Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật cấp thoát nước: Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa phèn sắt (FeCl3) và Polymer trong xử lý nước tại công ty CP. Đầu tư và kinh doanh nước sạch Sài Gòn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (10.38 MB, 121 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
Hồ Thanh Cường
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TOI UU HÓA PHEN SAT (FeCls)
VÀ POLYMER TRONG XỬ LÝ NƯỚC
TẠI CÔNG TY CP. ĐẦU TƯ VÀ KINH DOANH
</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">LỜI CAM ĐOAN
Họ và tên : HO THANH CƯỜNG
Ngày sinh : 16/7/1968
Cơ quan công tác : Công ty CP. Đầu tư và Kinh doanh nước sạch Sài Gòn
Tác giả đề tài : Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa phèn sắt (FeCls) và
Polymer trong xử lý nước tại Công ty CP. Đâu tư và Kinh doanh nước sạch Sài Gòn
Học viên lớp cao học : 25CTN11 — CS2
Chuyên ngành : Kỹ thuật Cấp thốt nước
Mã số : 8580213
Tơi xin cam đoan cơng trình này là cơng trình nghiên cứu thực sự của cá nhân học
viên dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Võ Anh Tuấn. Cơng trình này chưa được côngbồ lần nào. Tất cả các nội dung tham khảo đều được trích dẫn nguồn đầy đủ và đúng theo
</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">LOI CAM ON
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Võ Anh Tuấn là người đã tan tình hướng dan và giúp đỡ cho em hoàn thành được dé tài này; xin chân thành cảm ơn Quý Thay
Cô trong Bộ mơn Cấp Thốt Nước và Khoa Kỹ thuật — Tài nguyên nước , Trường Dai học Thủy lợi, đã truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong suốt q trình học tập tại
Bên cạnh đó, em cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban Lãnh đạo và tập thể cán bộ nhân viên Công ty cô phan Dau tư và Kinh doanh nước sạch Sai Gòn đã cung cấp tài liệu và tạo điều kiện cho em thu thập những dữ liệu và số liệu quan trọng cần thiết, cũng
như những thơng tin hữu ích dé em có thé hồn thành đề tài này.
Với những nỗ lực và cơ gắng của bản thân trong q trình thực hiện đề tài chắc chăn sẽ không tránh khỏi những sai sót và khuyết điểm trong q trình thực hiện luận văn. Tuy nhiên, với những ý kiến đóng góp chân thành từ q Thầy Cơ và những kiến thức được trang bị trong quá trình học tập tại Trường sẽ là nền tảng, hành trang quý báu giúp em hồn thiện hơn kỹ năng chun mơn nghiệp vụ, góp phần hồn thành nhiệm vụ sản xuất, cung
cấp nước sạch an toàn, liên tục, chất lượng, phục vụ ngày càng tốt hơn cho nhân dân thành
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">CHƯƠNG I. TONG QUAN
1.1. So lược về Nha máy nước trực thuộc Công ty CP Dau tư và Kinh doanh
nước sạch Sài Gịn
1.1.1. Quy mơ, cơng suất của Nhà máy
1.1.2. Quy trình cơng nghệ của Nhà máy
1.2. Quy trình cơng nghệ của các nhà máy nước tương tự. So sánh và phân tích ưu nhược điêm
1.2.1. Quy trình cơng nghệ của các nhà máy nước tương tự tại khu vực
Thành phơ Hồ Chí Minh
1.2.1.1. Nhà máy nước Thủ Đức trực thuộc Tổng Cơng ty Cấp nước
Sai Gịn — Trách nhiệm hữu han một thành viên (SAWACO)
1.2.1.2. Nhà máy nước trực thuộc Công ty CP BOO Thủ Đức
1.2.1.3. Nhà máy nước Tân Hiệp trực thuộc Tổng Cơng ty Cấp nước
Sài Gịn — Trách nhiệm hữu hạn một thành viên (SAWACO)
1.2.1.4. Nhà máy nước Tân Hiệp 2 trực thuộc Công ty CP Đầu tư
nước Tân Hiệp
1.2.2. Quy trinh công nghệ của các nhà máy nước trên thế giới
1.2.2.1. Nhà máy xử lý nước Auchel (CHLB Đức)
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">1.2.2.2. Nhà máy xử lý nước Biebesheim (CHLB Đức)
1.2.3. Phân tích ưu nhược điểm của các quy trình cơng nghệ mà Nhà máy
đang áp dụng với quy trình cơng nghệ của các nhà máy nước tương tự tại khu vực Thành phơ Hồ Chí Minh
1.2.3.1. Ưu điểm
1.2.3.2. Nhược điểm 1.3. Tính cấp thiết của đề tài
1.4. Các bước tiếp cận vấn đề nghiên cứu
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYÉT VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU NGHIÊN CỨU GIÚP TOI UU HÓA QUY TRINH CHAM HÓA CHAT PHÈN SÁT (FECL3)
VÀ POLYMER
2.1. Các quy định về tiêu chuẩn chất lượng nước thô, chất lượng nước sau khi
xử lý và trước khi hòa vào mạng lưới câp nước của Thành phơ
2.2. Cơ sở lý thuyết q trình keo tụ, tạo bông và lắng trong hệ thống xử lý
nguôn nước mặt
2.2.1. Lý thuyết quá trình keo tụ
2.2.2. Các chất keo tụ thơng thường
2.2.3. Phương trình thủy phân của muối kim loại vơ cơ
2.3. Hiện trạng q trình vận hành nhà máy xử lý nước SWIC
2.4. Giới thiệu về Phần mềm R và các bước thực hiện phân tích dữ liệu băng R 2.4.1. Giới thiệu sơ lược về phan mềm R
2.4.2. Các bước phân tích dữ liệu bằng R
CHUONG III. NGHIÊN CUU, DE XUẤT GIẢI PHÁP TOI UU CHO QUY
TRINH CHAM HOA CHAT PHEN SÁT (FeCl3) VA POLYMER TAI NHÀ
MAY NƯỚC TRỰC THUOC SWIC
3.1. Mơ tả quy trình, trang thiết bị sử dụng cho việc nghiên cứu
3.1.1. Thu thập và biên tập các dữ liệu dùng cho việc nghiên cứu và phân
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">3.1.2. Mơ tả quy trình và trang thiết bị dung cho việc nghiên cứu và phân
tích dữ liệu
3.1.2.1. Mơ tả quy trình phân tích dữ liệu
3.1.2.2. Các trang thiết bị dùng cho việc nghiên cứu
3.2. Phân tích dữ liệu thu thập trong q trình nghiên cứu
3.2.1. Phân tích diễn biến độ đục nước thơ trên sơng Đồng Nai và so sánh
độ đục nước thơ bình quân giữa mùa khô và mùa mưa qua các năm 2016, 2017,
3.2.2. Phân tích mối tương quan giữa các biến số
3.2.3. Xác định tầm quan trọng của các biến số 3.2.4. Phân tích phương sai các biến số
3.2.4.1. Phân tích phương sai cho biến số “FeC13”
3.2.4.2. Tương tự cho việc phân tích phương sai và hậu định phương
sai đơi với biên sô độ đục nước thô “rw.ntu” qua các năm 2016, 2017,
3.2.4.3. Nhận xét
3.2.5. Phân tích mơ hình hồi quy tuyến tính cho biến số “FeC13” có tính
đến yếu tố ảnh hưởng tương tác giữa các biến số “rw.ntu” và biến số “seasons”
và các giải định
3.3. Kết quả thực hiện mơ hình nghiên cứu tối ưu KET LUẬN VA KIEN NGHỊ
TAI LIEU THAM KHAO
PHU LUC SO 1 . CAC KET QUA THU NGHIỆM JARTEST
PHU LUC SO 2. CAC CAU LENH DUNG TRONG PHAN TICH DU LIEU
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">DANH MỤC CÁC HINH ANH
Hình 1.1. Văn phịng Cơng ty CP Đầu tư và Kinh doanh nước sạch Sài Gịn Hình 1.2. Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ tại Nhà máy
Hình 1.3. VỊ trí trạm bơm nước thơ và họng thu nước tại Hóa An trên Google
Hình 1.4. Bên trong Trạm bom nước thơ
Hình 1.5. Phối cảnh các hạng mục khu xử lý nước và nhà hành chính của Cơng
