Tình hình phân phối và tiêu thụ nước sạch tại thành phố HồChí Minh

Chương 1: TỔNG QUAN – GIỚI THIỆU Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 2 CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN – GIỚI THIỆU 1.1.MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN ™ Tình hình phân phối và tiêu thụ nước sạch tại thành phố Hồ Chí Minh Hiện tại thành phố Hồ Chí Minh có các hình thức sử dụng nước sau đây: - Sử dụng nước qua đồng hồ nước: chiếm đa số trong nội thành (80% trong nội thành cũ và 56% trong nội thành mới). Tuy nhiên ở khu vực ngoại vi tỉ lệ hộ sử dụng đồng hồ nước của công ty cấp nước chỉ có 21% bởi vì mạng lưới cấp nước rất kém hoặc không có mạng lưới cấp nước. Ngoài ra còn tồn tại tình trạng nhiều hộ sử dụng chung một đồng hồ nước do chưa cấp được đồng hồ riêng. - Sử dụng nước từ giếng tư nhân hoặc đổi nước. Đây là loại hình sử dụng nước khi hệ thống phân phối nước không tới được các khu vực này hoặc có tới nhưng không cấp đủ nước tiêu dùng. Giếng tư nhân là loại hình cấp nước chính ở nội thành mới và vùng ngoại vi (chiếm từ 34 – 45%). Đổi nước (hoặc dùng nước của láng giềng) là giải pháp chủ yếu trong khu vực nội thành cũ nơi mà điều kiện nhà cửa không thuận lợi cho việc khoan giếng. Tỷ lệ này khá cao trong vùng ngoại vi (34%), đặc biệt là ở Bình Chánh và Nhà Bè (nơi mà chất lượng nước ngầm xấu) Nhìn chung, hiện trạng phân phối nước của thành phố Hồ Chí Minh vẫn còn nhiều tồn tại sau: - Không phân phối đủ lượng nước cần cho các đối tượng tiêu thụ. - Ý thức sử dụng nước của người tiêu dùng kém, nhiều vùng cuối mạng nhân dân tự đục ống xây bể ngầm, lắp máy bơm hút trực tiếp từ đường ống gây tụt áp cho toàn mạng. - Phân bố không đầu dẫn đến hệ thống chênh lệch lớn trong tiêu thụ - Khả năng cung cấp nước của các nhà máy không đáp ứng nhu cầu dùng nước cho người dân. - Tỷ lệ thất thoát lớn (1985: lượng thất thoát chiếm 29%,1993 – 1994 là 40%, hiện nay lượng thất thoát giảm còn 31.56%). - Phần lớn hệ thống phân phối quá cũ do tuổi thọ từ 50 năm trở lên, chưa được cải tạo và thay thế. - Ống bị đục, bị vỡ, làm tăng rò rỉ và sụt áp lớn. - Các thiết bị phụ tùng van, đồng hồ, vòi công cộng hư hỏng không được bảo dưỡng gây thất thoát nhiều. Chương 1: TỔNG QUAN – GIỚI THIỆU Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 3 - Hệ thống bể chứa và thuỷ đài chưa được sử dụng để tăng thêm công suất vào giờ cao điểm sử dụng nước. - Mạng cấp I và II chưa phát triển theo yêu cầu qui hoạch và tình hình đô thị hóa tăng nhanh nên nhu cầu nước lớn lên rất nhiều. Tóm lại, tình hình cung cấp nước hiện tại là cung không đủ cầu. Hệ thống cấp nước quá cũ và quá tải, hệ thống mạng phân phối chưa đủ để đưa nước tới các khu vực mới phát triển. Vì vậy cần thiết phải cải tạo và mở rộng hệ thống cấp nước. ™ Tiêu chuNn dùng nước và tỷ lệ dân