguồn
nước.
Nguyên lý hoạt động của công nghệ lọc
nước UF là dùng áp suất thấp để loại bỏ
những phân tử có kích lớn ra khởi nước.
Cụ thể với áp suất khoảng 1 - 5 bars thì
màng lọc khơng chỉ loại bỏ phân tử kích
thước lớn mà cịn loại bỏ các loại virus, vi
khuẩn, bảo vệ sức khỏe cho người sử
dụng.
Màng lọc nước Nano gồm màng có khe
lọc mang kích thước cực nhỏ từ 0.01 - 0.1
micromet để loại bỏ sạch tạp chất, bụi
bẩn, các loại vi khuẩn, vi rút. Đồng thời
giữ lại phần lớn các khống chất tự nhiên
có trong nước, vơ cùng có lợi cho cơ thể.
Màng lọc NF sử dụng áp lực nước từ trên
cao (không dùng máy bơm) các chất lớn
hơn 0.01 micromet sẽ bị giữ lại. Đồng
thời, loại bỏ các ion hai hóa trị và lớn hơn,
loại bỏ các chất làm mềm nước và các
phân tử lớn như thuốc trừ sâu và màu sắc.
Màng lọc nước RO là màng lọc có kích
thước khe lọc siêu nhỏ khoảng 0.0001 0.0005 micromet, giúp loại bỏ hầu hết các
chất rắn, ion kim loại nặng, vi sinh vật, vi
khuẩn,... mang lại nguồn nước tinh khiết
có thể uống ngay mà khơng cần đun lại.
Màng lọc nước RO sử dụng nguyên lý
thẩm thấu ngược theo cơ chế trượt ngang,
chỉ có nước tinh khiết mới có thể vào
được màng lọc. Vì thế, màng lọc địi hỏi
13
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
áp lực nước cao để tạo ra dòng chảy mạnh
mẽ đẩy mạnh các thành phần hóa học, các
kim loại, tạp chất.
1.3.2. Phương pháp hóa lý
Bảng 1. 4 Cơng trình phương pháp hóa lý
STT
1
Cơng trình
Keo tụ - tạo bơng
Chức năng
Bể keo tụ tạo bông là bể xảy ra các phản
ứng keo tụ – tạo bông. Bể được thiết kế
phù hợp với chức năng và cơ chế hoạt
động keo tụ – tạo bông. Những hạt cặn,
rắn có kích thước tương đối lớn có thể
được xử lý dễ dàng bằng biện pháp cơ
học.
Các hạt keo, chất rắn lơ lửng trong nước
thường mang kích thước rất nhỏ và có
điện tích âm. Vì vậy chúng khơng có khả
năng tự lắng được. Chúng có xu hướng
đẩy nhau do cùng điện tích gây nên
chuyển động đẩy hỗn loạn trong dung
dịch. Hạt keo có cấu tạo bởi hai lớp. Lớp
trong cùng là nhân có điện tích âm cịn lớp
vỏ phía ngồi mang điện tích dương. Sự
chênh lệch điện thế giữa lớp bề mặt của
hạt keo và dung dịch gọi là thế điện động
Zeta. Thế zeta càng âm thì hạt keo càng
bền.
Keo tụ là quá trình bổ sung các ion mang
điện tích trái dấu (điện tích dương) vào để
trung hịa điện tích của các hạt keo trong
nước, làm tăng thế zeta, phá vỡ độ bền của
hạt, ngăn cản sự chuyển động hỗn loạn
của các ion trong nước.
Tạo bơng là q trình liên kết các bơng
cặn sau q trình keo tụ lại với nhau dưới
tác động của phương pháp khuấy với tốc
độ nhỏ nhằm tăng kích thước và khối
lượng của các bơng cặn để các bơng cặn
có thể dễ dàng lắng xuống.
1.3.3. Phương pháp hóa học
*Các phương pháp khử trùng nước
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
14
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
Bảng 1. 5 Cơng trình phương pháp hóa học
STT
1
Cơng trình
Chlorine
2
UV
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
Chức năng
Cơ sở của phương pháp hóa học là sử
dụng các chất oxy hóa mạnh để oxy hóa
men của tế bào vi sinh và tiêu diệt chúng.
Do hiệu suất cao nên ngày nay khử trùng
bằng hóa chất đang được áp dụng rộng rãi
ở mọi qui mô.
Clo là một chất oxy hóa mạnh, ở bất cứ
dạng nào, nguyên chất hay hợp chất khi
tác dụng với nước đều tạo ra phân tử axit
hypoclorit HOCl có tác dụng khử trùng
rất mạnh.