Hình 1.6. Sơ đồ mặt bằng khu nhà lắng Hình 1.7. Minh họa sơ đồ cụm bể lắng Hình 1.8. Sơ đồ mặt bằng khu nhà lọc
Hình 1.9. Trạm bơm nước sạch (Tram cấp II)
Hình 1.10. Minh hoa các tram châm hóa chất và thiết bị bên trong các trạm Hình 1.11. Sơ đồ mặt bằng quy trình thu hồi nước sau rửa lọc
Hình 1.12. Khu xử lý bùn thải
Hình 1.13. Minh họa hệ thống điều khién SCADA
Hình I.14. Quy trình cơng nghệ của Nhà máy nước Thủ Đức Hình 1.15. Quy trình xư lý nước nhà máy BOO Thủ Đức
Hình 1.16. Quy trình cơng nghệ của Nhà máy nước Tân Hiệp Hình 1.17. Quy trình xử lý nhà máy nước Tân Hiệp 2
Hình 1.18. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước của Nhà máy nước Auchel
Hình 1.19. Cơng nghệ xử lý nước của Nhà máy nước Biebesheim
</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">Hình 2.2. Tính chất keo tụ của hợp chất polyme Fe(III)
Hình 2.3. Bề lắng và bề lọc khi châm Polymer với liều lượng > 0.3ppm. Ảnh
chụp vào tháng 7/2017
Hình 2.4. Minh họa phần mềm phân tích dit liệu R
Hình 2.5 : Mơ tả mơ hình hồi quy tuyến tính đơn giản nhất đi qua hai điểm
Hình 2.6 : Mơ tả phương pháp xác định tham số a và b của mơ hình hồi quy
tun tính
Hình 3.1. Mẫu báo cáo số liệu hằng ngày của Ban Điều hành NMN
Hình 3.2. Chỉ tiết các số liệu trong mẫu báo cáo của Ban Điều hành NMN Hình 3.3. Minh họa các biến số và đữ liệu được biên tập lại
Hình 3.4. Minh họa các tập tin dữ liệu ở dạng Excel
Hình 3.5. Biểu đồ diễn biến độ đục nước thô sông Đồng Nai qua các năm
Hình 3.8. Biểu đồ ma trận mối tương quan giữa các biến số năm 2016 Hình 3.9. Biểu đồ ma trận mối tương quan giữa các biến số năm 2017 Hình 3.10. Biéu đồ ma trận mối tương quan giữa các biến số năm 2018
Hình 3.11. Các số liệu thể hiện mức độ quan trọng giữa các biến số với biến số
Hình 3.14. Các số liệu thé hiện mức độ quan trọng giữa các biến số với biến số
“FeCI3” tông hợp 3 năm 2016, 2017, 2018
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">Hình 3.15. Biểu đồ lượng hóa chất FeC13 bình qn qua các năm 2016, 2017,
Hình 3.16. Biéu đồ phân bố chuẩn của biến số “FeC13”
Hình 3.17. Kết quả phân tích phương sai của biến số “FeC13”
Hình 3.18. Kết quả phân tích hậu định phương sai theo phương pháp TuKey Hình 3.19. Biếu đồ thể hiện sự khác biệt của biến số “FeC13”
Hình 3.20. Kết quả phân tích hậu định phương sai biến số “FeC13” theo Phương
pháp Kruskal Wallis
Hình 3.21. Kết qua phân tích hậu định phương sai biến số “FeC13” theo Phương
pháp Kruskal Wallis
Hình 3.22. Kết quả phân tích phương sai biến số “FeC13” theo mơ hình hóa Hình 3.23. Kết quả phân tích phương sai biến số “FeC13” theo mơ hình hóa
Hình 3.24. Biéu đồ độ đục nước thơ bình quân qua các năm 2016, 2017, 2018 Hình 3.25. Biéu đồ phân bố chuẩn của biến số “rw.ntu”
Hình 3.26. Kết quả phân tích phương sai của biến số “rw.ntu”
Hình 3.27. Kết quả phân tích hậu định phương sai biến số “rw.ntu” theo phương
pháp TuKey
Hình 3.28. Biếu đồ thé hiện sự khác biệt của biến số “rw.ntu”
Hình 3.29. Các ước số dé xây dựng mơ hình hồi quy tuyến tính của năm 2016
Hình 3.30. Các ước số để xây dựng mơ hình hồi quy tuyến tính có loại bớt biến
so rw.ntu:seasons của năm 2016
Hình 3.31. Biểu đồ của mơ hình hồi quy tuyến tính năm 2016
Hình 3.32. Các ước số để xây dựng mơ hình hồi quy tuyến tính của năm 2017
Hình 3.33. Các ước số để xây dựng mơ hình hơi quy tuyến tính có loại bớt biến
so rw.ntu:seasons cua năm 2017
Hình 3.34. Biéu đồ của mơ hình hồi quy tuyến tinh năm 2017
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">Hình 3.35. Các ước số dé xây dựng mơ hình hồi quy tuyến tính của năm 2018
Hình 3.36. Các ước số để xây dựng mơ hình hơi quy tuyến tinh có loại bớt biến
SỐ rw.ntu:seasons của nam 2018
Hình 3.37.Biéu đồ mơ hình hồi quy tuyến tinh của năm 2018
Hình 3.38.Các ước số đề xây dựng mơ hình hồi quy tuyến tính tổng hợp 3 năm Hình 3.39.Các ước số dé xây dựng mơ hình hồ quy tuyến tính có loại bỏ biến số
rw.ntu:seasons của tơng hợp 3 năm
Hình 3.40.Biéu đồ mơ hình tuyến tính tổng hợp 3 năm
Hình 3.41. Biểu đồ mơ phỏng phan lượng dư của một mơ hình hồi quy tuyến
Hình 3.42. Biéu đồ phân bố chuẩn phan dư của dit liệu tệp dat2018R.csv
Hình 3.43. Biểu đồ thể hiện đường quan sát (màu hồng) “gần” với đường tuyến
tính (màu xanh đứt khúc - đường kỳ vọng)
Hình 3.44. Biéu đồ xác định phương sai của phan dư
Hình 3.45. Giá trị p = 0 < 0.05 , nghĩa là biến FeC13 có thé được xem là biến độc
Hình 3.46. Kết quả có thé thay khơng có giá trị ngoại vi nào và đối tượng có id
là 222 có giá trị vê độ lệch chuân cao nhât
Hình 3.47. Có 3 đối tượng ¡d: 221, 222, 223 có khả năng làm ảnh hưởng đến ước
sơ của mơ hình hồi quy tun tính
Hình 3.48. Các ước số xây dựng mơ hình hồi quy tuyến tính năm 2018 theo
phương pháp BMA
Hình 3.49. Biếu đồ so sánh giữa thực nghiệm và các mơ hình đề xuất Hình 3.50. Các ước số của mơ hình hồi quy tuyến tính thơng thường
Hình 3.51. Các ước số của mơ hình hồi quy tuyến tính theo phương pháp BMA Hình 3.52. Biểu đồ so sánh lần 2 kết quả các mơ hình hồi quy tuyến tinh
Hình 3.53. Các ước số xây dựng các mơ hình hồi quy tuyến tính thơng thường,
</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">Hình 3.54. Các ước số của mơ hình hồi quy tuyến tính theo phương pháp BMA,
lần 2
Hình 3.55. Kết quả Jartest mơ hình Y = 24.17 + 0.37*X Hình 3.56. Kết quả Jartest lúc 14 giờ ngày 08/1/2019
Hình 3.57. Kết quả Jartest lúc 14 giờ ngày 09/1/2019
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
95969797
</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">DANH MỤC CÁC BANG BIEU
Bảng 1.1 : Các thông số kỹ thuật co bản của máy bơm nước thô 16
Bảng 1.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản của bề trộn 18
Bảng 1.3. Các thông số kỹ thuật cơ bản của bề tạo bông 19
Bảng 1.4. Các thông số kỹ thuật cơ bản của bề lắng 19
Bảng 1.5. Các thông số kỹ thuật cơ bản của bề lọc 20 Bảng 1.6. Lượng hóa chất xử lý nước tại Nhà máy trực thuộc SWIC từ năm 2016 đến 31
Bảng 2.1. So sánh cơ ban việc sử dung các loại hóa chất keo tụ 40 Bảng 2.2. Kết quả Jartest khi độ đục nước thô thấp 42 Bảng 2.3. Kết quả Jartest khi độ đục nước thô cao 42 Bảng 3.1. So sánh các mơ hình hồi quy tuyến tính 84
Bảng 3.2. So sánh mơ hình hồi quy tuyến tính giữa các phương pháp 90
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">Một loại than hoạt tính dùng trong xử lý nước
Phương pháp phân tích mơ hình hồi quy tuyến tính theo
trường phái Bayes (Bayesian Model Averaging) Cong hịa Liên bang Đức
Đường kính danh nghĩa ...
