ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
I. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP:
1.VAI TRÒ CỦA NƯỚC VỚI ĐỜI SỐNG CON NGƯỜI VÀ NỀN
KINH TẾ QUỐC DÂN:
Cũng như không khí và ánh sáng, nước không thể thiếu được trong
cuộc sống của con người. Trong quá trình hình thành sự sống trên trái
đất thì nước và môi trường nước đóng vai trò rất quan trọng. Nước
tham gia vào quá trình tái sinh thế giới hữu cơ. Nguồn nước của sự
hình thành và tích lũy chất hữu cơ sơ sinh là hiện tượng quang hợp
được thực hiện dưới tác dụng của năng lượng mặt trời với sự góp phần
của nước và không khí. Trong quá trình trao đổi chất, nước có vai trò
trung tâm. Những phản ứng lý, hóa học diễn ra với sự tham gia bắt
buộc của nước. Nước là dung môi của rất nhiều chất và đóng vai trò
dẫn đường cho các muối đi vào cơ thể.
Trong các khu dân cư, nước phục vụ cho các mục đích sinh hoạt,
nâng cao đời sống tinh thần của người dân. Một ngôi nhà hiện đại, quy
mô lớn nhưng không có nước khác nào cơ thể không có máu. Nước
còn đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất, phục vụ cho hàng loạt
ngành công nghiệp khác nhau.
Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu đồng thời còn đóng vai
trò điều tiết các chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ
thoáng khí trong đất, đó là nhân tố quan trọng cho sự phát triển của
thực vật.
2. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NGÀNH KỸ THUẬT CẤP
NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM:
a/Trên thế giới:
Vào năm 800 trước Công Nguyên (tr.CN), hệ thống cấp nước đô thị
1
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
xuất hiện sớm nhất tại La Mã. Điển hình là công trình dẫn nước vào
thành phố bằng kênh tự chảy, trong thành phố nước được đưa đến các
bể tập trung, từ đó theo đường ống đến các lâu đài của nhà quyền quý
và đến bể chứa công cộng cho người dân sử dụng.
Năm 1600, việc sử dụng phèn nhôm để keo tụ đã được các chuyên
gia Tây Ban Nha áp dụng tại Trung Quốc.
Vào năm 1800, các thành phố ở châu Au, châu Mỹ đã có những hệ
thống cấp nước khá đầy đủ các thành phần như công trình thu, trạm xử
lý, mạng lưới,…
Ngày nay, kỹ thuật cấp nước đã đạt tới trình độ cao và còn tiếp tục phát
triển. Từng hạng mục công trình trong các dây chuyền công nghệ xử lý
cũng rất đa dạng và phong phú. Ngoài việc cải tiến các bể lắng ngang
cổ điển thành các bể lắng ngang thu nước bề mặt, bể lắng ngang có các
tấm lamen, còn có một số bể lắng khác như bể lắng đứng, bể lắng ly
tâm, lắng pulsator, lắng accelator, lắng trong có tầng cặn lơ
lửng,..Ngoài các bể lọc chậm, lọc nhanh kiểu trọng lực, lọc áp lực, lọc
một lớp và hai lớp vật liệu, còn có các loại lọc qua màng, siêu lọc, lọc
vật liệu nổi,…Trước đây, khử trùng nước bằng nhiệt, hợp chất của Clo;
ngày nay, việc khử trùng nước đa dạng hơn với việc sử dụng ozone, tia
cực tím, màng lọc, nano…Các thiết bị dùng nước trong nhà cũng luôn
được cải tiến để phù hợp và thuận tiện cho người sử dụng. Kỹ thuật
điện tử và tự động hóa cũng được áp dụng rộng rãi trong ngành cấp
thoát nước từ những thiết bị nhỏ nhất như một vòi nước đến các hệ
thống tự động điều khiển cả một nhà máy nước. Có thể nói kỹ thuật
cấp nước đã đạt đến trình độ rất cao về công nghệ xử lý, máy móc
trang thiết bị và hệ thống cơ giới hóa, tự động hóa trong vận hành quản
lý.
b/Ở Việt Nam:
2
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
Năm 1894, hệ thống cấp nước đô thị đã được bắt đầu từ việc khoan
giếng mạch nông tại Hà Nội và tại thành phố Hồ Chí Minh.
