Xử Lý Nước Cấp Tp HCM

Cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp tại Tp HCM dựa vào các yếu tố sau:
– Chất lượng của nước nguồn (nước thô) trước khi xử lý
– Chất lượng của nước yêu cầu (sau xử lý) phụ thuộc mục đích của đối  tượng sử dụng.
– Công suất, nhu cầu sử dụng
– Điều kiện kinh tế kỹ thuật

Xử lý nước cấp bằng Phương pháp keo tụ tại Tp. HCM

Cặn bẩn trong nước thiên nhiên thường là hạt cát, sét, bùn, sinh vật phù  du, sản phẩm phân hủy của các chất hữu cơ…Các hạt cặn lớn có khả năng tự lắng trong nước cấp, còn cặn bé ở trạng thái lơ lửng.

 

Trong kỹ thuật xử lý nước cấp tại Tp HCM bằng các biện pháp xử lý cơ học như lắng tĩnh, lọc chỉ có thể loại bỏ những hạt có kích thước lớn hơn 10-4mm, còn những hạt cặn có d<10-4mm phải áp dụng xử lý bằng  phương pháp lý hóa.

Đặc điểm cơ bản của hạt cặn bé là do kích thước vô cùng nhỏ nên có bề mặt tiếp xúc rất lớn trên một đơn vị thể tích, các hạt cặn này dễ dàng hấp thụ, kết  bám với các chất xung quanh hoặc lẫn nhau để tạo ra bông cặn to hơn.

Mặt khác các hạt cặn đều mang điện tích và chúng có khả năng liên kết với nhau hoặc đẩy nhau bằng lực điện từ. Tuy nhiên trong môi trường nước, do các loại lực tương  tác giữa các hạt cặn bé hơn lực đẩy do chuyển động nhiệt Brown nên các hạt cặn  luôn luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng.

Bằng việc phá vỡ trạng thái cân bằng động tự nhiên của môi trường nước, sẽ tạo các điều kiện thuận lợi để các hạt cặn kết dính với nhau thành các hạt cặn  lớn hơn và dễ xử lý hơn.

Trong công nghệ xử lý nước cấp tại Tp HCM là cho theo vào nước các hóa chất làm nhân tố keo tụ các hạt cặn lơ lửng.

Giai Đoạn Lắng Trong Xử Lý Nước Cấp Tại Thành Phố Hồ Chí Minh

Lắng là một khâu xử lý quan trọng trong công nghệ xử lý nước cấp tại Tp HCM.

Là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước.

Dựa trên nguyên lý rơi theo trọng lực, việc làm lắng có thể loại bỏ từ 90-99% lượng chất bẩn chứa trong nước.

Quá Trình Lọc Trong Xử Lý Nước Cấp Tp. HCM

Bể lọc trong xử lý nước cấp được dùng để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước tuỳ thuộc vào yêu cầu đối với chất lượng nước của đối tượng dùng nước. Bể lọc, cột lọc gồm: vỏ bể, vỏ cột lọc, lớp vật liệu lọc, hệ thống thu nước lọc và phân phối nước rửa lọc, hệ thống dẫn nước vào bể lọc và thu nước rửa bể lọc. Tốc độ lọc tính bằng m/h là đại lượng biểu thị số lượng nước (m3) lọc qua 1m2 diện tích của lớp vật liệu lọc trong thời gian 1 giờ.

Tốc độ lọc được xác định.
V = Q/F (m/h)
Q: lưu lượng nước đi vào bể lọc (m3/h)
F: diện tích bể lọc (m2)

Nước cấp được lọc qua bể lọc do hiệu số áp lực ở cửa vào và cửa ra của bể, Hiệu suất áp lực của bể lọc hở bằng hiệu số cột mực nước ở trong bể và chiều cao cột nước trong ống thu nước lọc dẫn về bể chứa.

Hiệu số áp lực trước và sau lớp vật liệu lọc gọi là tổn thất áp lực trong lớp vật liệu lọc.

Tổn thất áp lực tại thời điểm khi bể lọc ban đầu làm việc gọi là tổn thất  ban đầu bằng tổn thất khi lọc nước sạch qua lớp vật liệu lọc sạch.

Tổn thất áp lực ban đầu trong lớp vật liệu lọc phụ thuộc vào tốc độ lọc, độ nhớt của nước, kích thước và hình dạng của nước lỗ rỗng trong lớp vật liệu lọc, chiều dày lớp vật liệu lọc.

Trong quá trình lọc số lượng cặn bẩn trong nước do vật liệu lọc giữ lại ngày càng tăng, cho nên tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc cũng không ngừng tăng lên, khi đến 1 trị số giới hạn lớp vật liệu lọc bị nhiễm bẩn hoàn toàn.

