Đề tài Tổng quan quy trình xử lý nước nguồn có hàm lượng cặn > 2500mg/l

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP SVTH: Bùi Thị Tý 1 Tổng Quan Quy Trình xử Lý Nƣớc Nguồn Có Hàm Lƣợng Cặn > 2500mg/l GVHD: TH. TRẦN VĂN TIẾN SVTH: BÙI THỊ TÝ Lớp : 08MT ĐỒ ÁN TỔNG HỢP SVTH: Bùi Thị Tý 2 MỤC LỤC MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 5 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ ....................... 6 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƢỚC CẤP ...................................................................... 6 1.1.1. Tầm quan trọng của nƣớc cấp................................................................................ 6 1.1.2. Ứng dụng của nƣớc cấp ......................................................................................... 6 1.1.3. Các yêu cầu chung về chất lƣợng nƣớc cấp ........................................................... 7 1.2. CHẤT LƢỢNG NƢỚC NGUỒN ................................................................................ 7 1.2.1. Thành phần và chất lƣợng nƣớc bề mặt ................................................................. 7 1.2.1.1. Nước sông ...................................................................................................... 8 1.2.1.2. Nước ao, hồ .................................................................................................... 8 1.1.1.3. Nước suối ....................................................................................................... 9 1.1.1.4. Nước biển ....................................................................................................... 9 1.2.2. Phân loại nƣớc nguồn nhiễm bẩn ........................................................................... 9 1.2.3. Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc nguồn......................................................10 1.2.3.1. Chỉ tiêu lý học ...............................................................................................11 1.2.3.2. Chỉ tiêu hóa học ............................................................................................13 1.2.3.3. Chỉ tiêu vi sinh ..............................................................................................16 1.2.4. Tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc cấp ...........................................................................17 1.2.4.1. Chất lượng nước cấp cho ăn uống, sinh hoạt .................................................17 1.2.4.2. Chất lượng nước cấp cho sản xuất ................................................................17 1.3. CÁC QUÁ TRÌNH VÀ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC NGUỒN .....18 1.3.1. Mục đích của quá trình xử lý nƣớc .......................................................................18 1.3.2. Phƣơng pháp xử lý ...............................................................................................18 1.3.2.1. Phương pháp xử lý cơ học .............................................................................18 1.3.2.2. Phương pháp hoá học ...................................................................................19 1.3.2.3. Phương pháp lí học .......................................................................................20 1.3.3. Dây chuyền công nghệ xử lý .................................................................................20 1.3.3.1. Theo hiệu quả và biện pháp xử lý .................................................................20 1.3.3.2. Có quá trình keo tụ hay không có quá trình keo tụ .........................................20 1.3.3.3. Theo chuyển động của dòng nước..................................................................21 1.4. LỰA CHỌN QUY TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC NGUỒN CÓ HÀM LƢỢNG...................21 CẶN > 2500mg/l , KẾT HỢP CÁC BIỆN PHÁP HOÁ HỌC BỔ SUNG .........................21 1.4.1. Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý ...................................................................21 1.4.2. Công ngệ xử lý chung cho nƣớc nguồn ................................................................23 1.4.3. Lựa chọn quy trình xử lý cho nƣớc nguồn có hàm lƣợng cặn > 2500mg/l, kết hợp các biện pháp hóa học ....................................................................................................24 CHƢƠNG II: QUY TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC NGUỒN ..................................................25 CÓ HÀM LƢỢNG CẶN 2500mg/l .....................................................................................25 2.1. CÔNG ĐOẠN THU GOM NƢỚC NGUỒN ..............................................................25 2.1.1. Công trình thu nƣớc mặt.......................................................................................25 2.1.1.1. Công trình thu và trạm bơm kết hợp đặt trong lòng sông, lòng hồ .................25 2.1.1.2. Công trình thu đặt ở lòng sông, trạm bơm đặt trên bờ ..................................25 