ĐẶT VẤN ĐỀ Trong cuộc sống của chúng ta, nước chiếm 71% diện tích bề mặt trái đất và môi trường là một trong những vấn đề mà hiện nay hầu hết ai cũng quan tâm. Tuy nhiên, vấn đề không tự nó phát sinh mà nguyên nhân chính là do nhu cầu cuộc sống của con người gây ra. Nước và môi trường nước đóng vai trò cực kì quan trọng trong quá trình hình thành sự sống và phát triển trên trái đất. Trong các khu dân cư, nước phục vụ cho các mục đích sinh hoạt, nâng cao đời sống tinh thần cho người dân.
Nước còn đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất, phục vụ cho hàng loạt ngành nông nghiệp, công nghiệp và các ngành khác. Nước tham gia vào quá trình tái sinh thế giới hữu cơ, trong đó nguồn gốc của sự hình thành và tích lũy chất hữu cơ là hiện tượng quang hợp được thực hiện dưới tác dụng của năng lượng mặt trời với sự góp phần của nước và không khí. Trong quá trình trao đổi chất, nước đóng vai trò là chất trao đổi trung gian vì quá trình phản ứng lý, hóa học diễn ra dưới sự tham gia bắt buộc của nước. Chính vì vậy đề tài đang chú trọng đến việc cải tạo môi trường, ngăn ngừa ô nhiễm và cung cấp nguồn nước sạch cho mọi người trong khu đô thị Mễ Trì.
Vấn đề được được đặt ra là làm thế nào để cung cấp nước sạch cho sinh hoạt và sản xuất một cách tốt nhất và hiệu quả nhất, vừa phải đảm bảo về mặt kinh tế vừa đảm bảo về mặt môi trường. Theo định hướng cấp nước của chính phủ đến giai đoạn 2025, nhằm phát triển kinh tế, nâng cao đời sống nhân dân, cùng với việc phát triển mạnh của đô thị hóa nên các công trình kỹ thuật và cơ sở hạ tầng cần được xây dựng với quy mô tương xứng, trong đó có công trình cấp nước. Khu đô thị Mễ Trì nằm ở Quận Nam Từ Liêm ở phía Tây trung tâm thành phố Hà Nội, theo quy hoạch chung Thủ đô Hà Nội đến 2025, tầm nhìn 2050, quận Nam Từ Liêm là một trong những đô thị lõi, là trung tâm hành chính, dịch vụ, thương mại của Thủ đô Hà Nội. Kinh tế và xã hội ngày càng phát triển mạnh, vấn đề gia tăng dân số cơ học đang là một áp lực và nước là một nhu cầu không thể thiếu để phục vụ sinh hoạt và sản xuất của khu vực cho nên việc xây dựng trạm xử lý nước cấp phục vụ cụm dân cư khu đô thị phường Mễ Trì là nhu cầu cấp thiết.
Nó đáp ứng được nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt cũng như trong các hoạt động sản xuất kinh doanh hiện tại và trong tương lai. Nhận thức được tầm quan trọng của nguồn nước, tôi quyết định chọn đề tài: “Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho khu đô thị Mễ Trì với công suất 15000 m3/ngđ” 1 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát về nƣớc cấp Khái niệm nước cấp - Nước cấp là nước sau khi trải qua quá trình xử lý tại các nhà máy xử lý và được làm sạch bằng công nghệ hiện đại sẽ được chuyển đến các trạm trung chuyển từ đó các trạm này sẽ cung cấp nước cho người tiêu dùng. Nước cấp chia thành 2 loại: nước cấp dành cho sinh hoạt và nước cấp dành cho ăn uống. Hai nguồn nước cấp này hoàn toàn khác nguồn nước tài nguyên ( sông, suối, ao, hồ, nước ngầm hoặc nước mưa) vì đã được công nghệ làm sạch.
Các thành phần của nước luôn được nhà máy đo đạc cẩn thận và kiểm nghiệm an toàn trước khi đưa vào sử dụng. - Hiện nay các loại nguồn nước (nước mặt, nước ngầm) có thể khai thác, xử lý để cấp cho nhu cầu sinh hoạt, sản xuất có nguy cơ bị ô nhiễm. Chính vì vậy, bảo vệ nguồn nước sạch lâu dài và bền vững chiếm vai trò quan trọng đối với đời sống con người và trong bối cảnh nền kinh tế đang ngày càng phát triển…[2] Hình 1.1: Sơ đồ các tác nhân làm nhiễm bẩn nguồn nước.2 Các loại nguồn nƣớc dùng để cấp nƣớc Nước biển, nước ngầm, nước mưa, nước mặt, nước khoáng…, là nguồn nước tự nhiên có thể gọi là nước thô chưa qua xử lý, chúng ta có thể khai thác và dùng nước cung cấp cho trạm xử lý. Nƣớc biển Nước biển thường có độ mặn rất cao ( độ mặn ở Thái Bình Dương là 32 – 35 g/l) Hàm lượng muối của nước biển tùy theo vị trí địa lý như: của sông, gần bờ xa bờ, nồng độ càng tăng chủ yếu là các phiêu sinh vật động thực vật.