Vật liệu lọc có thể là các hạt hoặc lưới cứng, màng lọc hoặc gạch  xốp…

Khi tổn thất áp lực trong lớp lọc đạt được trị số giới hạn hoặc khi chất lượng nước lọc xấu hơn quy định thì sửa lớp vật liệu lọc bằng nước hoặc bằng  các biện pháp có học khác.

Xử Lý Sắt (phèn sắt) Trong Nước Cấp tại Thành Phố Hồ Chí Minh

Thực chất các phương pháp khử Sắt trong xử lý nước cấp tại Tp HCM bằng làm thoáng là làm giàu Oxi cho nước,tạo điều kiện Oxy hóa Fe2+ thành Fe3+, sau  đó Fe3+ thực hiện quá trình thủy phân để tạo thành hợp chất ít tan Fe(OH)3, rồi  dùng bể lọc giữ lại.

Khử phèn sắt bằng làm thoáng trong xử lý nước cấp ở Tp HCM

Phản ứng Oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ và thủy phân Fe3+ trong môi trường tự do (đây là trường hợp khử Sắt bằng giàn mưa hay thùng quạt gió).

Trong nước ngầm, Fe(HCO3)2 là muối không bền vững, thường phân ly  theo dạng:

 Fe(HCO3)2 = 2HC − O3 + Fe2+.

Nếu trong nước có oxi hòa tan, quá trình oxi hóa và thủy phân diễn ra:

4 Fe2+ + O2 + 10 H2O = 4 Fe(OH)3 + 8 H+
H+ + HC − O3 = H2O + CO2

Phản ứng ôxi hoá Fe2+ và thuỷ phân Fe3+ trong môi trường dị thể của lớp vật liệu lọc (Khử sắt bằng làm thoáng đơn giản và lọc)

Làm thoáng để cung cấp oxi cho nước cấp. Khi làm thoáng, Fe2+ oxi hoá thành  Fe3+ với tỷ lệ nhỏ. Quá trình oxi hoá Fe2+ thành Fe3+ và thuỷ phân Fe3+ thành  Fe(OH)3 chủ yếu xảy ra trong lớp vật liệu lọc.

Quá trình làm thoáng như vậy, sẽ tạo ra trên bề mặt các hạt vật liệu lọc một  lớp màng, có cấu tạo từ hợp chất sắt như: Fe2+, Fe3+ ,Fe(OH)2 , Fe(OH)3 . Lớp  màng này có tác dụng làm tăng tốc độ oxi hoá Fe2+ và có khả năng hấp thụ O2.

Khi Fe2+ đến gần bề mặt màng xúc tác quá trình oxi hoá Fe2+ thành Fe3+ và thuỷ phân Fe3+ thành Fe(OH)3 xảy ra quá trình lọc các cặn sắt không tan mà là một quá trình phức tạp. Thời gian để tạo thành lớp màng tiếp xúc tác gọi là thời gian  luyện vật liệu lọc. Thời gian này phụ thuộc vào các yếu tố: cỡ hạt, chiều dày lớp  vật liệu, tốc độ lọc, hàm lượng cặn .

Phản ứng oxi hoá Fe2+ thành Fe3+ khi có mặt lớp màng xúc tác là oxit mangan

Lớp màng oxit mangan là chất xúc tác làm tăng quá trình oxi hoá Fe2+ thành  Fe3+ ngay cả trong trường hợp pH thấp (pH<5)

MnOMn2O7 + 4Fe(HCO3)2 + H2O →3MnO2 + 4Fe(OH)3 + 8CO2

3MnO2 + O2 → MnOMn2O7

Dưới tác dụng xúc tác của MnOMn2O7 khi có hợp chất Fe2+ đi qua sẽ tạo  thành Fe(OH)3. Kết thúc phản ứng MnOMn2O7 lại được hình thành. Do đó lớp màng càng dày, quá trình phản ứng xảy ra càng nhanh.

Trong quá trình xử lý nước cấp tại tp HCM, lớp màng tăng lên đến 1 giới hạn nhất định thì  phải bỏ lớp màng đi để thay thế.

Khử sắt trong xử lý nước cấp tại Tp HCM bằng phương pháp dùng hoá chất

Khử sắt bằng trong xử lý nước cấp tại Tp HCM bằng các chất oxi hoá mạnh

Các chất oxi hoá mạnh thường sử dụng để khử sắt là: Cl2, KMnO4, O3…Khi  cho các chất oxi hoá mạnh vào nước, phản ứng diễn ra:

2Fe2+ + Cl2 + 6H2O = 2Fe(OH)3 + Cl- + 6H+

3Fe2+ + KMnO4 + 7H2O = 3Fe(OH)3 + MnO2 + K+ + 5H+

Trong phản ứng, để oxi hoá 1mg Fe2+ cần 0,64 mgCl2 hoặc 0,94mg KMnO4 và đồng thời độ kiềm của nước giảm đi 0,018mgđl/l.

