Đề tài Hệ thống hoá quy trình xử lý nước cấp tại nhà máy nước Cầu Đỏ - Thành phố Đà Nẵng

O.T.O). Cho 5ml nước đã xử lý vào ống thủy tinh nhỏ, cho vào tiếp hai giọt O.T.O, nếu dung dịch không có màu vàng thì trong nước không có clo dư, nếu dung dịch chuyển sang màu vàng thì chứng tỏ trong nước có clo dư. Mức độ clo dư nhiều hay ít tùy thuộc vào chỉ thị màu đậm hay nhạt. Đặc điểm của trạm khử trùng là: + Trạm được bố trí nơi cuối hướng gió. + Trạm có gian đặt bình clo và gian Clorato riêng, có cửa dự phòng thoát hiểm. + Trạm có hệ thống trung hoà clo lúc bị xì bằng phương pháp Cruber gồm: tháp trung hoà, bơm hút gió, bơm tuần hoàn dung dịch NaOH. Hình 3.11. Nhà pha clo Hình 3.12. Máy bơm clo 3.1.2.10. Bể chứa nước sạch Gồm 2 bể xây dựng bằng bê tông cốt thép theo kiểu nửa chìm nửa nổi có dung tích mỗi bể là 10.000m3. Phía trên được lắp đặt các ống thu khí, bể chứa phục vụ các nhu cầu: + Nước rửa bể lắng, bể lọc, pha hóa chất, chứa nước sinh hoạt cung cấp cho công nhân của nhà máy, rửa các thiết bị của phòng thí nghiệm, rửa đường, tưới cây trong khuôn viên nhà máy. + Chứa lượng nước dự trữ cứu hỏa khi cần. + Chứa lượng nước điều hòa giữa trạm bơm nước nguồn và trạm bơm nước sạch. + Cung cấp lượng nước sinh hoạt cho thành phố Đà Nẵng. Hình 3.13. Bể chứa nước sạch 3.1.2.11. Trạm bơm cấp II Trạm bơm này có nhiệm vụ bơm nước từ bể chứa và phân phối về mạng lưới cấp nước cho thành phố Đà Nẵng. Trạm gồm 6 bơm có trục ngang có công suất 320 KW bơm nước cấp cho thành phố. Ba bơm cấp nước rửa lọc. Hình 3.14. Trạm bơm cấp II Hình 3.15. Máy bơm gió rửa lọc 3.1.3. Quy trình kiểm soát: 3.1.3.1. Sơ đồ kiểm soát Kiểm tra chất lượng Bể lắng Kiểm tra chất lượng Kiểm tra chất lượng Kiểm tra chất lượng Mạng lưới Nguồn nước Bể lọc Bể chứa Điều chỉnh cửa thu Định lượng phèn, vôi Định lượng Clo Nhân viên thí nghiệm Ca trưởng theo dõi sản xuất Nhân viên thí nghiệm Ca trưởng Công nhân vận hành trạm bơm Nhân viên thí nghiệm Ca trưởng Công nhân vận hành trạm bơm Nhân viên thí nghiệm Ca trưởng Công nhân vận hành trạm bơm Sơ đồ 3.2. Sơ đồ quy trình kiểm soát dây chuyền xử lý nước 3.1.3.2. Thuyết minh sơ đồ a) Xử lý nước nguồn: Nếu nguồn nước bị nhiễm mặn: - Chỉ tiêu yêu cầu để kiểm tra độ mặn: + Nồng độ NaCl. + Độ dẫn điện của nguồn nước. - Quy trình công nghệ: Điều chỉnh cửa thu nước để giảm nồng độ NaCl. Tiêu chuẩn vệ sinh ăn uống: NaCl ≤ 250. - Thiết bị sử dụng sản xuất: + Phao chắn nước. + Phao gỗ chắn nước. + Máy đo độ mặn. + Máy đo độ dẫn điện. - Quy trình kiểm tra: Theo tần suất dự báo thủy văn trung trung bộ. - Phương tiện kiểm tra: + Thao tác đóng, mở phao. + Theo dõi độ mặn, độ dẫn điện bằng máy đo. - Trách nhiệm: + Phòng thí nghiệm: Kiểm tra. + Ca trưởng: Vận hành, công nhân vận hành trạm bơm I, và nhà định lượng phèn trực tiếp chịu trách nhiệm. b) Nếu nước không bị nhiễm mặn - Chỉ tiêu yêu cầu để kiểm tra: + Độ đục. + Độ pH. + Độ dẫn điện. + T.D.S. + Hữu cơ. - Quy trình công nghệ: + Định lượng phèn theo Jartest. + Đảm bảo nước trước khi đi vào bể lọc: Độ đục ≤ 5NTU. - Thiết bị sử dụng sản xuất: + Bơm định lượng phèn. + Q = 2000 l/h - Qui trình kiểm tra + Sáng : 1 lần lúc 8h30 + Chiều : 1 lần lúc 14h30 + Tối : 1 lần lúc 20h30 - Phương tiện kiểm tra:. + Máy đo độ đục HACH2100P. + Máy Sension5. + Máy đo pH. + Hóa chất + thuốc thử. - Trách nhiệm: + Phòng thí nghiệm: kiểm tra. + Ca trưởng: Vận hành và công nhân vận hành nhà định lượng phèn trực tiếp chịu trách nhiệm. c) Bể lắng: - Thông tin mô tả sản phẩm: Các chỉ tiêu yêu cầu kiểm tra + Độ đục. + Độ pH. + Độ dẫn điện . + Hữa cơ. + T.D.S. - Quy định công nghệ: Khả năng tạo bông cặn tốt và độ pH của nguồn nước trong quá trình sử dụng phèn theo kết quả định lượng của phòng thí nghiệm. - Thiết bị sử dụng sản xuất: + Máy đo độ đục. + Máy đo pH. + Máy đo E.C, T.D.S. + Hóa chất. - Qui định kiểm tra: + Sáng : 1 lần lúc 8h30 + Chiều : 1 lần lúc 14h30 + Tối : 1 lần lúc 20h30 - Phương tiện kiểm tra: + Máy đo độ đục HACH2100P. + Máy Sension5. + Máy đo pH. + Hóa chất + thuốc thử. - Trách nhiệm:. + Phòng thí nghiệm: kiểm tra, theo dõi. + Ca trưởng: Vận hành và công nhân vận hành nhà định lượng phèn trực tiếp chịu trách nhiệm. d) Bể lọc - Thông tin mô tả sản phẩm: + Đảm bảo nguồn nước sau khi đi qua bể lọc nhanh (một lớp vật liệu lọc) đạt tiêu chuẩn yêu cầu ăn, uống của Bộ y tế. + Đảm bảo độ đục < 2NTU. - Qui định công nghệ: Súc rửa bể lọc nhanh phải tiến hành theo đúng quy định sau: + Cạo rửa bề mặt lớp cát lọc. + Chùi rửa rêu, mốc xung quanh bể lọc. + Vận hành bơm gió súc, rửa bể lọc thời gian 3 - 5 phút, với P = 0,2 kg/cm3. + Súc rửa bể lọc bằng nước từ đài rửa, cho đến khi nước đạt yêu cầu. + Xả nước lọc đầu thời gian 3 - 5 phút. + Ngưng lọc 15 phút sau đó cho bể lọc hoạt động. - Thiết bị sử dụng sản xuất: + Bơm gió có cường độ gió: P = 0,1- 0,5 kg/cm3. + Đài rửa lọc: H = 10m, Q = 90 m3. - Qui định kiểm tra: Thời gian súc rửa bể lọc: 1 bể/1 lần/1 ngày. - Phương tiện kiểm tra: Theo quy trình vận hành bể lọc nhanh TCXD76/179. - Trách nhiệm: Ca trưởng và công nhân vận hành hồ lọc: trực tiếp chịu trách nhiệm. e) Khử trùng - Thông tin mô tả sản phẩm: Đảm bảo nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn vệ sinh ăn uống theo quy định của bộ Y tế. - Qui định công nghệ: Sử dụng clo lỏng để châm vào nước với nồng độ thích hợp, mục đích là tiêu hủy các hợp chất vô cơ, hữu cơ và vi sinh trong nước để nguồn nước sau khi xử lý đạt yêu cầu. Nồng độ clo dư 0,3 - 0,7 mg/l. - Thiết bị sử dụng sản xuất: Sử dụng máy châm clo lỏng hiệu ECOCHLOR với nồng độ châm từ 1 - 5 kg/h. - Qui định kiểm tra: Kiểm tra nồng độ clo dư 1 giờ/ lần. - Phương tiện kiểm tra: Sử dụng thuốc thử chỉ thị màu Ortotholudine để nhận biết lượng clo dư trong nước. - Trách nhiệm: + Phòng thí nghiệm: Kiểm tra, theo dõi. + Ca trưởng và công nhân vận hành nhà định lượng phèn: Trực tiếp chịu trách nhiệm. f) Bể chứa - Thông tin mô tả sản phẩm: Chất lượng nước tại bể chứa phải đạt yêu cầu về vệ sinh nước ăn uống của bộ Y tế 1329/2002/BYT – QĐ. - Qui định công nghệ: Chất lượng nước tại bể chứa: + Độ đục: < 2NTU. + Clo dư: 0,3 – 0,7 mg/l. + Hữu cơ: 0 mg/l. + pH: 6,5 - 8,5 và các chỉ tiêu lý hóa liên quan đến chất lượng nước đã xử lý. - Thiết bị sử dụng sản