Đơn vị đo độ đục của nước
Hóa chất Poly Aluminium Chloride
Mùa mưa
Cơng ty Cô phần Cơ Điện lạnh
Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn — Trách nhiệm hữu hạn
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (cột
A2) do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành năm 2015
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">QCVN0I-1:2018/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chat lượng nước sạch sử
dụng cho mục đích sinh hoạt do Bộ Y tê ban hành năm
WASECO Công ty Cô phan Đầu tư và Xây dựng Cấp thoát nước
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">LỜI MỞ ĐẦU
Nhu cầu tiếp cận nước sạch và điều kiện sống hợp vệ sinh là một trong những quyền
cơ bản của con người trên trái đất này . Điều này đã được thông qua tại Đại hội đồng Liên
hiệp quốc vào cuối tháng 7-2010 với 122 phiếu ủng hộ, 44 phiếu trang và khơng có phiếu chơng .
Tốc độ phát triển dân số đang ngày càng gia tăng, q trình đơ thị hóa và cơng nghiệp
hóa đang diễn ra nhanh chóng tại nhiều quốc gia; mức độ ô nhiễm về nguồn nước, khơng
khí đang diễn biến ngày càng trầm trọng, đặc biệt tại các vùng đô thị, các khu công nghiệp; sự biến đổi khí hậu nóng dần lên đang diễn ra ngày càng rõ rệt hơn, với tính chất khắc nghiệt hơn, cùng với đó là mực nước biển dâng cao gây ra hiện tượng xâm nhập mặn vào
sâu trong khu vực nội địa ven biển của các quốc gia trên thế giới nói chung và Việt Nam
nói riêng, gây ra tình trạng khan hiểm và khủng hoảng nước sạch. Trong khi đó, q trình
sử dụng nước, quản lý nguồn nước và xử lý các vân đề môi trường của các quốc gia, đặc biệt là những nước dang phát triển vẫn chưa được coi trọng một cách đúng mức, khiến cho
nước sạch có thé sẽ là một nguồn tài nguyên quý giá trong thé kỷ 21 này và cả trong tương
Với quy trình xử ly nước mặt thơng thường vẫn dang được áp dung tại phan lớn các nhà máy xử lý nước sạch từ trước cho đến nay là keo tụ — tạo bông — lắng — lọc — khử trùng.
Trong đó, q trình keo tụ, tạo bơng được xem là quan trọng nhất, vì quá trình này sẽ làm
mắt tính 6n định của hệ keo các chất ban lơ lửng và hòa tan trong nước bằng cách cho hóa
chất phèn vào trong nước, đồng thời tạo ra hệ keo mới có kha năng liên kết thành các bơng
cặn lớn, lắng nhanh, có hoạt tính bề mặt cao, khi lắng sẽ hấp thụ và kéo theo cặn bân, cũng
như các chất gây mùi, vị của nước (Giáo trình Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, TS. Trịnh Xuân Lai, NXB. Xây Dựng tái bản năm 2016, trang 62).
Đối tượng của đề tài nghiên cứu này là làm sáng tỏ tính hiệu quả của việc sử dụng
hóa chất phèn sắt (FeCl;) và Polymer trong xử lý nước tại Nhà máy nước trực thuộc Công
ty CP Đầu tư và Kinh doanh nước sạch Sài Gòn.
Các nội dung cần nghiên cứu bao gồm :
- Các tiêu chuẩn, quy trình vận hành nhà máy xử ly nước tại Công ty.
- Quy trình cơng nghệ xử ly nước và hệ thống châm hóa chất phèn sắt (FeCls) và
Polymer đang áp dụng tại Công ty.
- Nghiên cứu, đề xuất giải pháp mô hình tối ưu hóa chất phèn sắt (FeCls) và Polymer
trong xử lý nước tại Công ty.
- Ứng dụng công nghệ thơng tin trong quản lý, điều hành quy trình tối ưu công nghệ
xử lý nước đã nghiên cứu.
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">CHƯƠNG I. TÔNG QUAN
1.1. Sơ lược về Nhà máy nước trực thuộc Công ty CP Đầu tư và Kinh doanh nước
sạch Sài Gịn
Theo tài liệu giới thiệu của Cơng ty CP Đầu tư và Kinh doanh nước sạch Sài Gịn,
quy mơ và quy trình cơng nghệ của Nhà máy nước trực thuộc Công ty như sau :
Công ty Cổ phần Đầu tư và Kinh doanh nước sạch Sài Gòn (gọi tắt là SWIC) được
thành lập ngày 28/1/2011 theo chủ trương của UBND Thành phố Hồ Chí Minh tại Văn bản
số 5783/UBND-DTMT ngày 13/11/2010 về thành lập công ty cô phan dé thực hiện dự án
Nhà máy nước Thủ Đức 3, công suất 300.000 m3/ngày. Các cô đông sáng lập Công ty gồm có: Tong Cơng ty Cấp nước Sài Gịn — Trách nhiệm hữu hạn một thành viên (SAWACO) góp 60% vôn điều lệ; Công ty cô phan Cơ điện lạnh (REE) góp 30% vốn điều lệ, Cơng ty Cơ phần Dau tư và Xây dựng Cấp thốt nước (WASECO) góp 10% vốn điều lệ. Tổng vốn
điều lệ của Công ty là 150 tỷ đồng .
Hình 1.1. Văn phịng Cơng ty CP Đầu tư và Kinh doanh nước sạch Sai Gòn 1.1.1. Quy mơ, cơng suất của Nhà máy
Nhà máy có cơng suất 300.000 mỶ/ngày, sử dụng quy trình cơng nghệ xử lý
nước theo bản quyên do Công ty Passavant Roediger GmbH (CHLB Đức) chuyên giao.
Nhà máy được khởi công xây dựng mới từ tháng 4/2013, đến tháng 8/2015 thì
hồn thành; sau đó vận hành thử trong 04 tháng và đên đâu tháng 1/2016 chính thức vận hành, phát nước hịa vào mạng lưới câp nước của Thành phô.
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">1.1.2. Quy trình cơng nghệ của Nhà máy
Vơi Phèn Polimer
Clo | | |
Ham Tuyến ống Bề tiếp
Sông | Trạm bơm Ham
-phân phôi Clo Clo
Hâm Trạm bơm - r Bề chứa 5 F Đã Hâm
ằ 3] nước sạch|*|Đường ông 5 oes cúc đồng hồ
đông hề » nước sạch 2 ong ho
DN 2400 DN 1800/2400 DN 1600
DN 2400 DN 1800
Hình 1.2. Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ tại Nha máy
> Tại Tram bơm nước thơ Hóa An:
- Nguồn nước thơ phục vụ cho việc khai thác và xử lý được lấy từ sơng Đồng
Nai tại khu vực cách Cầu Hóa An khoảng 200 mét về phía thượng nguồn.
- Sơng Đồng Nai bắt nguồn từ vùng núi phía bắc thuộc cao nguyên Lang Biang
(Nam Trường Sơn) ở độ cao 1.770m. Hướng chảy chính cua sông là Đông Bắc - Tây Nam và Bắc - Nam. Sau khi hợp hai nhánh Da Nhim và Da Dung, sơng Đồng Nai vịng bao lưu vực sơng La Ngà, chảy qua nhiều thác ghénh, ma thác cuôi cùng nơi tiếng là thác Trị An
cách Biên Hịa 30km. Qua Trị An, sông Đồng Nai chảy vào đồng bằng. ở thượng lưu thác
Tri An, sơng Đồng Nai có nhánh lớn La Nga gia nhập, với diện tích lưu vực 4.100km?. Ở
hạ lưu thác Trị An, lại nhận thêm nhánh sơng Bé với diện tích lưu vực §.200km?. Độ cao
của các lưu vực thay đổi từ 80 đến 200m. Sau khi qua thác Trị An, sông Đồng Nai đi vào đỉnh tam giác châu và trở nên rất thuận lợi cho giao thơng thủy. Về phía tây lưu vực có sơng Sài Gịn bắt nguồn từ cao ngun Hớn Quản chảy song song với sông Bé và đồ vào sông Đồng Nai. Từ thượng nguồn đến hợp lưu với sông Sài Gịn, dịng sơng chính dài khoảng 530 km. Đoạn sơng Đồng Nai từ đó đến chỗ gặp sơng Vàm Cỏ có tên là sơng Nhà Bè. Đoạn này dài khoảng 34 km (Đề án khai thác sử dụng nước mặt khu vực hạ lưu sông Đồng Nai, SWIC, tháng 1/2012).