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP SVTH: Bùi Thị Tý 3 2.1.1.3. Công trình thu đặt ở lòng sông, ngăn lắng cát và buồng thu đặt tren bờ, trạm bơm tách riêng ...........................................................................................................26 2.1.1.4. Công trình thu, trạm bơm hợp khối đặt sát bờ ...............................................26 2.1.2. Song chắn và lƣới chắn rác...................................................................................26 2.1.2.1. Chức năng và vị trí ........................................................................................26 2.1.2.2. Cấu tạo ..........................................................................................................26 2.2. XỬ LÝ SƠ BỘ ..........................................................................................................27 2.2.1. Lắng sơ bộ ...........................................................................................................27 2.2.1.1. Mục đích lắng sơ bộ ......................................................................................27 2.2.1.2. Khử vi khuẩn, virut nhờ các quá trình tự nhiên trong hồ lắng ........................27 2.2.1.3. Ngăn ngừa sự phát triển của tảo....................................................................28 2.2.2. Quá trình oxy hoá sơ bộ .......................................................................................28 2.3. CÔNG ĐOẠN HÕA TRỘN .......................................................................................29 2.3.1. Phƣơng pháp trộn cơ học......................................................................................29 2.3.2. Phƣơng pháp trộn thuỷ lực ...................................................................................30 2.3.2.1. Bể trộn đứng .................................................................................................30 2.3.2.2. Bể trộn có tấm chắn khoan lỗ ........................................................................31 2.3.2.3. Bể trộn vách ngăn ngang có cửa thu hẹp .......................................................32 2.3.2.4. Bể trộn cơ khí ................................................................................................32 2.4. KEO TỤ TẠO BÔNG VÀ KIỀM HÓA NƢỚC ..........................................................33 2.4.1. Bản chất của quá trình keo tụ ...............................................................................33 2.4.1.1. Các phương pháp keo tụ ................................................................................34 2.4.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ ....................................................35 2.4.2. Hoá chất dùng trong keo tụ .................................................................................36 2.4.2.1. Phèn nhôm ....................................................................................................36 2.4.2.2. Phèn sắt ........................................................................................................36 2.4.2.3. So sánh phèn nhôm và phèn sắt .....................................................................37 2.4.2.4. Một số loại hoá chất khác ..............................................................................37 2.4.3. Các thiết bị và công trình của quá trình keo tụ ......................................................38 2.4.3.1. Thiết bị định liều lượng phèn .........................................................................38 2.4.3.2. Thiết bị pha chế vôi .......................................................................................39 2.4.4. Phản ứng tạo bông kết tủa ....................................................................................40 2.4.4.1. Bể phản ứng xoáy ..........................................................................................41 2.4.4.2. Bể phản ứng kiểu vách ngăn ..........................................................................42 2.4.4.3. Bể phản ứng có lớp cặn lơ lững .....................................................................43 2.5. LẮNG NƢỚC ............................................................................................................44 2.5.1. Khái niệm chung ..................................................................................................44 2.5.2. Cơ sở lý thuyết của quá trình lắng ........................................................................45 2.5.2.1. Lắng các hạt đơn lẻ .......................................................................................46 2.5.2.2. Lắng các hạt không ổn định có khả năng kết dính ..........................................46 2.5.3. Các loại bể lắng....................................................................................................46 2.5.3.1. Bể lắng ngang ...............................................................................................46 2.5.3.2. Bể lắng đứng .................................................................................................48 2.5.3.3. Bể lắng li tâm ................................................................................................49 2.6. QUÁ TRÌNH LỌC .....................................................................................................51 2.6.1. Khái niệm chung về quá trình lọc .........................................................................51 2.6.1.1. Phân loại bể lọc ............................................................................................51 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP SVTH: Bùi Thị Tý 4 2.6.1.2. Vật liệu lọc ....................................................................................................52 2.6.3. Bể lọc nhanh ........................................................................................................53 2.6.3.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc làm việc của bể lọc nhanh .................................54 2.6.2.2. Rửa bể lọc nhanh ..........................................................................................54 2.6.2.3. Hệ thống phân phối nước rửa lọc ..................................................................55 2.6.2.4. Hệ thống cung cấp nước rửa .........................................................................56 2.7. KHỬ TRÙNG NƢỚC ................................................................................................56 2.7.1. Nguyên nhân và mục đích khử trùng ....................................................................57 2.7.2. Khử trùng bằng các chất ôxi hóa mạnh .................................................................57 2.7.2.1. Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của Clo ................................................57 2.7.2.2. Dùng ôzôn để khử trùng ................................................................................59 2.7.2.3. Khử trùng bằng tia tử ngoại ..........................................................................59 2.8. HỆ THỐNG CẤP NƢỚC ...........................................................................................59 2.8.1. Công trình thu và vận chuyển nƣớc ......................................................................60 2.8.4. Công trình điều hòa và phân phối nƣớc ................................................................60 2.8.4.1. Bể chứa nước sạch ........................................................................................60 2.8.4.2 Đài nước ........................................................................................................61 2.8.4.3. Mạng lưới phân phối nước ............................................................................62 KẾT LUẬN...........................................................................................................................63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................................64 PHẦN PHỤ LỤC ..................................................................................................................64 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP SVTH: Bùi Thị Tý 5 MỞ ĐẦU Nếu trƣớc đây nƣớc là nguồn tài nguyên dồi dào, vô tận thì bây giờ chắc có lẽ không thể nữa. Bởi tốc độ tăng trƣởng về kinh tế, dân số quá nhanh, các khu dân cƣ, đô thị, nhà máy, xí nghiệp và các khu công nghiệp với quy mô lớn mọc lên một cách chóng mặt. Đi đôi với sự phát triển đó là yêu cầu tất yếu về nƣớc để đáp ứng cho các lĩnh vực trên. Do vậy nguồn nƣớc ngày càng bị khai thác cạn kiệt, không những thế mà còn bị ô nhiễm trầm trọng do xả thải của các hoạt động trên. Bảo vệ các nguồn nƣớc đƣợc xếp hàng đầu trong các vấn đề ƣu tiên. Và nƣớc thì không phải nƣớc gì cũng có thể sử dụng đƣợc, mà đó phải là nƣớc sạch để phục vụ cho mục đích ăn uống, sinh hoạt của con ngƣời, trong sản xuất của các ngành công nghiệp. Với mỗi mục đích sử dụng khác nhau thì yêu cầu về mức độ sạch của nguồn nƣớc cũng khác nhau. Thƣờng trƣớc đây ngƣời ta sử dụng nƣớc ngầm là chủ yếu vì nó tƣơng đối sạch, dể xử lý nhƣng trữ lƣợng lại không đủ để đáp ứng nhu cầu nhƣ hiện nay. Vì thế nƣớc mặt đang và đã đƣợc là nguồn nƣớc chính trong xử lý nƣớc cấp phục vụ cho nhu cầu phát triển của xã hội. Chính vì vậy mà với tôi là một sinh viên ngành công nghệ kĩ thuật môi trƣờng tôi đã chọn cho mình đề tài: “Tổng quan quy trình xử lý nƣớc nguồn có hàm lƣợng cặn >2500mg/l”. Với đề tài này tôi có thể sử dụng kiến thức mà mình đã học về sử lý nƣớc cấp và tìm hiểu kĩ hơn về vấn đề này. ĐỒ ÁN TỔNG HỢP SVTH: Bùi Thị Tý 6 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƢỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƢỚC CẤP 1.1.1. Tầm quan trọng của nƣớc cấp Nƣớc là một nhu cầu tất yếu cho mọi sinh vật. Không có nƣớc cuộc sống trên Trái Đất không thể tồn tại đƣợc. Hằng ngày cơ thể ngƣời cần từ 3 – 10 lit nƣớc cho các hoạt động bình thƣờng. Lƣợng nƣớc này không thể qua con đƣờng thức ăn, nƣớc uống đi vào cơ thể để thực hiện các