xuất: Bể chứa nước bằng bêtông cốt thép. + Bể 1: 10.000 m3 + Bể 2: 10.000 m3 - Qui định kiểm tra: + Kiểm tra bể chứa nước sạch hằng ngày. + Vệ sinh, súc xả bể chứa 1 bể/1 lần/năm. - Phương tiện kiểm tra: + Máy đo độ đục. + Hóa chất kiểm tra nồng độ clo dư. + Hóa chất, thuốc thử. - Trách nhiệm: + Phòng thí nghiệm: Kiểm tra trực tiếp. + Ca trưởng và công nhân vận hành nhà bơm 2: Trực tiếp chịu trách nhiệm. Phân tích lượng nước - Thông tin mô tả sản phẩm: Phân tích chất lượng nước nguồn và nguồn nước sau khi xử lý để đánh giá chất lượng nước trong quá trình xử lý. - Qui định công nghệ: Phân tích nước bằng các thiết bị đo tại phòng thí nghiệm và các hóa chất thử. - Thiết bị sử dụng sản xuất: Phân tích nước bằng các thiết bị đo tại phòng thí nghiệm và các hóa chất thử. - Qui định kiểm tra + Sáng : 1 lần lúc 8h30 + Chiều : 1 lần lúc 14h30 + Tối : 1 lần lúc 20h30 Phương tiện kiểm tra: + Máy đo độ đục HACH2100P. + Máy Sension5. + Hóa chất + thuốc thử. - Trách nhiệm: Phòng thí nghiệm chịu trách nhiệm. + Phân tích nguồn nước trước xử lý và sau xử lý + Lấy mẫu và xét nghiệm mẫu + Xử lý mẫu sau phân tích + Kiểm tra chất lượng nước đã xử lý trước khi cấp nước cho người sử dụng. 3.2. Lựa chọn và đề xuất công nghệ xử lý nước cấp cho nhà máy nước Cầu Đỏ - Đà Nẵng 3.2.1. Các quá trình xử lý nước mặt 3.2.1.1. Xử lý nước cấp bằng phương pháp cơ học a) Hồ chứa và lắng sơ bộ Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô là tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tác động của các điều kiện môi trường, thực hiện các phản ứng oxy hóa do tác dụng của oxy hòa tan trong nước, và làm nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn nước vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước thô bơm cấp cho nhà máy xử lý nước. b) Song chắn và lưới chắn rác Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụ loại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu quả làm sạch của các công trình xử lý. Vật nổi và vật lơ lửng trong nước có thể có kích thước nhỏ như que tăm nổi, hoặc nhành cây non khi đi qua máy bơm vào các công trình xử lý có thể bị tán nhỏ hoặc thối rữa làm tăng hàm lượng cặn và độ màu của nước. Song chắn rác có cấu tạo gồm các thanh thép tiết diện tròn cỡ 8 hoặc 10, hoặc tiết diện hình chữ nhật kích thước 6 x 50 mm đặt song song với nhau và hàn vào khung thép. Khoảng cách giữa các thanh thép từ 40 ÷ 50 mm. Vận tốc nước chảy qua song chắn khoảng 0,4 ÷ 0,8 m/s. Song chắn rác được nâng thả nhờ ròng rọc hoặc tời quay tay bố trí trong ngăn quản lý. Hình dạng song chắc rác có thể là hình chữ nhật, hình vuông hoặc hình tròn. Lưới chắn rác phẳng có cấu tạo gồm một tấm lưới căng trên khung thép. Tấm lưới đan bằng các dây thép đường kính 1 ÷ 1,5 mm, mắt lưới 2x2 ÷ 5x5 mm. Trong một số trường hợp, mặt ngoài của tấm lưới đặt thêm một tấm lưới nữa có kích thước mặt lưới 25 x 25 mm đan bằng dây thép đường kính 2 – 3 mm để tăng cường khả năng chịu lực của lưới. Vận tốc nước chảy qua băng lưới lấy từ 0,15 ÷ 0,8 m/s. Lưới chắn quay được sử dụng cho các công trình thu cỡ lớn, nguồn nước có nhiều. Cấu tạo gồm một băng lưới chuyển động liên tục qua hai trụ tròn do một động cơ kéo. Tấm lưới gồm nhiều tấm nhỏ nối với nhau bằng bản lề. Lưới được đan bằng dây đồng hoặc dây thép không gỉ đường kính từ 0,2 ÷ 0,4. Mắt lưới kích thước từ 0,3 x 0,3 mm đến 0,2 x 0,2 mm. Chiều rộng băng lưới từ 2 ÷ 2,5 m. Vận tốc nước chảy qua băng lưới từ 3,5 ÷ 10 cm/s, công suất động cơ kéo từ 2 ÷ 5 kW. c) Bể lắng cát Ở các nguồn nước mặt có độ đục lớn hơn hoặc bằng 250 mg/l sau lưới chắn, các hạt cặn lơ lửng vô cơ, có kích thước nhỏ, tỷ trọng lớn hơn nước, cứng, có khả năng lắng nhanh được giữ lại ở bể lắng cát. Nhiệm vụ của bể lắng cát là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,5, để loại trừ hiện tượng bào mòn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể tạo bông và bể lắng. [9] d) Quá trình lắng Bể lắng có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước. Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng lớp mỏng và bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng. Trong bể lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn 16,3 mm/s. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước lớn hơn 3.000 m3/ngày. Đối với bể lắng đứng, nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,3 - 0,5 mm/s. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 đến 20%. Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang thông thường, nhưng khác với bể lắng ngang là trong vùng lắng của bể lắng lớp mỏng được đặt thêm các bản vách ngăn bằng thép không gỉ hoặc bằng nhựa. Các bản vách ngăn này nghiêng một góc 450 ÷ 600 so với mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau. Do có cấu tạo thêm các bản vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu suất cao hơn so với bể lắng ngang. Diện tích bể lắng lớp mỏng giảm 5,26 lần so với bể lắng ngang thuần túy. Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng có ưu điểm là không cần xây dựng bể phản ứng, bởi vì quá trình phản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong điều kiện keo tụ tiếp xúc, ngay trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng. Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn ít diện tích xây dựng hơn. Tuy nhiên, bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, kỹ thuật vận hành cao. Vận tốc nước đi từ dưới lên ở vùng lắng nhỏ hơn hoặc bằng 0,85 mm/s và thời gian lưu nước khoảng 1,5 – 2 giờ. e) Quá trình lọc Bể lọc được dùng để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước tùy thuộc vào yêu cầu đối với chất lượng nước của các đối tượng dùng nước. Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước. Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại, làm tăng tổn thất áp lực, tốc độ lọc giảm dần. Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc, phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc. Tốc độ lọc là lượng nước được lọc qua một đơn vị diện tích bề mặt của bể lọc trong một đơn vị thời gian (m/h). Chu kỳ lọc là khoảng thời gian giữa hai lần rửa bể lọc T (h). Để thực hiện quá trình lọc nước có thể sử dụng một số loại bể lọc có nguyên tắc làm việc, cấu tạo lớp vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau. Thiết bị lọc có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo đặc tính như lọc gián đoạn và lọc liên tục; theo dạng của quá trình như làm đặc và lọc trong; theo áp suất trong quá trình lọc như lọc chân không (áp suất 0,085 MPa), lọc áp lực (từ 0,3 đến 1,5 MPa) hay lọc dưới áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng… Trong các hệ thống xử lý nước công suất lớn không cần sử dụng các thiết bị lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt. Vật liệu lọc có thể sử dụng là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi nghiền, thậm chí cả than nâu hoặc than gỗ. Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa phương. Quá trình lọc xảy ra theo những cơ chế sau: - Sàng lọc để tách các hạt rắn hoàn toàn bằng nguyên lý cơ học. - Lắng trọng lực - Giữ hạt rắn theo quán tính - Hấp phụ hóa học - Hấp phụ vật lý - Quá trình dính bám - Quá trình lắng tạo bông. Thiết bị lọc với lớp hạt có thể được phân loại thành thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc nhanh, thiết bị lọc hở và thiết bị lọc kín. Chiều cao lớp vật liệu lọc trong thiết bị lọc hở dao động trong khoảng 1- 2 m và trong thiết bị lọc kín từ 0,5 – 1m. 3.2.1.2. Xử lý nước cấp bằng phương pháp hóa lý a) Quá trình làm thoáng Bản chất của quá trình làm thoáng là hòa tan oxy từ không khí vào nước để oxy hóa sắt hóa trị II, mangan hóa trị II thành sắt hóa trị III, mangan hóa trị IV tạo thành các hợp chất hydroxyl sắt hóa trị III và hydroxyl mangan hóa trị IV Mn(OH)4 kết tủa dễ lắng đọng để khử ra khỏi nước bằng lắng, lọc. Làm thoáng để khử CO2, H2Scó trong nước, làm tăng pH của nước, tạo điều kiện thuận lợi và đẩy nhanh quá trình oxy hóa và thủy phân sắt và mangan, nâng cao công suất của các công trình lắng và lọc trong quy trình khử sắt và mangan. Quá trình làm thoáng làm tăng hàm lượng oxy hòa tan trong nước, nâng cao thế oxy hóa khử của nước để thực hiện dễ dàng các quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong quá trình khử mùi và mùi của nước. Có hai phương pháp làm thoáng: - Đưa nước vào trong không khí: cho nước phun thành tia hay thành màng mỏng chảy trong không khí ở các dàn làm thoáng tự nhiên, hay cho nước phun thành tia và màng mỏng trong các thùng kín rồi thổi không khí vào thùng như ở các dàn làm thoáng cưỡng bức. - Đưa không khí vào nước: dẫn và phân phối không khí nén thành các bọt nhỏ theo dàn phân phối đặt ở đáy bể chứa nước, các bọt khí nổi lên, nước được làm thoáng. - Hỗn hợp hai phương pháp trên: làm thoáng bằng máng tràn nhiều bậc và phun trên mặt nước. b) Clo hóa sơ bộ Clo hóa sơ bộ là quá trình cho clo vào nước trước bể lắng và bể lọc. Clo hóa sơ bộ có tác dụng tăng thời gian khử trùng khi nguồn nước nhiễm bẩn nặng, oxy hóa sắt hòa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo thành các kết tủa tương ứng, oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu, ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu, phá hủy tế bào của các vi sinh sản ra chất nhầy nhớt trên mặt bể lọc. c) Quá trình keo tụ và phản ứng tạo bông cặn Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1 đến 10m. Các hạt này không nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách loại. Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng. Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự dính kết giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra do chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn. Tuy nhiên, trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tích điện, có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa. Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện. Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết với những hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông. Những chất keo tụ thường dùng nhất là các muối sắt và muối nhôm như: - Al2(SO4)3, Al2(SO4)2.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O. - FeCl3, Fe2(SO4)2.2H2O, Fe2(SO)2.3H2O, Fe2(SO4)2.7H2O. Muối Nhôm: Trong các loại phèn nhôm, Al2(SO4)3 được dùng rộng rãi nhât do có tính hòa tan tốt trong nước, chi phi thấp và hoạt động có hiệu quả trong khoảng pH = 5,0 – 7,5. Quá trình điện ly và thủy phân Al2(SO4)3 xảy ra như sau: Al3+ + H2O = AlOH2+ + H+ AlOH+ + H2O = Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2 + H2O = Al(OH)3(s) + H+ Al(OH)3 + H2O = Al(OH)4- + H+ Ngoài ra, Al2(SO4)3 có thể tác dụng với Ca(HCO3)2 trong nước theo phương trình phản ứng sau: Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 = Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2 Al2(SO4)3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 6H+ +3SO42- Trong phần lớn các trường hợp, người ta sử dụng hỗn hợp NaAlO2 và Al2(SO4)3 theo tỷ lệ (10:1) – (20:1). Phản ứng xảy ra như sau: 6NaAlO2 + Al2(SO4)3 + 12H2O = 8Al(OH)3 + 2Na2SO4 Việc sử dụng hỗn hợp muối trên cho phép mở rộng khoảng pH tối ưu của môi trường cũng như tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông. Khi sử dụng phèn nhôm cần lưu ý: - pH hiệu quả tốt nhất với phèn nhôm là khoảng 5,5 – 7,5. - Nhiệt độ của nước thích hợp khoảng 20 – 40oC. - Ngoài ra, cần chú ý đến : các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng… Ưu điểm của phèn nhôm: - Về mặt năng lực keo tụ ion nhôm, nhờ điện tích 3+, có năng lực keo tụ thuộc loại cao nhất trong số các loại muối ít độc hại mà loài người biết. - Muối nhôm ít độc, sẵn có trên thị trường và khá rẻ. - Công nghệ keo tụ bằng phèn nhôm là công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểm soát, phổ biến rộng rãi. Nhược điểm của phèn nhôm: + Làm giảm đáng kể độ pH, phải dùng NaOH để hiệu chỉnh lại độ pH dẫn đến chi phí sản xuất tăng. + Khi quá liều lượng cần thiết thì hiện tượng keo tụ bị phá hủy làm nước đục trở lại. + Phải dùng thêm một số phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng. + Hàm lượng Al dư trong nước lớn so với khi dùng chất keo tụ khác và có thể lớn hơn tiêu chuẩn với 0,2mg/lít. + Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và không tan cùng các kim loại nặng thường hạn chế.  + Ngoài ra, có thể làm tăng lượng SO42- trong nước thải sau xử lí là loại có độc tính đối với vi sinh vật. Muối Sắt: Các muối sắt được sử dụng làm chất keo tụ có nhiều ưu điểm hơn so với các muối nhôm do: - Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp. - Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn. - Độ bền lớn. - Có thể khử mùi H2S. Tuy nhiên, các muối sắt cũng có nhược điểm là tạo thành phức hòa tan có màu do phản ứng của ion sắt với các hợp chất hữu cơ. Quá trình keo tụ sử dụng muối sắt xảy ra do các phản ứng sau: FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3 + HCl Fe2(SO4)3 + 6H2O = Fe(OH)3 + 3H2SO4 Trong điều kiện kiềm hóa: 2FeCl3 + 3Ca(OH)2 = Fe(OH)3 + 3CaCl2 FeSO4 + 3Ca(OH)2 = 2Fe(OH)3 + 3CaSO4 Chất trợ keo tụ: Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợ keo tụ. Việc sử dụng chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ, giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo. Các chất trợ keo tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin (C6H10O5)n, các ete, cellulose, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O). Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit (CH2CHCONH2)n. Tùy thuộc vào các nhóm ion khi phân ly mà các chất trợ đông tụ có điện tích âm hoặc dương như polyacrylic acid (CH2CHCOO)n hoặc polydiallyldimetyl-amon. Liều lượng chất keo tụ tối ưu sử dụng trong thực tế được xác định bằng thí nghiệm Jartest. d) Khử trùng nước Khử trùng nước là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt. Mục đích là để tiêu diệt hoàn toàn những vi khuẩn có thể gây bệnh còn sót lại trong quá trình xử lý nước. Trong nước thiên nhiên chứa rất nhiều vi sinh vật và khử trùng. Sau các quá trình xử lý cơ học, nhất là nước sau khi qua bể lọc, phần lớn các vi trùng đã bị giữ lại. Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nước. Hiện nay có nhiều biện pháp khử trùng có hiệu quả như: khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh, các tia vật lý, siêu âm, phương pháp nhiệt, ion kim loại nặng,… - Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của Clo: Clo là một chất oxy hóa mạnh ở bất cứ dạng nào. Khi Clo tác dụng với nước tạo thành axit hypoclorit (HOCl) có tác dụng diệt trùng mạnh. Khi cho Clo vào nước, chất diệt trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và gây phản ứng với men bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt. Khi cho Clo vào nước, phản ứng diễn ra như sau: Cl2 + H2O HOCl + HCl Hoặc có thể ở dạng phương trình phân ly: Cl2 + H2O H+ + OCl- + Cl- Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra như sau: Ca(OCl)2 + H2O CaO + 2HOCl 2HOCl = 2H+ + 2OCl- HOCl là một axit không bền có tác dụng khử trùng mạnh. Bản thân HOCl sẽ tự phân li theo phản ứng ion cho ra H+ và Cl- , ion sẽ tiếp tục phân li tạo ra [O] và [Cl-], [O] có tác dụng khử trùng nước. Nước sau khi đã khử trùng muốn chắc chắn rằng nguồn nước đã được khử khuẩn tuyệt đối thì giá trị clo dư là giá trị dùng để nhận biết nguồn nước đã khử trùng. Hàm lượng clo dư khoảng 0,3-0,7 mg/l. Khả năng tiệt trùng của clo phụ thuộc vào hàm lượng HOCl có trong nước. Nồng độ HOCl phụ thuộc vào lượng ion H+ có trong nước hay phụ thuộc vào độ pH của nước khi: + pH = 6 : HOCl chiếm 99,5% còn OCl chiếm 0,5% + pH = 7 : HOCl chiếm 79% còn OCl chiếm 21% + pH = 8 : HOCl chiếm 25% còn OCl chiếm 75% Những vấn đề phát sinh khi khử trùng bằng clo: + Phản ứng phụ + Hình thành Clorophenol + Hình thành T.H.M ( Tri-halogen-methanol) - Dùng ozone để khử trùng: Ozone là một chất khí có màu ánh tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đối với con người. Ơ trong nước, ozone phân hủy rất nhanh thành oxy phân tử và nguyên tử. Ozone có tính hoạt hóa mạnh hơn Clo, nên khả năng diệt trùng mạnh hơn Clo rất nhiều lần. Thời gian tiếp xúc rất ngắn do đó diện tích bề mặt thiết bị giảm, không gây mùi vị khó chịu trong nước kể cả khi trong nước có chứa phenol. - Khử trùng bằng phương pháp nhiệt: Đây là phương pháp khử trùng cổ truyền. Đun sôi nước ở nhiệt độ > 100oC có thể tiêu diệt phần lớn các vi khuẩn có trong nước. Chỉ trừ nhóm vi khuẩn khi gặp nhiệt độ cao sẽ chuyển sang dạng bào tử vững chắc. Tuy nhiên, nhóm vi khuẩn này chiếm tỉ lệ rất nhỏ. Phương pháp đun sôi nước tuy đơn giản, nhưng tốn nhiên liệu và cồng kềnh, nên chỉ dùng trong quy mô gia đình. - Khử trùng bằng tia cực tím (UV): Tia cực tím là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 4 – 400nm, có tác dụng diệt trùng rất mạnh. Dùng các đèn bức xạ tử ngoại, đặt trong dòng chảy của nước. Các tia cực tím phát ra sẽ tác dụng lên các phân tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc và mất khả năng trao đổi chất, vì thể chúng sẽ bị tiêu diệt. Hiệu quả khử trùng chỉ đạt được triệt để khi trong nước không có các chất hữu cơ và cặn lơ lửng. Sát trùng bằng tia cực tím không làm thay đổi mùi, vị của nước. - Khử trùng bằng siêu âm: Dòng siêu âm với cường độ tác dụng không nhỏ hơn 2W/cm2 trong khoảng thời gian trên 5 phút có khả năng tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật trong nước. - Khử trùng bằng ion bạc: Ion bạc có thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là: nếu trong nước có độ màu cao, có chất hữu cơ, có nhiều loại muối,…thì ion bạc không phát huy được khả năng diệt trùng. e) Quá trình xử lý ổn định nước Mục đích của quá trình xử lý ổn định nước là giữ cho nước luôn ở môi trường trung tính nhằm ngăn ngừa hiện tượng giảm chất lượng nước trong quá trình vận chuyển, đồng thời ngăn ngừa quá trình xâm thực hoặc lắng cặn CaCO3 trong hệ thống đường ống cung cấp, phân phối nước. Nhiệm vụ của quá trình xử lý ổn định nước là loại trừ khả năng xâm thực của CO2 hoạt tính có trong nước, điều chỉnh độ pH của nước. f) Quá trình làm mềm nước Độ cứng của nước chủ yếu là do sự có mặt của các ion Ca2+ và Mg2+. Hai thành phần trên không gây độc cho sức khỏe nhưng gây hại cho thiết bị như đóng cặn trong ống dẫn nước, ảnh hưởng đến chất lượng nước. Để khử độ cứng của nước, người ta dựa trên hai phương pháp sau: Khử cứng theo phương pháp kết tủa: Phương pháp này loại trừ Ca2+ và Mg2+ ra khỏi nước dựa trên cơ sở tan thấp của CaCO3, MgCO3 và Mg(OH)2 và có thể tách chúng ra bằng biện pháp lắng, lọc. Đây là phương pháp thường được sử dụng trong xử lý nước cấp. Trên cơ sở