Q trình diệt vi sinh vật xảy ra qua 2 giai
đoạn: đầu tiên chất khử trùng khuếch tán
xuyên qua vỏ tế bào vi sinh, sau đó phản
ứng với men bên trong tế bào và phá hoại
quá trình trao đổi chất dẫn đến sự diệt
vong của tế bào.
Tốc độ của quá trình khử trùng được xác
định bằng động học của quá trình khuếch
tán chất diệt trùng qua vỏ tế bào và động
học của quá trình phân hủy men tế bào.
Nhược điểm của phương pháp này là ảnh
hưởng bởi pH và nhiệt độ, có thể làm
giảm pH của nước.
Tia cực tím (UV) là tia bức xạ điện từ có
bước sóng khoảng 4 – 400nm
(nanometer). Độ dài sóng của tia cực tím
nằm ngồi vùng phát hiện, nhận biết của
mắt thường. Dùng tia cực tím để khử
trùng khơng làm thay đổi tính chất hóa
học và lý học của nước.
Tia cực tim tác dụng làm thay đổi DNA
của tế bào vi khuẩn, các axit nucleic hấp
thụ năng lượng bước sóng 240 – 280 nm
và kìm hãm q trình sinh sản và phát
triển của tế bào vi khuẩn. Do đó, tia cực
tím có độ dài bước sóng 254nm có khả
năng diệt khuẩn cao nhất.
Nhược điểm của phương pháp này là chi
phí vận hành cao, độ đục của nước và chất
15
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
nhờn bám vào đèn có thể ngăn cản tia cực
tím tác dụng vào vi khuẩn làm giảm hiệu
quả khử trùng
3
Ozone
Ozon là chất khí, có khả năng oxy hóa
mạnh.
Ozone được tạo ra bằng cách cho oxy
hoặc khơng khí đi qua thiết bị phóng tia
lửa điện. Để cấp đủ lượng ozone khử
trùng cho nhà máy xử lý nước, dùng máy
phát tia lửa điện gồm hai điện cục kim loại
đặt cách nhau một khoảng cho khơng khí
chạy qua. Cấp dịng điện xoay chiều vào
các điện cực để tạo ra tia hồ quang, đồng
thời với việc thổi luồng khơng khí sạch đi
qua khe hở giữa các điện cực để chuyển
một phần oxy thành ozone.
Ưu điểm của phương pháp này là làm
giảm nhu cầu oxy của nước, giảm nồng độ
chất hữu cơ, nồng độ các chất hoạt tính,
khử màu, phenol và xyanua; khơng gây
mùi; tăng nồng độ oxy hịa tan; khong có
sản phẩm gây độc hại; tăng vận tốc lắng
cặn lơ lửng; ít ảnh hưởng bởi nhiệt độ và
pH và không cần khâu định lượng như
Clo.
Tuy nhiên, phương pháp này có vốn đầu
tư ban đầu cao và tiêu tốn nhiều năng
lượng điện.
1.4. Tổng quan công nghệ xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt
Công nghệ xử lý nước biển thành nước ăn uống sinh hoạt với nhiệm vụ xử lý chính
là loại bỏ cái ion muối có trong nước biển, bên cạnh đó là xử lý nước đạt tiêu chuẩn nước
ăn uống, sinh hoạt của Việt Nam.
1.4.1. Cơng nghê chưng cất
Q trình chưng cất là q trình đun nóng nước tới điểm sơi để chuyển thành dạng hơi, sau
đó ngưng tụ lại thành nước tinh khiết. Thường ta áp dụng công nghệ chưng cất nhiều bậc
(Multi-Stage Flash Distillation-MSF), nén hơi (Vapor Compress-VC) và chưng cất đa hiệu
ứng (Multiple-Effect Distillation-MED).
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
16
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
Nén hơi là làm bốc hơi nước đầu vào rồi nén hơi đó. Sau đó hơi nước được ngưng tụ và
nhiệt giải phóng tiếp tục được sử dụng làm nhiệt cấp đầu vào. Công nghệ nén hơi dựa vào
việc giảm áp suất vận hành để nước bốc hơi. Nhiệt lượng để nước bay hơi được cung cấp
bởi một máy nén hơi: máy nén cơ khí (Mechanical Vapor Compression) hoặc injector hơi
nước (Thermal Vapor Compression).
Cơng nghệ nén hơi thích hợp cho các trạm chưng cất nước công suất vừa và nhỏ từ
3.000m3/ngày.đêm – 20.000m3/ngày.đêm.
