ĐẶT VẤN ĐỀ Cũng nhƣ không khí và ánh sáng, nƣớc không thể thiếu trong cuộc sống của con ngƣời. Trong quá trình hình thành sự sống trên trái đất thì nƣớc và môi trƣờng nƣớc đóng vai trò rất quan trọng. Nƣớc là một nhu cầu thiết yếu đối với mọi sinh vật trên trái đất. Không có nƣớc sự sống trên trái đất không thể tồn tại.
Nhu cầu dung nƣớc của con ngƣời là từ 100 – 150l/ ngày đêm cho các hoạt động sinh hoạt thong thƣờng chƣa kể đến hoạt động sản xuất. Nƣớc tham gia vào quá trình tái sinh thế giới hữu cơ. Nƣớc cấp cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh và các hoạt động giải trí, ngoài ra nƣớc còn sử dụng cho các hoạt động khác nhƣ: cứu hỏa, phun nƣớc, tƣới cây, rửa đƣờng, …. Và hầu hết mọi ngành công nghiệp đều sử dụng nƣớc cấp nhƣ một nguồn nguyên liệu không thể thay thế đƣợc trong sản xuất.
Vấn đề đƣợc đƣợc đặt ra làm thế nào để cung cấp nƣớc sạch cho sinh hoạt và sản xuất một cách tốt nhất và hiệu quả bên cạnh đó phải thích hợp về mặt kinh tế đồng thời không gây ra những tác động ảnh hƣởng đến môi trƣờng. Theo định hƣớng cấp nƣớc của chính phủ đến giai đoạn 2025 nhằm phát triển khinh tế, nâng cao đời sống nhân dân, cùng với việc đô thị hóa phát triển mạnh, nhanh nên các công trình kỹ thuật và cơ sở hạ tầng cần đƣợc xây dựng với quy mô tƣơng xứng, trong đó có công trình cấp nƣớc. Dự án khu nhà ở cao cấp Vinhomes Green Bay nằm ở quận Nam Từ Liêm là một quận nằm ở phía Tây trung tâm thành phố Hà Nội. Theo quy hoạch chung Thủ đô Hà Nội đến 2030, tầm nhìn 2050, quận Nam Từ Liêm là một trong những đô thị lõi, là trung tâm hành chính, dịch vụ, thƣơng mại của Thủ đô Hà Nội.
Bên cạnh sự phát triển vƣợt bậc về kinh tế vấn đề gia tăng dân số cơ học cũng là một áp lực, vì vậy nƣớc là một nhu cầu không thể thiếu để phục vụ sinh hoạt và sản xuất của khu vực nói chung và dự án nói riêng. Do đó, việc xây dựng một Trạm xử lý nƣớc cấp phục vụ cụm dân cƣ khu đô thị Vinhomes Green Bay là hết sức cần thiết. Nó đáp ứng đƣợc nhu cầu sử dụng nƣớc sinh hoạt cũng nhƣ trong các hoạt động sản xuất kinh doanh hiện tại và trong tƣơng lai, theo định hƣớng phát triển của khu đô thị. Đó cũng là lí do đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc cấp cho dự án Vinhomes Greenbay với công suất 7000m3/ngày đêm” ra đời.
1 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Khái quát về nƣớc cấp 1. Khái niệm nước cấp - Nƣớc cấp là nƣớc đƣợc lấy từ thiên nhiên nhƣ sông, hồ, nƣớc ngầm,…; qua các hệ thống xử lý, nƣớc cấp đƣợc khử trùng, lọc sạch bụi bẩn và các tạp chất có trong nƣớc, sau đó đƣợc cung cấp cho cuộc sống sinh hoạt hàng ngày của ngƣời dân hoặc trong hoạt động sản xuất. Nƣớc cấp còn có nhiều tên gọi khác nhƣ nƣớc máy, nƣớc công- tơn,… - Nguồn nƣớc hiện nay chịu tác động của rất nhiều nguồn chất thải nhƣ nƣớc từ hoạt động nông nghiệp, hoạt động sản xuất công nghiệp,… làm giảm chất lƣợng nƣớc hoặc làm nƣớc nhiễm các chất độc hại.