đó người ta có các phương pháp làm mềm nước như: + Làm mềm nước bằng phương pháp nhiệt. + Làm mềm nước bằng phương pháp hóa học( làm mềm bằng vôi, vôi kết hợp với soda, làm mềm bằng trinatriphotphat). Khử cứng theo phương pháp trao đổi ion: Khử cứng theo phương pháp trao đổi ion là biện pháp làm mềm nước dựa trên cơ sở trao đổi ion. Nước được cho chảy qua cột lọc và ở đó, ion Ca2+ và Mg2+ được giữ lại trên cột lọc. 3.2.1.3. Xử lý nước cấp bằng các phương pháp đặc biệt Ngoài các phương pháp xử lý trên, khi chất lượng nước cấp được yêu cầu cao hơn nên trong xử lý nước cấp còn sử dụng một số phương pháp sau: - Khử mùi và vị bằng làm thoáng, chất oxy hóa mạnh, than hoạt tính. Khi nước có chứa các chất gây màu và mùi trong nước, đặc biệt là chất gây mùi trong nước thì biện pháp xử lý hiệu quả nhất là dung than hoạt tính để hấp thụ các chất gây màu và mùi trong nước. Than hoạt tình thường dùng để xử lý các chất hữa cơ hòa tan và các chất vi ô nhiễm trong nước. Than hoạt tính có bề mặt hoạt tính rất lớn nên khả năng hấp thụ những phần tử gây màu và mùi trong nước rất cao. Cacbon hoạt tính có cấu trúc ngẫu nhiên, có độ xốp cao với các lỗ sắp xếp theo đường. Sự hấp dẫn các phân tử trong lỗ tạo ra lực hấp phụ. Lực hấp phụ này làm cho những phân tử lớn và nhỏ của chất ô nhiễm hòa tan tập hợp lại và lắng lại trong lỗ. - Làm mềm nước bằng phương pháp nhiệt, phương pháp hóa học, phương pháp trao đổi ion - Khử mặn và khử muối trong nước bằng phương pháp trao đổi ion, điện phân, lọc qua màng, nhiệt hay chưng cất. 3.2.2. Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý 3.2.2.1. Nguyên tắc lựa chọn Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp phụ thuộc vào chất lượng và đặc trưng nguồn nước thô, yêu cầu chất lượng nước cấp và công suất trạm xử lý nước. Khi lựa chọn nguồn nước cần chú ý các đặc điểm sau: - Nguồn nước phải có lưu lượng trung bình nhiều năm theo tần suất yêu cầu của đối tượng tiêu thụ. Trữ lượng nguồn nước phải đảm bảo khai thác nhiều năm. - Chất lượng nước đáp ứng yêu cầu vệ sinh theo TCXD – 33 – 68, ưu tiên chọn nguồn nước nào dễ xử lý và ít dùng hoá chất. - Ưu tiên chọn nguồn nước gần nơi tiêu thụ, có sẵn thế năng để tiết kiệm năng lượng, có địa chất công trình phù hợp với yêu cầu xây dựng, có điều kiện bảo vệ nguồn nước. - Cần ưu tiên chọn nguồn nước ngầm nếu lưu lượng đáp ứng yêu cầu sử dụng. Chất lượng của nguồn nước thô thay đổi theo không gian và thời gian. Do vậy, công nghệ xử lý nước và quá trình vận hành cũng phải thay đổi dựa theo tính chất lý, hóa, sinh của nước thô. Trong một nguồn nước thô, người ta cố gắng giữ chất lượng nước đưa vào dây chuyền công nghệ xử lý không thay đổi theo mùa bằng các quá trình xử lý sơ bộ. Dựa vào các số liệu có được từ các quá trình phân tích các thông số chất lượng nước, so sánh với yêu cầu xử lý mà quyết định xử lý gì trong nước. Chọn các thông số chính về chất lượng nước và đưa ra kỹ thuật xử lý cụ thể. Chọn hóa chất và liều lượng hóa chất cần dùng và tối ưu các điều kiện vận hành cho từng bước xử lý và sắp xếp các bước xử lý cho phù hợp. Quyết định đến dây chuyền công nghệ xử lý còn phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Khả năng đáp ứng về thiết bị. - Tính linh hoạt của thiết bị khi chất lượng nước thay đổi. - Giá thành xây dựng và giá thành tiêu hao. - Yếu tố chất thải. Bể chứa tiếp xúc để khử trùng 3.2.2.2. Một số dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp được sử dụng phổ biến ở Việt Nam Clo khử trùng Bơm tự chảy cấp nước Nước nguồn Sơ đồ 3.3. Sơ đồ cấp nước trực tiếp sau khi sử dụng Bể lọc chậm Bể tiếp xúc khử trùng Clo Nước nguồn Cấp nước Sơ đồ 3.4. Sơ đồ xử lý nước bằng lọc chậm Bể trộn Bể lọc tiếp xúc Lắng nước rửa lọc Bể tiếp xúc khử trùng Phèn Clo Nước nguồn Cung cấp Đưa về bể trộn hoặc xả ra cuối nguồn nước Sơ đồ 3.5. Sơ đồ lọc trực tiếp Lắng nước rửa lọc Làm thoáng Lọc Tiếp xúc khử trùng Xả cặn Clo Nước ngầm Cung cấp Sơ đồ 3.6. Sơ đồ xử lý nước ngầm bằng làm thoáng đơn giản và lọc Làm thoáng tự nhiên hoặc cưỡng bức Lắng tiếp xúc Nước rửa lọc Lọc Tiếp xúc khử trùng Xả cặn clo Nước ngầm Cung cấp Sơ đồ 3.7. Sơ đồ khử sắt nước ngầm bằng làm thoáng, lắng tiếp xúc và lọc Làm thoáng Trộn và lắng cặn Lọc Tiếp xúc khử trùng Lắng nước rửa lọc Hoá chất Cung cấp Nước ngầm Xả cặn lắng ra hồ nén cặn Trộn Keo tụ tạo bông cặn Lắng Lọc Tiếp xúc khử trùng Lắng nước rửa lọc Sơ đồ 3.8. Sơ đồ dùng hoá chất để khử sắt và mangan trong nước ngầm Clo Phèn Cung cấp Nước ngầm Xả cặn ra hồ nén cặn Sơ đồ 3.9. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước truyền thống Trộn Tạo bông cặn Lọc Lắng nước rửa lọc Lắng Tiếp xúc khử trùng Lọc qua than hoạt tính Chất trợ keo tụ clo Clo Ozon Phèn Xả cặn ra hồ chứa Cung cấp Sơ đồ 3.10. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước có màu, mùi, vị 3.2.3. Đề xuất dây chuyền công nghệ 3.2.3.1. Tính chất, đặc điểm, thành phần của nguồn nước sông Cầu Đỏ Khí hậu miền trung chia làm nhiều mùa rõ rệt trong năm. Khu vực thành phố Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nắng - khô - nóng phân mùa rõ rệt. Vào mùa nắng hạn trong năm từ tháng 4 - 8, nguồn nước cấp cho nhà máy Cầu Đỏ bị nhiễm mặn, có năm lên đến hơn 1000mg/lít , lúc này nước được lấy từ đập An Trạch cách điểm lấy nước ở Cầu Đỏ 8 km nên chất lượng nước cấp cho nhà máy nước Cầu Đỏ tương đối tốt. Tuy nhiên, chất lượng nước sông Cẩm lệ bị ảnh hưởng nhiều vào mùa mưa lũ. Đặc biệt nồng độ cặn, tạp chất lơ lửng, các chất hữa cơ và vô cơ hòa tan sẽ tăng cao. Bản chất của một nguồn nước mặt là nguyên nhân của việc chất lượng nước không ổn định giữa các mùa trong năm. Vì vậy, việc lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý đòi hỏi phải có sự linh hoạt trong khi vận hành để giảm chi phí sản xuất nước mà vẫn đáp ứng nhu cầu về chất lượng. Các thông số chỉ tiêu chất lượng nước trong thiết kế dựa trên mẫu phân tích chất lượng nguồn nước sông Cẩm Lệ. Tuy nhiên, do sự không ổn định về chất lượng nước giữa các mùa trong năm nên có thể điều chỉnh một số thông số cho phù hợp. Bảng 3.5. Các chỉ tiêu cần phân tích nguồn nước thô [6] STT Thời gian lấy mẫu Sáng 7h30 Chiều 13h30 Chỉ tiêu Thô Xử lí Thô Xử lí 1 Mùi vị 0 0 0 2 Màu (units Pt – Co) ≤ 5 225 0 3 Độ đục N.T.U ≤ 2 mg/l 85 0,47 87,5 0,86 4 Cặn lơ lửng ≤ 5 mg/l 72 0 5 TDS ≤ 1000 mg/l 32,2 34,9 30,9 33,6 6 Hữu cơ a xít ≤ 2 mg/l 1,12 0 0,64 0 7 Ph 6,5 – 8,5 7,49 7,36 7,5 7,35 8 Nhiệt độ(0C) < 40 24,2 24,4 25,5 25,4 9 Độ dẫn điện EC µs/ cm 64,5 69,8 61,7 67,2 10 Độ kiềm ≤ 200 mg/l 45 40 45 40 11 Độ cứng ≤ 300 mg/l 28 30 26 28 12 Độ mặn NaCl ≤ 250 mg/l 23,4 23,4 23,4 23,4 13 Độ mặn (Cl-) mg/l 14,2 14,2 14,2 14,2 14 COD mg/l 307 0 15 Fe toàn phần ≤ 0,5 mg/l 1,37 0 16 Fe2+ mg/l 0,54 0,01 17 NO3- ≤ 50 mg/l 4 0,2 18 NH3 mg/l 1,9 0,1 19 Mn ≤ 0,5 mg/l 0,126 0 20 MnO- 0,272 0 21 Chlorine dư 0,3-0,5 0,6 0,7 22 Định lượng PAC Mg/l 7 7 pH 7,4 7,4 3.2.3.2. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý Dựa vào những thông số của nhà máy về chất lượng nước thô trước xử lý và tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt của Việt Nam, ta thấy những thông số cần phải xử lý đối với nguồn nước sông Cẩm Lệ là hàm lượng căn, độ đục, độ cứng( hàm lượng Ca2+), và chỉ tiêu vi sinh vật. Những thông số khác đều dưới mức cho phép. Như vậy, cần thiết trong dây chuyền công nghệ xử lý nước phải có quá trình keo tụ để tách hàm lượng cặn, để giảm độ đục, có quá trình làm mềm để khử Ca2+, có quá trình lắng để tách các bông cặn lớn mà quá trình keo tụ tạo ra, có quá trình lọc để tách các bông cặn không lắng và quá trình khử trùng nước. Quá trình keo tụ tạo bông cặn sẽ hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước nên đọ oxy hóa KMnO4 của nước sẽ bị khử. Trong quá trình xử lý, pH của nước sẽ thay đổi do cho vào các hóa chất keo tụ, làm mềm và khử trùng. Nếu pH của nước quá cao hoặc quá thấp thì cần thiết phải có quá trình xử lý ổn định nước. Vôi, phèn Clo Nước nguồn Hệ thống thu gom chất thải Hồ chứa, các quá trình tự làm sạch Lưới chắn rác Trạm bơm cấp I Mạng lưới cấp nước Trạm bơm cấp II Bể keo tụ Bể tạo bông Bể lắng lamen Bể lọc nhanh Trạm khử trùng và ổn định nước Bể chứa nước sạch Bể lắng lamen Hình 3.9. Sơ đồ dây chuyền công nghệ đề xuất 3.2.4. Đề xuất biện pháp quản lý kỉ thuật cho nhà máy Cầu Đỏ 3.2.4.1. Các biện pháp - Cần phải tiến hành kiểm tra định kì, đảm bảo các công trình và thiết bị trong nhà máy luôn hoạt động bình thường. - Thường xuyên theo dõi, đảm bảo chế độ hoạt động hợp lý nhất cho các công trình và thiết bị. - Lập kế hoạch kiểm tra và sửa chữa định kì. - Phát hiện kịp thời và giải quyết sự cố nhanh chóng. - Kiểm tra chất lượng nước định kì cả trước và sau xử lý. - Xác định đúng và kịp thời lượng hóa chất hợp lý nhất dùng để xử lí nước theo từng thời kì trong năm. - Kiểm tra định kì các thiết bị đo, đếm - Chuẩn bị chu đáo cho các công trình và thiết bị hoạt động vào thời gian cao điểm nhất trong năm. - Tẩy rửa định kì các công trình và thiết bị. Ngoài ra, để tăng cường hiệu quả hoạt động của các công trình và thiết bị trong nhà máy nước, cần thực hiện theo một số yêu cầu sau: - Cần áp dụng những tiến bộ khoa học kĩ thuật, những cải tiến kĩ thuật, để không ngừng nâng cao công suất và hiệu quả làm việc của các công trình và thiết bị. - Không ngừng cải tiến tổ chức công việc một cách khoa học để đảm bảo sự làm việc một cách nhịp nhàng giữa các khâu. Đưa cơ giới hóa và tự động hóa vào công tác quản lí để nâng cao năng suất làm việc. - Nghiêm chỉnh chấp hành quy trình sản xuất, điều lệ về an toàn lao động, kiểm tra sản xuất thường xuyên có hệ thống. - Bồi dưỡng, nâng cao trình độ cán bộ quản lí, công nhân vận hành. 3.2.4.2. Nội dung quản lý kĩ thuật trạm xử lý nước a) Tổ chức quản lý - Tất cả các công trình trong trạm xử lý nước, trước khi đưa vào vận hành thử cần phải được khử trùng bằng clo - Công trình phải được kiểm tra toàn bộ sau các đợt sửa chữa lớn, sau đó khử trùng bằng clo hoặc clorua vôi. - Trước khi đưa vào hoạt động chính thức cần tiến hành chạy thử một thời gian cho đến khi đạt tiêu chuẩn về chất lượng nước. b) Kiểm tra định kì các thiết bị và công trình trong trạm - Bể trộn và bể phản ứng: Khi kiểm tra cần quan sát kĩ bên trong thành và các vách ngăn, các van đặt ngầm và các van xả. - Bể lắng, bể tiếp xúc: Khi kiểm tra cần quan sát kĩ bên trong thành và các vách ngăn, phần móng công trình, van khóa. - Bể lọc: Đây là công trình quan trọng, cần kiểm tra các khâu sau: + Kiểm tra chiều cao lớp vật liệu lọc, quan sát bề mặt lớp lọc, ít nhất ba tháng một lần. + Trước khi rửa lọc cần chú ý đến độ nhiễm bẩn của cát lọc, chiều dày lớp cặn đóng trên bề mặt lớp vật liệu lọc, độ phân bố đều trên bề mặt lớp vật liệu lọc, sự có mặt của các cặn bẩn trong các hốc khuất hình phễu, các vết nứt trên mặt vật liệu lọc. + Sau khi rửa lọc kiểm tra lớp cát lọc, tìm các chỗ rửa chưa đạt yêu cầu, độ nhiễm bẩn còn lại… Cần tiến hành quan sát sau khi xả cho mực nước thấp hơn mặt cát lọc một ít, cần kiểm tra ít nhất một tháng một lần. + Kiểm tra chiều dày lớp đỡ, thăm dò bằng ống lấy mẫu theo thời gian rửa. + Lấy mẫu cát để phân tích độ nhiễm bẩn, ít nhất một năm một lần. + Kiểm tra lượng cát lọc bị hao hụt bằng cách đo khoảng cách từ mặt cát đến mép máng rửa, so sánh với thiết kế, cắt bỏ cát bị nhiễm bẩn ở trên bề mặt và bổ sung thêm cát lọc. + Kiểm tra thời gian và cường độ rửa lọc. Xác định lượng cặn bẩn còn trong nước rửa, độ súc rửa phân phối đều, độ thu nước đều vào máng và việc trôi cát vào máng. - Bể chứa nước sạch: Khi kiểm tra định kì cần quan sát bên trong bể, quan sát các van và đường ống dẫn nước ra vào bể mỗi năm một lần. - Thiết bị pha trộn phèn: Cần quan sát bên ngoài các thiết bị và ống dẫn, do người trực ban của trạm kiểm tra hằng ngày. - Thiết bị pha chế clo: Cần quan sát thường xuyên các thiết bị và ống dẫn clo, thử nghiệm độ rò rĩ. c) Bảo dưỡng định kì các công trình trong trạm - Bể trộn và bể phản ứng: Cần cọ rửa cặn bẩn bám vào thành và vách ngăn, kiểm tra độ rò rĩ và tình trạng làm việc của công trình, van khóa và ống dẫn. - Bể lắng, bể tiếp xúc: Cọ rửa thành và vách ngăn, thông tắc các giàn ống hay máng phân phối. - Kiểm tra tình trạng làm việc của các van, ống. - Kiểm tra độ rò rĩ, cọ rửa thành vách tối thiểu một năm một lần. - Bể lọc: Kiểm tra tình trạng làm việc của của các van khóa và đường ống. Kiểm tra tình trạng mất cát lọc. Rửa sạch thành, vách máng hằng ngày theo chu kì rửa lọc. - Thiết