Bảo vệ nguồn nước - Chương 5 potx

1

Chương 5
CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT BẢO VỆ VÀ QUẢN LÝ NGUỒN NƯỚC
5.1. Tiêu chuẩn chất lượng nước & Điều kiện vệ sinh khi xả nước thải ra nguồn
5.1.1. Sử dụng nguồn nước và tiêu chuẩn chất lượng nước sử dụng
 Tiêu chuẩn nguồn cấp nước đô thị và công nghiệp
+ Cấp nước sinh hoạt, chất lượng nguồn cấp : A
+ Cấp nước sản xuất : B
 Tiêu chuẩn nguồn cấp nước nước cho nông nghiệp :
+ Cấp nước dân cư : A
+ Nuôi trồng thuỷ sản : B
+ Nước cho tưới tiêu : B
 Mục đích khác:
+ Vui chơi giải trí dưới nước : A
+ Giao thông : B
5.1.2 Điều kiện vệ sinh khi thải nước xả ra nguồn




 Việc sử dụng nước nguồn cần tuân thủ 2 điều kiện:
- Điều kiện cần: Chất lượng nước tại điểm sử dụng phải đáp ứng TCVN 5942-
1995
- Điều kiện đủ: Nước thải trước khi xả ra nguồn phải đáp ứng được điều kiện vệ
sinh theo TCVN 5945-1995 về nước thải công nghiệp và TCVN
6772-2000 đối với nước thải đô thị.
 Khoảng cách bảo vệ của nguồn nước
- Sông L
bv

: 500-1000m
- Hồ L
bv
: 500-1000m cách địa điểm lấy nước về mọi hướng
- Biển L
bv
=300m
TCVN
6772
-
2000

20TCN 51
-
84

L
BV
TCVN 5942-1995
1329/QĐ-BYT-2002
20TCN 33-85
TCVN
5945-1995

2

- Nước ngầm L
bv
=25m (Bộ XD quy định)
5.2 Tổ chức quản lý và kiểm soát chất lượng nguồn nước

5.2.1 Quan trắc môi trường (chất lượng nước)
a, Mạng lưới quan trắc chất lượng nước
 Chức năng yêu cầu
- Trạm quan trắc nền:
Để có các số liệu về chất lượng nước trước khi bị tác động
- Trạm quan trắc tác động:
Để cập nhật, theo dõi các tác động của các tác nhân hoặc nguồn ô nhiễm tới chất
lượng nước nguồn và môi trường.
Để quan trắc cần tối thiểu 3 điểm:
+ Điểm QT nguồn thải (nguồn tác động)
+ Điểm QT ngay trong vùng bị tác động
+ Điểm quan trắc sau vùng bị tác động
- Trạm quan trắc xu thế
Theo dõi sự thay đổi chất lượng nước của một vùng như thế nào

3

b, Sơ đồ tổ chức quan trắc chất lượng nước
 Lưu vực sông
1. Trạm QT nền: Bố trí trước khi đi vào khu vực sử dụng nguồn nước(đô thị), điểm
này có thể dao động phụ thuộc vào
thuỷ triều .
2: Trạm QT tác động: đánh giá tác
động của nguồn thải
3.Trạm QT tác động tại vùng bị tác
động
4.Trạm QT tác động tại vị trí sử
dụng nguồn nước
5. Trạm QT xu hướng : Xem ảnh hưởng xu thế chung
 Hồ :

Điểm 4 cách vùng tác động 500  1000
m

 Nước ngầm








5.2.2 Kỹ thuật quan trắc
 Yêu cầu số liệu: cập nhật , đầy đủ, chính xác:
- phụ thuộc mục đích quan trắc , yêu cầu
- phục vụ cho nhu cầu số liệu
- Đảm bảo tính khoa học của số liệu
Ngu
ồn tác
động
Đ
ối
tượng
s
ử dụng

1
2
3
4
5
ĐT
2
3
4

1
TĐ

25 m

SD

TĐ

4

2

1

3

25 m

25 m


4

 Quy trình QT
- Chọn vị trí lấy mẫu (có thể thay đổi theo thời gian)
- Cách lấy mẫu và bảo quản
- Vận chuyển bảo quản mẫu
- Phân tích mẫu trong PTN
- Xử lý số liệu, viết báo cáo
5.3 Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước













5.3.1 Các biện pháp hạn chế xả chất thải ra nguồn nước mặt
a, Sản xuất theo công nghệ sạch (công nghệ sạch hơn)
b, Cấp nước tuần hoàn và sử dụng lại nước.
 Dùng lại nước thải sau khi xử lý trong hệ thống cấp nước tuần hoàn

Q
BS
=q
1
+q
2
+q
thải
K=Q
BS
/ Q
YC
Chế độ xả
nước thải
hợp lý

Khả năng tự làm sạch của
nguồn nước

Pha loãng , xáo tr
ộn
nước thải với nước
nguồn

Hạn chế xả chất
thải ra nguồn

Chuyển hoá chất
bẩn

C. tạo
miệng xả
nước thải

Bổ cập
nước nguồn


Làm giàu
oxy

Tăng cường
thực vật , sinh
vật nhằm phân
huỷ chất bẩn
Công nghệ
sản xuất
sạch

Cấp nước
tuần hoàn
và dùng lại

Xử lý nư
ớc
thải

NM1
Trạm bơm
Trạm XL cấp
Xử lý
nước thải
Q
bs
Q
yc
Q
1
Q
2
Q
th

5

Ví dụ : quá trình sản xuất H
2
SO
4

 Dùng lại nước cho quá trình sau.
 Dùng nước thải và cặn nông nghiệp phục vụ nông nghiệp và nuôi trồng thuỷ sản.
- Thu hồi chất qúi nước thải: Dầu, mỡ, Crôm
- Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý nước thải (các chất có nồng độ cao cản
trở quá trình sinh học: phenol, dầu )
Ví dụ: thu hồi dịch đen nhà máy giấy Bãi Bằng

c, Xử lý nước thải


Nước thải sinh hoạt


Nước thải bệnh viện

Nước thải sản
xuất

Lắng
Trạm
bơm
Làm mát
nước
Lắng
Trung hoà
Sản xuất H
2
SO
4

nước nguội

nư
ớc
pH thấp

Ca(OH)
2

mất nước

q
2
q
3
mất
nư
ớc

q1
Kh
ử tr
ùng di
ệt vi
khuẩn gây bệnh dịch
(các biện pháp hoá học
hoặc vật lý)
Tách rác, cát và
cặn lắng trong
nước thải (các
biện pháp
cơ h
ọc)

Khử các chất độc hại và đảm
bảo điều kiện làm việc bình

thường của các công trình
xử lý sinh học nước thải (Các
biện pháp cơ học, hoá học
hoặc hoá lý)
Tách các chất hữu cơ
trong nước thải (biện
pháp sinh học)

XỬ LÝ SINH HỌC
(xử lý bậc hai)

XỬ LÝ SƠ BỘ

(Xử lý bậc một)

6

 Bậc I: xử lý sơ bộ, đảm bảo chất lượng nước cho xử lý bậc 2
- Nước thải sinh hoạt:
Phương pháp cơ học: chắn rác , lắng cát , lắng cặn
- Nước thải sản xuất:
Phương pháp cơ học, hoá học , hoá lý
 Bậc II: Đáp ứng yêu cầu BOD(COD)
Xử lý sinh học:
-Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên: Trong đất , ao, hồ
-Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo: Trong aeroten, trong lọc sinh học
Nếu trong nước thải còn vi khuẩn gây bệnh hoặc N, P còn nhiều=>phải xử lý bậc
III=>đáp ứng yêu cầu sử dụng nguồn nước
*Bậc III (xử lý triệt dể)
-Khử N, P, khử trùng

Kh
ử các chất dinh d
ư
ỡng (N
-
P) và kh
ử
trùng nước thải (Các biện pháp sinh
học, hoá học hoặc hoặc hoá lý)
Xả nước thải ra nguồn và tăng
cường quá trình tự làm sạch
củanguồn nước
TỰ LÀM SẠCH CỦA
NGUỒN NƯỚC

XỬ LÝ TRIỆT ĐỂ
(Xử lý Bậc ba)

