Mô hình thí nghiệm nâng công suất nhà máy - Thực nghiệm - kết quả và đề xuất công nghệ

CHƯƠNG 4 : MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM NÂNG CÔNG SUẤT NHÀ MÁY - THỰC NGHIỆM - KẾT QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 4.1.Cơ Sở Lý Luận Nghiên cứu sự lắng căn ( sa lắng ) là xem xét sự chuyển chỗ của một hạt hay tập hợp hạt trong hệ thống lắng tĩnh hay chuyễn động .Lắng dựa vào quá trình tách khỏi nước cặn lơ lững hay bông cặn hình thành trong giai đoạn keo tụ tạo bông . Trong công nghệ xử lý nước cấp quá trình lắng được ứng dụng : Lắng cặn phù sa trong nước mặt có hàm lượng phù sa lớn và lắng cặn nước thô trước khi nước có độ đụ thấp Lắng cặn phèn hay polyme trong công nghệ khử đục và màu nước mặt. Lắng bông căn sắt hay magiê trong công nghệ khử cứng bằng hoá chất . Lắng bông cặn sắt hay mangan trong công nghệ khử sắt và mangan. Tính chất lắng của các hạt có thể chia làm 3 dạng sau : Lắng dạng 1 :lắng các hạt rời rạc. Quá trình lắng được đặc trưng bởi các hạt lắng một cấch rời rạc có tốc độ lắng không đổi. Các hạt lắng một cách riêng rẻ,không có khả năng keo tụ, không dính vào nhau suốt quá trình lắng. Để có thể xác định tốc độ lắng ở dạng này có thể ứng dụng định luật cổ điển của Newton và Stoke trên hạt cặn. Tốc độ lắng ở dạng này hoàn toàn có thể tính toán được. Lắng dạng 2: lắng bông cặn .Quá trình lắng được đặc trưng bởi các hạt bông cặn kết dính với nhau suốt quá trình lắng. Do quá trình tạo bông cặn xảy ra nên các bông cặn tăng dần kích thước và tốc độ lắng tăng nên không có một công thức toán thích hợp để biểu thị quá trình lắng này. Vì vậy để có các thông số thiết kế bể lắng dạng này người ta phải thí nghiệm xác định tốc độ chảy tràn và thời gian lắng ở hiệu quả khử bông cặn cho trước từ cột lắng thí nghiệm. Từ đó nhân với hệ số quy mô ta có tốc độ và thời gian lắng thiết kế. Lắng dạng 3: lắng cặn trơ. Quá trình lắng được đặc trưng bới các hạt cặn có nồng độ cao (>1000mg/l). Các hạt cặn có khuynh hướng duy trì vị trí không đổi với các hạt cặn khác. Khi đó cả khối hạt như một thể thống nhất lắng xuống với tốc độ lắng không đổi. Lắng dạng này thường thấy ở bể nén bùn. Hai đại lượng cần thiết trong việc thiết kế bể lắng chính là tốc độ lắng và tốc độ chảy tràn. Để thiết kế một bể lắng đạt hiệu quả cao, đầu tiên ta các định tốc độ lắng của các hạt cần được loại và khi đó tốc độ lắng sẽ lớn hơn tốc độ chảy tràn. Khi xem xét một hạt cô lập có bản chất xác định và sa lắng trong một hệ chất lỏng tĩnh thì các khái niệm cơ bản của sự sa lắng