Đồ án Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước ngầm cho Doanh Nghiệp Tư Nhân giấy Tùng Phát – Long An

tác dụng lên hệ thống Enzim vận chuyển Hydro. Khi bị nhiễm độc, người bệnh có một số rối loạn cơ thể. Trong đó chủ yếu là rối loạn bộ phận tạo huyết (tuỷ xương). Tùy theo mức độ nhiễm độc có thể gây ra những tai biến như: Đau bụng chì, đường viền đen Burton ở lợi, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp vĩnh viễn, liệt, tai biến não. Nếu bị nặng có thể dẫn đến tử vong. 3.3.2.13 Hoá chất bảo vệ thực vật Hiện nay có rất nhiều hoá chất được sử dụng trong nông nghiệp để diệt sâu rầy, nấm, cỏ. Các nhóm hoá chất chính: - Photpho hữu cơ - Clo hữu cơ - Carbonat Hầu hết các chất này đều có độc tính cao đối với người. Đặc biệt là clo hữu cơ có tính bền vững cao trong môi trường và khả năng tích luỹ trong cơ thể. Việc sử dụng khối lượng lớn hoá chất này trên đồng ruộng đang đe doạ là ô nhiễm nguồn nước. Vì thế nhiều nước hiện nay đã cấm sử dụng một số loại thuốc trừ sâu nhất định và quy định liều lượng cũng như cách thức sử dụng. 3.3.3 CÁC CHỈ TIÊU VI SINH Trong tự nhiên, môi trường nước cũng là nơi sống của rất nhiều loại vi sinh vật, rong tảo và các đơn bào. Chúng có nguồn gốc từ các môi trường xung quanh môi trường nước hay từ trong môi trường nước đó. Tuỳ tính chất các loại vi sinh phân thành hai nhóm có hại và vô hại. Nhóm có hại gồm các vi trùng gây bệnh và các loại rong, rêu, tảo. Chúng cần được giảm thiểu trước khi đưa vào sử dụng. 3.3.3.1 Vi trùng gây bệnh Vi trùng gây bệnh trong nước thường là : Vi trùng lụy, Thương hàn, Dịch tả, Bại liệt, … Mục đích của việc kiểm tra chất lượng nước theo chỉ tiêu này nhằm đánh giá mức độ nhiễm bẩn và khả năng gây bệnh của nguồn nước. Do sự đa dạng về chủng loại nên việc xác định sự có mặt của chúng tiêu tốn thời gian và khó khăn. Trong thực tế thường áp dụng phương pháp xác định chỉ số vi trùng đặc trưng. Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là do sự nhiễm bẩn rác, phân người và động vật. Trong người và động vật thường có vi khuẩn E.coli sinh sống và phát triển. Đây là loại vi khuẩn đường ruột vô hại, thường được bài tiết qua phân ra môi trường. Sự có mặt của E.coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn phân rác và khả năng tồn tại của các loại vi khuẩn gây bệnh kèm theo là cao. Số lượng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào mức độ nhiểm bẩn. Khả năng tồn tại của vi khuẩn E.coli cao hơn các loại vi khuẩn gây bệnh khác. Do đó, nếu sau xử lý trong nước không còn phát hiện thấy vi khuẩn E.coli chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết. Mặt khác, việc xác định mức độ nhiểm bẩn vi trùng gây bệnh của nước qua việc xác định số lượng vi khuẩn E.coli đơn giản và nhanh chóng. Do đó, vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng cho việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước. Các chỉ tiêu thường sử dụng là: Trị số Coli và chỉ số Coli. - Trị số Coli: Là đơn vị thể tích nước có chứa một vi khuẩn E.coli. - Chỉ số Coli: Là số lượng vi khuẩn E.coli có trong một lít nước. Tiêu chuẩn nước cấp sinh hoạt các nước tiên tiến quy định trị số Coli không được nhỏ hơn 190 ml tương ứng chỉ số Coli là 10. Tiêu chuẩn vệ sinh Việt Nam quy định chỉ số Coli của nước sinh hoạt phải nhỏ hơn 20. Ngoài ra, một số trường hợp vi khuẩn hiếu khi và kỵ khí cũng được xác định để tham khảo thêm trong việc đánh giá mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. 