quá trình trao đổi chất, trao đổi năng lƣợng, sau đó đi vào bài tiết và thải ra ngoài. Ngày nay với sự phát triển của công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm cho nguồn nƣớc tự nhiên bị hao kiệt và ô nhiễm. Vì thế con ngƣời phải biết xử lý nguồn nƣớc cấp để có đủ số lƣợng và đảm bảo chất lƣợng cho mọi nhu cầu sinh hoạt và sản xuất công nghiệp cho chính mình và giải quyết hậu quả của chính mình. Việc khai thác và sử dụng nƣớc theo một vòng tuần hoàn, ngƣời ta khai thác nƣớc từ các nguồn tự nhiên, dùng các biện pháp hóa sinh để xử lý nhằm đạt số lƣợng và chất lƣợng nƣớc mong muốn. Sau đó cấp đến hệ thống phân phối cho ngƣời tiêu dùng. Nƣớc sau sử dụng đƣợc thu gom và xử lý ở hệ thống xử lý nƣớc thải, rồi trả lại nguồn nƣớc tự nhiên, thực hiện vòng tuần hoàn mới. Vòng tuần hoàn nƣớc tự nhiên: Các nguồn nƣớc tự nhiên khai thác và xử lý Phân phối và sử dụng Thu gom và xử lý ĐỒ ÁN TỔNG HỢP SVTH: Bùi Thị Tý 7 1.1.2. Ứng dụng của nƣớc cấp Trong sinh hoạt nƣớc cấp dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, các hoạt động công cộng nhƣ cứu hỏa, phun nƣớc, tƣới cây, rửa đƣờng Trong các hoạt động công nghiệp, nƣớc cấp đƣợc dùng cho các quá trình làm lạnh, sản xuất thực phẩm nhƣ đồ hộp, nƣớc giải khát nhƣ bia, rƣợu Hầu hết mọi ngành công nghiệp đều sử dụng nƣớc cấp nhƣ là một nguồn nguyên liệu không gì có thể thay thế đƣợc trong sản xuất. Tùy thuộc vào mức độ phát triển công nghiệp và mức sinh hoạt cao hay thấp của mỗi cộng đồng mà nhu cầu về nƣớc cấp với chất lƣợng nƣớc cũng rất khác nhau. Ở các nƣớc phát triển, nhu cầu về nƣớc có thể gấp nhiều lần so với các nƣớc đang phát triển. 1.1.3. Các yêu cầu chung về chất lƣợng nƣớc cấp Mỗi quốc gia đều có tiêu chuẩn riêng về chất lƣợng nƣớc cấp, trong đó có các chỉ tiêu cao thấp khác nhau, nhƣng chìn chung các chỉ tiêu này phải đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh về số vi trùng có trong nƣớc, không có chất độc hại làm nguy hại đến sức khoẻ của con ngƣời và tốt nhất phải đạt tiêu chuẩn của Bộ Y Tế thế giới. Thông thƣờng, nƣớc cấp cho nhu cầu sinh hoạt phải đảm bảo các tiêu chuẩn về độ pH, nồng độ oxy hoà tan (DO), độ đục, màu sắc, hàm lƣợng sắt, mangan, độ cứng, mùi vị Ngoài ra, nƣớc cấp sinh hoạt cần phải ổn định về mặt hoá học, lý học cùng các tiêu chuẩn vệ sinh an toàn khác nhƣ một số vi trùng trong nƣớc. Nƣớc cấp cho nhu cầu công nghiệp ngoài các tiêu chuẩn chung về chất lƣợng, còn tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà đặt ra những yêu cầu riêng. Ví dụ, nƣớc cấp cho nồi hơi ở các quá trình sử dụng hơi cần phải đƣợc làm mềm nƣớc trƣớc khi sử dụng, nƣớc cấp cho các quá trình sản xuất thực phẩm phải đảm bảo tuyệt đối an toàn về mặt vệ sinh. Trong xử lý nƣớc cấp, tùy thuộc chất lƣợng nƣớc nguồn và các yêu cầu chất lƣợng nƣớc mà ngƣời ta quy định quá trình xử lý để có đƣợc chất lƣợng nƣớc đảm bảo các chỉ tiêu và ổn định chất lƣợng cho các nhu cầu sử dụng. 1.2. CHẤT LƢỢNG NƢỚC NGUỒN 1.2.1. Thành phần và chất lƣợng nƣớc bề mặt Cũng nhƣ nguồn nƣớc tự nhiên khác, thành phần và chất lƣợng nƣớc bề mặt cũng chịu nhiều ảnh hƣởng của các yếu tố tự nhiên, nguồn gốc xuất xứ, các điều kiện môt trƣờng xung ĐỒ ÁN TỔNG HỢP SVTH: Bùi Thị Tý 8 quanh cả tác động khai thác của con ngƣời khi khai thác sử dụng nguồn nƣớc. Thông thƣờng trong nƣớc bề mặt có các thành phần sau: Các hoà chất hòa tan dƣới dạng phân tử có nguồn gốc hữu cơ hoặc vô cơ; các vi sinh vật, vi trùng, vi rút; các chất lơ lững trong đó có cả hữu cơ hay vô cơ. 1.2.1.1. Nước sông Nguồn chủ yếu của nƣớc bề mặt là nƣớc sông, chất lƣợng nƣớc sông phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố xung quanh nhƣ mức độ phát triển công nghiệp, mức độ tăng dân số trong lƣu vực, hiệu quả công tác quản lý các dòng thải vào lƣu vực. Nơi có mật độ dân số cao, công nghiệp phát triển mà công tác quản lý các dòng thải công nghiệp, dòng thải sinh hoạt không đƣợc chú trọng thì nƣớc sông bị ô nhiễm bởi các chất độc hại, các chất hữu cơ Nơi có lƣợng mƣa nhiều, điều kiện xói mòn thì nƣớc sông thƣờng bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hòa tan, độ đục cao do các chất huyền phù và chất rắn, chất mùn có trong nguồn nƣớc. Ngày nay, hiếm có nƣớc sông nào đạt tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc cấp mà không cần xử lý. 1.2.1.2. Nước ao, hồ Một nguồn đáng kể trong nƣớc mặt là nƣớc hồ. Chất lƣợng nƣớc hồ phụ thuộc vào thời gian lƣu và các điều kiện thời tiết và chất lƣợng nguồn nƣớc chảy hồ, trong đó có nguồn nƣớc sinh hoạt và công nghiệp. Ngoài ra chất lƣợng nƣớc hồ còn phụ thuộc vào thời tiết trong khu vực, vào điều kiện sinh thái môi trƣờng. Nơi thiếu ánh sáng mặt trời, điều kiện lƣu thông kém và chất thải hữu cơ nhiều, nƣớc hồ sẽ có lƣợng oxi hoà tan thấp, điều kiện yếm khí tăng, nƣớc hồ sẽ có mùi khó chịu. Nơi có nhiều ánh sáng mặt trời, điều kiện quang hợp dể dàng, các chất dinh dƣỡng tích thụ nhiều sẽ thúc đẩy quá trình phì dƣỡng gây hại đến chất lƣợng nƣớc hồ. Thƣờng nƣớc hồ cũng không đảm bảo tiêu chuẩn của nƣớc cấp. Tuy nhiên nƣớc bề mặt, nƣớc sôn