- Điểm lấy nước cách bờ hữu của sông khoảng 60 mét và ở độ sâu trung bình
cach mặt nước 7 mét (Khi thủy triêu lên là 10 mét — Tính từ tâm miệng thu; Khi thủy triêu xng là 5 mét — Tính từ tâm miệng thu).
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">- Nước sơng Đồng Nai qua cơng trình thu vào 2 ham thu thông qua 2 đoạn ống
thép DN 2400 mm đưa nước vào hầm bơm. Tại miệng thu nước có lắp đặt hệ thống song chăn rác dé giữ rác. Hệ thống song chắn rác này làm việc dựa vào hệ thống máy thơi khí được đặt trên hầm thu nước phía sau nhà bơm.
- Nước thơ được bơm về Khu xử lý tại Thủ Đức qua tuyến ống bê tơng nịng
thép DN1800 mm có chiều dài 10,8 Km; Trong nhà bơm lắp đặt 03 bơm nước thô với công suất mỗi bơm 6.570 mỶ/h và cột áp là 50m. Hai bơm chạy và một bơm dự phòng
- Dinh kỳ 03 lần /tuan thực hiện việc Clor hóa sơ bộ ở trạm bơm nước thơ Hóa
An, mục đích : vệ sinh đường ông nước thô.
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">Bảng 1.1 : Cac thông số kỹ thuật co ban của may bơm nước thô
Kiểu bơm Ly tâm trục ngang
Nguồn : Tài léu giới thiệu quy trình cơng nghệ của NUN
> Tại Khu xử lý Nha máy nước Thủ Đức II:
.. Nhà Lắng
Hình 1.5. Phối cảnh các hạng mục khu xử lý nước và nhà hành chính của Cơng ty
Nguồn : Tài lệu giới thiệu quy trình cơng nghệ của NMN
; Tại khu xử lý nước, nước thô đi qua tuyến ống truyền tải DN 1800 mm từ Hóa
An về, được đưa vào bê tiép nhận và vào khu nhà lăng tại bê phân chia lưu lượng thông
qua 03 đoạn ông thép DN 1200 mm.
> Quy trình keo tụ - tạo bơng và lắng bằng công nghệ Turbo Lamella
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">Bùn tiếp xúc
Hình 1.6. Sơ đồ mặt băng khu nhà lắng
Nguồn : Tài lệu giới thiệu quy trình cơng nghệ của NMN
CUM BE LANG LME
Véisita Phénsét Polymer
> Quy trình Turbo-LME sử dụng hệ thống đa ngăn cùng với q trình tuần
hồn bùn, bao gơm 5 bước như sau:
Học viên : Hồ Thanh Cường, Lop : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">- Bước 1 (Ngăn I) - Q trình làm mất 6n định của nước thơ
Khu Lắng có ba đơn nguyên, mỗi đơn nguyên có một cặp bề trộn. Nước thô được chuyên đến môi cặp bề trộn thông ngăn các phân phối. Mỗi bề trộn có lắp 01 máy
khuấy tốc độ 44 vịng/phút đề tăng cường khuấy trộn đều nước sông và dung dịch phèn sắt
(FeCls), vôi sữa Ca(OH) dé làm mất ồn định các chất keo nhằm tạo ra các bùn có kích thước nhỏ.
-_ Bước 2 (Ngăn II) — đưa bùn tiếp xúc vào
Nước đã được làm mất ồn định và tạo ra các hạt bùn có kích thước nhỏ thì
chuyền đến bước 2. Tại ngăn II của quá trình xử lý tiếp tục hịa trộn bùn tuần hồn tiếp xúc
với nước thơ dé làm mất ồn định, hap thu các chất bùn kích thước nhỏ với bùn tuần hồn tiếp xúc. Tại ngăn này có lắp đặt 01 máy khuấy tốc độ 30 vòng/phút nhằm trộn đều.
- Bước 3 (Ngăn IID — Dinh lượng Polymer (anion)
Tiếp theo của bước 2 là sau khi đã hình thành nên bùn có kích thước nhỏ thì ở
bước 3 này sẽ châm Polymer (anion) nhăm bat dau q trình tạo ra các chat bùn có kích thước lớn. Tại ngăn nay có lắp đặt 01 máy khuây toc độ 44 vòng/phút nham trộn đêu.
Bảng 1.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản của bề trộn
THONG SO KỸ THUẬT BE TRỘN NHANH
Thông số Ngăn I Ngăn II Ngăn III Số bể 6 6 6
Ả tí 3 3 3
The tích 45m 128m 45m
Kích thước 3m x 3,3m x4,5m 7m x4,5m x4,5m 3mx 3,3mx4,5m
Thời gian lưu nước 1,2 phút 4,1 phút 1,2 phút
Hóa chất Vơi 25mg/1 10%, phèn | Bun tiếp xúc Polymer
Nguồn : Tài lệu giới thiệu quy trình cơng nghệ của NMN
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">- Budc 4 (Ngăn IV và ngăn V) — Tao bơng
Trong bước nay thì đã hình thành bùn có kích thước lớn dé lắng và hap thu các
chât có kích thước nhỏ cịn lại dé tạo thành bùn có kích thước lớn. Tại ngăn này có lắp đặt
02 máy khuây cánh guong toc độ 0.5 — 3.0 vòng/phút (điêu khiên băng biên tân).
Bảng 1.3. Các thông số kỹ thuật cơ bản của bề tạo bơng
THƠNG SĨ KỸ THUẬT BÉ TẠO BƠNG
Thơng số Ngăn IV Ngăn V
Trong bước cuối cùng của lắng Turbo-LME, tại ngăn lắng này các hạt bùn lớn
được giữ lại và được bơm ra hệ thống xử lý bùn. Còn nước sẽ được qua tam các tam lắng
tràn vào mương góp đề qua hệ thống lọc. Tại ngăn này có lắp đặt 01 máy khuấy cánh guồng
tốc độ 0.5 — 3.0 vòng/phút (điều khiến bằng biến tan) dé thu gom bùn. Bảng 1.4. Các thông số kỹ thuật cơ bản của bề lắng
THONG SO KỸ THUAT BE LANG LAMELLA
Số lượng bể 6
Tải trọng bề mặt 1,1-1,64 m/m?.h
Thời gian lưu nước 0,69 h
Kích thước 13.7mL x 13mW x 8.45 mH
Tắm lang lamella Góc nghiêng: 55°,
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">Nguồn : Tài lệu giới thiệu quy trình cơng nghệ của NMN Sau đó, nước sẽ theo mương dẫn đi qua hệ thống bé lọc nhanh có 2 lớp lọc : 01
lớp than Anthracite và 01 lớp cát thạch anh. Ngồi ra, con có lớp sỏi đỡ và chụp lọc.
MAT BANG NHÀ LOC
Bang 1.5. Các thông số kỹ thuật cơ bản của bề lọc
THONG SO KY THUẬT BE LOC
Loai bé loc Loc nhanh trọng lực / 2 lớp vật liệu lọc
Hoạt động Tự động và bán tự động
Học viên : Hồ Thanh Cường, Lop : CH25CTNI1I-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">Chup loc 50 chụp loc/m?
Chất lượng Độ đục nước sau lọc < 0.5 NTU
Nguồn : Tài lệu giới thiệu quy trình cơng nghệ của NMN Nước trên đường qua bé lọc thì được châm thêm Fluor (chống sâu răng). Nhà
lọc có 14 bể lọc nhanh được chia thành 2 dãy, mỗi dãy có 07 bể lọc, kết cầu của bé lọc đáp
ứng yêu cầu công nghệ lọc trong lực. Lớp vật liệu lọc gồm có 3 lớp: lớp sỏi day 100mm,
lớp cát thạch anh dày 800mm và lớp than Anthracite dày 400mm. Sau thời gian lọc trung bình khoảng 45 giờ (mùa khô là 50 gid, mùa mưa là 40 gid) và lưu lượng lọc khoảng
48.000m, dựa vào mức chênh áp mà sensor sẽ phát tín hiệu yêu cầu rửa. Khi bé lọc rửa,
thực hiện 2 giai đoạn của q trình rửa lọc: rửa gió và rửa nước với tổng thời gian rửa lọc
mat khoảng 20 phút và lượng nước rửa là khoảng 410 m? + 430 m? cho mỗi chu kỳ.
Bê tiếp xúc tiếp nhận nước từ mương góp của các bé lọc và tại đây được nước
sạch được châm một lượng clor trước khi vào bê chứa chung đảm bảo hàm lượng clor vào
bê chứa chung luôn luôn từ 0.3 + 0.5mg/1.