3.3.3.2 Các loại rong tảo: Rong tảo phát triển trong nước làm nước bị nhiễm bẩn hữu cơ và làm cho nước có màu xanh. Trong nước mặt có nhiều loại rong tảo sinh sống, các loại gây hại chủ yếu và khó loại trừ là nhóm tảo diệp lục và tảo đơn bào. Trong kỹ thuật xử lý và cung cấp nước, hai loại tảo trên thường vượt qua bể lắng và đọng lại trên bề mặt lọc làm tổn thất tăng nhanh. Khi phát triển trong các đường ống dẫn nước, rong tảo có thể làm tắc ống, đồng thời còn làm cho nước có tính ăn mòn do quá trình hô hấp thải khí Cacbonic. Do vậy để tránh tác hại của rong tảo, cần có biện pháp phòng ngừa sự phát triển của chúng ngay tại nguồn nước. 3.4 CÁC TIÊU CHUẨN NƯỚC CẤP 3.4.1 CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP CHO ĂN UỐNG VÀ SINH HOẠT Nước cấp dùng trong sinh hoạt phải không màu, không mùi, không chứa các chất độc hại, các vi trùng và tác nhân gây bệnh. Hàm lượng chất hoà tan không được vượt quá giới hạn cho phép. Theo tiêu chuẩn Việt Nam 2003 TCVN – 1329/BYT, chất lượng nước cấp sinh hoạt phải có chỉ tiêu chất lượng như ở bảng sau: Bảng 3.3 Chất lượng nước sinh hoạt Chỉ tiêu chất lượng (1) Đối với đô thị (2) Đối với nông thôn (3) Độ trong Scheeler, cm Độ màu thang màu coba1l > 30 < 10 >25 < 10 Mùi, vị Không Không Hàm lượng cặn không tan, mg/l 3 20 Tính cặn sấy khô, mg/l <1000 <10000 Độ pH 0.5 – 8.5 6.5 – 9.5 Độ cứng toàn phần,0dH < 12 <15 Độ oxy hoá KmnO4, mg/l 0.5 - 2 2 – 6 Đihydro sunfua, mg/l 0 0 Amoniac, mg/l Nước mặt 0 0 Nước ngầm < 3 < 3 Clorua, mg/l Vùng ven biển < 400 < 500 Vùng nội địa 70 – 100 70 – 100 Nitrit, mg/l 0 0 Nitrat, mg/l < 6 < 6 Florua, mg/l 0.7 – 1.5 0.7 – 1.5 Iodua, mg/l 0.005 – 0.007 0.005 – 0.007 Photphat, mg/l 1.2 – 2.5 1.2 – 2.5 Sunfat, mg/l 250 300 Canxi, mg/l 75 – 100 75 – 100 Sắt, mg/l 0.3 0.5 Mangan, mg/l 0.2 0.3 Đồng, mg/l < 3 < 3 Chì, mg/l < 0.1 < 0.1 Kẽm, mg/l < 5 < 5 Arsen, mg/l < 0.05 < 0.05 Crom, mg/l 0 0 Xyanua 0 0 Dẫn xuất phenol, mg/l 0 0 Clo dư, mg/l Đầu nguồn 0.5 – 1 0.5 – 1 Cuối nguồn > 0.05 > 0.05 Chỉ số coli < 20 < 20 Vi khuẩn kỵ khí trong 1ml nước 0 0 3.4.2. CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP CHO SẢN XUẤT Mỗi ngành sản xuất đều có những yêu cầu riêng về chất lượng sử dụng. Nước cấp cho các ngành: Công nghiệp thực phẩm, Công nghiệp dệt, Giấy, Phim ảnh,… đều cần có chất lượng như nước sinh hoạt, đồng thời có một số yêu cầu riêng về lượng Sắt, Mangan và Độ cứng. Trong sản xuất công nghiệp, lượng nước làm nguội chiếm phần lớn nhu cầu cho sản xuất nói chung. Yêu cầu chất lượng nước làm nguội theo bảng sau. Bảng 3.4: Chất lượng nước cấp cho làm nguội Chỉ tiêu chất lượng Làm nguội một lần Độ pH 7.2 – 9.5 7.2 – 9.5 Axít cacbonic xâm thực, mg/l 20 20 Độ cứng