Chưng cất đa hiệu ứng chính là bốc hơi nước theo dạng chuỗi. Hơi nước từ một chuỗi được
sử dụng làm bốc hơi trong hiệu ứng tiếp theo. Để tăng cường hiệu suất, mỗi giai đoạn sau
được vận hành ở áp suất thấp hơn giai đoạn trước. Điều này cho phép nhà máy có thể hoạt
động ở nhiệt độ cao (> 90oC) cũng như nhiệt độ thấp. Nhiệt độ bay hơi cao nhất là 55oC
giúp giảm sự an mòn và đóng cặn đồng thời cho phép thải muối ở nhiệt độ thấp.
Quy trình MED có thể có nhiều kiểu kết cấu khác nhau phụ thuộc vào bề mặt trao đổi nhiệt
và hướng chuyển động tương đối của dòng nước muối so với dịng hơi nước.
1.4.2. Cơng nghệ trao đổi Ion (IE)
Trao đổi ion là q trình lý hóa trong đó các ion chuyển từ pha rắn sang pha lỏng và ngược
lại. Các ion đối ở các nhóm chức mang điện trên bề mặt pha rắn sẽ trao đổi với các ion
cùng dấu trong dung dịch khi tiếp xúc với pha rắn của hạt nhựa
Phân loại nhựa trao đổi ion:
• Nhựa cation axit mạnh (R-H hoặc R-Na)
Trao đổi muối trung tính thành axit tương ứng. Dung dịch hoàn nguyên là HCl và H2SO4
đối với R-H và NaCl đối với R-Na.
RH + NaCl → RNa + HCl
• Nhựa cation axit yếu (R-XH)
Trao đổi muối kiềm thành axit yếu tương ứng nhưng không trao đổi với muối trung tính
(NaCl, H2SO4). Nhựa này có nhóm chức Cacboxylic và sử dụng HCl hoặc H2SO4 để hoàn
nguyên.
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
17
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
Ca(HCO3) + 2R-H → CaR2 + 2H2CO3
• Nhựa anion kiềm mạnh (R-OH hoặc R-Cl)
Chuyển hóa muối trung tính thành các bazơ mạnh tương ứng (NaCl, CaSO4) nếu hoạt động
theo chu trình hydroxit. Nhựa này thường có nhóm chức ammonium. Dung dịch hồn
ngun là NaOH cho chu trình OH-, NaCl cho Cl-.
SO42- + 2R-OH → R2SO4 + 2OH• Nhựa anion kiềm yếu (R-OH):
Trao đổi các axit khoáng tự do như HCl, H2SO4 thành nước nhưng không trao đổi với các
axit phân ly yếu như H2CO3, H2Si03. Dung dịch hoàn nguyên là NaOH và dung lượng trao
đổi khá lớn.
Quá trình trao đổi ion thường được áp dụng cho khử cứng và khử khoáng cho nước cấp nồi
hơi, nước tinh khiết cho công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, xử lý các ion gây độc như
NO3-, NO2- hoặc xử lý nước thải chứa các kim loại nặng như đồng (Cu), chì (Pb), kẽm
(Zn), crom (Cr), và Amonia (NH3) trong cơng nghiệp xi mạ, hóa chất để thu hồi các kim
loại có giá trị kinh tế. Tuy nhiên, khi áp dụng phương pháp này để khử mặn sẽ không hiệu
quả kinh tế bằng phương pháp thẩm thấy ngược (RO) và điện thẩm tích.
Khử muối của nước bằng phương pháp trao đổi ion tức là lọc qua bể lọc H-cationit và OHanionit.
Khi lọc nước qua bể lọc H-cationit, các muối hòa tan trong nước sẽ trao đổi cation với các
ion H+ và tạo ra các acid tương ứng.
RH + NaCl → RNa + HCl
2RH + Na2SO4 → 2RNa + H2SO4
2RH + Ca(HCO3)2 → R2Ca +2CO2 + 2H2O
Khi lọc tiếp qua bể lọc OH-anionit, các hạt anionit này sẽ trao đổi với các anion của các
acid mạnh trong nước như Cl-, SO42- và nhả vào nước một lượng tương đương ion OH-.
[An]OH + HCl → [An]Cl + 2H2O
2[An]OH + H2SO4 → [An]2SO4 + 2H2O
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
18
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
1.4.3. Công nghệ sử dụng màng lọc và nhiệt độ để tách muối trong nước
Xử lý muối bằng nhiệt: phương pháp dựa trên nguyên lý bay hơi của chất lỏng khi đạt đến
áp suất bảo hồ. Cho dịng chất lỏng chứa hỗn hợp muối đi qua thiết bị bay hơi bằng nhiệt,
tại đây dòng chất lỏng được cung cấp 1 lượng nhiệt để đun nóng. Khi chất lỏng đạt đến
điểm sơi hơi nước sẽ bay hơi và được thu lại còn muối được giữ lại trong hỗn hợp dòng
vào được đưa ra ngoài loại bỏ .