cặn tương đối dơn giản . Tuy nhiên trong thực tế sự lắng cặn thường là một tập hợp hạt trong hệ thống lắng động như trong trường hợp của một tổ hợp các hạt(cụm bông ) bị sa lắng trong hệ chuyển động ngang thì tính toán rất phức tạp. Ta có thể tính toán khi biết kích thước, khối lượng, thể tích của từng hạt mà thực tế không thể làm được. Các hạt có thể tiếp tục tủa bông trong quá trình sa lắng. Vì thế cần xác định thực nghiệm bằng mô hình cho riêng loại nước đó . 4.2.Mô Hình Thí Nghiệm Mô hình nghiên cứu là mô hình dàn mưa và mô hình cột lắng . Với quá trình xử lý nước ngầm, đặc biệt là quá trình khử sắt trong nước ngầm việc khử sắt trong nước ngầm, khử CO2 đồng thời hoà tan O2 vào nước bằng giàn mưa có tác dụng quan trọng vì nó làm tăng giá trị pH trong nước ngầm và oxy làm cho Fe2+ bị oxy hoá. Nếu pH tăng cao sẽ tạo môi trường tốt để phản ứng oxy hoá sắt và mangan diễn ra. Nhưng trong nguồn nước hiện đang khai thác có hàm lượng sắt cao đồng thời độ kiềm nhỏ do đó lượng oxy hoà tan không đủ để oxy hoá sắt. Do đó, để thực hiện thí nghiệm lắng bông cặn ta phải oxy hoá Fe(II) thành Fe(III) có trong mẫu nước bằng cách cho nước thô qua mô hình giàn mưa. Nước sau khi lấy từ hệ thống giếng khoan tại thị xã Bạc Liêu được bơm vào hệ thống phân phối nước của giàn mưa. Nước từ giàn phân phối sẽ phun ra ngoài lỗ trên ống nhánh và rơi xuống qua từng sàn tung mưa, nước từ các sàn tung mưa di chuyển dần xuống do trọng lực bản thân và tập trung tại sàn thu nước. Nước từ sàn thu nước của giàn mưa sẽ được bơm lên cột lắng thực hiện thí nghiệm lắng bông cặn nhằm xác định tốc độ chảy tràn ở các hiệu quả lắng khác nhau và xác định thời gian lắng ở các hiệu quả lắng tổng cộng khác nhau của nước được lấy ra sau mô hình giàn mưa. Hình 4.2 : Mô hình cột lắng Hình 4.1 : Mô hình giàn mưa Hình 4.3 : Sàn tung mưa TIẾN HÀNH CHẠY MÔ HÌNH : Nước sau khi được làm thoáng bằng giàn mưa và điều chỉnh pH thích hợp ,khuấy trộn đều nước . Chuẩn bị cột lắng ,bơm nước vào cột lắng sao cho đảm bảo nước được xáo trộn đều và có đủ thể tích 45 lít.Bắt đầu lắng . Để lắng 1 phút sử dụng ống nghiệm lấy mẫu để kiểm tra độ đục (SS) ở các độ sâu khác nhau (0,1; 0,3; 0,5; 0,7;0,9;1,1;1,3;1,5;1,7;1,9)ứng với từng thời điểm khác nhau(1,5,10,15,20,30,40,60,90 phút ) Hình 4.4 : Thí nghiệm xác định đường chuẩn 4.3. Kết Quả Thí Nghiệm 4.3.1. Kết quả lắng lần 1 pH ban đầu : 7.12 Thời gian bơm 10 lít vào gian mưa : 15 phút pH sau giàn mưa, trước lắng : 7.32 Phương trình đường chuẩn sắt : y = 0.3393x - 0.1021 mFe (tổng Fe2+ và Fe3+) ban đầu 4.78 mg/l Bảng 4.5: Kết quả lắng lần 1 H(m) Co 1’ 5’ 15’ 20’ 30’ 40’ 60’ 90’ 120’ 0.1 40 22 15 11 8 8 7 6 6 5 0.3 42 37 22 15 10 9 8 7 6 6 0.5 41 42 34 23 13 13 9 8 7 7 0.7 43 44 45 36 15 14 10 9 8 7 0.9 43 46 46 45 22 16 12 12 9 8 1.1 44 45 48 47 34 18 14 12 10 8 1.3 46 47 50 48 47 35 16 13 11 8 1.5 47 49 50 49 48 45 32 15 11 10 1.7 49 50 53 52 50 49 36 16 14 13 1.9 49 52 55 51 49 48 42 31 17 15 Bảng 4.6:Hiệu quả lắng lần 1 (%) H(m) 1’ 5’ 15’ 20’ 30’ 40’ 60’ 90’ 120’ 0.1 45.0 62.5 72.5 80.0 80.0 82.5 85.0 85.0 87.5 0.3 11.9 47.6 64.3 76.2 78.6 81.0 83.3 85.7 85.7 0.5 -2.4 17.1 43.9 68.3 68.3 78.0 80.5 82.9 82.9 0.7 -2.3 -4.7 16.3 65.1 67.4 76.7 79.1 81.4 83.7 0.9 -7.0 -7.0 -4.7 48.8 62.8 72.1 72.1 79.1 81.4 1.1 -2.3 -9.1 -6.8 22.7 59.1 68.2 72.7 77.3 81.8 1.3 -2.2 -8.7 -4.3 -2.2 23.9 65.2 71.7 76.1 82.6 1.5 -4.3 -6.4 -4.3 -2.1 4.3 31.9 68.1 76.6 78.7 1.7 -2.0 -8.2 -6.1 -2.0 0.0 26.5 67.3 71.4 73.5 1.9 -6.1 -12.2 -4.1 0.0 2.0 14.3 36.7 65.3 69.4 Sau khi để lắng được 120 phút ,ta tiến hành đo hàm lượng sắt và SS lần 1 theo từng độ sâu 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5; 1,7; 1,9 để xác định hiệu suất khử sắt và cặn trong quá trình lắng theo độ cao .Số liệu đo đạc sau khi lắng như sau: Bảng 4.7: Hiệu quả khử sắt và cặn của cột lắng lần 1 H(m) 1.9 1.7 1.5 1.3 1.1 0.9 0.7 0.5 0.3 0.1  mFev (mg/l) 4.78 4.78 4.78 4.78 4.78 4.78 4.78 4.78 4.78 4.78  mFer (mg/l) 0.82 0.73 0.514 0.662 0.441 0.219 0.097 0.134 0.227 0.41  % xử lý Fe 82.845 84.728 89.247 86.151 90.774 95.418 97.971 97.197 95.251 91.423 SSv (mg/l)  49 49 47 46 44 43 43 41 42 40  SSr (mg/l) 15 13 10 8 8 7 7 7 6 5 % xử lý SS  69.388 73.469 78.723 82.609 81.818 83.721 83.721 82.927 85.714 87.5 Sơ đồ 4.8 : Hiệu quả khử sắt và cặn của cột lắng lần 1 Nhận xét : ta thấy sau thời gian lắng là 120 phút ,hiệu quả xử lý phèn cao nhất là 97.971% ở độ sâu 0.7m và hiệu suất xử lý SS cao nhất là 87.5% ở độ sâu là 0.1m 4.3.2. Kết quả lắng lần 2 : pH ban đầu : 6.97 Thời gian bơm 10 lít vào gian mưa : 15 phút pH sau giàn mưa, trước lắng : 7.21 Phương trình đường chuẩn sắt : y = 0.3791x - 0.392 mFe (tổng Fe2+ và Fe3+) ban đầu 4.07 mg/l Bảng 4.9 :Kết quả lắng lần 2 H(m) Co 1’ 5’ 15’ 20’ 30’ 40’ 60’ 90’ 120’ 0.1 35 20 16 14 10 9 8 6 6 5 0.3 35 31 27 16 13 12 8 7 7 5 0.5 36 38 29 22 16 14 11 7 7 5 0.7 38 41 43 35 18 15 12 10 8 8 0.9 39 40 43 39 24 19 13 9 8 9 1.1 40 42 46 41 37 21 15 11 10 9 1.3 40 44 42 42 40 35 17 13 10 9 1.5 42 45 44 47 45 41 17 14 12 10 1.7 43 43 46 47 48 45 38 22 13 11 1.9 46 48 51 50 49 47 47 24 16 