Năm 1896, hệ thống xử lý nước đầu tiên của Hà Nội được chính
thức đưa vào vận hành. Hiện nay, hệ thống cấp nước của thành phố Hà
Nội đã được cải tạo và xây dựng mới với trang thiết bị hiện đại, nâng
công suất lên 390 000 m3/ngày. Đối với các thành phố khác ở miền
Bắc, nhiều hệ thống cấp nước cũng đã được cải tạo và phát triển.
Ở miền Nam, các hệ thống cấp nước cho các đô thị lớn cũng được
cải tạo và nâng cấp. Nhiều nhà máy nước xây dựng từ thời thuộc Pháp
đã được cải tạo, thay đổi công nghệ xử lý. Hiện nay, ở thành phố Hồ
Chí Minh, nhà máy nước Thủ Đức I có công suất 700 000 m3/ngày
đang hoạt động, nhà máy nước Tân Hiệp, nhà máy nước ngầm Hóc
Môn và nhà máy nước Thủ Đức II có công suất 300 000 m3/ngày đang
khởi công xây dựng đảm bảo cung cấp nước sạch sinh hoạt và sản xuất
của toàn thành phố.
Trong thời điểm hiện nay, nhiều trạm cấp nước đã được xây dựng
mới, áp dụng những công nghệ tiên tiến của các nước phát triển như
Pháp, Phần Lan, Australia, Singapore,…Các loại công trình xử lý như
bể lắng ngang có các tấm lamen, bể lắng kiểu accelator, kiểu pulsator,
bể lọc sử dụng vật liệu nổi, bể lọc kiểu Aquazuz V đã được áp dụng ở
nhiều nơi. Trong công nghệ xử lý nước ngầm, áp dụng ejector thu khí,
tháp oxy hóa, nước chảy chuyển bậc để oxy hóa sắt thay cho giàn mưa
cổ điển. Những trạm cấp nước cho các thành phố lớn đã áp dụng công
nghệ tiên tiến và tự động hóa cao. Trong tương lai, các hệ thống cấp
nước sẽ được nâng cấp để theo kịp các nước trong khu vực.
3. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG CẤP NƯỚC VÀ
CHỨC NĂNG CỦA TỪNG CÔNG TRÌNH:
Hệ thống cấp nước là tập hợp của các công trình thu nước, vận
3
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
chuyển nước, xử lý nước, điều hòa và phân phối nước.
a/Công trình thu nước:
Công trình thu nước có nhiệm vụ thu nước từ nguồn nước. Công
trình thu nước mặt có các dạng kết hợp hoặc phân ly, thu nước sát bờ
bằng cửa thu hoặc thu nước giữa dòng bằng ống tự chảy, xiphông.
Công trình thu nước ngầm thường là giếng khoan, thu nước từ nguồn
nước ngầm mạch sâu có áp. Chọn vị trí công trình thu nước dựa trên cơ
sở đảm bảo lưu lượng, chất lượng, độ ổn định, tuổi thọ công trình và
thuận tiện cho việc bảo vệ vệ sinh nguồn nước.
b/Công trình vận chuyển nước:
Trạm bơm cấp I có nhiệm vụ đưa nước thô từ công trình thu lên trạm
xử lý nước. Trạm bơm cấp I thường đặt riêng biệt bên ngoài trạm xử lý
nước, có trường hợp lấy nước từ xa, khoảng cách đến trạm xử lý có thể
tới vài kilomet thậm chí hàng chục kilomet. Trường hợp sử dụng
nguồn nước mặt, trạm bơm cấp I có thể kết hợp với công trình thu hoặc
xây dựng riêng biệt. Công trình thu nước sông hoặc hồ có thể dùng cửa
thu và ống tự chảy, ống xiphông hoặc cá biệt có trường hợp chỉ dùng
cửa thu và ống tự chảy đến trạm xử lý khi mức nước ở nguồn nước cao
hơn cao độ ở trạm xử lý. Khi sử dụng nước ngầm, trạm bơm cấp I
thường là các máy bơm chìm có áp lực cao, bơm nước từ giếng khoan
đến trạm xử lý.
c/Trạm xử lý:
Trạm xử lý có nhiệm vụ làm sạch nước nguồn (nước mặt hoặc nước
ngầm) đạt chất lượng nước sinh hoạt hoặc chất lượng nước sản xuất
theo yêu cầu riêng bằng các dây chuyền công nghệ thích hợp, sau đó
đưa vào bể chứa nước sạch để bơm đến nơi tiêu dùng.