7

d, Quy hoạch , tổ chức hệ thống thoát nước hợp lý
Phải dựa vào khả năng tự sạch của nguồn nước
5.3.2 Tăng cường xáo trộn pha loãng nước thải với nước nguồn
n=n
đ
*n
c

Như vậy để tăng n=>tăng n
đ
hoặc n
c











a, Cấu tạo miệng xả nước thải đặc biệt (n
đ

)
Các điều kiện:
- Xả có áp hay tại đầu vòi xả phải có áp lực nhất định để quá trình khuếch tán rối
thuận lợi và đạt vận tốc yêu cầu nhằm thắng được sự tích tụ các hạt cặn tại khu vực
đầu miệng xả.
- Xả ngập

Các loại miệng xả:
 Cống xả ejectơ
Ưu điểm:
- Tăng điều kiện xáo trộn
- Góp phần làm giàu ô xy trong nước



 Miệng xả phân tán:
max
010
min
0
2
00
5,0
qlU
qdv
d 
1: Xáo trộn lý tưởng
2: Xả nước thải tập trung
3: Các biện pháp tăng cường
xáo trộn , pha loãng

1: ống áp lực trạm bơm 2: ejectơ
3: ống thu khí 4:ống trộn kết hợp hướng dòng
Khoảng cách đến điểm tính toán
nồng độ
chất bẩn
C
C
NTH
C
X. Trộn
C
NG
1
Xả tập trung

Xáo trộn
lý tưởng

Các miệng
xả đặc biệt
1 3
1
3
2
4

8

- Đường kính ống chính
v

0
: vận tốc nước tại miệng xả (v
0
> = 2m/s)
d
0
: đường kính miệng xả
u
0:vận
tốc lắng của các hạt cặn
l
1
: khoảng cách giữa 2 miệng xả NT = (4-10) d
o

q
0
min
, q
0
max
: Lưu lượng min, Max tại miệng xả
- áp lực cần thiết tại miệng vòi phun(A)
Trong đó:
N
B
: Số nhánh của cống xả nước thải
N: Số miệng xả nước thải trong 1 nhánh
N=L/l
1

+1

v
: Hằng số kế đến việc xả NT không điều hoà
: Hệ số sức cản thuỷ lực tại vòi phun (xác định theo bảng nhiệt độ thuỷ lực khi có
v, i )

b, Bổ cập nước sạch cho nguồn nước (tăng n
c
)
Chất lượng nước trong phụ thuộc vào hai yếu tố: Tải trọng chất bẩn và lưu lượng
nước.
- Đặc trưng cho mối quan hệ này bằng công thức:
C = a + b.G/Q

12,1 
v

ldN
vN
A
B
1
0
22
2
)1(496.0





d
L

d
o

N
B
=3


9

Trong đó:
C: Nồng độ chất bẩn trong nước sau khi hoà trộn
G: Tải lượng chất bẩn
Q:lưu lượng nước sau khi pha loãng
a,b: hệ số thực nghiệm phụ thuộc loại nước, chế độ thuỷ văn.
- Để có được C yêu cầu => phải có Q
yc
(hay Q) = Q
ng
+Q
nth
+ Q
bs


 Nguồn nước sạch là hồ Nguồn nước sạch là sông

 Tuần hoàn nước sông



5.3 Làm giàu ô xi
a, ý nghĩa của các biện pháp làm giàu ô xi
- Chống sự phân tầng trong nước mặt: Phân tầng nhiệt độ, chất khí, chất bẩn
- Tạo điều kiện xáo trộn đều nước thải với nước nguồn. Tăng cường khả năng tiếp
xúc giữa vi khuẩn phân huỷ chất bẩn với nước thải
- Cung cấp ô xi cho quá trình ô xi hoá sinh hoá chất hữu cơ.
- Khi đưa ô xi vào nước , một phần ô xi bay hơi , trong quá trình này một số khí độc
hại bị kéo theo (este, H
2
S )
- Tạo điều kiện cho qúa trình nitrit và nitrat hoá diễn ra trong nước ổn định .
-Tạo điều kiện cho quá trình các vi khuẩn hiếu khí phân huỷ chất hữu cơ tăng, chèn
ép các loại vi khuẩn gây bệnh
H
ồ
ch