tạm thời,dH 8 -15 8 -15 Độ cứng toàn phần, dH 50 50 Tổng hàm lượng muối, mg/l 3000 3000 Clorua, mg/l 1000 1000 Sắt, mg/l 1 1 Mangan, mg/l 0.15 0.15 Chất lơ lửng, mg/l 5 5 Bên cạnh đó là nồi hơi động lực, nồi hơi cấp nhiệt tuy không có yêu cầu cao về các chỉ tiêu hoá sinh, vi sinh, nhưng lại có các yêu cầu rất cao về các chỉ tiêu hoá học, chất lượng nước cấp cho nồi hơi ở bảng: Bảng 3.5: Chất lượng nước cấp cho nồi hơi Chỉ tiêu chất lượng Áp suất nồi hơi, atm 13 16 52 122 158 Độ cứng toàn phần, dH <0.1 <0.1 <0.05 <0.01 <0.01 Axít cacbonic toàn phần, mg/l - <10 <10 < 5 < 5 Oxy hoà tan, mg/l < 50 < 50 < 50 < 20 < 20 Dầu mỡ, mg/l < 3 < 3 < 3 <1 <1 Độ oxy hoá KmnO, mg/l CÀNG THẤP CÀNG TỐT Sắt, mg/l - - - -. <30 SiO, mg/l < 240 <180 < 72 < 2 <0.1 Nước cấp cho các ngành sản xuất khác sẽ có yêu cầu cụ thể về chất lượng tuỳ theo sự đòi hỏi của công nghệ sản xuất. 3.5 TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC NGẦM Trong một hệ thống xử lý nước ngầm, thường không có tất cả các công trình xử lý được nêu. Các công trình xử lý có mặt tuỳ thuộc vào thành phần tính chất của nước ngầm cần xử lý sao cho nước đầu ra đạt chất lượng theo nhu cầu dùng nước. Và kinh phí cho hệ thống là thấp nhất có thể. Trường hợp nước ngầm có đủ oxy hoá, có thể sử dụng trực tiếp không cần xử lý. Tuy nhiên các công trình vẫn rất cần thiết như vấn đề làm mềm nước, điều chỉnh độ pH, khử trùng. Mô hình đơn giản của quá trình xử lý nước ngầm được thể hiện như sau: Giếng Chỉnh pH Clo hoá an toàn Bể chứa nước sạch Ca(OH) Cl Sơ đồ 3.1: Mô hình đơn giản của quá trình xử lý nước ngầm Nếu nước ngầm không có đủ oxy hoà tan thì việc cần trao đổi khí và sau đó là quá trình lọc trở nên rất cần thiết. Trong quá trình trao đổi khí sẽ xảy ra sự nhận oxy, tách CH, HS và khử CO. Trong quá trình lọc tiếp theo, các ion Sắt và Mangan (II) sẽ bị oxy hoá tách ra, đồng thời một lượng nhỏ Amoniac (1,5mg/l) có thể được oxy hoá thành Nitrat bằng quá trình sinh học. Trong trường hợp này, lọc được coi là một thiết bị phản ứng trong quá trình hoá học và sinh học xảy ra. Việc điều chỉnh độ pH sau lọc cũng rất cần thiết. Hệ thống phức tạp hơn so với nước ngầm có đủ oxy. Trong một số trường hợp, thời gian lưu của lọc không đủ để khử Sắt (II) kết hợp với oxy tạo thành Sắt (III), giải pháp đề ra là dùng dung dịch chất oxy hoá khử để oxy hoá Sắt như: Clo, Kali Permanganat, Ozôn. Tách Mangan đôi khi cũng là một vấn đề, phương án tốt nhất là tăng pH lên đến 8.3 trước khi lọc, vì ở điều kiện đó Mangan có thể bị khử với oxy. Để tách hàm lượng lơn amon (>1mg/l), sử dụng phương pháp lọc khô. Amoniac cần được oxy hoá hoàn toàn thành Nitrat nên cần một lượng oxy khá lớn và lượng oxy đó không có đủ quá trình lọc cát nhanh kiểu lọc ướt. Lọc khô cũng có thể sử dụng có hiệu quả để tách Sắt và Mangan, kể cả khi nồng độ amon trong nước thấp. Lọc khô có nhược điểm là vận hành khó khăn hơn lọc nhanh cát ướt, do quá trình rữa ngược chiều phức tạp hơn và năng lượng tiêu hao cũng lớn hơn. Khả năng xử lý nước ngầm bằng quá trình khác nhau được mô tả trong hình dưới đây: Sơ đồ 3.2: Công