12 Bảng 4.10: Hiệu quả lắng lần 2(%) H(m) 1’ 5’ 15’ 20’ 30’ 40’ 60’ 90’ 120’ 0.1 42.9 54.3 60.0 71.4 74.3 77.1 82.9 82.9 85.7 0.3 11.4 22.9 54.3 62.9 65.7 77.1 80.0 80.0 85.7 0.5 -5.6 19.4 38.9 55.6 61.1 69.4 80.6 80.6 86.1 0.7 -7.9 -13.2 7.9 52.6 60.5 68.4 73.7 78.9 78.9 0.9 -2.6 -10.3 0.0 38.5 51.3 66.7 76.9 79.5 76.9 1.1 -5.0 -15.0 -2.5 7.5 47.5 62.5 72.5 75.0 77.5 1.3 -10.0 -5.0 -5.0 0.0 12.5 57.5 67.5 75.0 77.5 1.5 -7.1 -4.8 -11.9 -7.1 2.4 59.5 66.7 71.4 76.2 1.7 0.0 -7.0 -9.3 -11.6 -4.7 11.6 48.8 69.8 74.4 1.9 -4.3 -10.9 -8.7 -6.5 -2.2 -2.2 47.8 65.2 73.9 Sau khi để lắng được 120 phút ,ta tiến hành đo hàm lượng sắt và SS lần 1 theo từng độ sâu 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5; 1,7; 1,9 để xác định hiệu suất khử sắt và cặn trong quá trình lắng theo độ cao .Số liệu đo đạc sau khi lắng như sau: Bảng 4.11: Hiệu quả khử sắt và cặn của cột lắng lần 2 H(m) 1.9 1.7 1.5 1.3 1.1 0.9 0.7 0.5 0.3 0.1  mFev (mg/l) 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07 4.07  mFer (mg/l) 0.744 0.682 0.615 0.554 0.32 0.361 0.124 0.086 0.216 0.31  % xử lý Fe 81.720 83.243 84.889 86.388 92.138 91.130 96.953 97.887 94.693 92.383 SSv (mg/l)  46 43 42 40 40 39 38 36 35 35  SSr (mg/l) 12 11 10 9 9 9 6 5 5 5  % xử lý SS  73.913 74.419 76.190 77.500 77.500 76.923 84.211 86.111 85.714 85.714 Sơ đồ 4.12 : Hiệu quả khử sắt và cặn của cột lắng lần 2 Nhận xét : ta thấy sau thời gian lắng là 120 phút ,hiệu quả xử lý phèn cao nhất là 97.887% ở độ sâu 0.5m và hiệu suất xử lý SS cao nhất là 86.111% ở độ sâu 0.5m . 4.3.3. Kết quả lắng lần 3: pH ban đầu : 7.04 Thời gian bơm 10 lít vào gian mưa : 15 phút pH sau giàn mưa, trước lắng : 7.37 Phương trình đường chuẩn sắt : y = 0.3317x - 0.3493 mFe (tổng Fe2+ và Fe3+) ban đầu 4.25 mg/l Bảng 4.13 :Kết quả lắng lần 3 H(m) Co 1’ 5’ 15’ 20’ 30’ 40’ 60’ 90’ 120’ 0.1 36 22 18 14 12 10 8 7 6 6 0.3 37 39 28 18 14 11 8 7 7 6 0.5 38 43 39 24 15 11 9 8 7 6 0.7 41 46 46 33 18 13 10 9 7 7 0.9 42 44 45 47 31 15 12 11 9 8 1.1 42 45 46 48 47 29 12 10 9 8 1.3 46 49 50 52 48 32 15 13 12 10 1.5 47 49 51 53 49 46 22 16 14 10 1.7 52 52 57 58 54 53 44 23 15 12 1.9 54 55 58 58 56 57 56 29 24 13 Bảng 4.14: Hiệu quả lắng lần 3(%) H(m) 1’ 5’ 15’ 20’ 30’ 40’ 60’ 90’ 120’ 0.1 38.9 50.0 61.1 66.7 72.2 77.8 80.6 83.3 83.3 0.3 -5.4 24.3 51.4 62.2 70.3 78.4 81.1 81.1 83.8 0.5 -13.2 -2.6 36.8 60.5 71.1 76.3 78.9 81.6 84.2 0.7 -12.2 -12.2 19.5 56.1 68.3 75.6 78.0 82.9 82.9 0.9 -4.8 -7.1 -11.9 26.2 64.3 71.4 73.8 78.6 81.0 1.1 -7.1 -9.5 -14.3 -11.9 31.0 71.4 76.2 78.6 81.0 