4
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
d/Côngtrình điều hòa và phân phối nước:
Công trình điều hòa nước gồm bể chứa nước sạch và đài nước.
- Bể chứa nước sạch có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa trạm bơm
cấp I và trạm bơm cấp II;
- Đài nước có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp II
và mạng lưới tiêu dùng.
Trạm bơm cấp II có nhiệm vụ đưa nước đã xử lý từ bể chứa nước
sạch vào mạng lưới tiêu dùng. Bể chứa nước sạch và trạm bơm cấp II
thường đặt trong trạm xử lý.
Mạng lưới đường ống phân phối nước làm nhiệm vụ phân phối và
dẫn nước đến các hộ tiêu thụ. Mạng lưới đường ống phân phối nước
gồm mạng cấp I là mạng truyền dẫn, mạng cấp II là mạng phân phối và
mạng cấp III là mạng đấu nối với các ống cấp vào nhà. Mạng lưới phân
phối có các dạng: mạng lưới cụt, mạng lưới vòng, mạng lưới kết
hợp cả hai loại.
4.CÁC LOẠI NHU CẦU DÙNG NƯỚC:
Nước được dùng cho các mục đích khác nhau trong sinh hoạt, trong
sản xuất và các mục đích khác. Có thể chia thành ba loại nhu cầu dung
nước: sinh hoạt, sản xuất và chữa cháy.
a/Nước dùng cho sinh hoạt:
Là loại nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người như nước
dùng để ăn uống, tấm rửa, giặt, chuẩn bị nấu ăn, cho các khu vệ sinh,
tưới đường, tưới cây,…Loại nước này chiếm đa số trong các khu dân
5
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
cư. Nước dùng cho sinh hoạt phải đảm bảo các tiêu chuẩn về hóa học,
lý học và vi sinh theo các yêu cầu của quy phạm đề ra, không chứa các
thành phần lý, hóa học và vi sinh ảnh hưởng đến sức khỏe của con
người.
b/Nước dùng cho sản xuất:
Có rất nhiều ngành công nghiệp dùng nước với yêu cầu về lưu lượng
và chất lượng nước rất khác nhau. Có ngành yêu cầu chất lượng nước
không cao nhưng số lượng lớn, ngược lại có những ngành yêu cầu số
lượng nước không nhiều nhưng chất lượng nước rất cao, ví dụ nước
cho các ngành công nghiệp dệt, phim ảnh, nước cấp cho các nồi hơi,
nước cho vào sản phẩm là các đồ ăn uống,…Nước cấp cho các ngành
công nghiệp luyện kim, hóa chất yêu cầu lượng nước lớn nhưng yêu
cầu chất lượng thường không cao. Lượng nước cấp cho sản xuất của
một nhà máy có thể tương đương với nhu cầu dùng nước của một đô
thị hàng ngàn dân.
c/Nước dùng cho chữa cháy:
Dù là khu vực dân cư hay khu công nghiệp đều có khả năng xảy ra
cháy. Vì vậy, hệ thống cấp nước cho sinh hoạt hay sản xuất đều phải
tính đến trường hợp có cháy. Nước dùng cho việc chữa cháy luôn được
dự trữ trong bể chứa nước sạch của thành phố.
5.TIÊU CHUẨN DÙNG NƯỚC:
Tiêu chuẩn dùng nước có nhiều loại: tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt
của người dân, tiêu chuẩn nước sinh hoạt của công nhân trong khi làm
việc, tiêu chuẩn tắm của công nhân trong các phân xưởng nóng và bình
6
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
thường sau khi tan ca, tiêu chuẩn nước sản xuất,chữacháy,tướinước,…
Theo quy phạm, tiêu chuẩn dùng nước được xác định theo
TCXDVN 33 : 2006.
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP:
1. Phương pháp xử lý cơ học:
Dùng các công trình các thiết bị làm sạch nước như: song chắn rác,
lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc…
• Song chắn rác
Để giữ cặn có kích thước lớn hơn hay ở dạng sợi, giấy, rau, cỏ, rác
ra khỏi nước thải trước công đoạn xử lý tiếp theo với mục đích bảo vệ
các thiết bị bơm.
Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ để chuẩn bị điều kiện cho
việc xử lý nước sau đó, song chắn rác gồm: các thanh đan sắp xếp cạnh
nhau ở trên mương dẫn nước, khoảng cách giữa các thanh gọi là khe hở
có thể phân thành các nhóm:
Song chắn rác phân biệt loại thô (5 – 25mm): đối với nước sinh hoạt,
khe hở song chắn nhỏ hơn 16mm thực tế ít được sử dụng.
Loại cố định, di động dựa theo đặc điểm cấu tạo.
Theo phương pháp láy rác khỏi thanh chắn phân biệt loại thủ công và
cơ giới, song chắn rác thường được đặt nghiêng so với mặt nằm ngang
7
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
một góc 45
0
– 90
0
để tiện khi cọ rửa, theo mặt bằng cũng có thể đặt
vuông góc hoặc tạo thành góc so với hướng nước chảy.
Thành song chắn có thể dung tiết diện tròn, chữ nhật, bầu dục. Tiết
diện tròn ít được sử dụng vì rác dễ dính chặt vào thanh đan gây khó
khăn cho công tác cào rác. Được sử dụng nhiều nhất là tiết diện hình
chữ nhật, tuy nhiên loại này tổn thất lớn. Song chắn rác loại di động vì
thiết bị và quản lí phức tạp nên ít sử dụng. sử dụng nhiều là loại song
chắn rác cố định, lấy rác nhờ các cào sắt gắn liền với hệ xích quay, làm
việc 1 – 2 lần trong ngày. Rác chuyển tới máy nghiền và sau khi nghiền
nhỏ dẫn đổ vào mương trước song chắn hay vào hệ thống dẫn bùn lên
bể metan.
• Bể lắng:
• Độ nhớt của chất thải
• Kích thước và khối lượng riêng của chất thải
• Mật độ các hạt
• Chế độ chảy
• Bể lọc
Là giai đoạn cuối cung để làm trong nước triệt để. Hàm lượng cặn
còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép. Các
loại bể lọc:
• Bể lọc chậm (0.1- 0.5 m/h)
• Bể lọc nhanh (5 – 15 m/h)
• Bể lọc cao tốc (36 – 100 m/h)
• Bể lọc sơ bộ
• Bể lọc áp lực
• Bể lọc tiếp xúc
8
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
Phương pháp xử lý khoa học
• Keo tụ
Khái niệm về keo tụ
Mục đích: mục đích của quá trình này là lắng và loại bỏ các hạt cặn
có trong thành phần nước nhưng do kích thước quá nhỏ (< mm)
nên chúng không thể tự lắng được
Nguyên tắc: để thực hiện quá trình keo tụ, ta phải kết hợp biện pháp
xử lý cơ học và dung những chất phản ứng tạo các hạt keo có khả năng
kết dính các hạt cặn lơ lửng có trong nước và chúng còn có thể dính lại
với nhau, từ đó tạo ra những bông cặn lớn, có trọng lượng đáng kể và
lắng xuống dễ dàng.
Các chất phản ứng phổ biến:
Những chất phản ứng được sử dụng phổ biến gồm: phèn nhôm và
phèn sắt.
Phèn nhôm: trong các công nghệ xử lý nước người ta thường hay sử
dụng phèn nhôm sạch, loại chúa 45% Al
2
(SO
4
)
3
, khi cho phèn nhôm
vào nước chúng phân li thành các ion Al
3+
, sau đó cùng thuỷ phân
thành Al(OH)
3
. Phản ứng:
9
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
Qua phản ứng trên, Al(OH)
3
có vai trò quyết định đối với hiệu quả
của quá trình keo tụ, ngoài ra tự do giải phóng sẽ được khử bởi độ
kiềm tự nhiên của nước, trong một số trường hợp có thể phải bổ sung
độ kiềm bằng cách dung chất kiềm hoá là vôi, soda, xút…
Đặc điểm của phản ứng phèn nhôm:
pH < 4.5: phản ứng không xảy ra
pH > 7.5: hiệu quả keo tụ kém
4.5 < pH < 7.5 xảy ra quá trình keo tụ và hiệu quả cao nhất với pH
= 5.5 ÷ 7.5
Nhiệt độ của nước cao tốc độ keo tụ xảy ra nhanh nên đạt hiệu quả
cao và ngược lại nhiệt độ thích hợp khi dùng phèn nhôm là 20 ÷ 40
0
C,
tốt nhất là 35 ÷ 40
0
C.