Phương pháp xử lý nước bằng nhiệt bao gồm các phương pháp: bay hơi nhanh nhiều bậc
tuần hoàn dung dịch muối thải, phương pháp chưng đa bậc hơi nén bằng nhiệt, và phương
pháp chưng đa bậc hơi nén cơ học là các phương pháp được sử dụng rộng dãi.
Hiện nay ngoài việc sử dung năng lượng truyền thống cho các biện pháp khử muối sử
dụng nhiệt thì ngày nay người ta phát triển thêm một số phương pháp mới sử dụng năng
sạch như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng sóng hay tận hay tận dụng q
trình bay hơi tự nhiên.
1.4.4. Cơng nghệ áp dụng quá trình điện thẩm tách để tách muối trong nước
Điện thẩm tách là một quá trình màng lọc được điều khiển bởi lớp điện thế cho loại
bỏ các ion tích điện từ dịng nước. Điện thẩm tách là q trình điện hoá học chia cắt với
ion truyền qua ion trao đổi màng lọc bởi một điện thế trực tiếp.
Một pin ED cơ bản bao gồm anion qua lại thấm được và màng cation thấm được, nó cung
cấp chia cắt cơ bản của ion dưới điện thế trực tiếp. Quá trình oxy hố và khử xẩy ra trong
ED.
Theo cơng nghệ này nước biển hoặc nước lợ được bơm vào khoảng giữa các màng trao đổi
ion với áp suất thấp, số lượng các màng có thể lên đến hàng trăm màng đặt song song và
xen kẽ nhau.
Màng trao đổi cation là những màng chỉ cho phép các ion dương chuyển qua. Màng trao
đổi anion chỉ cho phép các ion âm đi qua.
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
19
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
Trong quá trình màng điện thẩm tách, tạp chất được tách loại khỏi nước nhờ dòng điện.
Dòng điện một chiều chuyển các ion qua màng để tạo ra dòng nước ngọt và dịng nước
muối có nồng độ cao hơn. Màng hình thành một rào cản giữa dung dịch muối và “nước
ngọt”. Phía màng có nồng độ muối cao hơn sẽ gây ra hiện tượng phân cực nồng độ, nhiễm
bẩn hữu cơ, tạo cặn khống chất đá vơi và các kết tủa khác.
1.5. Các cơng trình xử lý nước biển trong nước và ngồi nước
1.5.1. Các cơng trình trong nước
- Cơng nghệ xử lý nước biển trong cấp nước an toàn ở đảo Cát Bà công suất 1500 m3/ngày
đêm. Công nghệ xử lý nước biển sẽ tập trung xử lý các chất ion hòa tan, được định lượng
bằng tổng chất rắn hòa tan. Hệ thống xử lý nước biển tại đảo Cát Bà, Hải Phịng với cơng
suất 1500 m3/ngày đêm, ứng dụng cơng nghệ màng lọc RO để khử muối. Nguồn nước thô
được bơm trực tiếp từ biển có độ mặn trung bình 34,000 ppm tại nhiệt độ nước biển 250C.
Nguồn nước thô được bơm trực tiếp từ cơng trình thu nước mặt. Nước biển có TDS trung
bình 34000 ppm tại nhiệt độ nước biển 250C.
- Các cơng trình xử lý nước biển thành nước sinh hoạt bằng RO cũng được đặt tại các địa
phương như: trên tàu đánh bắt xa bờ của ngư dân Đà Nẵng, xử lý nước biển thành nước
sinh hoạt cho giàn khoan dầu khí tại tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu, xử lý nước mặn phục vụ cho
ăn uống và sinh hoạt tại Sư đồn 4, tỉnh Kiên Giang (cơng suất 140 m³/ngđ),…
1.5.2. Các cơng trình ngồi nước
- Bỉ thực hiện lọc nước biển thành nước ngọt sử dụng nguyên lý lọc RO tại tỉnh nông
nghiệp West-Vlaanderen (miền tây nước Bỉ).
- Ý thực hiện lấy nước biển để chưng cất thành nước ngọt bằng ánh sáng mặt trời. Cơng
trình được thực hiện bởi các kỹ sư của Đại học Bách khoa Torino (Ý).