Nên đảm bảo có ngồn nƣớc sạch lâu dài bền vững chiếm một vai trò quan trọng đối với đời sống con ngƣời và nền kinh tế quốc dân.1: Sơ đồ các tác nhân làm ảnh hưởng đến nguồn nước 1. Các loại nƣớc dùng để cấp nƣớc Để cung cấp nƣớc sạch, có thể khai thác các nguồn nƣớc thiên nhiên (thƣờng gọi là nƣớc thô) từ nƣớc mặt, nƣớc ngầm, nƣớc biển. Nước mặt - Nguồn chứa là các ao, hồ, đầm, sông, suối,… 2 - Đặc điểm nƣớc mặt: + Chứa khí hòa tan đặc biệt là oxy. + Chứa nhiều chất rắn lơ lửng, với ao hồ thì có quá trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng ít chủ yếu dạng keo.
+ Hàm lƣợng chất hữu cơ cao. + Hiện diện nhiều loại tảo + Chứa nhiều vi sinh vật. Nước ngầm Đƣợc khai thác từ các tầng chứa nƣớc dƣới đất, chất lƣợng nƣớc ngầm phụ thuộc thành phần khoáng hóa và cấu trúc địa tầng mà nƣớc thấm qua. Do vậy nƣớc chảy qua các địa tầng chứa cát và granit thƣờng có tính axit và chứa ít chất khoáng.
Nƣớc chảy qua địa tầng chứa đá vôi thƣờng có độ cứng và độ kiềm hydrocacbonat khá cao. Ngoài ra đặc trƣng riêng của nƣớc ngầm: + Độ đục thấp + Nhiệt độ và thành phần hóa học tƣơng đối ổn định. + Không có oxy nhƣng có thể chứa nhiều khí nhƣ: CO2, H2S,… + Chứa nhiều khoáng chất hòa tan chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magie. Flo, … + Không có hiện diện của vi sinh vật.
Nước khoáng Khai thác từ tầng sâu dƣới đất hay từ các suối do phun trào từ lòng đất ra. Nƣớc chứa một vài nguyên tố ở nồng độ cao hơn nồng độ cho phép đối với nƣớc uống và đặc biệt có tác dụng chữa bệnh. Nƣớc khoáng sau khi qua khâu xử lý thông thƣờng nhƣ làm trong, loại bỏ hoặc nạp lại khí CO2 nguyên chất đƣợc đóng vào chai để cấp cho ngƣời dùng. Nước mưa Nƣớc mƣa có thể xem nhƣ nƣớc cất tự nhiên nhƣng không hoàn toàn tinh khiết bởi vì nƣớc mƣa có thể bị ô nhiễm bởi khí, bụi và thậm chí cả vi khuẩn có trong không khí.
Khi rơi xuống, nƣớc mƣa tiếp tục bị ô nhiễm do tiếp xúc với các vật thể khác nhau. Hơi nƣớc gặp không khí chứa nhiều khí oxi nitơ hay oxit lƣu huỳnh sẽ tạo nên các trận mƣa axit. Hệ thống thu gom nƣớc mƣa dùng cho mục đích sinh hoạt gồm hệ thống mái, máng thu gom dẫn về bể chứa. Nƣớc mƣa có thể dự trữ trong các bể chứa có mái che để dùng quanh năm.
Chất lƣợng nƣớc nguồn Muốn xử lí một nguồn nƣớc nào đó cần phải phân tích một cách chính xác ba loại chỉ tiêu cơ bản của nguồn nƣớc đó là: Chỉ tiêu về lý học, hóa học và vi trùng. Chỉ tiêu về lý học 1. Nhiệt độ - Nhiệt độ ảnh hƣởng trực tiếp đến quá trình xử lý nƣớc. - Nhiệt độ phụ thuộc từng loại nguồn nƣớc.
Nƣớc mặt phụ thuộc thời tiết, nƣớc ngầm ổn định hơn (17 – 270C) 2. Hàm lƣợng cặn không tan - Đƣợc xác định bằng cách lọc một đơn vị xử lý nƣớc nguồn qua giấy lọc. - Nƣớc sông: thƣờng có lƣợng cặn lớn và mùa lũ mang theo mùn do sự phân hủy động thực vật, còn có lƣợng lớn hạt sét, cát, bùn,… - Nƣớc ngầm: thƣờng có lƣợng cặn thấp. Độ màu của nƣớc - Phƣơng pháp xác định so màu với coban (gây ra bởi các chất hữu cơ, các hợp chất keo sắt, nƣớc thải công nghiệp, do phát triển của rong rêu, tảo,… 4.
Mùi vị của nƣớc - Nƣớc có mùi là do trong nƣớc có các chất khí, các muối khoáng hòa tan, các hợp chất hữu cơ. - Nƣớc có thể có mùi bùn, mùi tanh, mùi mốc, mùi cỏ lá, mùi clo,…Vị mặn, chua, chát, đắng, …. Các chỉ tiêu về hóa học 1. Hàm lượng cặn toàn phần - Bao gồm tất cả các chất vô cơ và hữu cơ trong nƣớc, không kể các chất khí.