Ngoài ra còn có yếu tố là độ đục, các thành phần ion có trong nước,
các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn… gây ảnh hưởng đến quá trình
keo tụ.
Phèn sắt: gồm phèn sắt (II) và phèn sắt (III).
Phản ứng;
10
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
Quá trình oxy hoá chỉ diễn ra tốt ở pH = 8 – 9 và nước có độ kiềm
cao. Do đó, khi dùng phèn sắt phải kết hợp với vôi, phèn sắt không đạt
hiệu quả keo tụ đối với nước có nhiều hữu cơ.
Riêng đối với phèn sắt (III):
Sử dụng phèn sắt (III) không cần nâng pH cử nước, pH = 3.5 phản
ứng keo tụ đã xảy ra và tốt nhất ở pH=5.5÷ 6.5. Phén sắt (III) không bị
ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thuỷ phân.
• Bể hoà trộn phèn:
Mục đích:
Hòa tan phèn cục và lắng cặn bẩn, nồng độ dung dịch phèn trong bể
hoà trộn phèn thường cao (10 – 17%).
Đối với trạm xử lý công suất nhỏ (500
3
/ngđ) có thể hoà trộn phèn
bằng phương pháp thủ công.
Đối với trạm xử lý có công suất 5000 – 20000 m
3
/ngđ có thể hoà trộn
phèn trong bể bằng máy khuấy hoặc bằng bơm tuần hoàn.
Đối với trạm có công suất >20000 m
3
/ngđ thường sử dụng bể hoà
trộn phèn bằng cách sụt khí nén.
Thông thường phải thiết kế hai bể trộn phèn trở lên để đảm bảo quá
trình liên tục khi có sự cố, trường hợp cần tăng công suất đột xuất.
• Bể tiêu thụ:
11
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
Mục đích:
Pha loãng dung dịch phèn đưa từ bể trộn sang đến nồng độ thích
hợp, theo TCVN – 33:85 nồng độ phèn trong bể này bằng 4 – 10% tính
theo sản phẩm không ngậm nước.
Để hoà trộn đều dung dịch trong bể tiêu thụ cũng dùng không khí
nén hoặc máy khuấy.
Cường độ xục khí 3 – 5 l/s.m
2
.
Đối với phèn FeCl
3
khi hoà trộn cần phải cẩn thận vì sản phẩm tạo
thành có hơi HCl rất nguy hiểm.
Thiết bị định lượng phèn:
Mục đích:
- Điều chỉnh tự động liều lượng phèn trước khi đưa vào bể phản
ứng.
- Tuỳ theo chức năng sử dụng có thể chia thiết bị định lượng thành
- Định theo liều lượng thay đổi: thay đổi theo Q, tính chất nước hoặc
cả hai.
- Định liều lượng không đổi.
Hiện nay sử dụng phổ biến là bơm định lượng với ưu điểm: gọn nhẹ,
công suất cao, áp suất làm việc cao, gồm 2 loại: loại chịu được acid
(công suất máy bơm từ 25 ÷ 1600 l/h), loại chịu được kiềm (công suất
máy bơm từ 630 ÷ 2500 l/h).
12
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
• Thiết bị pha chế vôi:
Mục đích:
Hoà trộn, pha loãng nồng độ vôi thích hợp để kiềm hoá nước, làm
mềm nước, ổn định nước.
Tương tự như thiết bị pha chế - định lượng dung dịch phèn, thiết bị
pha chế - định lượng vôi cũng được khuấy trộn, pha loãng định lượng –
nồng độ, liều lượng thích hợp để sử dụng.
Phương pháp và thiết bị hoà trộn phản ứng:
Mục đích:
Hoà trộn đều, nhanh chóng phản ứng với nước trước khi tạo bông,
thời gian hào trộn 1 – 2 phút. Tuỳ theo phương pháp trộn, ta có trộn cơ
học và trộn thuỷ lực.
Phương pháp trộn cơ học:
Biện pháp cơ học có thể thực hiện nhờ cánh hay bản lá của máy bơm
trong trạm bơm cấp 1.