bị pha phèn, vôi, clo: Thường xuyên lau chùi, sửa chữa, xả cặn, cần sơn lại thiết bị, đường ống. 3.2.4.3. Nội dung quản lý các công trình đơn vị xử lý nước a) Quản lí hệ thống thiết bị hóa chất - Đối với các hóa chất rắn: như phèn, vôi, sút..Trong quản lí cần quan tâm đặc biệt đến khâu phân phối dung dịch. Các dung dịch có nồng độ cao, chảy trong ống dẫn, phải có tốc độ lớn hơn 0,8 m/s. Trường hợp cần thiết để đảm bảo tốc độ chảy tối thiểu, phải pha thêm nước vào ống với các thiết bị đặc biệt. - Đối với hóa chất lỏng như clo: Phải kiểm tra độ đầy clo của bình tiêu chuẩn và thùng dự trữ bằng cách cân. Sau khi sử dụng hết clo lỏng, khí clo lỏng còn lại trong bình tiêu chuẩn phải được súc sạch bằng vòi phun. Ống dẫn clo phải là ống không bị ăn mòn, chịu được áp lực cao. Hằng năm đường ống dẫn clo phải được tháo rời và thổi sạch bằng không khí khô, quan sát kĩ các chỗ nối, ống nhánh và sữa chữa lại khi cần thiết. Sau khi thổi phải nhanh chóng nạp đầy clo lỏng. b) Bể trộn, bể phản ứng Hằng năm phải tháo sạch các bể này và kiểm tra toàn bộ, bất kể mức độ đóng cặn nhiều hay ít. Khi rửa bể phải dùng nước vôi phun từ thành xuống đáy, dùng bàn chải chải sạch sau đó rửa sạch bằng dung dịch sunfat 5%. c) Quản lý bể lắng - Hằng năm tối thiểu một lần phải tháo sạch và kiểm tra toàn bộ sau khi xả toàn bộ bùn vào ống xả, cần rửa bể bằng nước sạch sau đó rửa lại toàn bộ bể bằng dung dịch sunfat 5%. Cuối cùng phải tẩy trùng bằng dung dịch clo. - Khi quản lí bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng, chiều dày lớp cặn lơ lửng phải giữ không đổi khoảng từ 2 - 2,5 m. Cần quan sát độ phân phối đều nước trên toàn bộ diện tích ngăn lắng, các giàn ống thu nước. Việc xả bùn thừa vào ngăn chứa nén cặn, các đường ống dẫn. d) Bể lọc nhanh - Quá trình lọc: Khi lọc nước, tốc độ lọc phải được giữ không đổi trong suốt chu kì làm việc của bể. Trong trường hợp cần thiết, muồn thay đổi tốc độ lọc, cần phải thay đổi từ từ, không được phép thay đổi đột ngột. Khi bắt đầu một chu kì lọc, phải giữ tốc độ lọc ở giá trị 2 - 3 m/h trong khoảng 10 - 15 phút. Sau đó tăng dần đến tốc độ lọc bình thường. Trong suốt quá trình lọc không được để mực nước ở bể lọc hạ xuống quá mức quy định. - Trong thực tế để giữ tốc độ lọc ổn định, người ta sử dụng các loại thiết bị điều chỉnh tốc độ lọc. Ở các bể lọc đều phải được trang bị các dụng cụ đo tốc độ lọc và tổn thất áp lực của bể lọc. Dụng cụ này có thể gắn trực tiếp lên bể lọc hoặc lắp trong các tủ điều khiển cho các bể lọc. Các dụng cụ này phải được kiểm tra định kì tối thiểu 6 tháng một lần. - Quá trình rửa bể lọc: Được tiến hành khi tổn thất áp lực trong bể đạt tới giá trị giới hạn hoặc vào thời điểm chất lượng nước lọc bắt đầu xấu đi. Xác định thời điểm cần rửa lọc bằng các thiết bị đo báo tự động hoặc bằng cách quan sát độ chênh mực nước trước và sau bể lọc khi quản lí vận hành thủ công. - Trước khi rửa bể lọc phải đóng van nước vào bể để hạ mực nước trong bể xuống dưới máng rửa. Sau đó đóng van nước vào bể chứa và mở van xả. Trình tự rửa lọc: - Khi rửa nước thuần túy: Phải đảm bảo thời gian rửa và cường độ rửa cần thiết. - Khi rửa lọc bằng gió và nước kết hợp, phải tuân theo quy trình sau: + Bơm không khí với cường độ 15 – 20 l/s/m2 sục cho bề mặt bể lọc sôi đều làm cho nước đục trong khoảng 1 - 2 phút. Sau đó mở thêm van nước( phối hợp với gió ) với lưu lượng nước hạn chế từ 2,5 – 3 l/s/m2 và quan sát kĩ không cho cát tràn vào máng thu nước rửa trong khoảng 4 - 5 phút. Nếu có hiện tượng cát tràn vào máng thu phải lập tức đóng bớt van nước, nếu vẫn tràn thì phải đóng hẳn van nước. Sau đó tắt bơm không khí và tiếp tục mở bơm nước với cường độ rửa nước thuần túy 5 - 8 l/s/m2 trong khoảng 4 - 5 phút, cho đến lúc nước trên bề mặt trong hẳn. Thời gian này cũng phải quan sát xem cát có bị tràn ra máng thu, nếu có phải đóng bớt các van nước lại. Ngoài ra trong quá trình quản lí bể lọc, người ta phải lập kế hoạch kiểm tra định kì các bộ phận của bể lọc như sau: + Kiểm tra chiều dày lớp vật liệu lọc và quan sát bề mặt lớp lọc: 3 tháng một lần. Trước khi rửa lọc quan sát sự nhiễm bẩn của lớp cát lọc, độ phân bố đều của cặn bẩn trên bề mặt bể lọc. Xem xét sự có mặt của cặn tích lũy thành các hốc, hố dạng hình phễu, các vết nứt trên mặt vật liệu lọc. Sau khi rửa lọc quan sát tình trạng lớp cát, tìm chỗ rửa chưa đạt yêu cầu, độ nhiễm bẩn còn lại trên lớp lọc… + Cần quan sát sau khi xả cho mực nước trong bể thấp hơn mặt cát lọc một tháng một lần. + Kiểm tra các vị trí đánh dấu chiều dày lớp đỡ. + Lấy mẫu cát để phân tích độ nhiễm bẩn + Kiểm tra lượng cát bị hao hụt. Nếu cần phải đổ thêm cát lọc thì phải cắt bỏ lớp cát bị nhiễm bẩn ở trên bề mặt dày 3 - 5 cm, 6 tháng một lần. + Kiểm tra mặt phẳng của mép máng thu nước rửa nếu không phẳng ngang thì phải mài mép máng. + Khi bể lọc phải ngừng để sữa chữa, sau mỗi lần sữa chữa bể phải được khử trùng bằng clo với nồng độ 20 - 50 mg/l, ngâm trong 24h. Sau đó rửa bằng nước sạch cho đến khi nước rửa chỉ còn lại 0,3 mg/l clo dư là được. e) Trạm khử trùng - Xác định lượng clo hợp lí trong quá trình quản lí là rất cần thiết. Khi dùng nước javen hay clorua vôi, sau khi pha dung dịch đến nồng độ cho phép phải lắng cho hết cặn mới được sử dụng. - Bảo đảm trộn đều dung dịch clo với nước và thời gian tiếp xúc không được nhỏ hơn 30 phút. Khi trộn clo vào nước có thể cho vào nước có thể cho vào đường ống có chiều dài hòa trộn không nhỏ hơn 50 lần đường kính ống hoặc ở các chỗ thu hẹp có giảm áp tương ứng với giảm áp theo chiều dài đoạn ống trên. - Có thể cho clo tiếp xúc với nước trong bể chứa, hoặc trên đường ống, nếu chiều dài ống đến vòi tiêu thụ gần nhất đảm bảo thời gian tiếp xúc ít nhất 30 phút. - Các thiết bị pha chế clo đều phải đặt ở nơi thoáng hướng gió chủ đạo, tránh hơi clo bay ra ngoài gây nguy hiểm cho người quản lí và các thiết bị công trình lân cận gần nhà máy. Bảng 3.4. Những nguyên nhân chính gây ngừng hoạt động và cách khắc phục sự cố Sự cố thường gặp Nguyên nhân và cách giải quyết Bể lắng - Lắng không tốt, bùn nổi lên. - Xả bùn không hiệu quả. - Kiểm tra lượng hóa chất châm vào nước. - Tăng số lần xả bùn bể lắng. - Tiến hành cọ rửa thành bể lắng. - Kiểm tra hoạt động xả bùn tự động và điều chỉnh chế độ cho phù hợp. - Kiểm tra lại quá trình xúc xả bùn. Bể lọc - Độ hao hụt của cát lọc không bình thường >10cm/năm. - Kiểm tra, không để các hố cát trên bể mặt giường lọc, luôn giữ chụp lọc ở trạng thái tốt. - Châm thêm lượng cát hao hụt. - Kiểm tra vị trí chính xác của cát, van rửa lọc. Phân tích nước xử lý - Sự xuất hiện của các chất lơ lửng. - Sự xuất hiện các vi khuẩn có gốc từ phân làm ô nhiễm nước. - Kiểm tra hoạt động của bể lắng, bể lọc. - Kiểm tra lượng các chất lơ lửng thông thường có trong nước thô. - Kiểm tra hoạt động của máy châm clo, thực hiện phân tích tên mẫu nước xử lý, hàm lượng clo tự do. - Điều chỉnh lượng clo châm cần thiết. 