1.3 -6.5 -8.7 -13.0 -4.3 30.4 67.4 71.7 73.9 78.3 1.5 -4.3 -8.5 -12.8 -4.3 2.1 53.2 66.0 70.2 78.7 1.7 0.0 -9.6 -11.5 -3.8 -1.9 15.4 55.8 71.2 76.9 1.9 -1.9 -7.4 -7.4 -3.7 -5.6 -3.7 46.3 55.6 75.9 Sau khi để lắng được 120 phút ,ta tiến hành đo hàm lượng sắt và SS lần 1 theo từng độ sâu 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5; 1,7; 1,9 để xác định hiệu suất khử sắt và cặn trong quá trình lắng theo độ cao .Số liệu đo đạc sau khi lắng như sau: Bảng 4.15: Hiệu quả khử sắt và cặn của cột lắng lần 3 H(m) 1.9 1.7 1.5 1.3 1.1 0.9 0.7 0.5 0.3 0.1  mFev (mg/l) 4.25 4.25 4.25 4.25 4.25 4.25 4.25 4.25 4.25 4.25  mFer (mg/l) 1.02 0.861 0.740 0.685 0.422 0.207 0.084 0.286 0.301 0.423  % xử lý Fe 76 79.741 82.588 83.882 90.071 95.129 98.024 93.271 92.918 90.047 SSv (mg/l)  54 52 47 46 42 42 41 38 37 36  SSr (mg/l) 13 12 10 10 8 8 7 6 6 6  % xử lý SS  75.926 76.923 78.723 78.261 80.952 80.952 82.927 84.211 83.784 83.333 Sơ đồ 4.16 : Hiệu quả khử sắt và cặn của cột lắng lần 3 Nhận xét : ta thấy sau thời gian lắng là 120 phút ,hiệu quả xử lý phèn cao nhất là 98.024% ở độ sâu 0.7m và hiệu suất xử lý SS cao nhất là 84.211% ở độ sâu 0.5m . 4.4. Kết Quả Xử lý Trung Bình 3 Lần Thực Nghiệm pH ban đầu : 7.04 Thời gian bơm 10 lít vào gian mưa : 15 phút pH sau giàn mưa, trước lắng : 7.3 mFe (tổng Fe2+ và Fe3+) ban đầu 4.37 mg/l Bảng 4.18.Hiệu quả trung bìnht và cặn của cột lắng H 1 5 15 20 30 40 60 90 120 0.1 42.2 55.6 64.5 72.7 75.5 79.1 82.8 83.7 85.5 0.3 6.0 31.6 56.6 67.1 71.5 78.8 81.5 82.3 85.1 0.5 -7.1 11.3 39.9 61.5 66.8 74.6 80.0 81.7 84.4 0.7 -7.5 -10.0 14.6 57.9 65.4 73.6 76.9 81.1 81.9 0.9 -4.8 -8.1 -5.5 37.8 59.5 70.1 74.3 79.0 79.8 1.1 -4.8 -11.2 -7.9 6.1 45.8 67.4 73.8 76.9 80.1 1.3 -6.2 -7.5 -7.5 -2.2 22.3 63.4 70.3 75.0 79.5 1.5 -5.2 -6.6 -9.6 -4.5 2.9 48.2 66.9 72.7 77.9 1.7 -0.7 -8.3 -9.0 -5.8 -2.2 17.8 57.3 70.8 74.9 1.9 -4.1 -10.2 -6.7 -3.4 -1.9 2.8 43.6 62.0 73.1 Đồ thị 4.19: Đường cong hiệu quả lắng Dựa vào bảng tính toán hiệu quả lắng theo công thức sau : Dựa vào bảng hiệu quả lắng trên, dựng đồ thị với trục hoành biểu thị thời gian lấy mẫu,trục tung biểu thị độ sâu. Ta vẽ được biểu đồ hiệu quả lắng. Nội suy các đường cong lắng bằng cách nối caca điểm có cùng hiệu quả lắng. Từ giao điểm giữa đường cong lắng và trục hoành,xác định tốc đọ chảy tràn. Tốc độ chảy tràn : Trong đó : H :chiều sâu cột lắng 1.9m ti: thời gian lấy mẫu được xác định từ giao điểm đường cong hiệu quả lắng và trục hoành. Bảng 4.20. Tốc độ chảy tràn tương ứng với thời gian lưu nước t(phút) 44 63 