nghệ xử lý nước ngầm phổ biến Giàn mưa Bể trộn Bể lắng Bể lọc Bể chứa nước sạch Chất keo tụ chất khử trùng Chất kiềm hoá Sơ đồ 3.3 : Sơ đồ mô tả các quá trình khác nhau trong xử lý nước ngầm Làm thoáng Oxy hoá Lọc khử Fe, Mn Tạo bông và lắng Ổn định lọc Ổn định điều Chỉnh pH Lắng Hấp thụ Lọc Khử trùng, ổn định Sử dụng. 3.5.1 LÀM THOÁNG Đây là một giai đoạn trong dây chuyền công nghệ xử lý nước có nhiệm vụ: - Hoà tan oxy từ không khí vào nước để oxy hoá Sắt hoá trị (II), Mangan hoá hoá trị (III) và Mangan hoá hoá trị (IV) tạo thành các hợp chất Hydroxit Sắt hoá trị (III) Fe(OH) và Hydroxit Mangan hoá trị (IV) Mn(OH)kết tủa dễ lắng và được thu ra khỏi nước bằng lắng và lọc. - Trong nước ngầm sắt thường tồn tại ở dạng ion, Fe2+ là thành phần của các muối hoà tan như: Bicacbonat Fe(HCO), Sunfua FeSO và thường tồn tại không bền vững và bị phân li: Fe(HCO) = 2 HCO - Fe Quá trình oxy hóa thuỷ phân diễn ra: 4 Fe + O+10 H2O = 4 Fe(OH) +8H 2Mn(HCO) + O + 6 HO = 2Mn(OH) + 4H + 4 HCO Đồng thời xảy ra phản ứng phụ: H + HCO = HO + CO Khử khí CO, HS có trong nước, làm tăng pH của nước, tạo điều kiện thuận lợi và đẩy nhanh quá trình oxy hoá và Thuỷ Ngân và Mangan, nâng cao năng suất của các công trình lắng và lọc trong quá trình khử Sắt và Mangan. HS + O = 2S + 2HO Quá trình làm thoáng tăng hàm lượng oxy hoá hoà tan trong nước nâng cao oxy hoá khử của nước để thực hiện dễ dàng các quá trình oxy hoá chất hữu cơ trong quá trình khử mùi và màu của nước. Có hai phương pháp làm thoáng : Đưa nước vào trong không khí: Cho nước phun thành tia hay thành màn mỏng chảy trong không khí ở các giàn làm thoáng tự nhiên, hay cho nước phun thành tia và màng mỏng trong các thùng kín rồi thổi không khí vào thùng như các dàn làm thoáng cưỡng bức. Đưa không khí vào trong 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. Trong kỹ thuật xử lý nước cấp, người ta áp dụng các giàn làm thoáng theo phương pháp 1 và các thiết bị làm thoáng hỗn hợp giữa hai phương pháp trên: Làm thoáng bằng máng tràn nhiều bậc và phun trên mặt nước. Đầu tiên tia nước tiếp xúc với không khí. Sau khi chạm mặt nước, tia nước kéo theo bọt khí đi sâu vào khối nước trong bể tạo thành các bọt khí nhỏ nổi lên. Hiệu quả của quá trình tuỳ thuộc vào: - Chênh lệch nồng độ (hay còn biểu thị bằng chênh lệch áp suất riêng phần) của khí cần trao đổi trong hai pha khí và nước, độ chênh lệch nồng độ biểu thị thực tế bằng cường độ tưới nếu dùng giàn làm thoáng tự nhiên, hay bằng tỷ lệ rò rĩ trên nước dùng làm thoáng cưỡng bức. - Diện tích tiếp xúc giữa hai pha khí và nước, diện tích tiếp xúc càng lớn, quá trình trao đổi khí diễn ra càng nhanh. - Thời gian tiếp xúc của hai pha khi nước trong công trình càng lớn, mức độ trao đổi càng triệt để. - Nhiệt độ của môi trường tăng, tạo thuận lợi cho quá trình khử khí ra khỏi nước và bất lợi cho quá trình hấp thụ hoà tan khí vào nước. Và ngược lại. - Bản chất của khí được trao đổi. 3.5.2 CLO HOÁ SƠ BỘ Là quá trình cho Clo vào nước trong giai đoạn trước khi nước vào bể lắng và bể lọc, tác dụng của quá trình là: - Kéo dài thời gian tiếp xúc