CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT 1.TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 1.1 Tính chất lý học của nước Nhiệt độ Nhiệt độ của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình xử lí nước. Sự thay đổi nhiệt độ của nước phụ thuộc vào từng loại nguồn nước. Nhiệt độ của nguồn nước mặt dao động rất lớn (từ 4 400C) phụ thuộc vào thời tiết và độ sâu nguồn nước. Hàm lượng cặn không tan Được xác định bằng cách lọc một đơn vị thể tích nước nguồn qua giấy lọc, rồi đem sấy khô ở nhiệt độ (105 1100oC).
Hàm lượng cặn là một trong những chỉ tiêu cơ bản để chọn biện pháp xử lí đối với các nguồn nước mặt. Hàm lượng cặn của nước nguồn càng cao thì việc xử lí càng tốn kém và phức tạp. Độ màu của nước Đơn vị đo độ màu thường dùng là Platin – Coban. Nước thiên nhiên thường có độ mầu thấp hơn 200PtCo.
Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ lửng trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc. Trong khi đó, để loại bỏ màu thực của nước (do các chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hóa lý kết hợp. Mùi và vị của nước Nước có mùi là do trong nước có các chất khí, các muối khoáng hoà tan, các hợp chất hữu cơ và vi trùng, nước thải công nghiệp chảy vào, các hoá chất hoà tan,…Nước có thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi cỏ lá, mùi clo, mùi phenol, … Vị mặn, vị chua, vị chát, vị đắng, … Độ đục thường được đo bằng máy so màu quang học dự trên cơ sở thay đổi cường độ ánh sáng khi đi qua lớp nước mẫu. Đơn vị đo độ đục xác định theo phương pháp này Là NTU (Nepheometric Turbidity Unit) 1NTU tương ứng 0.58 mg foomazin trong một lít nước.
Độ dẫn điện GVHD:Mai Quang Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai 2 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC CẤP Nước có độ dẫn điện kém. Nước tinh khiết ở 20oC có độ dẫn điện là 4.2 µS/m (tương ứng điện trở 23. Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất khoáng hòa tan trong nước và dao động theo nhiệt độ.2 Tính chất hóa học của nước Độ pH PH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước. Khi pH =7 nước có tính trung tính pH <7 nước co tính axit pH >7 nước co tính kiềm Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hòa tan trong nước.
Ở độ pH<5, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồn nước có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hòa tan và một số loại khí như CO2, H2S tồn tại ở dạng tự do trong nước. Độ kiềm Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của cá ion bicacbonat, cacbonat, hydroxyt và anion của các muối của các axit yếu. Do hàm lượng các muối này có trong nước rất nhỏ nên có thể bỏ qua. Độ kiềm bicacbonat và cacbonat góp phần tạo nên tính đệm cho dung dịch nước.
Nguồn nước có tính đệm cao, nếu trong quá trình xử lý có dùng thêm các hóa chất như phèn thì độ pH của nước cũng ít thay đổi nên sẽ tiết kiệm được các hóa chất dùng để điều chỉnh pH. Độ cứng Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magie có trong nước.Nước có độ cứng cao gây trở ngại cho sinh hoạt và sản xuất: giặt quần áo tốn xà phòng, nấu thức ăn lâu chín, gây đóng cặn nồi hơi, giảm chất lượng sản phẩm, … Độ oxy hoá Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ có trong nước. Chỉ tiêu oxy hoá là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Độ oxy hoá của nguồn nước càng cao, chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vi trùng.
GVHD:Mai Quang Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai 3 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC CẤP Clorua Clorua làm cho nươc có vị mặn. Ion này thâm nhập vào nước qua sự hòa tan các muối khoáng hoặc bọ ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay ở đoạn sông gần biển. Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thể gây ra mắc bệnh về thận. Ngoài ra, nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bê tông.
Sunfat Ion sunfat thường có trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc hữu cơ. Với hàm lượng sunfat cao hơn 400 mg/l, có thể gay mất nước trong cơ thể và làm tháo ruột. Ngoài ra, nước có nhiều ion clorua và sunfat sẽ làm xâm thực bê tông. Florua Nước ngầm từ cá vùng đất chưa quặng apatit, đá alkalic, granit thường có hàm lượng florua cao đến 10mg/l.
trong nước thiên nhiên, các hợp chất của florua khá bền vững và khó loại bỏ trong quá trình xử lý thông thường. Ơ nồng độ thấp, từ 0.5 mg/l dến 1mg/l, florua giúp bảo vệ men răng Hàm lượng sắt Sắt tồn tại trong nước dưới dạng sắt (II) hoặc sắt (III). Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng sắt (II) hoà tan của các muối bicacbonat, sunfat, clorua, đôi khi dưới dạng keo của axit humic hoặc keo silic. Việc tiến hành khử sắt chủ yếu đối với các nguồn nước ngầm.
Khi trong nước có hàm lượng sắt > 0,5 mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt, làm hư hỏng sản phẩm của ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp và làm giảm tiết diện vận chuyển nước của đường ống. Hàm lượng mangan Mangan thường được gặp trong nước nguồn ở dạng mangan (II), nhưng với hàm lượng nhỏ hơn sắt rất nhiều. Tuy vậy với hàm lượng mangan > 0,05 mg/l đã gây ra các tác hại cho việc sử dụng và vận chuyển nước như sắt. Công nghệ khử mangan thường kết hợp với khử sắt trong nước.