Biện pháp chủ yếu trong trộn cơ học là dùng máy khuấy, thời gian
trộn 30 – 60 giây.
Việc khuấy trộn được thực hiện trong bể trộn hình vuông hoặc hình
tròn. Nước và hoá chất đi vào ở phẩn đáy bể sau khi hoà trộn được thu
lại ở phía trên bề mặt bể, sau đó đưa qua bể phản ứng.
Ưu điểm: thời gian trộn ngắn, có thể điều chỉnh cường độ khuấy trộn.
13
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
Nhược điểm: cần có máy khuấy và các thiết bị cơ khí khac nên đòi hỏi
trình độ quản lý, vận hành cao. Thường áp dụng cho các nhà máy có
mức độ cơ giới hoá, tự động hoá cao và công suất lớn.
_ Phương pháp trộn thuỷ lực:
Được sử dụng phổ biến ở Việt Nam.
Nguyên tắc: trộn thuỷ lực là phương pháp dùng các vật cản để tạo ra
sự xáo trộn trong dòng chảy hỗn hợp của nước và hoá chất để hoà trộn
chúng với nhau. Phương pháp này thực hiện trên ống đẩy của máy bơm
cấp 1 hoặc trong bể trộn.
Đơn giản nhất là đưa chất phản ứng vào ống đẩy của máy bơm cấp
1, nếu chiều dài ống không đủ để tạo ra tổn thất áp lực thì gắn thêm
thiết bị vành chắn (vòng đệm) đẻ tạo ra tổn thất áp lực h và vận tốc cục
bộ V = 1.2 – 1.5 m/s. Lúc này sẽ tạo ra dòng chảy rối đảm bảo trộn đều
phèn với nước.
Ngoài ra, còn sử dụng các bể trộn: bể trộn có khoan lỗ, bể trộn đứng,
bể trộn có chắn ngang, bể trộn cơ giới…
• Bể trộn đứng:
Sử dụng trong trường hợp có dùng vôi sữa để kiềm hoá nước, vì bể
trộn đứng giúp các phần tử vôi ở trạng thái lơ lửng, nên quá trình hào
tan vôi thực hiện tốt.
Diện tích tối đa bể không lớn hơn 15 m
2
vì diện tích này càng lớn thì
khả năng trộn đều hoá chất với nước càng kém.
14
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
Nguyên tắc làm việc:
Nước chảy từ dưới lên, tốc độ dòng nước đưa vào đáy V
đ
= 1 ÷ 1.5
m/s, tạo nên chuyển động rối giúp nước trộn đều với chất phản ứng.
Nước sau khi hoà trộn chảy qua các lỗ trên máng thu xung quanh bể
đến máng tập trung và sau đó chảy sang công trình tiếp theo. Tốc độ
nước chảy trong máng V
m
= 6m/s.
Thời gian lưu nước trong bể < 2 phút.
Bể thường được xây dựng với bề mặt hình vuông, tròn, phần đáy
hình tháp, chóp với góc ở đáy 30 ÷ 40
0
.
Bể trộn có tấm chắn khoan lỗ:
Thực chất là một cái máng, trong có 3 tấm chắn thẳng đứng, trên tấm
chắn có khoan nhiều lỗ.
Nguyên tắc hoạt động: các lỗ khoan sẽ tạo nhiều xoáy nước dẫn đến
nước và chất phản ứng sẽ trộn đều lẫn nhau.
Thường sử dụng cho các trạm xử lý công suất vừa và nhỏ.
Hàng lỗ trên cùng phải ngập sâu trong nước khoảng 0.1 ÷ 0.5 m để
tránh không hoà trộn vào trong nước.
Tổng diện tích các lỗ trên một tấm chắn khoảng 30 ÷ 40% diện tích
tấm chắn.
Khoảng cách trong các tấm chắn bằng chiều bề rộng bể.
• Bể trộn vách ngăn ngang có cửa thu hẹp:
15
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
Cấu tạo khác máng hình chữ nhật, trong máng đặt 3 vách ngăn có
cửa thu hẹp. cấu tạo này chuyển động xoáy chất phản ứng trộn đều với
nước.
Thích hợp cho những trạm bơm có công suất vừa và nhỏ. Tốc độ
phản ứng trong máng 0.6m/s, tốc độ nước qua cửa hẹp V
h
= 1 m/s.
