đồ án công nghệ môi trường công nghệ xử lý nguồn nước thô cấp cho sinh hoạt

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ
NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
Họ và tên sinh viên: Đỗ Thị Hiền
Lớp : LDH1KM2
Họ và tên giảng viên hướng dẫn: Vũ Thị Mai
1. Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý
nước cấp theo các số liệu dưới đây:
- Nguồn nước: Ngầm
- Công suất cấp nước: 2500m
3
/ngày đêm
- Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước: QCVN 02:2009/BYT
Chỉ tiêu
Đơn vị đo
Nước nguồn
QCVN 02:2009
Nhiệt độ
0
C
27

pH
-
6,0
6,0 – 8,5
Độ màu
TCU

50
15
Độ đục
NTU
75
5
TSS
mg/l
130

Hàm lượng sắt tổng số
mg/l
25
0,5
Hàm lượng muối
mg/l
300

Hàm lượng mangan tổng số
mg/l
0,5
0,2

2- Thể hiện các nội dung nói trên vào :
- Thuyết minh
- Bản vẽ sơ đồ công nghệ
- Bản vẽ tổng mặt bằng khu xử lý
LỜI MỞ ĐẦU
Nước sạch có vai trò rất quan trọng trong hoạt động sống cũng như sản xuất
của con người. Các nguồn nước đang được sử dụng hiên nay cho sinh hoạt là nước

mưa, giếng khoan, ao hồ… Những nguồn nước này đang bị ô nhiễm bởi các tác nhân
như: chất hữu cơ, vi sinh vật, kim loại nặng…từ các hoạt động sản xuất công nghiệp,
nông nghiệp, nước mưa chảy tràn sinh hoạt của con người. Nếu không có các biện
pháp ngăn chặn và xử lý kịp thời thì sẽ gây ra những ảnh hưởng xấu đến môi trường
cũng như sức khỏe của con người.
Hiện nay có rất nhiều nhà máy xử lý nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống đã và
đang sử dụng những dây truyền công nghệ tiên tiến hiện đại để xử lý nước mặt và
nước ngầm. Việc lựa chọn dây truyền công nghệ phù hợp rất quan trọng và nó phụ
thuộc vào chất lượng nước đầu vào, yêu cầu của nguồn nước đầu ra, điều kiện kinh tế,
kỹ thuật.
Sau đây tôi xin đề xuất dây truyền công nghệ hợp lý để xử lý nguồn nước thô
cấp cho sinh hoạt.



PHẦN I: LỰA CHỌN DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
1.1. Tổng quan về các phương pháp đang áp dụng
1.1.1. Công trình làm thoáng
- Mục đích làm thoáng là làm giàu oxy cho nước và tăng pH cho nước.
Làm thoáng trước để khử CO
2
, hòa tan O
2
và nâng giá trị pH của nước. Công
trình làm thoáng được thiết kế với mục đích chính là khử CO
2
vì lượng CO
2
trong
nước cao sẽ làm giảm pH mà môi trường pH thấp không tốt cho quá trình oxy hoá Fe.

Sau khi làm thoáng ta sẽ châm hóa chất để khử Fe có trong nước. Hóa chất sử dụng ở
đây là Clo – một chất oxy hóa mạnh để oxy hóa Fe, các chất hữu cơ có trong nước,
Mn, H
2
S. Ngoài ra để tạo môi trường thuận lợi cho quá trình oxy hóa Fe thì ta phải
cho thêm vôi cùng với clo. Mục đích cho thêm vôi là để kiềm hóa nước giúp cho tốc
độ phản ứng oxy hóa Fe diễn ra nhanh hơn. Có thể làm thoáng tự nhiên hoặc làm
thoáng nhân tạo.
 Các công trình làm thoáng gồm:
- Làm thoáng đơn giản: phun hoặc tràn trên bề mặt bể lọc có chiều cao từ trên đỉnh
tràn đến mực nước cao nhất > 0,6m. Hiệu quảxử lý: khử được 30 – 35% CO
2,
Fe
<=5mg/l; pH sau làm thoáng >6,8
- Dàn mưa (làm thoáng tự nhiên): Khử được 75 – 80% CO
2
, tăng DO (55% DO bão
hòa).
- Thùng quạt gió: làm thoáng tải trọng cao(làm thoáng cưỡng bức) nghĩa là gió và
nước đi ngược chiều. Khử được 85 – 90% CO
2
, tăng DO lên 70 – 85% DO bão hòa.
1.1.2. Bể lắng
- Mục đích: lắng cặn nước, làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn
thành quá trình làm trong nước. Trong thực tế tùy thuộc vào công suất và chất lượng
nước mà người ta sử dụng loại bể lắng phù hợp.
- Bể lắng ngang: được sử dụng trong các trạm xử lý có công suất >30000m
3
/ngày đêm
đối với trường hợp xử lý nước có dùng phèn và áp dụng với bất kì công suất nào cho