Nhôm Vào mùa mưa, ở nững vùng đất phèn, đát ở trong điều kiện khử không co oxy, nên các chất như Fe2O3 và Jarosite tác dộng qua lại, lấy oxy của nhau và tạo thành sắt , nhôm, sunfat hòa tan trong nước. Do đó, nước mặt ở vung náy thường rấ chua, pH = GVHD:Mai Quang Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai 4 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC CẤP 2.5, sắt tồn tại chủ yếu là Fe2+ (có khi dến 300 mg/l), nhôm hòa tan ở dạng ion Al3+ ( từ 5 ÷ 70mg/l). Khi chứa niều nhôm hào tan nước thường có màu trong xanh và vị rất chua. Nhôm có đọc tính đối với sức khỏe con người.
Khi uống nước co chứa hàm lượng nhôm cao có thể gây t\ra các bênh về não như Alzheimer. Các chất khí hoà tan Các chất khí hoà O2, CO2, H2S trong nước thiên nhiên dao động rất lớn. Khí H2S là sản phẩm của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, phân rác. Khi trong nước có H2S làm nước có mùi trứng thối khó chịu và ăn mòn kim loại.
Hàm lượng O2 hoà tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, đặc tính của nguồn nước. Nước ngầm có hàm lượng oxy hoà tan rất thấp hoặc không có, do các phản ứng oxy hoá khử xảy ra trong lòng đất đã tiêu hao hết oxy. Khí CO2 hoà tan đóng vai trò quyết định trong sự ổn định của nước thiên nhiên. Trong kỹ thuật xử lý nước, sự ổn định của nước có vai trò rất quan trọng.
Việc đánh giá độ ổn định trong sự ổn định nước được thực hiện bằng cách xác định hàm lượng CO2 cân bằng và CO2 tự do. Lượng CO2 cân bằng là lượng CO2 đúng bằng lượng ion HCO3 cùng tồn tại trong nước. Nếu trong nước có lượng CO2 hoà tan vượt quá lượng CO2 cân bằng, thì nước mất ổn định và sẽ gây ăn mòn bêtông.3 Các chỉ tiêu vi sinh Trong nước thiên nhiên có rất nhiều vi trùng, rong tảo và các đơn bào. Chúng xâm nhập vào nước từ môi trường xung quanh hoặc sống và phát triển trong nước.
Trong đó có một số sinh vật gây bệnh cần phải được loại bỏ khỏi nươc trước khi sử dụng. Trong thực tế không thể xác định tất cả các loại sinh vật gây bệnh qua đường nước vì phức tạp và tốn thời gian. Mục đích của việc kiểm tra vệ sinh nước là xác định mức độ an toàn của nước đối với sức khỏe con người. Do vậy có thể dùng vài vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân để đánh giá ô niễm từ rác, phân người và động vật.
Có 3 nhóm vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân: Nhóm Coliform đặc trưng là Escherichia Coli ( E.coli) Nhóm Streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis. Nhóm Clostridia khử sunfit đặc trưng là Clostridum perfringents GVHD:Mai Quang Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai 5 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC CẤP Đây là những nhóm vi khuẩn thường xuyên có mặt trong phân người.Coli là loại trực khuẩn đường ruột, có thời gian bảo tồn trong nước gần giống những vi sinh vật gây bệnh khác.Coli chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn phân rác và có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác.2 CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP CHO ĂN UỐNG VÀ SINH HOẠT Theo tiêu chuẩn QCVN 01:2009/BYT “ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng ăn uống” phải đạt được những chi tiêu về lí hóa học và vi trùng như sau: Bảng 3.1: Chất lượng nước cấp cho sinh hoạt ăn uống TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa 1 Độ đục NTU 2 2 Độ sắc TCU 15 3 Mùi vị Không có mùi, vị lạ 4 Độ pH 6,5 8,5 5 Độ cứng mg/l 300 6 Độ Ôxy hoá KMnO4 mg/l 2 7 Sunfua Hydro mg/l 0,05 8 Clorua mg/l 250 9 Nitrat mg/l 50 10 Nitrit mg/l 3 11 Sulfat mg/l 250 12 Antimon mg/l 0.005 13 Florua mg/l 1,5 14 Bari mg/l 0.7 15 Amoni mg/l 3 16 Natri mg/l 200 17 Sắt mg/l 0,3 18 Mangan mg/l 0.3 19 Đồng mg/l 1 20 Kẽm mg/l 3 21 Nhôm mg/l 0,2 GVHD:Mai Quang Tuấn SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai 6 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC CẤP 22 Chì mg/l 0,01 23 Asen mg/l 0,01 24 Cadmi mg/l 0,003 25 Thuỷ ngân mg/l 0,001 26 Crôm mg/l 0,05 27 Xianua mg/l 0,07 28 Borat và Axít boric mg/l 0.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC 1.1 Phương pháp hóa lý Quá trình keo Trong nước sông suối, hồ ao,. thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành phần và kích thước rất khác nhau.