82 95 H(m) 1.9 1.9 1.9 1.9 Vo(m/ph) 0.043 0.03 0.023 0.02 Vẽ đường thẳng từ ti cắt các dường cong lắng ta có các chiều cao H1,H2,H3… tương ứng với các trung điểm đoạn thẳng giữa đường ti và các đường cong hiệu quả. Hiệu quả lắng tổng cộng ở thời gian ti đựơc tính như sau: Hiệu quả lắng tổng cộng ỏ thời gian 44 phút ,63phút ,82 phút,95 phút,120 phút Sau khi tính toán ta có bảng sau: Bảng 4.21:Hiệu quả lắng theo thời gian lưu nước ti 44 63 82 95 H1 1.45 1.48 1.62 1 H2 0.71 0.77 0.72 H3 0.39 0.35 H4 0.18 R(%) 71 76.842 81.158 82.632 Bảng 4.22: Bảng tổng hợp các số liệu của quá trình lắng ti 44 63 82 95 R(%) 71 76.842 81.158 82.632 Vo(m/ph) 0.043 0.03 0.023 0.02 Từ các số liệu tính toán trên ta dựng biểu đồ hiệu quả lắng theo thời gian lắng và vận tốc chảy tràn tương ứng với thời gian lắng: Bảng 4.23 :Hiệu quả lắng theo thời gian lắng R(%) 71 76.842 81.158 82.632 ti 44 63 82 95 Đồ thị 4.24: Biểu diễn hiệu quả lắng theo thời gian Chọn hiệu quả lắng là 80% ,dựa vào đồ thị ta xác định được thời gian lắng là 76 phút .Do thời gian lắng tương quan với vận tốc chảy tràn ,để xác định vận tốc chảy tràn khi hiệu quả lắng đạt 80%,ta vẽ đồ thị biểu diễn sự tương quan giữa vận tốc chảy tràn và thời gian lắng. Bảng 4.25:Thể hiện vận tốc chảy tràn tương ứng với thời gian lắng : t(ph) 44 63 82 95 V0(m/ph) 0.043 0.03 0.023 0.02 Đồ thị 4.26:Biểu diễn mối tương quan giữa thời gian lắng và vận tốc Với thời gian lắng là 76 phút dựa vào đồ thị ta xác định được vậ tốc chảy tràn là 0.025m/phút. Ta thấy để hiệu quả lắng đạt 80% thì thời gian cần thiết cho quá trình lắng là 76 phút và vận tốc chảy tràn là 0.025m/ph. Kết luận :vậy với quá trình lắng ,ở mỗi độ sâu khác nhau có xu hướng tăng hiệu quả lắng theo thời gian khác nhau .Càng sâu hiệu quả lắng tăng chậm theo thời gian và đến 1 hiệu quả lắng nhất định sẽ không tăng cho dù thời gian lắng có kéo dài hơn. Ta chọn hiệu suất lắng là 80% để tính toán thiết kế bể lắng .Khi đó dựa vào đồ thị ta có thể xác định được thời gian lắng ,từ đó xác định vận tốc chảy tràn của quá trình lắng. Để hiệu quả lắng đạt 80% dựa vào đồ thị ta xác định được vận tốc chảy tràn là V0=0.025m/ph với thời gian lắng t=76 phút. Trong quá trình lắng ,hiệu quả xử lý hàm lượng phèn sắt và SS khá cao nhưng so với TCVN thì ở một số độ sâu nhất định vẫn chưa đạt tiêu chuẩn về hàm lượng sắt do đó nước cần được tiếp tục xử lý để đạt tiêu chuẩn dùng làm nước cấp cho sinh hoạt bằng cách dẫn nước từ bể lắng qua bể lọc nhanh xử lý. 4.5. Sơ đồ dây chuyền công nghệ và thuyết