- Phƣơng pháp xác định: đun cho bốc hơi một dung tích nƣớc nguồn nhất định và sấy khô rồi cân ở nhiệt độ (105÷110oC) đến khi trọng lƣợng không đổi. Độ cứng của nước - Là đại lƣợng biểu thị hàm lƣợng các muối của canxi và magie có trong nƣớc. Có thể phân biệt thành 3 loại độ cứng: độ cứng tạm thời, độ cứng vĩnh cửu và độ cứng toàn phần. 4 - Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lƣợng các muối cacbonat và bicacbonat của canxi và magie có trong nƣớc.
Độ cứng toàn phần là tổng của hai loại độ cứng tạm thời và vĩnh cửu. - Nƣớc có độ cứng cao gây trở ngại cho việc sinh hoạt và sản xuất: Giặt quần áo tốn xà phòng, nấu thức ăn lâu chín, gây đóng cặn ở nồi hơi, giảm chất lƣợng sản phẩm,… 3. Độ pH của nước - Có thể phân biệt độ kiềm toàn phần và độ kiềm riêng phần. - Độ kiềm toàn phần bao gồm tổng hàm lƣợng các ion bicacbonat, cacbonat, hydroxit, và anion của các muối axit yếu Ktf = [OH-] + [CO32-] + [HCO3-] - Độ kiềm của nƣớc ảnh hƣởng trực tiếp đến tốc độ và hiệu quả xử lý nƣớc.
Vì thế nên trong một số trƣờng hợp nƣớc nguồn có độ kiềm thấp, cần thiết phải bổ sung hóa chất để kiềm hóa nƣớc. Độ Oxy hóa - Là lƣợng oxy cần thiết để oxy hóa hết các hợp chất hữu cơ có trong nƣớc - Chỉ tiêu Oxy hóa là đại lƣợng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nƣớc. - Độ oxy hóa nguồn nƣớc càng cao, chứng tỏ nƣớc bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vi trùng. Hàm lượng sắt - Sắt tồn tại trong nƣớc dƣới dạng sắt (II) và sắt (III).
Trong nƣớc ngầm, sắt thƣờng tồn tại dƣới dạng sắt (II) hòa tan của các muối bicacbonat, sunfat, clorua, đôi khi dƣới dạng keo của axit humic hoặc keo silic. Khi tiếp xúc với oxy hoặc các chất oxy hóa, sắt (II) sẽ bị oxy hóa thành sắt (III) và kết tủa bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ. Nƣớc ngầm thƣờng có hàm lƣợng sắt cao, đôi khi lên tới 30mg/l hoặc có thể cao hơn nữa. Nƣớc mặt chứa sắt (III) ở dạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù, thƣờng không có hàm lƣợng cao có thể khử sắt kết hợp với công nghệ khử nƣớc đục.
Việc tiến hành khử sắt thƣờng chủ yếu với nƣớc ngầm. Khi trong nƣớc có hàm lƣợng sắt > 0,5 mg/l, nƣớc có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo sau khi giặt, làm hƣ hỏng sản phẩm ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp và làm giảm tiết diện vận chuyển nƣớc của đƣờng ống. Hàm lượng Mangan - Mangan thƣờng đƣợc gặp trong nƣớc nguồn dạng mangan (II), nhƣng với hàm lƣợng nhỏ hơn sắt nhiều. Tuy vậy với hàm lƣợng mangan > 0.05mg/l đã gây ra các tác 5 hại cho việc sử dụng và vận chuyển nƣớc nhƣ sắt.
Công nghệ khử Mangan thƣờng kết hợp với khử sắt trong nƣớc. Các hợp chất của Axit Silic - Thƣờng đƣợc gặp trong nƣớc thiên nhiên dƣới dạng nitrit (HNO2), nitrat (HNO3) và amoniac (NH3). Các hợp chất chứa nitơ có trong nƣớc chứng tỏ đã bị nhiễm bẩn bởi nƣớc thải sinh hoạt. Khi bị nhiễm bẩn trong nƣớc có cả nitrit, nitrat và ammoniac.
Sau một thời gian, amoniac và nitrit bị oxy hóa thành nitrat. Việc sử dụng loại phân bón nhân tạo cũng làm tăng hàm lƣợng amoniac trong nƣớc thiên nhiên.