Nƣớc ngầm - Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích bở rời như cặn, sạn, cát bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dưới bề mặt trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người. Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng mặt và nước ngầm tầng sâu. Nước chảy qua địa tầng chứa đá vôi thường có độ cứng và độ kiềm hydrocacbonat khá cao. Ngoài ra đặc trưng riêng của nước ngầm: +) Độ đục thấp, nhiệt độ và thành phần hóa học tương đối ổn định.
+) Không có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí như: CO2, H2S. +) Chứa nhiều khoáng chất hòa tan chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magie. +) Không có hiện diện của vi sinh vật. Nƣớc mƣa Nước mưa có thể xem như nước cất tự nhiên nhưng không hoàn toàn tinh khiết bởi vì nước mưa có thể bị ô nhiễm bởi khí, bụi và thậm chí cả vi khuẩn có trong không khí.
Khi rơi xuống, nước mưa tiếp tục bị ô nhiễm do tiếp xúc với các vật thể khác nhau. Hơi nước gặp không khí chứa nhiều khí oxi nitơ hay oxit lưu huỳnh sẽ tạo nên các trận mưa axit. Hệ thống thu gom nước mưa dùng cho mục đích sinh hoạt gồm hệ thống mái, máng thu gom dẫn về bể chứa. Nước mưa có thể dự trữ trong các bể chứa có mái che để dùng quanh năm.
Nƣớc mặt - Nước trong thiên nhiên được dùng làm các nguồn nước cung cấp cho ăn uống sinh hoạt và công nghiệp có chất lượng rất khác nhau, khai thác từ các nguồn nước thiên nhiên (thường gọi là nước thô) là nước mặt, nước ngầm và nước biển. Đối với các nguồn nước mặt bao gồm các nguồn nước trong các hồ chứa, ao, hồ, đầm, sông, suối,… - Đặc điểm nước 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 lượng chất hữu cơ cao.
Hiện diện nhiều loại tảo, chứa nhiều vi sinh vật. Nƣớc khoáng Khai thác từ tầng sâu dưới đất hay từ các suối do phun trào từ lòng đất ra. Nước chứa một vài nguyên tố ở nồng độ cao hơn nồng độ cho phép đối với nước uống và đặc biệt có tác dụng chữa bệnh. Nước khoáng sau khi qua khâu xử lý thông thường như làm trong, loại bỏ hoặc nạp lại khí CO2 nguyên chất được đóng vào chai để cấp cho người dùng…[16] 3 1.3 Chất lƣợng nguồn nƣớc Có thể nói, hầu hết các nguồn nước thiên nhiên đều không đáp ứng được yêu cầu về mặt chất lượng cho các đối tượng dùng nước.
Chính vì vậy, trước khi đưa nước vào sử dụng, cần phải tiến hành xử lý chúng. Muốn xử lý một nguồn nước nào đó cần phải phân tích một cách chính xác ba loại chỉ tiêu cơ bản của nguồn nước đó là: Chỉ tiêu về lý học, hóa học và vi trùng.4 Tổng quan về chất lƣợng nƣớc 1.1 Tính chất lý học 1. Nhiệt độ Nhiệt độ của nước là một đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu 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, nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định (từ 17 270C). Nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lý nước và nhu cầu tiêu thụ, nước mặt thường có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ môi trường. Mùi vị của nƣớc Mùi trong nước thường do các hợp chất hóa học, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hay các sản phẩm từ quá trình phân hủy vật chất gây nên. Nước có thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi cỏ lá, mùi clo, mùi phenol,… hoặc có vị mặn, vị chua, vị chát, vị đắng,… Nước sau khi khử trùng với các hợp chất clo có thể bị nhiễm mùi clo hay clophenol.
Độ màu của nƣớc Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo ra. Các hợp chất sắt, mangan không hòa tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất humic gây ra màu vàng. Còn các loại thủy sinh tạo cho nước màu xanh lá cây. Đơn vị đo độ màu thường dùng là Platin – Coban.
Nước thiên nhiên thường có độ màu 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. Độ đục 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.
Hàm lƣợng cặn không tan Được xác định bằng cách lọc một đơn vị xử lý nước nguồn qua giấy lọc, rồi êm sấy khô ở nhiệt độ (105 ÷ 1100 0C). Hàm lượng cặn của nước ngầm thường nhỏ (30 ÷ 50 mg/l), chủ yếu do các hạt mịn trong nước gây ra. Hàm nược cặn của nước sông dao động rất lớn (20 ÷ 5.000 mg/l) có khi lên tới (30. Hàm lượng cặn là một trong những chỉ tiêu cơ bản để chọn biện pháp xử lý đối với các nguồn nước mặt.
Hàm lượng cặn của nước nguồn càng cao thì việc xử lý càng tốn kém và phức tạp. Độ dẫn điện - 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 1.
Hàm lƣợng cặn toàn phần Bao gồm tất cả các chất vô cơ và hữu cơ trong nước, không kể các chất khí.