triệt để tiệt trùng khi nguồn nước bị nhiễm bẩn. - Oxy hoá Sắt hoà tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hoá Mangan hoà tan để tạo thành các kết tủa của tương ứng. - Oxy hoá các hữu cơ để khử màu. - Trung hoà Amoniac thành ClorAmin có tính chất tiệt trùng kéo dài. - Clo hoá sơ bộ còn có tác dụng ngăn chặn sự phát triển của rong rêu, tảo trong bể phản ứng tạo bông cặn và bể lắng, phá huỷ tế bào của các vi sinh vật sản sinh ra chất nhầy nhớt trên bề mặt lọc, làm tăng thời gian của chu kỳ lọc. Tuy vậy, Clo hoá cũng có các nhược điểm: - Tiêu tốn lượng Clo thường gấp 3 đến 5 lần lượng Clo dùng để khử trùng nước sau bể lọc, làm tăng giá thành xử lý nước. - Clo phản ứng với chất hữu cơ hoà tan trong nước tạo ra hợp chất Triholomothene là chất gây ra bệnh ung thư cho người sử dụng nước. Vì vậy, không nên áp dụng quy trình Clo hoá sơ bộ cho các nguồn nước mặt chứa nhiều chất hữu cơ. Quá trình khuấy trộn hoá chất là tạo điều kiện phân tán nhanh và đều hoá chất vào toàn bộ khối lượng nước cần xử lý. Quá trình trộn phèn đòi hỏi phải trộn nhanh và đều phèn vào nước cần xử lý vì phản ứng thuỷ phân tạo ra nhân keo tụ diễn ra rất nhanh thường nhỏ hơn một phần mười giây. Nếu không trộn đều và trộn kéo dài sẽ không tạo ra các nhân keo tụ đủ, chắc và đều trong thể tích nước, hiệu quả lắng sẽ kém và tốn phèn, các loại hoá chất khác đòi hỏi trộn đều. Còn thời gian trộn đòi hỏi ít nghiêm ngặc hơn trộn phèn. Việc lựa chọn thời điểm cho hoá chất vào bể trộn đều với nước xử lý căn cứ vào tính chất và phản ứng hoá học tương hổ giữa các hoá chất với nhau, giữa hoá chất với các chất có trong nước xử lý theo quy trình công nghệ được lựa chọn để quyết định. 3.5.3 QUÁ TRÌNH KEO TỤ VÀ PHẢN ỨNG TẠO BÔNG CẶN Keo tụ và bông cặn là quá trình tạo ra các tác nhân có khả năng kết dính các chất làm bẩn nước ở dạng hoà tan hay lơ lửng thành các bông cặn có khả năng lắng được trong bể lắng hay kết dính trên bề mặt hạt của lớp vật liệu lọc với tốc độ nhanh và kinh tế nhất. Khi trộn đều phèn với nước cần xử lý, các phản ứng hoá học và lý hoá xảy ra tạo thành hệ keo dương phân tán đều trong nước. Khi được trung hoà , hệ keo dương này là các hạt nhân có khả năng dính kết với các keo âm phân tán trong nước và dính kết với nhau tạo thành các bông cặn. Do đó, quá trình tạo nhân dính kết gọi là quá trình keo tụ còn quá trình dính kết cặn bẩn và nhân keo tụ gọi là quá trình phản ứng tạo bông cặn. Trong kỹ thuật xử lý thường dùng phèn nhôm Al(SO), phèn sắt FeCl, Fe(SO4) và FeSO. Hiện nay, đã có hai nhà máy sản xuất phèn nhôm (một ở Khu Công Nghiệp (KCN) Việt Trì, còn lại ở Tân Bình - Thành Phố Hồ Chí Minh). Quá trình sản xuất, pha chế định lượng đơn giản nên tại Việt Nam thường dùng phèn nhôm. Còn phèn sắt tuy có hiệu quả keo tụ cao, nhưng các quá trình khác như sản xuất, vận chuyển và định lượng phức tạp nên chưa được sử dụng. Hiệu quả của quá trình keo tụ phụ thuộc vào điều kiện khuấy trộn (nhanh, đều) nhiệt độ của nước (nhiệt độ càng cao càng tốt), pH của nước (nếu sử dụng phèn nhôm thì pH nằm trong khoảng 5,7 - 6,8) và phụ thuộc vào độ kiềm (độ kiềm của nước sau khi pha phèn còn lại >= 1mđlg/l) Quá trình dùng phèn nhôm khi pha nhôm vào nước, chúng phân ly thành các ion Al3+ các ion bị thuỷ phân trở thành Al(OH)3 Al + 3HO = Al(OH) + 3H Trong khi đó dùng phèn sắt, phèn sắt chia làm hai loại: Phèn sắt (II) và phèn sắt (III). Phèn sắt (II): Fe(SO) khi cho vào nước phân ly thành Fe2+ và bị thuỷ phân thành Fe(OH) Fe + 2HO = Fe(OH) + 2H Fe(OH)2 vừa được tạo thành vẫn còn độ hoà tan trong nước lớn, trong nước có oxy hoá hoà tan, Fe(OH)2 sẽ bị phân hoá thành Fe(OH) 4Fe(OH) + O + 2HO = 4Fe(OH) Phèn sắt (III) ( loại FeCl hay Fe(SO) khi cho vào nước phân ly thành Fe và bị thuỷ phân thành Fe(OH) Fe + 3HO = Fe(OH) + 3H Hiệu quả của quá trình tạo bông phụ thuộc vào cường độ và thời gian khuấy trộn để các nhân keo tụ và cặn bẩn va chạm và kết dính vào nhau. Nếu là keo tụ trong môi trường thể tích, phụ thuộc vào độ đục của nước thô và nồng độ cặn đã được dính kết từ trước nếu là keo tụ trong lớp vật liệu lọc. Để tăng quá trình tạo bông, thường cho vào bể phản ứng tạo bông cặn chất trợ keo tụ polyme. Khi tan vào nước, polyme sẽ tạo ra liên kết lưới loại anion nếu trong nước cần xử lý thiếu ion đối (như SO,...) hay loại trung tính nếu thành phần ion và độ kiềm của nước nguồn thoả mãn điều kiện keo tụ tạo. 3.5.4 QUÁ TRÌNH LẮNG Đây là quá trình làm giảm hàm lượng cặn lơ lửng trong nước nguồn bằng các biện pháp lực trong các bể lắng, khi đó các hạt cặn có tỷ trọng lớn hơn nước ở chế độ thuỷ lực thích hợp, sẽ lắng xuống đáy bể. Bằng lực ly tâm tác dụng vào hạt cặn trong bể lắng ly tâm và xiclon thuỷ lực. Bằng lực đẩy nổi do các bọt khí dính bám vào hạt cặn ở các bể tuyển nổi. Cùng với việc lắng cặn, quá trình lắng còn làm giảm được 90 – 95% vi trùng có trong nước do vi trùng luôn bị hấp thụ và dính bám vào các hạt bông cặn trong quá trình lắng. Có 3 loại cặn thường đi chung với quá trình lắng trong xử lý nước như sau: Lắng các hạt cặn phân tán riêng lẽ. Trong quá trình lắng không thay đổi hình dáng, độ lớn, tỷ trọng. Trong xử lý nước thiên nhiên là cặn không pha phèn. Công trình thường có tên gọi là lắng sơ bộ để giảm độ đục của nước nguồn. Lắng các hạt cặn dạng keo phân tán. Trong xử lý nước thiên nhiên gọi là lắng cặn đã được pha phèn. Trong quá trình lắng, các hạt cặn có khả năng dính kết với nhau thành các bông cặn lớn. Ngược lại, các bông cặn lớn có thể bị vỡ ra thành các mảnh nhỏ hơn. Do đó, trong khi lắng các bông cặn bị thay đổi kích thước, hình dạng và tỷ trọng. Lắng các hạt cặn đã đánh phèn cả khả năng dính kết với nhau như loại cặn nêu trong điểm 2 nhưng với nồng độ lớn, thường lớn hơn 1000mg/l. Với nồng độ cặn lớn do tuần hoàn lại cặn. Do tạo ra lớp cặn lơ lửng trong bể lắng. Các bông cặn này tạo thành lớp mây cặn liên kết với nhau và dính kết để giữ lại các hạt cặn bị phân tán trong nước. Trong thực tế xử lý nước, thường lắng cặn loại 2 và loại 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng cặn keo tụ là: - Kích thước, hình dạng và tỷ trọng của bông cặn. - Độ nhớt và nhiệt độ của nước. - Thời gian lưu nước trong bể lắng. - Chiều cao lắng cặn (chiều cao lớp nước trong bể lắng). - Diện tích bề mặt của bể lắng. - Tải trọng bề mặt của bể lắng hay tốc độ rơi của hạt cặn. - Vận tốc dòng nước chảy trong bể lắng. - Hệ thống phân phối nước vào bể và hệ máng thu đều nước ra khỏi bể lắng. Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào kết quả làm việc của bể tạo bông cặn, bể tạo bông cặn tạo ra các hạt cặn, bền, chắc và càng nặng thì hiệu quả lắng càng cao. Nhiệt độ nước càng cao, độ nhớt càng nhỏ, sức cản của nước đối với hạt cặn càng giảm làm tăng hiệu quả của quá trình lắng. Hiệu quả lắng tăng lên 2-3 lần khi nhiệt độ trong nước 10C. Thời gian lưu nước trong bể lắng là chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả của bể lắng. Để đảm bảo lắng tốt, thời gian lưu nước trung bình của các phần tử nước trong bể lắng phải đạt từ 70 – 80% thời gian lưu nước trong bể theo tính toán. Nếu để cho bể lắng có vùng nước chết, vùng chảy quá nhanh, hiệu quả lắng sẽ giảm đi rất nhiều. Vận tốc dòng nước trong bể lắng không được lớn hơn trị số vận tốc xoáy và tải cặn đã lắng lơ lửng trở lại dòng nước. 3.5.5 QUÁ TRÌNH LỌC Lọc là quá trình không chỉ giữ lại các hạt cặn lơ lửng trong nước có kích thước lớn hơn kích thước các lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt lọc mà còn giữ lại các hạt keo sắt, keo hữu cơ gây ra độ đục và độ màu, có kích thước bé hơn nhiều lần kích thước các lổ rỗng. Nhưng có khả năng dính kết và hấp thụ lên bề mặt hạt lớp vật liệu lọc. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc nước qua bể là: - Kích thước hạt lọc và sự phân bố các cỡ hạt trong lớp vật liệu lọc - Kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng, nồng độ và khả năng dính kết của cặn bẩn lơ lửng trong nước xử lý. - Tốc độ lọc, chiều cao lớp lọc, thành phần của lớp vật liệu lọc và độ chênh áp lực dành cho tổn thất của một chu kỳ lọc. - Nhiệt độ và độ nhớt của nước. - Vật liệu lọc là yếu tố quyết định quá trình lọc. Do đó, cần chú ý các đặc tính của vật liệu lọc trong sản xuất và chọn lớp vật liệu lọc. - Hiệu quả của quá trình lọc phụ thuộc rất nhiều vào kích thước hạt của lớp vật liệu lọc - Đường kính hiệu quả d10 là kích thước của mặt sàn. Khi sàn để lọt 10% trọng lượng các mẫu hạt, còn 90% trọng lượng của mẫu hạt nằm trên sàn. - Hiệu quả lọc còn phụ thuộc vào độ đồng nhất và kích thước của các hạt vật liệu lọc. Biểu thị bằng hệ số của lớp vật liệu lọc. - Chiều cao của lớp vật liệu lọc - Chọn phụ thuộc vào kích thước của hạt và vận tốc lọc. Kích thước hạt càng lớn, vận tốc càng cao thì lớp lọc phải càng dày. Ngược lại, kích thước hạt lọc bé, vận tốc lọc thấp có thể chọn lớp vật liệu này có chiều dày mảng hơn. Lớp vật liệu lọc có thể chỉ là một loại hạt đồng nhất (cát lọc) hay có thể gồm hai hoặc nhiều lớp vật liệu lọc có kích thước và tỷ trọng khác nhau. Có thể phân bể lọc làm 3 loại chính: Lọc chậm, lọc nhanh trọng lực (gồm bể lọc hở và bể lọc áp lực) có nhiều dòng nước đi từ trên xuống và loại còn lại là lọc ngược hay lọc tiếp xúc có nhiều dòng nước đi từ dưới lên trên. Bể lọc chậm tốc độ lọc 0,1 - 0,5 m/h dùng bể lọc nươ