ứ
a n
ư
ớ
c
H
ồ n
ư
ớc
s
ạch

C
nt

Q
nt
Nước thải

C
ng

Q
ng
C
bs
= C
ng
Q
bs

H
ồ
ch
ứ
a n
ư
ớ
c
H
ồ n
ư
ớc
sạch
C
,
Q
Nư
ớc thải

C
nt
; Q
nt

C
bs
= C
NG
Q
bs

C
nt

Q
nt
Nước thải

C
ng

Q
ng
C
bs
= C
ng;
Q
bs

10

b, Mô hình (quy luật ) tính toán quá trình cung cấp ô xi (làm thoáng ) cho
nguồn nước.
 Sự thay đổi nồng độ ô xi trong nguồn nước được mô tả bằng công thức:
dC/dt=K
A
(C

-C)
K

A
: Hệ số chuyển đổi (chuyển ô xi vào nước thành ô xi hoà tan)
C, C
p
: Nồng độ ô xi và nồng độ ô xi bão hoà
 Phương trình trên đã được Phêđôrôp N.F. giải và đưa ra công thức tính lượng ô
xi cần thiết:

Trong đó:
- K
1
: hằng số tốc độ tiêu thụ ô xy để ô xy hoá sinh hoá chất hữu cơ
- K
2
: hằng số tốc độ hoà tan ô xi do khuyếch tán qua bề mặt
- K
3
: hằng số tốc độ hoà tan ô xi làm thoáng nhân tạo
- L
0
: BOD ban đầu
- D
0
: độ thiếu hụt ô xi ban đầu
 Công thức tính lượng ô xi cần thiết để ôxi hoá
Q
1
K
=m
1

Q(L
0
-L
1
)/m
2
D
t

- Q: lượng nước nguồn cần thiết
- L
0
, L
1
: BOD trước khi làm giàu và BOD sau khi làm giàu ô xy
- m
1
: hằng số sử dụng ôxi cho quá trình ôxi hoá chất hữu cơ (= 1,5 - 2)
- m
2
: hằng số phụ thuộc vào chất lượng nước thải (=1 - 1,1)
c, Các loại công trình động học
 Đập tràn: sử dụng động năng của dòng chảy dể làm giàu ôxi
- Hiệu quả làm giàu ôxi:
r
w
=(C
s
-C
a

)/C
s
-C
b
)
r
w
=1+0,38 . a. b . H (1- 0,11H) (1 + 0,046 T)
Trong đó:
H: chiều cao đập
a: hệ số chất lượng nước:
+nước rất bẩn :a=0,65
+nước hơi bẩn : a=1
+nước hơi sạch : a=1,6
)1010()101010(
3
2
3
21
00
123
4
tKtKtKtKtK
t
DL
KKK
K
D





C
b
Z
2
H=Z
1
– Z
2

C
a
Z
1

11

+nước sạch : a=1,8
b: hệ số làm thoáng : 0,05-2,55
nước sạch : b = 1
=> ứng dụng rộng rãi vì tận dụng được lưu lượng hiện có và độ cao địa hình
d. Các thiết bị cấp khí nén
Bằng các ống cấp khí nén hoặc thùng quạt
gió bố trí ở đáy hồ
yêu cầu
- Đủ áp lực; Đủ lưu lượng
- Bọt nhỏ để trộn đều
Q
k

= Q
1
k
+ Q
2
k

Trong đó:
Q
1
k
:lượng khí nén cần cung cấp để ôxi hoá chất hữu cơ
Q
2
k
: lượng khí nén cấp để trộn đều nước; Q
2
k
= 0,1 - 0,6 m
3
khí/m
3
nước
e) Các loại máy khuấy, thiết bị cơ học
- Xác định lượng không khí cần thiết
Q
k
=Q
1
k

+Q
2
k

Từ đó chọn máy khuấy theo catogue
- Số máy khuấy
n = Q
k
/q
0
hoặc n=F/f
0

q
0
: lượng khí 1 máy (theo catogue)
F: Tổng diện tích phục vụ
f
0
: Diện tích phục vụ 1 máy