được cấp nước cho các giai đoạn 2005, 2010 S T T Địa bàn (quận huyện) N ăm 2005 N ăm 2010 % được cấp nước Tiêu chuNn dùng nước (l/người.ngày) % được cấp nước Tiêu chuNn dùng nước (l/người.ngày) I Khu nội thành cũ: -8 quận trung tâm 1 3 4 5 6 10 11 Phú N huận - 4 quận ven cũ 8 Tân Bình Bình Thạnh Gò Vấp 100 100 85 95 85 85 85 85 80 70 80 80 180 180 180 180 180 180 180 180 160 160 160 160 100 100 100 100 95 95 95 95 85 80 90 90 200 200 200 200 200 200 200 200 180 180 180 180 II 5 quận mới 2 Thủ Đức 9 7 12 60 65 60 75 30 140 140 140 140 140 80 75 75 80 50 150 150 150 150 150 Chương 1: TỔN G QUAN – GIỚI THIỆU Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 4 III Các huyện ngoại thành Huyện Hóc Môn Huyện Bình Chánh Huyện N hà Bè Huyện Cần Giờ Huyện Củ Chi 20 30 70 20 20 100 100 100 100 100 30 35 75 25 30 120 120 120 120 120 (N guồn: Công ty cấp nước) Dựa trên tiêu chuNn cấp nước (nước cấp cho sinh hoạt, sản xuất, công cộng và các mục đích khác), cũng như tỉ lệ dân số được cấp nước, dự kiến nhu cầu nước sạch cho năm 2010 là 2.500.000 m3/ngày. Qua dự báo nhu cầu nước sạch cho tương lai ta nhận thấy nhu cầu nước trong vài năm tới là rất lớn. Vì vậy việc mở rộng công suất cấp nước của các nhà máy nước trong thành phố là rất cần thiết. Do đó đồ án này nghiên cưú cải tạo và nâng công suất cấp nước lên 100.000 m3/ngày. Vấn đề quan tâm là nguồn nước phải thỏa mãn về số lượng lẫn chất lượng. Để có thể mở rộng được công suất cấp nước của nhà máy thì trước hết cần phải đánh giá được trữ lượng nước ngầm có thể dùng cung cấp cho sinh hoạt. ™ Mục tiêu cụ thể của đồ án là: - Đánh giá hiện trạng của hệ thống xử lý hiện tại. - Đề xuất các phương án cải tạo để nâng công suất nhà máy lên 100000m3/ngày - Thiết kế hệ thống xử lý dụa vào các phương án cải tạo. 1.2. QUI MÔ – CÔNG SUẤT XỬ LÝ - Tên ban đầu là nhà máy nước ngầm Hóc Môn được thành lập và sử dụng năm 1992. - Đến năm 1999 đổi tên là Công ty khai thác và xử lý nước ngầm thành phố. - Công ty gồm 5 phòng và 2 xí nghiệp: là xí nghiệp khai thác và xử lý nước Tân Bình và xí nghiệp cấp nước ngoại thành gồm mười mấy trạm nhỏ cung cấp cho các cụm dân cư quận 8, Bình Chánh, Hóc Môn. - N hà máy nước Tân Bình được sử dụng năm 1992 với nhiệm vụ là xử lý nước ngầm. Các bãi giếng tập trung chủ yếu ở quận Tân Bình. Hiện tại tổng giếng hoạt động là 38 giếng. Công suất thiết kế ban đầu giai đoạn 1 là 50000 m3/ngày, giai đoạn 2 nâng cấp công suất lên 100000 m3/ngày. Đồ án này cũng phù hợp với khả năng nâng cấp công suất của công ty. Chương 1: TỔN G QUAN – GIỚI THIỆU Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 5 1.3.THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THÔ Chất lượng nước thô của các giếng theo báo cáo của phòng thí nghiệm vẫn ổn định trong nhiều năm qua. Độ pH dưới 6, hàm lượng sắt khoảng 13 – 15 mg/l. Hệ thống xử lý hiện hữu của nhà máy có thể xử lý nguồn nước này đạt tiêu chuNn nước cấp cho sinh hoạt. Về độ cứng nước của các giếng thuộc loại mềm (hàm lượng CaCO3 từ 38 – 43 mg/l). Độ khoáng hóa của nước giếng cũng khá thấp. Tổng quát, nước giếng lấy từ các giếng cạnh nhà máy nước ngầm Hóc Môn có chất lượng trung bình, đạt tiêu chuNn dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt và có thể xử lý để sử dụng cho sinh hoạt bằng hệ thống xử lý hiện tại. Chất lượng nước có 3 thành phần cần xử lý: ™ pH: giá trị pH ít thay đổi theo các mùa và nguồn nước giếng hiện đang khai thác có giá trị pH thấp. Giá trị pH thường thay đổi từ 5,66 Æ 5,83, vào các tháng chuyển tiếp pH thường có giá trị cao hơn. ™ Fe: hàm lượng Fe của các giếng vào mùa khô thường cao hơn chút ít so với mùa mưa. Hàm lượng Fe thường từ 14,6Æ 15,1 mg/l. Hàm lượng Fe ngày thấp nhất là 10,8 mg/l, còn ngày cao nhất có khi lên đến 19,2 mg/l. Đối với nguồn nước ngầm, hàm lượng Fe như vậy là tương đối cao, phải sử dụng thêm hóa chất mới có thể xử lý nước đạt yêu cầu nước cấp. ™ Mn trong nước thô khoảng 0,8 – 0,9 mg/l. Hàm lượng Mn thấp và rất ít biến động. N hư vậy, hiện nay lưu lượng nước khai thác tương đối ổn định về chất lượng. 1.4.TIÊU CHUẨN NƯỚC ĐẦU RA Vì mục đích của công ty là khai thác và xử lý nước ngầm để cung cấp nước sinh hoạt cho người dân nên nước đầu ra phải theo tiêu chuNn nước ăn uống. ™ Tiêu chuNn vệ sinh đối với nước cấp sinh hoạt Thông số Đơn vị Giới hạn tối đa cho phép Đô thị Trạm lè & nông thôn pH 6,5 – 8,5 6,5 – 8,5 Sắt mg/l 0,3 0,5 Mangan mg/l 0,1 0,1 Chương 2: LỰA CHỌN CÔN G N GHỆ Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 6 CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 2.1.CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC XỬ LÝ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Giả sử rằng nguồn nước ngầm của hệ thống xử lý mới có chất lượng tương tự như nguồn nước ngầm hiện tại: • pH : 5,6 – 5,8 • Fe : 14,6 – 15,1 mg/l • Mn : 0,8 – 0,9 mg/l • CO2: 175 – 190 mg/l • Độ kiềm: 48 – 50 mgCaCO3/l = 0,95 mgđl/l • Các chỉ tiêu khác đều nằm trong quy phạm cho phép N hận xét về chất lượng nguồn nước: đối với nước ngầm có chất lượng như trên thì hệ thống xử lý chủ yếu là dùng để khử Fe và Mn. N hư vậy hệ thống xử lý được thiết kế dưới đây sẽ dùng xử lý cả Fe và Mn. Ta nhận thấy nguồn nước trên đây có độ kiềm thấp đồng thời lượng CO2 trong nước nguồn rất cao, do đó sơ đồ dây chuyền đề nghị sử dụng ở đây là: làm thoáng – lắng tiếp xúc – lọc Do trong nước nguồn hàm lượng Fe cao, độ kiềm thấp do đó ta sẽ phân tích chất lượng nước trong hệ thống xử lý hiện tại đồng thời sử dụng công thức để kiểm tra xem có nên sử dụng thêm hóa chất trong quá trình xử lý hay không. - Kiểm tra độ kiềm của nước sau khi làm thoáng Ki = Ki0 – 0,036 × CFe02+ Trong đó: Ki0 là độ kiềm ban đầu của nước nguồn, Ki0 = 0,98 CFe02+ là hàm lượng Fe của nước nguồn, CFe02+ = 14,8 ⇒ Ki = 0,98 – 0,036 × 14,8 = 0,4472 - Kiểm tra hàm lượng CO2 còn lại trong nước sau khi làm thoáng: C(CO2) = C(CO2)0 × (1 – a) + 1,6 × CFe02+ Trong đó: C(CO2)0: hàm lượng CO2 của nước nguồn trước khi làm thoáng, C(CO2)0 = 180 (mg/l) a : hiệu quả khử CO2 của công trình làm thoáng, lảm thoáng bằng giàn mưa a = 0,75 ÷ 0,8. Lấy a = 0,8 ⇒ C(CO2) = 180 × (1 – 0,7) + 1,6 × 14,8 = 77,68 (mg/l) - pH của nước sau làm thoáng: pH = log 44 × Ki K1 × C - √μ Chương 2: LỰA CHỌN CÔN G N GHỆ Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 7 Trong đó: C: hàm lượng CO2 sau làm thoáng = 77,68 mg/l Ki: độ kiềm sau làm thoáng = 0,4472 ⇒pH = 68,771031,4 4472,044log 7 ×× × − = 5,62 Theo tài liệu Xử lý nước cấp của N guyễn N gọc Dung nếu pH của nước sau làm thoáng < 6,8 thì không thể khử Fe bằng làm thoáng độc lập được. Khi đó phải kết hợp dùng hoá chất vôi và clo. N hư vậy với chất lượng nước nguồn hiện tại ta sẽ thiết kế hệ thống xử lý khử Fe có hóa chất. Hệ thống xử lý bao gồm: - Thiết bị pha dung dịch và định lượng hóa chất - Công trình làm thoáng và trộn hóa chất - Bể lắng - Bể lọc 2.2.CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ™ Công nghệ xử lý được mô tả như sau: Tiến hành làm thoáng trước để khử CO2, hòa tan O2 và nâng giá trị pH của nước. Công trình làm thoáng được thiết kế với mục đích chính là khử CO2 vì lượng CO2 trong nước cao sẽ làm giảm pH mà môi trường pH thấp không tốt cho quá trình oxy hoá Fe. Sau khi làm thoáng ta sẽ châm hóa chất để khử Fe có trong nước. Hóa chất sử dụng ở đây là clo – một chất oxy hóa mạnh để oxy hóa Fe, các chất hữu cơ có trong nước, Mn, H2S. N goài ra để tạo môi trường thuận lợi cho quá trình oxy hóa Fe thì ta phải cho thêm vôi cùng với clo. Mục đích cho thêm vôi là để kiềm hóa nước giúp cho tốc độ phản ứng oxy hóa Fe diễn ra nhanh hơn. Công trình làm thoáng trong các hệ thống xử lý nước ngầm là giàn mưa và tháp oxy hóa. Sau khi làm thoáng và châm hóa chất thì nước được đưa sang công trình kế tiếp là công trình trộn. Công trình này có mục đích là trộn đều nước và hóa chất để các phản ứng hóa học diễn ra thuận lợi. Các công trình trộn thường được sử dụng là bể trộn cơ khí, máng trộn có vách ngăn, bể trộn đứng. Sau đó nước đuợc tiếp tục đưa sang bể lắng hay lọc tiếp xúc. Thông thường trong các công trình xử lý nước ngầm lớn người ta thường hay sử dụng bể lắng tiếp xúc. Bể lắng tiếp xúc có nhiệm vụ giữ lại các cặn tạo ra trong quá trình oxy hóa cũng như cặn vôisau khi các phản ứng xảy ra. Thời gian lưu nước trong bể lắng thường là 90 phút. Và công trình cuối cùng là bể lọc nhanh. Bể lọc này có nhiệm vụ giữ lại các cặn nhỏ mà không thể giữ lại trong bể lắngcũng như là để khử Mn Chương 2: LỰA CHỌN