Nước sạch sau khi xử lý và châm Clor đạt tiêu chuẩn sẽ đưa đến bé chứa chung thông qua tuyến ống DN1800 mm, tại các outlet của bể chứa chung nước sạch sẽ được
đưa về Trạm bơm cấp II thông qua đường 6 ống thép DN2400 mm.
Trạm bơm nước sạch, có 3 bơm chính lắp song Song mỗi bơm có cơng suất Q=
6.563 mỶ/h và cột áp H = 55m. Trong đó vận hành theo chế độ 2 bơm hoạt động va 1 bom
dự phòng. Mỗi bơm được điều khiển bởi một biến tang. Tại nha máy có hệ thống chống va
nhằm khi xảy ra sự cố ngưng nước đột ngột.
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">Nguôn : Tài lệu giới thiệu quy trình cơng nghệ của NMN Các hóa chất dùng trong xử lý nước gồm : FeCl; nồng độ 40%, vôi sữa nồng độ
10%, polymer anion, Fluor, Clor .
NHA PHEN SAT
</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">* Hệ thống pha theo nồng độ yêu cầu và bơm định
lượng polymer tự động hóa hồn tồn.
* Bao gồm 2 cụm pha và 8 bơm định lượng
(6 chạy và 2 dự phòng)
* Hệ thống pha theo nồng độ yêu cầu và bơm định lượng
Fluoride tự động hóa hồn tồn theo tín hiệu từ SCADA.
* Bao gồm 1 cụm pha và 2 bơm định lượng (1 chạy và
Hình 1.10. Minh họa các trạm châm hóa chất và thiết bị bên trong các trạm
Ngn : Tài lệu giới thiệu quy trình cơng nghệ của NMN Ngồi ra, Nhà máy cịn có hệ thống tuần hoàn nước sau rửa lọc đưa về bê tiếp
nhận ban đâu đê tái sử dụng và khu xử lý bùn với 01 bê chứa bùn trung gian, nhận bùn từ các bê lăng Lamella đưa vào các máy ly tâm ép bùn, tách nước cho ra bùn đặc có độ âm
35% và đưa đi chôn lâp hoặc sử dụng cho các mục đích khác sau này.
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">Hình 1.11. Sơ đồ mặt bằng quy trình thu hồi nước sau rửa lọc
Nguồn : Tài lệu giới thiệu quy trình cơng nghệ của NMN
KHU XU’ LY BUN
Nguồn : Tài lệu giới thiệu quy trình cơng nghệ của NMN
Học viên : Hồ Thanh Cường, Lop : CH25CTNI1I-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">Quản lý vận hành tự động thông qua hệ thống điều khiến SCADA.
I ¥ =j FU DUC WATER PLANT £ :
Hình 1.13. Minh họa hệ thong điều khiển SCADA
Nguồn : Tài lệu giới thiệu quy trình cơng nghệ của NMN
1.2. Quy trình công nghệ của các nhà máy nước tương tự. So sánh và phân tích ưu nhược diém
1.2.1. Quy trình cơng nghệ của các nha máy nước tương tự tại khu vực Thành
phố Hồ Chí Minh
1.2.1.1. Nhà máy nước Thủ Đức trực thuộc Tổng Cơng ty Cấp nước Sài
Gịn — Trách nhiệm hữu hạn một thành viên (SAWACO)
Nhà máy nước Thủ Đức là nhà máy xử lý nước có cơng suất xử lý lớn nhất Đông Nam A, được xây dựng từ năm 1966 với Công suât thiết kê 750.000 mỶ/ngày đêm.
Học viên : Hồ Thanh Cường, Lop : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">Nguồn nước thô sử dụng từ nguồn nước sơng Đồng Nai, thơng qua trạm bơm nước thơ Hóa
Quy trình cơng nghệ gồm có : keo tụ - tạo bông — lắng — lọc 1 lớp cát thạch anh — khử
trùng bằng Clor. Hóa chất xử lý : sử dụng phèn nhôm Al›(SO+)s và PAC (Poly Aluminium
Raw water flow meter
Hinh 1.14. Quy trinh cong nghệ ‹ của Nhà máy nước Thủ Đức
Nguồn : Phịng Kỹ thuật Cơng nghệ - Tổng Cơng ty Cấp nước Sài Gịn.
1.2.1.2. Nhà máy nước trực thuộc Công ty CP BOO Thủ Đức
Nhà máy nước BOO Thủ Đức được xây dựng năm 2005 với công suất thiết kết 300.000 m/ngày. Nhà máy sử dụng nước nước thơ từ sơng Đồng Nai thơng qua trạm bom
Hóa An.
Quy trình cơng nghệ gồm có : keo tụ - tạo bông — lắng — lọc 1 lớp cát thạch anh — khử trùng bang Clor. Hóa chất xử lý : sử dụng phèn nhôm Alz(SOz)s va PAC (Poly
Alumimum Chloride)
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">Hình 1.15. Quy trình xư lý nước nhà máy BOO Thủ Đức
Nguồn : Phịng Kỹ thuật Cơng nghệ - Tổng Cơng ty Cấp nước Sài Gịn.
1.2.1.3. Nhà máy nước Tân Hiệp trực thuộc Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn — Trách nhiệm hữu hạn một thành viên (SAWACO)
Nhà máy nước Tân Hiệp được xây dựng năm 2003 với công suất thiết kế
300.000 mỶ/ngày.đêm. Nguồn nước thô sử dụng từ sơng Sài Gịn, thơng qua trạm bơm
nước thơ Hịa Phú (Huyện Củ Chi).
Quy trình cơng nghệ gồm có : keo tụ - tạo bông — lắng — lọc 1 lớp cát thạch anh — khử trùng băng Clor. Hóa chat xử lý : sử dụng phèn nhôm Alz(SO4)s và PAC (Poly
Aluminium Chloride).
Nguồn : Phịng Kỹ thuật Cơng nghệ - Tổng Cơng ty Cấp nước Sài Gịn.
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">1.2.1.4. Nhà máy nước Tân Hiệp 2 trực thuộc Công ty CP Đầu tư nước
Tân Hiệp
Nhà máy nước Tân Hiệp 2 được xây dựng năm 2017, với công suất 300.000
mỶ/ngày đêm. Nguôn nước sử dụng từ sơng Sài Gịn thơng qua trạm bơm Hịa Phú.
Quy trình cơng nghệ gồm có : keo tụ - tạo bông — lắng — lọc 1 lớp cát thạch anh
— khử trùng băng Clor. Hóa chat xử lý : sử dụng phèn nhôm Al2(SO4)3 và PAC (Poly Aluminium Chloride) .
‘Tras BOM SỊA LỘC,
O| @ ~ @| 4
Hình 1.17. Quy trình xử ly nha may nước Tân Hiệp 2
Ngn : Phịng Kỹ thuật Cơng nghệ - Tổng Cơng ty Cấp nước Sài Gịn. 1.2.2. Quy trinh cơng nghệ của các nhà máy nước trên thế giới
Trên thế giới có rất nhiều quy trình cơng nghệ xử lý nước mặt, từ quy trình thơng
Osmosis) , mang loc micro/nano, lọc sinh học tiép xúc dòng chảy ngược (uBCF), ... . Hoặc
từ một dạng công nghệ xử lý cơ bản nhưng sử dụng hóa chất xử lý khác nhau cũng cho ra
những quy trình xử lý nước khác nhau.
1.2.2.1. Nhà máy xử lý nước Auchel (CHLB Đức)
; Nha may xử lý nước Auchel co Công suất 48.000 m3/ngày đêm. Nguồn nước
thô lây từ hơ chứa.
Quy trình xử lý nghệ bao gồm : keo tụ - tạo bông — lắng — lọc bằng vật liệu
dolomite filters CaMg(COs)2 — điêu chỉnh pH — khử trùng băng ClO2. Hóa chat xử lý sử
dụng phèn sắt (FeCl3) va Polymer (Anion);
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">Hình 1.18. Sơ đồ công nghệ xử ly nước của Nha máy nước Auchel
Nguồn : Tài liệu chứng minh năng luc (General profile) của Passavant — Roediger
1.2.2.2. Nha máy xử lý nước Biebesheim (CHLB Đúc)
Nhà máy xử lý nước Biebesheim có Cơng suất : 130.000 m3/ngày.
tính và cát) — khử trùng bằng CIOa. Hóa cht x lý s dng phốn st (FeCls) v Polymer
Lơ----đ----~Sludge Contact sludge Excess sludge
Hình 1.19. Cơng nghệ xử ly nước của Nha máy nước Biebesheim.