Khoảng cách giữa 2 vách ngăn bằng 2 lần chiều rộng bể.
Bể phản ứng kiểu vách ngăn:
Thường được kết hợp với bể lắng ngang.
Nguyên tắc hoạt động: dùng các vách ngăn để tạo sự đổi chiều liên
tục của dòng nước, các vách ngăn hướng dòng nước chuyển động
ziczak theo phương ngang hoặc phương thẳng đứng. Thời gian lưu
nước tuỳ theo loại nước cần xử lý: đối với nước đục 20 – 30 phút và 30
– 40 phút khi xử lý có màu. Chuyển động của dòng nước có tốc độ
giảm dần từ đầu bể đến cuối bể. Có 2 loại bể: bế có vách ngăn ngang
và bể có vách ngăn đứng.
Bể có vách ngăn ngang: khe giữa các vách ngăn > 0.7 m, thường
được sử dụng cho các trạm xử lý có công suất 30000 m
3
/ngđ.
Bể có vách ngăn đứng: sử dụng cho các trạm xử lý có công suất
6000 m
3
/ngđ.
16
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
Ưu điểm: bể phản ứng kiểu vách ngăn đơn giản trong xây dựng và
quản lý vận hành.
Nhược điểm: khối lượng xây dựng lớn do có nhiều vách ngăn và
chiều cao phải thoả mãn tổn thất áp lực trong bể.
2. Phương pháp xử lý lý học:
Như đã biết, sau quá trình xử lý cơ học nước cấp, nhất là nước sau
khi qua bể lọc, phần lớn các vi khuẩn đã được giữ lại. Song để đảm sức
khoẻ của con người, nước cấp cần phải vô trùng.
Sau khi xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện
tự nhiên cho hiệu xuất xử lý thấp và khử trung cao nhất. Hầu hết các
loại vi khuẩn trong nước thải không phải là vi khuẩn gây bệnh, nhưng
không loại trừ khả năng tồn tại 1 vài loài vi khuẩn gây bệnh nào đó.
Chính từ những lý do đó nước cấp trước khi sử dụng và nước thải
trước khi cả vào nguồn tiếp nhận cần phải được khử trùng.
Khử trùng nước là nhằm mục đích phá huỷ, triệt bỏ các loài vi khuẩn
gây bệnh nguy hiểm, chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình
xử lý.
Có nhiều biện pháp khử trùng nước phổ biến hiện nay:
• Dùng Clo hơi qua thiết bị định lượng Clo.
• Dùng hypoclorid canxi Ca(ClO)
2
hoà tan trong thùng dung
dịch chứa 3 ÷ 5% rồi định lượng vào bể tiếp xúc.
17
ĐỒ ÁN “ XỬ LÍ NƯỚC CẤP “ GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
• Dùng hypoclorid natri NaClO.
• Dùng clorua vôi.
• Dùng ozon thường được sản xuất từ không khí bằng máy
tạo ozon dặt trong nhà máy xử lý nước. Ozon sản xuất ra
được dẫn ngay vào bể trộn.
• Dùng tia cực tím (UV) do neon thuỷ ngân áp lực thấp sản
ra. Đèn phát tia cực tím đặt gập trong dòng chảy của nước.
Từ trước đến nay, khi khử trùng nước người ta hay dùng clo nước
tạo hơi và các hợp chất của clo vì clo là hoá chất được ngành công
nghiệp dùng nhiều, có sẵn trên thị trường, giá thành chấp nhận được,
hiệu quả khử trùng cao. Nhưng những năn gần đây các nhà khoa học
đưa ra khuyến cáo hạn chế dùng clo để khử trùng nước vì:
Lượng clo dư 0.5 mg/l trong nước thải để đảm bảo sự an toàn ổn
định cho quá trình khử trùng sẽ gây hại đến cá và các sinh vật nước có
ít khác.
Clo kết hợp với hydrocacbon thành hợp chất có hại cho môi trường
sống.
Ở các nước tiên tiến đang thay dần clo bằng ozon làm chất khử trùng
nước và đang nghiên cứu áp dụng khử trùng bằng thiết bị phát tia cực
tím.
∗ Khử trùng nước bằng clo và các hợp chất của clo:
18