CÔN G N GHỆ Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 8 ™ Lựa chọn các công trình trong hệ thống xử lý ƒ Trước hết, đối với quá trình làm thoáng có thể sử dụng giàn mưa hoặc tháp oxy hóa. • N ếu sử dụng giàn mưa thì tốn diện tích cũng như chi phí xây dựng ban đầu nhưng khi hoạt động thì việc quản lý tương đối dễ dàng và thuận tiện. Việc duy tu, bảo dưỡng và vệ sinh định kỳ giàn mưa cũng không gặp nhiều khó khăn. Cần tiến hành vệ sinh thường xuyên do các cặn Fe dễ dàng bám trên các sàn tung làm chít các lỗ dẫn đến giảm hiệu quả giàn mưa. • N ếu sử dụng tháp oxy hóa thì sẽ tiết kiệm được mặt bằng xây dựng và chi phí xây dựng ban đầu nhưng khi vận hành thì tốn chi phí hơn so với sử dụng giàn mưa (do phải cung cấp điện năng để hoạt động máy thổi khí), quản lý cũng gặp khó khăn hơn. Việc duy tu bảo dưỡng cũng khó khăn do lâu ngày cặn Fe dễ bám chít trên lớp vật liệu tiếp xúc (hay sàn tiếp xúc). Lúc này phải ngừng hoạt động của tháp để tiến hành vệ sinh. ƒ Sau quá trình làm thoáng là châm hóa chất (clo và vôi). Hóa chất được châm ngay sau khi làm thoáng. Cũng có khi hóa chất được châm trước khi làm thoáng nhưng điều này không có lợi. Bởi vì trong nước ngầm thường có một số khí do quá trình phân hủy kị khí trong đất sinh ra (H2S), nếu cho hóa chất vào trước thì sẽ hao tốn thêm hóa chất để khử các chất này trong khi các chất này thường là các chất khí dễ dàng bị khử qua làm thoáng. Clo cho vào nước nhằm mục đích oxy hóa Fe2+ thành Fe3+, còn vôi cho vào nước với mục đích là nâng pH và độ kiềm trong nước tạo môi trường cho phản ứng oxy hóa và thủy phân Fe diễn ra dễ dàng. Lượng hóa chất cho vào phải đảm bảo khử hết Fe2+ có trong nước và pH đầu bể lắng khoảng 8 – 8,3. ƒ Sau đó ta tiến hành trộn đều nước và hóa chất để phản ứng diễn ra thuận lợi. Các công trình dùng để trộn có thể chia ra làm 2 loại là khuấy trộn bằng thủy lực và khuấy trộn bằng cơ học. Ta nên sử dụng bể trộn đứng vì việc khuấy trộn chủ yếu do lực của dòng nước đi từ dưới lên sẽ tránh được tình trạng cặn vôi bám trên bể mà vẫn đảm bảo trộn đều hóa chất và nước. ƒ Sau khi trộn đều với hóa chất, nước được đưa sang công trình kế tiếp là công trình lắng hay lọc tiếp xúc. Mục đích của công trình này là tạo thời gian để các phản ứng diễn ra và thu hồi cặn của các phản ứng này. Đối với hệ thống xử lý nước công suất lớn thì ta nên sử dụng bể lắng tiếp xúc và thời gian lưu trong bể tốt nhất là 90 phút. Bể lắng thường được sử dụng trong hệ thống xử lý nước ngầm là bể lắng ngang với hệ thống thu nước bề mặt. ƒ Sau khi ra khỏi bể lắng nước tiếp tục sang công trình cuối là bể lọc. Bể lọc có nhiệm vụ giữ lại các cặn còn sót lại sau bể lắng đồng thời khử Mn. Đối với hệ thống xử lý nước có công suất lớn người ta thường sử dụng bể lọc nhanh với vận tốc lọc khoảng 5 – 8 m/h. Ở đây ta có thể