3.2.4.4. Biện pháp xử lý nước thải rửa lọc và bùn thải của bể lắng - Xả nước thải và bùn cặn vào cống thoát nước bẩn của thành phố để xử lý. - Tuần hoàn lại nước rửa lọc: Gồm bể điều hòa, để điều hòa lượng nước xả khi rửa lọc, máy bơm chìm đặt trong bể điều hòa, bơm nước rửa lọc lên bể trộn để xử lý tiếp tục. - Xây dựng các hồ cô đặc, nén và phơi khô bùn. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Nhà máy nước Cầu Đỏ sử dụng nguồn nước thô từ sông Cẩm Lệ. Qua quá trình xử lý, nước máy do nhà máy nước sản xuất, cung cấp đạt tiêu chuẩn của Bộ Ytế về nước uống. Sản phẩm nước sạch của nhà máy đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, công nghiệp góp phần vào phát triển kinh tế xã hội của thành phố Đà Nẵng. Công tác kiểm tra chất lượng nước được áp dụng cho tất cả các công đoạn và được xử lý. Quá trình sản xuất tại nhà máy được giám sát chặt chẽ bởi cán bộ, nhân viên phòng thí nghiệm, công nhân kĩ sư vận hành máy. Trong thời gian thực tập tại nhà máy đã giúp cho em có điều kiện tiếp xúc với thực tế, thấy được sự vận dụng của lý thuyết vào thực tế, là cơ sở nắm bắt thực tiễn, kinh nghiệm để nâng cao trình độ công việc sau này. KIẾN NGHỊ Nhà máy nước Cầu Đỏ được xây dựng đã lâu, đã trải qua nhiều lần nâng cấp cải tạo. Đến nay nhà máy cũng đang trong giai đoạn nâng cấp cải tạo cho nên nhiều hạng mục chưa sử dụng hết. Vì vậy chưa phát huy tối đa khả năng xử lý nước theo như thiết kế nên cần đẩy nhanh tiến độ hoàn thành các hạng mục. Cần thường xuyên vệ sinh sạch sẽ tại các bể xử lý, bể chứa để hạn chế các loại meo, mốc, rong, tảo để không làm ảnh hưởng đến chất lượng nước xử lý. Hiện tại trong nhà máy nước Cầu Đỏ còn hai bể lắng ngang của hệ thống xử lý cũ, cần sửa chữa nâng cấp và kết hợp xử lý với hệ thống mới của nhà máy để nâng công suất cấp nước cho thành phố. Ngoài ra, hiện nay nước sau khi rửa lọc được xả trực tiếp ra sông cần tận dụng nguồn nước này cho chảy lại bể lắng. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Trịnh xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, nhà xuất bản xây dựng 2004. [2]. Nguyễn ngọc Dung, Xử lý nước cấp, nhà xuất bản xây dựng 1999. [3]. Lê Minh Lưu, Cấp thoát nước, Cao Đẳng xây dựng 3. [4]. Nguyễn lan Phương, Xử lý nước cấp, Đại học bách khoa Hà Nội [4]. Hệ thống cấp nước thành phố Đà Nẵng, [5]. GS. TS. Trần Hiếu Nhuệ (22/11/2010), Công nghệ xử lý nước - nước thải ở Việt Nam - thực trạng và thách thức,  [6]. Báo cáo chất lượng nước nhà máy nước Cầu Đỏ, tháng 3 năm 2011. [7]. Tổng quan về cấp nước, [8]. Các thông số đánh giá chất lượng nước, [9]. Các phương pháp xử lý nước, MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 3.1. Công trình thu nước ở nhà máy nước Cầu Đỏ 17 Hình 3.2. Hồ sơ lắng 17 Hình 3.3. Trạm bơm cấp I 18 Hình 3.4. Nhà pha hoá chất 19 Hình 3.5. Ngăn trộn 19 Hình 3.6. Thí nghiệm JARTEST 19 Hình 3.7. Ngăn phản ứng 21 Hình 3.8. Bể lắng Lamela 22 Hình 3.9. Mương thu nước 22 Hình 3.10. Bể lọc 23 Hình 3.11. Nhà pha clo 22 Hình 3.12. Máy bơm clo 23 Hình 3.13. Bể chứa nước sạch 24 Hình 3.14. Trạm bơm cấp II 24 Hình 3.15. Máy bơm gió rửa lọc 24 DANH MỤC SƠ ĐỒ BẢNG BIỂU Sơ đồ 1.1. Sơ đồ các cấp quản lí và các phòng ban trong nhà máy Cầu Đỏ 12 Sơ đồ 3.1. Sơ đồ quy trình xử lý nước nhà máy nước Cầu Đỏ 15 Bảng 3.1. Nồng độ phèn theo thí nghiệm JARTEST 20 Bảng 3.2. Chất lượng nước tối thiểu tại bể lắng 21 Sơ đồ 3.2. Sơ đồ quy trình kiểm soát dây chuyền xử lý nước 25 Sơ đồ 3.3. Sơ đồ cấp nước trực tiếp sau khi sử dụng 39 Sơ đồ 3.4. Sơ đồ xử lý nước bằng lọc chậm 39 Sơ đồ 3.5. Sơ đồ lọc trực tiếp 39 Sơ đồ 3.6. Sơ đồ xử lý nước ngầm bằng làm thoáng đơn giản và lọc 40 Sơ đồ 3.7. Sơ đồ khử sắt nước ngầm bằng làm thoáng, lắng tiếp xúc và lọc 40 Sơ đồ 3.8. Sơ đồ dùng hoá chất để khử sắt và mangan trong nước ngầm 40 Sơ đồ 3.9. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước truyền thống 40 Sơ đồ 3.10. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước có màu, mùi, vị 41 Bảng 3.5. Các chỉ tiêu cần phân tích nguồn nước thô [6] 42 Hình 3.9. Sơ đồ dây chuyền công nghệ đề xuất 43 Bảng 3.4. Những nguyên nhân chính gây ngừng hoạt động và cách khắc phục sự cố 48 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ GĐ : Giám đốc PGĐ : Phó giám đốc KS : Kĩ sư NTU : Nephelometric Turbidity Unit : Độ đục JTU : Jackson turbidity unit : Độ đục CH : Carbonate Hardness : Độ cứng carbonat NCH : Non-Carbonate Hardness : Độ cứng phi carbonat E.Coli : Escherichia coli : Vi khuẩn đại tràng TCN : Trước công nguyên NMN : Nhà máy nước PAC : Poly aluminium chloride Lamen : Bể lắng Lamella O.T.U : Ortotholudine : Thuốc thử chỉ thị màu TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng pH : Độ pH TDS : Total Dissolved Solids : Tổng chất rắn hoà tan THM : Tri – halogen - methanol HOCl : Acid hypochlorous COD : Chemical Oxygen Demand : Nhu cầu oxy hoá học BOD : Biochemical Oxygen Demand : Nhu cầu oxy sinh học LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn đến thầy Tôn Thất Du người đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình cho em trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp. Em cũng gởi lời cảm ơn đến cán bộ nhà máy, công nhân vận hành trong nhà máy nước Cầu Đỏ đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực tập tại nhà máy. Bên cạnh đó em cũng gởi lời cảm ơn đến các thầy cô, gia đình, bạn bè đã giúp đỡ và động viên và đóng góp ý kiến cho em trong quá trình làm luận văn. Em xin chân thành cảm ơn ! Đà Nẵng, ngày 15 tháng 5 năm 2011 Sinh viên Võ Khâm Lợi