minh Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng và đặc trưng của nguồn nước thô, yêu cầu chất lượng nước cấp và công suất trạm cấp nước cần xử lý . Lựa chọn công nghệ xử lý nước trước hết phải đựoc tiến hành trong phòng thí nghiệm để tìm ra các thông số tối ưu và hoá chất sử dụng, liều lượng sử dụng, các chất xúc tác, độ pH… Sau đó để đánh giá các thông số thiết kế và các điều kiện vận hành tối ưu ta phải thử nghiệm công nghệ trên mô hình thực nghiệm và sau cùng sắp xếp các bước xử lý cho phù hợp. Dựa vào các số liệu phân tích đầu vào, so sánh chất lượng nước thô và chất lượng nước sau xử lý để quyết định cần tách những hợp chất nào ra khỏi nước ,chọn các thông số chính về chất lượng nước và đưa ra kỹ thuật xử lý cụ thể ,chọn hoá chất và liều lượng hoá chất cần dùng ,tối ưu hoá các điều kiện vận hành cho từng bước xử lý . Quá trình xử lý nước trải qua nhiều công đoạn được thực hiện trong các công trình đơn vị theo trình tự từ đầu đến cuối được gọi là dây chuyền công nghệ xử lý nước . Căn cứ vào các chỉ tiêu phân tích nước nguồn, hiện trạng nhà máy nước số 1 thị xã Bạc Liêu, yêu cầu nước sử dụng và các thực nghiệm trên mô hình,tôi chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp cho thị xã Bạc Liêu như sau vì giá thành đầu tư thấp, việc xây dựng không phức tạp, bên cạnh đó việc vận hành và bảo quản rất đơn giản . Trạm bơm giếng cấp I Giàn mưa Bể lắng tiếp xúc Bể lọc nhanh Bể chứa nước sạch Trạm cấp II Tuyến ống góp và chuyển tải nước thô Mạng lưới cấp nước Nơi tiêu thụ Clo khử trùng Sơ đồ 4.27 : Sơ đồ khối hệ thống xử lý nước cấp thị xã Bạc Liêu Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ : Nước thô được dẫn từ ống góp chung rồi qua các ống đưa lên giàn mưa. Trên giàn mưa gồm một hệ thống các ống xương cá trong đó có ống chính và các ống nhánh. Nước từ giàn phân phối sẽ phun ta ngoài qua các lỗ trên ống nhánh và rơi xuống qua từng sàn tung mưa, nước từ các sàn tung mưa di chuyển dần xuống do trọng lực bản thân của giọt nước sau đó tập trung tại sàn thu nước ,tại đây nước sẽ chảy vào ống thu nước để dưa sang bể lắng tiếp xúc.Nước được làm thoáng qua giàn mưa giúp làm giàu oxi cho nước, tạo điều kiện để oxi hoá Fe2+ thành Fe3+, thực hiện quá trình thuỷ phân để tạo thành hợp chất ít tan Fe(OH)3 Quá trình oxy hóa thuỷ phân diễn ra : 4 Fe2+ + O2 + 10H2O = 4 Fe(OH)3 + 8H+ Đồng thơì xảy ra phản ứng phụ: H+ + HCO3 = H2O + CO2 Làm tăng pH của nước, tạo điều kiện thuẩn lợi và đẩy nhanh quá trình oxy hoá và thuỷ phân sắt nâng cao năng suất của các công trình lắng và lọc trong quá