động
cơ

phao
cánh khuấy

12

f, Thiết bị động lực học (ejectơ)
Dùng giống như loại ejectơ xả NT ra nguồn hoặc bơm trực tiếp (bơm chìm)
Yêu cầu:








- Đảm bảo về cảnh quan
- khuấy trộn đều nguồn nước
- Hiệu quả cao
5.3: sử dụng tổng hợp và hợp lý nguồn nước

a. Nuôi trồng thuỷ sản
 Sử dụng và trồng thực vật bậc cao
=> hấp tụ chất hữu cơ , chất độc hại=> trồng cây ven hồ, thả nổi trên mặt nước.
 Nuôi tảo:
- Tảo đa bào; Tảo lục => Cần thu hồi chất hữu cơ và thu hồi sinh khối. Tuy nhiên
thu hồi sinh khối khó. Vì vậy thường kết hợp nuôi tảo với 1 số loại động vật khác
như trai, hến
1:Bơm
2:ống ejectơ
3: Hệ thống không khí
4:Tấm dòng điều chỉnh hướng
O
2

2

1

3

3

4

Hồ
Đập chắn
Vùng

khô
Đô thị
Khu Công nghiệp

XLNT

Đô thị

Đồng
ruộng

Đô thị



XL triệt để

Biển

Bốc hơi
Mưa


13

- ứng dụng cho các ao hồ ngoại thành
 Nuôi cá: áp dụng cho các ao hồ ngoại và nội thành
-Tăng cường qúa trình tự làm sạch trong hồ
- Cân bằng thành phần sv trong nguồn nước
- Làm trong nước (do ăn vẩn)

- Nuôi trồng các thuỷ sản quý hiếm khác: Nuôi trai lấy ngọc ở hồ Tây (trai thu hồi
Si-chống phì dưỡng)
b. Sử dụng nước thải trong nông nghiệp
- Tưới ruộng
+ Trong nước thải: BOD : N : P = 100 : 4 : 1
+ Cây trồng: N:P=7:1
- Hiệu quả sử dụng nước thải trong nông nghiệp rất cao (tuỳ thuộc loại NT)
+ nước sinh hoạt => sau khử trùng , xử lý sơ bộ có thể tưới cho cây trồng được
+ Nước thải công nghiệp: Phải loại bỏ hoàn toàn các chất độc hại, các chât bền vững
c. Xây dựng các hồ , bể chứa nước
 Ưu điểm:
- Điều chỉnh dòng chảy, phân bố lại khối lượng nước theo không gian và thời gian
(các hồ chứa làm ổn định 1850 km
3
/năm, lớn hơn 15%)
- Điều chỉnh lũ, cung cấp nước tưới ruộng, nuôi cá và sinh hoạt con người.

(hồ chứa hoà bình lớn nhất ĐNA, dung tích 10 tỉ m
3
nước, trên 1,5 triệu kW điện,
tác dụng ngăn lũ, thuỷ lợi )
- Cải tạo khí hậu khu vực, nuôi cá, du lịch, giao thông đường thuỷ.
- Ngăn cản dâng cao mực nước đại dương (theo Klige mực nước đại dương dâng từ
1900 đến 1964 là 95 mm, nếu không có hệ thống hồ chứa ít nhât dâng cao 107 mm).

 Nhược điểm:
- Ngập nhiều vùng đất đai nông nghiệp mầu mỡ
- Làm sói lở và nhiễm mặn trở lại các vùng cửa sông.
- Giảm lượng phù sa, độ ẩm khu vực
- Tác động đến hệ sinh thái

d. Bảo vệ trữ lượng nước trong quá trình khai thác.
Bảo vệ NN bắt đầu ngay từ giai đoạn đưa nước vào sử dụng: xử dụng hợp lý, tránh
xả nước bẩn ra nguồn.
VD: Lượng nước thất thoát ở VN 40-45%, nước rửa lọc 8 -10%. Vì vậy cần giảm
thất thoát và thu hồi nước rửa lọc.

14

e. Khai thác nước từ các cực và làm ngọt nước biển.
- Nước băng hà từ các cực 24 triệu m
3

- Nước biển được ngọt hóa gần 80 triệu m
3
/ngày.