Trong xử lý nước cấp, So sánh với phương pháp khử sắt bằng làm thoáng, dùng chất oxi hoá mạnh  phản ứng xảy ra nhanh hơn, pH môi trường thấp hơn (pH<6).

Trong nước có tồn  tại các hợp chất như: H2S, NH3 thì chúng sẽ gây ảnh hưởng đến quá trình khử sắt.

Khử sắt trong xử lý nước tại TP HCM cấp bằng vôi

Khử sắt bằng vôi thường kết hợp với quá trình làm ổn định nước hoặc làm  mềm nước.

Quá trình khử sắt bằng vôi xảy ra theo 2 trường hợp:

– Trường hợp nước có oxi hòa tan:

4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O + 4Ca(OH)2 → 4Fe(OH)3↓ +  4Ca(HCO3)2

– Trường hợp nước không có oxi hòa tan:

Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2 → FeCO3 + CaCO3 + H2O

Phương pháp khử sắt trong nước cấp khác ở Tp HCM

Khử sắt trong nước cấp bằng trao đổi cation:

Cho nước cấp đi qua lớp vật liệu lọc có khả băng trao đổi ion. Các ion H+ và  Na+ có trong thành phần vật liệu lọc sẽ trao đổi với ion Fe2+ có trong nước, kết  quả Fe2+ được giữ lại trong lớp vật liệu lọc.

2[K]Na + Fe(HCO3)2 → [K]2Fe + 2NaHCO3

2[K]H + Fe(HCO3)2 → [K]2Fe + H2CO3

Cation được tái sinh bằng HCl, NaCl

HCl + [K]2Fe → [K]H + FeCl2

NaCl + [K]2Fe → [K]Na + FeCl2

Phương pháp này đem lại hiệu quả khử sắt cao, thường sử dụng cho nguồn nước có chứa Fe2+ ở dạng hòa tan. Dùng kết hợp với làm mềm nước. Chi phí cho  khử Fe2+ bằng trao đổi cation giá khá đắt.

Khử sắt trong nước cấp tại Tp HCM bằng phương pháp điện phân:

Dùng cực âm bằng sắt, nhôm, cực dương bằng đồng,  bạch kim hay đồng mạ kền.

Khử sắt trong xử lý nước cấp bằng phương pháp vi sinh vật:

Cấy các mầm khuẩn sắt trong lớp cát  lọc của bể lọc.

Khử sắt trong nước cấp ngay trong lòng đất Tp HCM:

Dựa trên nguyên tắc, các ion Ca2+, Mg2+ gắn trên khoáng vật của tầng đất đá chứa nước có khẳnng trao đổi ion với các ion  Fe2+ của nước ngầm.

Khử trùng nước cấp tại Thành Phố Hồ Chí Minh

 Khử trùng nước là khâu bắt buộc cuối cùng tỏng quá trình xử lý nước ăn uống, sinh hoạt để tiêu diệt hoàn toàn các vi trung gây bệnh.
Các biện pháp bằng các chất ôxi hóa mạnh: Đang đuợc sử dụng phổ biến  ở Việt Nam
– Khử trùng bằng tia vật lý
– Khử trùng bằng siêu âm
– Khử trùng bằng các iôn kim loại nặng.

Khử trùng trong nước cấp bằng các chất ôxi hóa mạnh  

Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của Clo:
Trong xử lý nước cấp tại Tp HCM Dùng Clo nguyên chất,  clorua vôk, natrihypoclorit (nước javen) hoặc canxi hyđrôclorit và Clođioxit.

Các phương pháp khử trùng khác trong xử lý nước cấp tại Tp HCM

Khử trùng bằng tia tử ngoại:

Dùng đèn bức xạ tử ngoại đặt tỏng dòng chảy  của nước. Các tia tử ngoại tác dụng lên phần tử prôtit của tế bào vi sinh vật, phá  vỡ cấu trúc và mất khả năng trao đổi chất, vì thế chúng bị tiêu diện

Khử trùng trong nước cấp bằng siêu âm:

Dòng siêu âm với cường độ tác dụng lớn trong  khoảng  t = 5 phút có thể tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật có trong nước

Khử trùng trong xử lý nước cấp bằng phương pháp nhiệt độ:

Đây là phương pháp khử truyền thống. Đun sôi nước ở 1000C có thể tiêu diệt phần lớn vi sinh vật.

Khử trùng bằng ion bạc trong xử lý nước cấp:

Với hàm lượng 2-10 ion g/l bạc có thể tiêu diệt  phần lớn vi trùng có trong nước cấp tại tp HCM. Tuy nhiên trong môi trường có độ màu cao, có chất hữu cơ và nhiều muối  thì ion bạc không phát huy được khả năng diệt trùng.  Để thu được ion bạc có thể sử dụng các biện pháp sau:

– Tăng diện tích tiếp xúc trực tiếp giữa nước và bạc

– Sản xuất viên ôxit bạc để hòa vào nước

– Điện phân với điện cực bằng hạt.