trình khử sắt . Nước từ giàn mưa đựơc dẫn qua buồng phân phối đầu bể lắng sau đó đi qua các lỗ trên vách ngăn và chảy qua vùng lắng, tại đây Fe3+ tồn tại dưới dạng Fe(OH)3 kết tủa sẽ lắng xuống đáy bể cùng với cặn không tan trong nước . Nước sau khi đi từ đầu đến cuối bể lắng sẽ đi qua các lỗ thu nước trên ống thu nước bề mặt và các máng thu nước cuối cùng sẽ dẫn ra ngoài bằng áp lự thuỷ tĩnh sau đó được đưa vào bể lọc thông qua máng phân phối. Nước được dẫn từ bể lắng ngang qua máng phân phối vào bể lọc qua cac máng phân phối. Trong bể lọc theo trọng lực sẽ thu vào hệ thống ống thu nước đặt phía dưới lớp vật liệu lọc. Nước qua lớp vật liệu lọc với chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước . Rửa bể lọc: nước được bơm từ bể chứa nước sạch qua hệ thống phân phối nước rửa lọc (hệ thống thu nước lọc và phân phối nước lọc chính là các chụp lọc) kết hợp với hệ thống phân phối gió, qua lớp sỏi đỡ và lớp vật liệu lọc kéo theo các cặn bẩn tràn vào máng thu nước rửa, thu về máng tập trung rồi được xả ra ngoài theo mương thoát nước . Trong quá trình rửa, gió được cung cấp vào trước để xáo trộn vật liệu lọc làm cho các hạt cặn tách ra sau đó nước được đưa từ dưới lên để cuốn cặn bẩn ra ngoài, quá trình rửa lọc được tiến hành đến khi nước rửa hết đục thì ngưng rửa. Sau khi rửa, nước sau bể lắng lại được đưa vào bể đến mực nước thiết kế rồi tiếp tục cho bể làm việc. Hình 4.28: Mặt cắt lớp vật liệu lọc Nước sau lọc vào hệ thống thu nước sạch và được đưa về bể chứa nước sạch .Khi kiểm tra chất lượng nước ra khỏi bể lọc mà không đạt tiêu chuẩn nước cấp cho sinh hoạt (thông thường tiến hành kiểm tra hàm lượng sắt sau lọc )thì tiến hành rửa bể lọc. Khử trùng là khâu bắt buộc cuối cùng trong quá trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt. Trong mước thiên nhiên chứa rất nhiều vi sinh vật và vi trùng .Sau quá trình xử lý cơ học, nhất là nước sa khi qua bể lọc ,phần lớn các vi trùng đã bị giữ lại. Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh thì cần phải tiến hành khử trùng nước . Bằng thiết bị định lượng, nước trenâ đường ống sau khi ra khỏi bể lọc về bể chứa sẽ được châm thêm Clo để khử trùng và đảm bảo yêu cầu cấp nước cho sinh hoạt. Bể chứa có nhiệm vụ tích trữ nước phục vụ cho các nhu cầu sau: + Cấp nước cho mọi hoạt động : nước rửa bể lắng, bể lọc và nhiệm vụ đặc biệt là cung cấp nước sạch cho người dân thị xã Bạc Liêu. + Bên cạnh đó có thể dùng để chứa lượng nước dự trữ cứu hoả cho thị xã. + Dự phòng cho việc ngừng khai thác 1 giếng trong thời gian ngắn