các trạm xử lý không dùng phèn.
- Bể lắng đứng: thường được áp dụng cho những trạm xử lý có công suất nhỏ hơn
(đến 3000 m
3
/ngày đêm). Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xoáy hình
trụ.
- Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn ít
diện tích xây dựng hơn nhưng bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, chế độ quản lý vận
hành khó, đòi hỏi công trình làm việc liên tục và rất nhạy cảm với sự dao động lưu
lượng và nhiệt độ của nước. Bể chỉ áp dụng đối với các trạm có công suất đến
3000m
3
/ngđ.
- Bể lắng li tâm: Bể thường được áp dụng để sơ lắng các nguồn nước có hàm lượng
cặn cao >2000mg/l với công suất >=30000 m
3
/ng, có hoặc không dùng chất keo tụ.
1.1.3. Bể lọc
- Mục đích: giữ lại trên bề mặt và giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và
vi trùng trong nước.
- Bể lọc chậm: dùng để xử lý cặn bẩn, vi trùng có trong nước bị giữ lại trên lớp màng
lọc. Ngoài ra bể lọc chậm dùng để xử lý nước không dùng phèn, không đòi hỏi sử
dụng nhiều máy móc, thiết bị phức tạp, quản lý vận hành đơn giản. Nhược điểm lớn
nhất là tốc độ lọc nhỏ, khó cơ giới hóa và tự động hóa quá trình rửa lọc vì vậy phải
quản lý bằng thủ công nặng nhọc. Bể lọc chậm thường sử áp dụng cho các nhà máy có
công suất đến 1000m
3
/ngđ với hàm lượng cặn đến 50mg/l, độ màu đến 50 Co-pan.
- Bể lọc nhanh: là bể lọc nhanh một chiều, dòng nước lọc đi từ trên xuống, có một lớp
vật liệu là cát thạch anh. Bể lọc nhanh phổ thông được sử dụng trong dây chuyền xử

lý nước mặt có dùng chất keo tụ hay trong dây chuyền xử lý nước ngầm.
- Bể lọc nhanh 2 lớp: có nguyên tắc làm việc giống bể lọc nhanh phổ thông nhưng có
2 lớp vật liệu lọc là cát thạch anh và than angtraxit nhằm tăng tốc độ lọc và kéo dài
chu kỳ làm việc của bể.
- Bể lọc sơ bộ: được sử dụng để làm sạch nước sơ bộ trước khi làm sạch triệt để trong
bể lọc chậm. Bể lọc này làm việc theo nguyên tắc bể lọc nhanh phổ thông.
- Bể lọc áp lực: là một loại bảo vệ nhanh kín, thương được chế tạo bằng thép có dạng
hình trụ đứng cho công suất nhỏ và hình trụ ngang cho công suất lớn. Loại bể này
được áp dụng trong dây chuyề xử lý nước mặt có dùng chất phản ứng khi hàm lượng
cặn của nước nguồn lên đến 50mg/l, độ đục lên đến 80 với công suất trạm xử lý đến
300m
3
/ng, hay dùng trong công nghệ khử sắt khi dùng ejector thu khí với công suất
<500m
3
/ng và dùng máy nén khí cho công suất bất kì.
- Bể lọc tiếp xúc: thường được sử dụng trong dây chuyền xử lý nước mặt có dùng chất
phản ứng với nguồn nước có hàm lượng cặn đến 150mg/l, có độ màu đến 150 với
công suất bất kì hoặc khử sắt trong nước ngầm cho trạm xử lý có công suất đến
10000m
3
/ng.
1.1.4. Khử trùng
- Khử trùng nước là khâu bắt buộc cuối cùng trong quá trình xử lí nước cấp.
Trong nước thô có rất nhiều vi sinh vật và vi trùng gây bệnh như tả, lị, thương hàn cần
phải khử trùng nước để đảm bảo chất lượng nước phục vụ nhu cầu ăn uống.
- Cơ sở của phương pháp này là dùng chất oxi hóa mạnh để oxy hóa men của tế bào
sinh vật và tiêu diệt chúng.
- Các biện pháp khử trùng: dùng chất oxi hóa mạnh, tia vật lý, siêu âm, phương pháp
nhiệt, ion kim lọai.