Nguồn : Tài liệu chứng minh năng lực (General profile) của Passavant — Roediger
Học viên : Hé Thanh Cường, Lớp : CH25CTNI1-CS2
</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">1.2.3. Phan tích wu nhược điểm của các quy trình cơng nghệ mà Nhà máy dang áp dụng với quy trình công nghệ của các nhà máy nước tương tự t
phố Hồ Chí Minh
123.1. UƯuđiểm
=” Phèn sắt trong quả trình tạo bơng cặn có đặc tinh dày đặc, keo dính và lắng
nhanh, bin king dễ tách nước,
Do sử đụng phn ắt trong xử lý nước nên các hạng mục công trinh có
tich xây đựng nhỏ gọn. Tồn bộ khu xử ý chiếm diện tích khoang | ha, nho hơn nhiễu so ới các nhà mấy khác có cũng cơng s
= Cơng nghệ xử lý than thiện với môi trường, không xa thải hoa chất độc hại
và không gây 6 nhiễm môi trường
~ Bain thải trong quả nh xử lý m được sự chấp thuận của cơ quan môi trường cho chôn lắp, san lap mặt bằng ma không qua khâu xử lý; hoặc sử dụng.
lam chất nén cho sản xuất phân bón hữu cơ vi lượng; hoặc làm cốt liệu sản xuất các cấu.
ign xây dụng
~ Vận hành quy trình xử lý nước tự động thông qua hệ thống điều khiển
SCADA giúp tôi ưu. thân sự vận hành nhả máy, đảm bảo tính én định vẻ chất lượng
nước sau Xử ý
1.2.32, Nhược điểm
~ Hóa chất phèn sắt ham gia trong qué trình keo tụ, tạo bơng cặn làm cho độ
pH của nước giảm nhiều hon so với hóa chat phèn nhơm hoặc PAC, khiến cho việc sử dụng,
Xôi sửa để năng độ pH sẽ phải nhiều hơn
<small>~_ Vila nhà máy nước duy nhát hiện nay dang sử dụng hóa chốt phn sit trung</small>
xử lý nước nên khó có thể so sánh hiệu quả vận hành với các nhà máy khắc có cùng cơng suất. Dự đốn ngun nhân có thé do trước diy, ti thị trường Việt Nam có ít hoặc khơng, sónhà cung cấp hóa chất phèn sắt sỗ lượng lớn ding cho xử ý nước nên các nhà máy nước. da phần đều dig phen nhôm hoặc PAC vi có nhiều nhà cung cấp, giả cả phủ hợp. Tuy hiên, hiện nay việc cung cấp hỏa chit phèn sắt ding cho xử lý nước với sở lượng lớn tại thị trường Việt Nam đã dồi dio nguồn cung, nên nhược diém này cũng không đáng lo ngại
là nhà máy nước duy nhất sử đựng hoa chất phn sit trong xử lý nước,
nên sẽ khô khăn trong việc phối hợp và hỗ trợ vân hành, đảm bảo an toàn cắp nước giữa
ce nhà mấy nước với nhau
© Chi phi hod chất phòn sắt cổ thể cao hơn so với héa chất phén nhơm hoặc
= Do phèn sắt có tinh oxy hóa mạnh nên nên hệ thống bon lưu trữ phải sử dụng
Vật liệu có tính chống ăn mịn cao.
1.3. Tính cấp thiết của đề tài
Theo Báo cáo tổng kết qué trình theo đồi chất lượng nguồn nước thơ của Viện
Kỹ thuật nhiệt đới và Bảo vệ môi trường (VITTEP) vào tháng 9/2014, tại phân II. Kết luận (tang 16) có viết
ya vào kết quả đo đạc và phân ích chất lượng nước thô trong 22 thắng từ
11/2012 đến 8/2014, VITTEP có một số các kết luận sau:
<small>Hoe view: Hồ Thanh Chồng, tốp :CHOSCTNII-CSĐ</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">-,_Khing phát hiện nhiễm mặn ti khu vục cầu Đơng Nai, Hóa An hay khu vục
thượng nguồn trong cả mùa khô và mưa.
= Chất lượng nước khu vực thượng lưu nhìn chung tương đối tố, một số i thông số vượt giới hạn QCVN được nhận định do ảnh hưởng từ các hoạt động dân sinh,
= Chất lượng nước khu vực Hóa An tương đổi tối so với QCVN
08:2008/BTNMT. Theo đó khơng phát hiện thấy sự 6 nhiễm theo giới hạn cho phép cột
AI và A2 của hầu hết các kim loại năng, him lượng Clorua, Florua, Nitra, Phot phat, ‘Amon, Xianua, E.Coli, Phenol,(huốc BVTY, chat hoạt động bề mặt, hoạt độ phóng xạ a
Một vai thơng số có sự dao động thị
mẫu cho kết qua vượt
lau lis BODs, COD, DO, Nitri, Cả, mỡ, tong loại A2 cf
___Ngodi ra căn cứ cức dữ liệu thu thập được về chit lượng nguồn nước thô ở sông,
Đồng Nai từ năm 2016 cho đến nay của SWIC đều cho thay chat lượng nguồn nước thô ở sông Đông Nai tương đối ôn định.
Tuy nhiên, trong quá trình vận hành nhà máy nước từ năm 2016 đến năm 2017,
chỉ phí hóa chất xử lý nước của SWIC (chủ yếu là hóa chất phẻn sắt) lại cao hơn các nha máy xử lý nước có cùng cơng suất ở khu vục thành phd Hỗ Chỉ Minh, làm ảnh hưởng đến
hiệu quả sản xuất kinh doanh của Công ty
Bảng 1.6. Lượng hóa chất xử lý nước tại Nhà may trực thuộc SWIC từ năm 2016 đến 2017
Năm 2016 Năm 2017 Phén sắt (FeCh) 4556 7210
Polymer (Anion) 96 17
Nguồn : số liệu do Phòng Kẻ hoạch — Kỹ thuật trực thuộc SWIC cung cap . Điều nảy cho thấy có một sự mâu thuần giữa lý thuyết và thực nghiệm khi phen
sit được nhận định là tiêu tốn ít hơn so với phèn nhôm hoặc PAC trong xử lý nguồn nước mặt. Cụ thé:
“Theo tài liu Nghiên cứu thí nghiệm với Ferrie Chloride như chất keo tụ trong
công nghệ xử lý nước (Nguyên văn : Experimental investigation on ferric chloride as coagulant in water treatment process), tháng 8/2002, của tác giả Manit Pongchalermpom
(Thái Lan) thuộc Viện nghiên cứu công nghệ châu A (AIT), tại mục 5.1. (trang 43) đã kết
luận như sau
<small>Hoe view: Hồ Thanh Chồng, tốp :CHOSCTNII-CSĐ</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">- Bing vig sir đụng Aluminum Sulfate như chit keo tụ lượng dự Aluminum trung bình là 15, t hơn tiêu chuẩn. Lượng dư rung bình của Ferrous on và Manganese ion từ quá trình keo tụ của Ferric Chloride là 0.06 và 0.01, tương ứng với việc thắp hơn
nhiều các giá tịtiêu chuẩn (0.30 và 0.10 mg),
<small>- Chu kỳ lọc trung bình cho Aluminum Sulfate và Ferrie Chloride là 23 và 34</small>
giờ. Với việc sử dung Ferric Chloride, chu kỳ lọc có thé kéo dai hơn 32.4%,
= Chi phí sản xuất nước uống là 0.142 và 0.105 Baht’? tương ứng với việc sit dụng chất keo tụ Aluminum Sulfate và Ferric Chloride. Với việc sử đụng Ferric Chloride, chỉ phí hóa chất tit kiệm được 26.0% .”
‘Tir những thực trang như vừa nêu, việc nghiên cứu tối ưu hóa quy trình châm.
"hóa chất phén sắt (FeCl) và Polymer tại Nhà máy nước trực thuộc SWIC sẽ giúp làm sáng
16 thêm van đề có hay khơng sự khác biệt giữa lý thuyết và thực nghiệm về liễu lượng hóa.
chất phén sắt và phèn nhôm trong xử lý nước sạch; Và việc nghiên cứu này sẽ giúp tiết
kiệm được hóa chất cũng như năng lượng trong xử lý nước tại Cơng ty, tránh được sự lãng.
phí về hỏa chat, duy trì ơn định chất lượng nước sau xử lý và đảm bảo tính an tồn cho nu
cầu sử dụng của người dân, góp phần phát triển mơi trường một cách an toàn, bền vững và.
đặc biệt là giúp giảm chi phí sản xuất, tăng hiệu quả kinh doanh cho doanh nghiệp.