- Nhà máy khử mặn nước biển Hadera, cơng suất 127 triệu m3/năm.
Hiện nay ước tính tồn cầu có hơn 12,000 nhà máy xử lý nước biển và nước lợ trên
140 quốc gia trên khắp thể giới, với tổng công suất lên tới 40 triệu m3 trên ngày. Trong đó
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
20
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
xử lý nước biển chiếm 57.4%. (WHO, 2008). Công suất khử mặn trên thế giới đạt gần 9,6
tỷ m3, trong đó các nước thuộc Hội đồng Hợp tác Vùng vịnh (GCC) như Ả Rập, Cô oét,
Tiểu Vương quốc Ả Rập thống nhất, Bahrain, Qatar và Oman chiếm 47% tổng công suất.
Các quốc gia thuộc GCC là một ví dụ điển hình về đơ thị hóa nhanh và gia tăng dân số đã
làm tăng mạnh nhu cầu nước sinh họat. Tỷ lệ gia tăng dân số trung bình của khu vực (hơn
3,4%) đã làm cho dân số tăng từ 14 triệu năm 1970 lên gần 30 triệu dân năm 2000. Nhu
cầu nước sinh hoạt tăng từ 2,6 tỷ m3 lên gần 4 tỷ m3 trong giai đoạn 1990-2000. Nhu cầu
này sẽ tăng lên tới 10,4 tỷ m3 vào năm 2030.
Đã có nhiều nhà máy biến nước lợ, nước biển thành nước ngọt tại Trung Đông, Địa
Trung Hải, châu Mỹ, Nam Âu, Caribbean, Nhật Bản, quần đảo Channel, đảo Tenerife và
Gran Canaria - nơi nguồn nước ngọt tự nhiên rất hiếm.
Năm 2004 với hơn 11.000 nhà máy khử muối hoạt động, sản xuất ra hơn 20.000.000
m3/ngđ với 60% công xuất tại Tây Á, 11% Bắc Mỹ, 7% tại Châu Âu và Bắc Phi, và 4%
tại trung tâm Nam Mỹ. (T. Witham, Reusing nature's most precious resource,
WAVE/USFilter 2 (1) (2003), 34-36.).
Với tình trạng khan hiếm nguồn nước ngọt việc xây dựng các nhà máy xử lý nước
mặn, nhiễm mặn đang được phát triển mạnh ở các nước trên thế giới và là nguồn cung cấp
nước an toàn cho nhu cầu dùng nước trong tương lai.
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
21
GVHD: Đào Minh Trung
Thiết kế hệ thống xử lý nước biển thành nước ăn uống, sinh hoạt đạt QCVN 011:2018/BYT, Q=60 m3/giờ
CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
2.1 Xác định thông số ô nhiễm
Nước biển với thành phần ô nhiễm chủ yếu là độ mặn và TS. Là sản phẩm kết hợp
giữa những khối lượng khổng lồ các axit và bazo từ những giai đoạn đầu của sự hình thành
Trái đất. Các axit HCl, H2SO4, CO2 sinh ra từ trong lòng đất do sự hoạt động của núi lửa
kết hợp với các bazo sinh ra do q trình phong hóa các đá thời ngun thủy và tạo thành
muối và Thành phần chủ yếu của nước biển là các anion như : Cl, SO42-, CO32-, SiO32… và các cation như Na+, Ca2+,… Nồng độ muối trong nước biển lớn hơn nước ngọt 2000
lần. Vì biển và các đại dương thông nhau nên thành phần các chất trong nước biển tương
đối đồng nhất. Hàm lượng muối (độ mặn) có thể khác nhau nhưng tỷ lệ về những thành
phần chính thì hầu như khơng đổi.
Trong nước biển ngồi H2 và O2 ra thì Na, Cl2, Mg chiếm 90% K, Ca, S (dưới dạng
SO42-) chiếm 7% tổng lượng các chất.
Các thông số ô nhiễm khác của nước biển phụ thuộc vào khu vực và điều kiện môi
trường tại nơi đó. Ví dụ: bảng thành phần ơ nhiễm tại Sông Vàm Sát
Bảng 2. 1 Thành phần ô nhiễm trong nước biển
Chỉ tiêu
Đơn vị tính
Nồng độ đầu vào
pH
-
6,8
Tổng chất rắn lơ lửng_TSS
mg/l
219,4
Độ dẫn điện_EC
mS/m
1.683,5
Độ mặn_Salinity
‰
18-20
Mg2+
mg/l
615
Ca2+
mg/l
125
SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng
22
GVHD: Đào Minh Trung