sử dụng bể lọc áp lực Chương 2: LỰA CHỌN CÔN G N GHỆ Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 9 với vận tốc > 10 m/h nhưng nếu sử dụng loại bể lọc này sẽ tốn chi phí đầu tư cao đồng thời chi phí bảo trì, sửa chữa cũng là 1 vấn đề. ™ Tóm lại hệ thống xử lý của nhà máy bao gồm: - Giàn mưa - Bể trộn đứng - Bể lắng ngang - Bể lọc nhanh Chương 3: HIỆN TRẠN G TRẠM XỬ LÝ Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 11 CHƯƠNG 3: HIỆN TRẠNG TRẠM XỬ LÝ 3.1 .GIÀN MƯA ™ N hiệm vụ: - khử CO2 trong nước - làm giàu oxy trong nước tạo điều kiện để Fe2+ oxy hóa thành Fe3+ ™ Dạng giàn mưa: làm thoáng tự nhiên. ™ Cấu tạo: giàn mưa bao gồm: ƒ Hệ thống phân phối khí: sử dụng ống phân phối có đục lỗ gồm: • ống chính phun mưa làm bằng inox có đường kính 160 mm • trên ống chính có bố trí các ống nhánh đường kính 40 mm • đường kính lỗ phun trên các ống nhánh là 5 mm ƒ Sàn tung nước: • sử dụng sàn tung nước bằng các tấm inox có đục lỗ. Kích thước mỗi tấm inox là 0,8 × 0,8m được ghép lại với nhau Số tấm inox theo chiều ngang là 4 Số tấm inox theo chiều dọc là 32 Diện tích của giàn mưa là (0,8 × 0,4) × (0,8 × 32) = 81,92 m2 • đường kính lỗ trên tấm inox là 14 mm, trên mỗi tấm có 14 × 14 = 196 lỗ. Tỷ số So/S là tỷ số giữa tổng diện tích lỗ và diện tích sàn tung So/S = %7,448,08,0 014,0196 2 =×× ××π • Số sàn tung : 3 • Khoảng cách giữa các sàn: 0,8 m • Khoảng cách từ hệ thống phân phối nước đến sàn đầu tiên: 0,35m ƒ Hệ thống thu và thoát khí Để có thể thu oxy của khí trời, kết hợp với việc thổi khí CO2 ra khỏi giàn mưa, đồng thời đảm bảo nước không bị bắn ra ngoài, người ta xây dựng hệ thống cửa chớp bằng bêtông cốt thép. Góc nghiêng giữa các chớp với mặt phẳng nằm ngang là 450, khoảng cách giữa hai cửa chớp kế tiếp là 200 mm với chiều rộng mỗi cửa là 200 mm. Cửa chớp được bố trí ở xung quanh trên toàn bộ chiều cao của giàn mưa, nơi có bề mặt tiếp xúc với không khí. Chương 3: HIỆN TRẠN G TRẠM XỬ LÝ Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 12 ƒ Sàn thu nước: sàn thu nước làm bằng bêtông cốt thép được đặt dưới giàn mưa có độ dốc 0,02 về phía ống dẫn nước qua bể trộn ƒ Ống dẫn và thu nước trên giàn mưa: Mỗi giàn mjưa còn bao gồm hai ống inox dẫn nước lên giàn mưa đường kính 400 mm, một ống thu nước từ giàn mưa qua bể trộn đường kính 600 mm, hai ống PVC thu nước xả, rửa giàn mưa đường kính 150 mm, các ống dẫn vôi, clo và các vòi phục vụ cho công tác vệ sinh. ™ Kích thích giàn mưa ƒ Kích thước mỗi giàn mưa: dài × rộng × cao = 27,2 × 5 × 8,6 m ƒ Giàn thiết kế với hình dạng mỏng ™ Cường độ mưa Qtưới = Lưu lượng Diện tích tưới = 292,81 2083 × = 12,714 m 3/m2.h ∈ (10 ÷ 15 m3/m2.h) ™ Hoạt động của giàn mưa: N ước thô được dẫn từ ống góp chung đường kính 1000 mm rồi qua các ống đường kính 400 đưa lên giàn mưa. Trên giàn mưa gồm một hệ thống các