Hiện nay, theo khả năng tìm hiểu của tá giả, tại Việt Nam vẫn chưa có một mơ hình đặc trưng nào cho vige tối ưu hóa chất xử lý nước sạch trong các nhà máy xử lý nước,
Vi vậy, vige nghiên cứu để ra một mơ hình ối ưu hóa chất phèn sắt và Polymer tong xử:
lý nước sạch có tính mối và tinh thực tiễn cao cho các nhà máy xử lý nước tại Việt Nam: 1.4. Các bước tiếp cận vin đề nghiên cứu
<small>= Để tai khoa học được thực hiện dựa trên cơ sở tham khảo các nghiên cứu về</small>
cquy trình cơng nghệ xử lý nước hiện nay trên thé giới và dang áp dụng tai Việt Nam.
-_ Tiến hành khảo sit, thí nghiệm và phân tích thực rạng cl
ước thơ hiện nay và dự báo rong tương li gần
lượng nguồn. -__ Xác định rỡ mục tiêu cin đạt được và các vẫn để cin cải thiện, khắc phục trong việc tối ưu hỏa quy tình chim ha chat phén sắt (FeCh) và Polymer trong công nghệ
</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYET VA CƠ SO DU LIEU NGHIÊN. CUU GIÚP TOL UU HOA QUY TRINH CHAM HOA CHAT PHEN
SAT (FeCh) VA POLYMER
2.1. Các quy định về tiêu chuẩn chất lượng nước thô, chất lượng nước sau khi xử lý
và trước khi hòa vào mạng lưới cấp nước của Thành phố. Gồm có
= Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (cột A2) QCVN .82015/BTNMT do Bộ Tai nguyên và Mơi trường ban hình theo Thơng tư số
65/2015/TT-BINMT ngày 21/12/2015.
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chat lượng nước sach sr dụng cho mục dich
sinh hoạt QCVN 01-1:2018/BYT do Bộ Y tế ban hành theo Thông tư số 41/2018/TT-BYT ngày 14/12/2018 (thay thé cho QCVN 01:2009/BYT).
<small>~ Phụ luc số 2. Bảng tiga chuân nước sạch và Phụ lục số 3_Bảng chỉ tiêu giới</small>
hạn về nguồn nước thơ đình kèm Hop đồng mua bán si nước sạch số
3999/HĐ.TCT-KDVKH được ký ngày 18/12/2012 giữa Tổng Công ty Cắp nước Sài Gòn ~ Trách nhiệm hữu hạn một thành viên và Cơng ty CP. Đầu te và Kính doanh nước sạch Sai Gon,
“Theo quy định của NMN trực thuộc SWIC, chi
trình xử lý lắng có các chỉ tiêu chủ yếu như su
= Dé dye sau ling : +4 NTU;
~ Do pH sau ing : 88.
2.2. Co sỡ lý thuyết quá trình keo tụ, tạo bông và lắng trong hệ thống xử lý nguồn.
nước mặt.
2.2.1. Lý thuyết quá trình keo tụ
Theo Báo cáo nghiên cứu của tác giả Manit Pongchalerrmpom (tên đầy đủ Experimental investigation on ferric chloride as coagulant in water treatment process) , Viện A.L.T (Thái Lan), tháng 8/2012, tại Chương II, rang 3 đã ghi như sau
lượng nước sau khi đi qua quy
Xử lý nước truyền thống bao gồm chuỗi các q trình hóa lý sau đây: trộn
nhanh trộn chậm, hoặc keo tụ bồi lắng; lọc; và khử tring. Biển thé trong trình tự này bao gồm lạc trực tiếp, giấp loại bỏ ling cặn và lọc rực tiếp (inline filtration), loại bỏ cả quả
trình keo tụ và lãng cặn. Trong xử lý nước uỗng, keo tụ được coi là một quá trình tiễn xử.
lý, Hiệu quả của nỗ ảnh hưởng đến hiệu qua của quá trình lang va lọc
Sự keo tụ liên quan đến việc bổsung các hỏa chất vào nước để ạo ra các chit
hóa học cổ tác đụng làm mit n định các chất gay 6 nhiễm và ải thiện việc loại bỏ chúng,
“Trong xử lý nước, chất keo tụ hóa học được sử dụng để làm mắt ôn định các hạt, loại bo chit hữu cơ hòa tan, gây keo tụ và ai thiện quá trinh lọc (AWWA. 1988). Các quả trình
trộn nhanh và keo tw được goi chung là keo hạ Mục đích của việc rộn nhanh là cung cấp
sử phân tin nhanh chóng, đông đều các hỗ chất vi gây ra sự mÃt ôn định của ác hạt trong
<small>Hoe view: Hồ Thanh Chồng, tốp :CHOSCTNII-CSĐ</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">nước thô (Amirtharajah và Mills, 1982). Trộn chậm tạo cơ hội cho các hat tổng hợp vả tạo.
thành một khói có thé lắng hoặc lọc.
Có nhiều đánh giá vé lý thuyết cơ bản và cơ chế keo tụ đã được công bổ (OMelia, 1972; Dempsey, 1984; AWWA, 1988; Gray, 1988; Gregory, 1989; Amirtharajah và O'Melia, 1990). Mục dich của phần này là cung ông quan về các co chế keo tụ, anh hưởng của sự pha trộn đến keo tụ, các chất keo tụ dién hình và sơ đỗ keo tụ. Tổng quan này được theo sau bởi một đánh giá chỉ tiết về quá trình thủy phân mudi kim loại vơ cơ, cụ thé là sắt (II) clorua và các cơ chế mà các chất mùn được loại bỏ trong quá trình keo tụ với các muối kim loại
Các cơ chế khác nhau gây m
tụ hóa học đã được xác định. Các cơ chế này bao gồm nén ha lớp, trung hadi
tụ quết và bắc cầu liên hạt (0°
keo ụ hồn học và chất gây ð nhí
‘ Nén bai lớp (Double Layer Compression)
Ly thuyết về nền hai lớp có nén tảng là lực đầy tỉnh điện giữa các hat tích điện
tương tự, Khi các ion tích điện trái đầu bao quanh các hat, lực day tinh điện bị giảm, Ở một
nông độ ion nhất định, về mặt lý thuyết, lớp kép sẽ bị nén đến mức cho phép các lực hấp.
in giữ các hat lại với nhau. Cơ chế này không được coi là có ý nghĩa lớn đơi với việc xử
lý hầu hết các loại nước ngọt (Dempsey, 1984).
4 Hấp phụ trung hòa điện tích (Adsorption-Charge Neutralization)
Trung hịa điện tích liên quan đến sự tương tác của chất keo tụ hóa học và chất gây & nhiễm có tích điện (Stumm và OMElia, 1968); Dempsey và cộng sự (1984) đã báo, cáo ring có tif hợp phần tồn tại giữa chất keo tụ và chit gây 6 nhiễm trong các điều kiện
trung hỏa điện ích. Họ đã chứng minh tỉ lệ hợp phần giữa axit fulvie hủy sinh va clorua polyaluminat keo tụ. Ti lệ hợp phn gia liệu lượng chat keo tụ và nồng độ của chất gây 6
nhiễm cin loại bo là đầu hiệu của sự tương tác hap phụ (Tang và Stumm, 1987). Bing
chứng vé sự tương tác hip phụ là sự xuất hiện của sự đảo ngược dign tích. Nong độ chất eo tụ quả cao có thé dẫn đến sự tii ôn định các hạt bằng cách dio ngược điện tích trên
chất gây ơ nhiễm (O’Melia, 1972; Dempsey, 1984). Các điều kiện dẫn để
có thé được phát hiện bằng cách theo doi độ inh động điện di hoặc điện thé zeta của các bạt
-#ˆ Keo tụ quét (Sweep Coagulation)
Vige loại bo các chit gây 6 nhiễm thông qua sự hình thành kết tủa rắn được gọi là keo tụ quét. Cơ chế keo tụ này là phố biển khi các mudi kim loại như phen hoặc sắt (II) clorua được sử dụng làm chất keo tụ. Thẻ tích lớn kết tủa hydroxit được hình thành do nước bao hoa trên nhiều bậc lớn hơn độ hoa tan của mudi kim loại (AWWA, 1988). Khi sử dụng nhôm và muối sit, các loại kết tủa rắn thường hình thành lần lượt là AKOH)s
(nhôm hydroxit) và Fe(OH)› (sắt (II) hydrowit). Các chất 6 nhiễm hỏa tan bắp thụ vào kết tia ấn và được loại bo cùng với nó; các chất 6 nhiễm hạt được loại bỏ bảng cách làm, vướng hoặc bay trong một khôi lượng kết tủa rin. Dempsey (1984) đã chỉ ra rằng các chất
<small>Hoe view: Hồ Thanh Chồng, tốp :CHOSCTNII-CSĐ</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">gây 6 nhiễm hat thường tích điện âm và các kết tủa rắn hình thành trong các điều kiện keo. tu quét được tích điện dương. Ong cho rằng các chit 6 nhiễm hạt được thu hút tnh điện
Với các kết tủa rắn
“> Bắc cầu liên hạt (Interpartile Bridging)
gây mắt ôn định hạt liên quan đến việc sử dung lượng phân tử cao (M > 106) làm chất keo tụ. Một số nhóm chức trên.
kết với bê mặt của các chất gây 6 nhiễm, và các nhôm khác mỡ rộng ra và
tiếp xúc với bề mặt của các hạt khác trong dung địch. Polyme đóng vai tro là "cầu nỗi" giữa hai hoặc nhiều hat (O’Melia, 1972)...”