1.1.5. Bể chứa nước sạch
- Bể chứa nước sạch có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp I và
trạm bơm cấp II. Ngoài ra nó còn có nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy trong 3 giờ,
nước xả cặn bể lắng, nước rửa bể lọc và nước dùng cho các nhu cầu khác của nhà
máy.
- Bể có thể làm bằng bê tông cốt thép hoặc bằng gạch có dạng hình chữ nhật hoặc
hình tròn trên mặt bằng. Bể có thể xây dựng chìm, nổi hoặc nửa chìm nửa nổi tùy
thuộc vào điều kiện cụ thể.
1.1.6. Keo tụ
- Mục đích: tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và kết dính các hạt
cặn lơ lửng có trong nước tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể và
dễ dàng lắng xuống.
- Một số chất keo tụ và trợ keo tụ thường dùng: phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
, phèn sắt
FeSO
4
, FeCl
3
, các hợp chất cao phân tử (PAA, SiO
2
)…
1.2. Lựa chọn phương án xử lý
1.2.1.Đề xuất phương án xử lý
Dựa vào các số liệu đã có, so sánh chất lượng nước thô và nước sau xử lý ta
thấy nguồn nước sử dụng có các chỉ tiêu sau đây chưa đảm bảo yêu cầu:

1. Hàm lượng sắt vượt 50 lần;
2. Hàm lượng Mangan gấp hơn 2,5 lần;
3. Độ màu cao gấp 3,3 lần;
4. Độ đục vượt 5 lần;
5. Độ kiềm trong nước thấp;
6. Hàm lượng chất rắn lơ lửng khá cao.
Từ những đánh giá trên ta có thể đưa ra 2 phương án xử lý sau:
* Phương án 1

* Phương án 2

















Nước nguồn
Bể lọc nhanh
Cấp nước vào
mạng lưới
Giàn mưa
Bể trộn cơ khí
Bể lắng đứng
Vôi
Bể chứa
Khử trùng

Xả cặn,
bùn
Phèn
Bể lọc nhanh
Cấp nước vào
mạng lưới
Thùng quạt gió
Bể trộn cơ khí
Bể lắng trong có
lớp cặn lơ lửng
Vôi
Bể chứa
Khử trùng
Xả cặn,
bùn
Nước nguồn
Phèn
1.2.2. Đánh giá 2 phương án
So sánh
Phương án 1
Phương án 2
Ưu điểm
- Giàn mưa: Dễ vận hành, việc
duy tu, bảo dưỡng và vệ sinh
định kỳ giàn mưa cũng không
gặp nhiều khó khăn.
- Bể lắng đứng: phù hợp với
công suất ≤ 3000 m
3
/ngày đêm,

hiệu qủa cao khi kết hợp với bể
phản ứng.
- Hệ số khử khí CO
2
trong thùng
quạt gió là 90 – 95% cao hơn so
với giàn mưa.
- Bể lắng trong có lớp cặn lơ
lửng: không cần xây dựng bể
phản ứng, hiệu quả xử lý cao, tốn
ít diện tích xây dựng.
Nhược
điểm
- Giàn mưa tạo tiếng ồn khi hoạt
động, khối lượng công trình
chiếm diện tích lớn.
- Thùng quạt gió vận hành khó
hơn giàn mưa, khó cải tạo khi
chất lượng nước đầu vào thay đổi,
tốn điện khi vận hành. Khi tăng
công suất phải xây dựng thêm
thùng quạt gió chứ không thể cải
tạo.
- Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng
có kết cấu và vận hành phức tạp,
rất nhạy cảm với sự dao động về
lưu lượng và nhiệt độ nguồn
nước, chế độ quản lý chặt chẽ,
phải hoạt động liên tục.

→ Qua việc phân tích đánh giá trên ta thấy phương án 1 là hợp lý vì vậy sẽ chọn
phương án 1 làm phương án tính toán.