ống xương cá trong đó các ống chính đường kính 160 mm và các ống nhánh có đường kính 40 mm. N ước từ giàn phân phối sẽ phun ra ngoài qua các lỗ trên ống nhánh và rơi xuống qua từng sàn tung nước. N ước từ các sàn tung nước di chuyển dẫn xuống dưới do trọng lượng bản thân và tập trung tại sàn thu nước, tại đây nước sẽ chảy vào ống thu nước có đường kính 600 mm để đưa sang bể trộn. Tại đầu ống thu nước clo và vôi đồng thời được cho vào để khử Fe, Mn ™ Đánh giá hiệu quả xử lý của giàn mưa Hiệu quả loại trừ CO2 của giàn mưa khoảng 68 %. Hiệu quả loại trừ thấp nhất là 60,6%. Hiệu quả loại trừ cao nhất là 72,3%. N goài hiệu quả khử CO2 thì giàn mưa còn nhằm mục đích hòa tan oxy vào nước để oxy hoá Fe Với quá trình xử lý nước ngầm đặc biệt là quá trình khử Fe trong nướn ngầm thì việc khử CO2 đồng thời hòa tan O2 vào nước bằng giàn mưa có tác dụng quan trọng vì nó làm tăng pH trong nước ngầm và oxy làm cho Fe2+ bị oxy hóa. N ếu pH có tăng cao thì mới tạo môi trường tốt để phản ứng oxy hóa Fe và Mn diễn ra. N hưng trong nguồn nước hiện đang khai thác có hàm lượng Fe cao đồng thời độ kiềm nhỏ do đó lượng oxy hòa tan không đủ để oxy hóa Fe nên phải sử dụng thêm clo để oxy hóa hết Fe. N hiệm vụ chính của giàn mưa sử dụng ở đây là đuổi CO2 và nâng pH. Chương 3: HIỆN TRẠN G TRẠM XỬ LÝ Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 13 3.2.BỂ TRỘN ™ N hiệm vụ: trộn đều nước, clo và vôi ™ Cấu tạo: bể có đáy dạng hình chóp, mặt bằng hình vuông ƒ Kích thước bể : 3,5 × 3,5 × 5 m ƒ Diện tích: 27,8 m3 ™ Thời gian trộn T= 60,1602083 8,272 =××= Q V ™ N guyên lý hoạt động N ước từ giàn mưa sang đáy bể trộn dâng lên trên bề mặt bể trộn, tràn qua máng thu nước sang bể lắng ngang 2Fe2+ + Cl2 + 6H20 = 2Fe(OH)3 + 2Cl- + 6H+ Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2 = FeCO3 + CaCO3 + H2O Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 + 8CO2 2Mn(HCO3)2 + O2 +H2O = 2Mn(OH)4 + 4H+ + 4HCO3- Phản ứng oxy hóa Mn thường diễn ra với pH cao (8Æ 9). Do đó việc khử Mn diễn ra chủ yếu trong bể lọc thông qua lớp màng bám trên cát lọc. ™ Xác định lượng clo cho vào Phản ứng oxy hóa Fe xảy ra tại giàn mưa: 4Fe2+ + 8HCO3- + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 + 8 CO2 Độ kiềm của nước giảm: 0,95 – 0,4472 = 0,5028 Hàm lượng Fe còn lại sau khi qua giàn mưa: 14,8 – 0,5028/2 ×28 = 7,7608 mg/l 2Fe2 + Cl2 + 6H2O = 2Fe(OH)3 + 2Cl- + 6H+ Lượng clo cho vào: lmg /92,4 562 717608,7 =× × Mục đích chính của bể trộn là để trộn đều nước và hóa chất vào nhau để các phản ứng trên xảy ra. N ước ra khỏi bệ trộn được đưa sang bể lắng để thu hồi các cặn tạo ra từ các phản ứng trên. Chương 3: HIỆN TRẠN G TRẠM XỬ LÝ Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 14 3.3.BỂ LẮNG ™ N hiệm vụ: ƒ Lắng đọng các bông cặn sinh ra trong các phản ứng trong đó chủ yếu là Fe(OH