2.2.2. Các chất keo ty thông thường
Tai Chương II, Mục 2.4, trang 6 , Báo cáo nghiên cứu của tác giả ManiL Pongchalermpom, Viện A.LT (Thái Lan), tháng 8/2012, đã ghỉ như sau.
Cie muối kit ic polyme hữu cơ có khối lượng phân tử cao có thé
sây ra sự keo tụ trong các điều kiện thích hợp. Việc lựa chọn chất keo tụ dựa trên các đặc
tính của nước thô được xử lý và cơ chế keo tụ mong muốn. Các đặc tính của nước thơ phải xem xét la độ đục, nhiệt độ, nông độ DOM, pH, khả năng đệm, cường độ ion và nồng độ. canxi. Thử nghiệm Jartest là một kỹ thuật có giá trị để đảnh giá hiệu quả của chất keo tụ.
4 Muối kim loại hữu cơ.
Do điện ích ion của chúng, tắt cả các muối đơn giản có trong nước tự nhiên có
thể ảnh hướng đến sự ơn định của các hạt keo. Tuy nhiên, các muối đơn giản không hiệu
cquả như các chất keo tụ vì chúng khơng thúc day sự hình thành các kết tập mạnh có khả năng chồng đứt gây (Gregory, 1989), Các mudi giải phóng các ion trung hòa hấp phụ là
ce chit keo tụ hiệu qua hơn. Khi các muối này được thêm vào nước, cúc on trừng hòa được giải phng và hap phụ lên các bé mặt hạt. Điện tích tên các hạt này giảm xuống gin
bing không,
Co chế keo tụ của mudi kim loại nhôm và sit liên quan đến sự hip phụ của các
chit keo tụ vào chất gây 6 nhiễm cần được loại bỏ hoặc sự làm kẹt chất gây 6 nhiễm trong
Xết tủa hydroxit (O'Melia, 1972; Gregory, 1978),
Dempsey (1984) báo cáo rằng phèn là chất keo tụ được sử dụng pho biển nhất
để xử lý nước ở Hoa Kỹ và clorua polyalumin được sử đụng rộng ri ở Nhật Ban, Muối Fe (HH) cũng được sử dụng làm chất keo tụ trong xử lý nước uống nhưng được sử dụng pho biển hơn trong xử lý nước thả. Phạm vi pH hiệu quả của muổi Fe (DI) được bio cáo rộng. hơn so với muôi nhôm (Gregory, 1989: Hall và Packham, 965),
& Chất keo ty polymer
đa điện phân có đặc tinh không ion, anion hoặc cation đã được phát
triển như chất keo tụ. Những sản phẩm có trọng khơi phân tử cao này tương tác với bề mat “của các hạt trong nước thông qua liên kết ky nước và hydro (Gregory, 1989). Cơ chế chỉnh ‘eta keo tụ với chất đa điện phân là cầu nỗi giữa các hat, Những sản phẩm này có xu hướng
<small>Hoe view: Hồ Thanh Chồng, tốp :CHOSCTNII-CSĐ</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">tao ra các khối có khả năng chịu ứng suất cắt cao hơn so với các Khơi được hình thành với cc chất keo tụ vô cơ. Ứng suất cắt cao trong quá trình trộn hoặc chảy trong đường ơng và
kênh có thể gây ra vỡ khối
Cảng Phàm
sa pcan Ae ung
Hinh 2.1. Lược đồ phân ứng keo tụ
“Ngun: Amirtharajah and Mills, 1982 2.2.3. Phương trình thủy phân của mudi kim loại vơ cơ:
Cũng tại Chương II, Mục 2.5, trang 7, Báo cáo nghiên cứu của tác giả Manit Pongchalermporn, Viện A.LT (Thai Lan), tháng 8/2012, đã ghỉ như sau,
Khi một mudi kim loại được thêm vào nước, một loạt các phản ứng thùy phân phúc tạp xảy ra, Quá trình thay phân mudi kim loại là sự thay thé dẫn dẫn các phân
tử nước trong vỏ hydrat hóa bằng các nhóm hydroxyl. Điện tích dương bị giảm cho đến khi sự hình thành kết tủa hydroxit rin xảy ra, Sự phần chất thủy phân liên tục thay đổi và bị ảnh hưởng bởi nhiều yéu ổ, bao gồm độ pH và nhiệt độ của nước, sự hiện điện của các bạt và chất hoa tan, điều kiện trộn và thời gian phản ứng. Các yếu tổ khác đôi khỉ được xem xết là nồng độ và tuổi của dung địch keo tụ.
4 Ảnh hưởng của phân chit thủy phân
Khi muối kim loi vô cơ dược sử dụng lim chất keo tụ, cơ chế keo tu được
soit bi sự phân cht thủy phản, Hiệu quả của sy tung hoa điện tỉch nh là một cơ chế của sur eo t phụ thuộc vào sự phân chất của chất keo tụ. Cường độ trộn nhanh l cục kỳ quan trong đối với sự trung hòa điện tic vì các chất keo tụ phải tiếp xúc với các chất gây 6 nhiễm tích điện trước khi kết tua hydronit in hình than. Sự thủy phân cia chất keo tự anh hưởng đến hiệu quả loi bo chất gây 6 nhiễm và khả năng ôn định của floc
ie (LID)
Các cơ chế keo tụ của mudi Fe (HID) là một chức năng của sự phân chất thủy
phân Fe (IID trong nước (Stumm và Morgan, 1962; Stumm và O'Melia, 1968; Black, 1967;
Johnson và Amirtbarajah, 1983; Matijevic và Janauer, 1966). Sự thủy phân của mudi kim loại chủ yếu phụ thuộc vào đặc tính của nước thơ và bị ảnh hưởng bởi cường độ và thời
+ Thủy phân mui
<small>Hoe view: Hồ Thanh Chồng, tốp :CHOSCTNII-CSĐ</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">gian trộn nhanh, Quá trình thủy phân AI (I) về cơ bản giống với quá trình trên của Fe
Các phan ứng thủy phân có thể có sau đây của Fe (II) trong dung địch nước due nhiề tà liệu báo cáo theo phương nh:
Sự phân chất của sắt (III) clorua và đưa ra một phức chất giữa Fe (III) và Cl-. Các phan ứng như sau
Fe" + cr <> FeCE" Fe +2CL <=> Fetch Fe” ~3CL<—FeCl" Fe +4CL <>Fecly
‘Sau khi đánh giá tồn diện các u tố kiểm sốt đặc tinh thủy phân của Fe (II), Tang và Stumm (1987) đã đề xuất sơ 46 thủy phân - trùng hợp - kết tủa được trình bày
trong Hình 2.2. Sơ đồ này kết hợp những dé xuất trước đây của Dousma và de Bruyn (1976) Và Knight và Sylva (1974) và cho thấy các chất hóa học dự kiến sẽ có mặt trong các giai
đoạn thủy phân khác nhau. Mức độ thủy phân của chất keo tụ phụ thuộc vào tuổi của dung địch chất keo tụ cũng như nơng độ của nó. Ngoài ra, nhiệt độ cao thúc đầy các phản ng, hủy phân (Tang và Stumm, 1987). Trong sơ đồ Tang va Stumm, các dung dịch loại A chứa các monome, oligome và phức chất với clorua xảy ra trong giai đoạn thủy phân ban đầu.
G ty lệ OH-: Fe thấp, kết tủa nhanh được ua chuộng trong các điều kiện đặc trưng cho các
dung địch loại B.
<small>Hoe view: Hồ Thanh Chồng, tốp :CHOSCTNII-CSĐ</small>
</div>
