Xử lí nước cấp nông thôn

CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 61 XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 5.1. YÃU CÁÖU XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 5.1.1. Khaïi niãûm Nguäön næåïc trong thiãn nhiãn thæåìng khäng saûch, âoìi hoíi phaíi coï biãûn phaïp xæí lyï næåïc nhàòm âaût caïc yãu cáöu pháøm cháút næåïc åí caïc chè tiãu lyï, hoaï vaì sinh hoüc nhàòm âaím baío sæïc khoeí cho ngæåìi tiãu duìng vaì cäüng âäöng. (Xem tiãu chuáøn næåïc cáúp åí pháön phuû luûc). Cäng trçnh xæí lyï næåïc cáúp coï nhiãöu daûng kiãøu khaïc nhau. Tuìy theo yãu cáöu duìng næåïc vaì nguäön cung cáúp, caïc kyî sæ seî quyãút âënh choün læûa hçnh thæïc xæí lyï. Mäüt säú khêa caûnh cáön læu yï:  Yãu cáöu kyî thuáût: qui mä nhaì maïy xæí lyï, qui mä cäng trçnh træí vaì dáùn næåïc, bäú trê vaì tênh toaïn thuíy læûc âæåìng äúng håüp lyï , ... Giaím thiãøu viãûc bäú trê maïy moïc phæïc taûp vaì khoï baío dæåîng.  Yãu cáöu vãö cäng nghãû: næåïc sau khi âæåüc xæí lyï âaím baío âaût yãu cáöu duìng næåïc, âaím baío viãûc cung cáúp âáöy âuí âãún ngæåìi tiãu duìng, haûn chãú viãûc sæí duûng hoïa cháút âàõt tiãön vaì cäng nghãû phæïc taûp.  Yãu cáöu vãö kinh tãú: Chi phê cäng trçnh håüp lyï, giaï thaình næåïc âæåüc ngæåìi tiãu duìng cháúp nháûn âæåüc, chi phê váûn haình vaì baío dæåîng tháúp., chi phê váûn haình vaì baío dæåîng tháúp.  Yãu cáöu vãö vãû sinh - mäi træåìng: hãû thäúng váûn haình khäng gáy ra caïc váún âãö vãö mäi træåìng vaì vãû sinh khu væûc. 5.1.2. Phán loaûi Coï thãø phán loaûi caïc cäng nghãû xæí lyï næåïc nhæ sau: Baíng 5.1: Phán loaûi cäng nghãû xæí lyï næåïc Phán loaûi Cäng nghãû AÏp duûng Xæí lyï triãût âãø Næåïc sinh hoaût, ngaình CN näöi håi cao aïp Mæïc âäü Xæí lyï khäng triãût âãø Ngaình cäng nghiãûp laìm nguäüi, ræía saìng, ... Khäng duìng cháút keo tuû Næåïc näng thän, traûm traûi, hiãûu quaí nhoí Biãûn phaïp Coï duìng cháút keo tuû Âaût yãu cáöu cao vãö âäü âuûc vaì âäü maìu Mäüt hay nhiãöu quaï trçnh Làõng loüc âäüc láûp hoàûc kãút håüp (2 quaï trçnh) Säú báûc, quaï trçnh Mäüt hay nhiãöu báûc quaï trçnh Làõng loüc så bäü räöi loüc trong (2 báûc loüc) Tæû chaíy Næåïc tæû chaíy qua caïc cäng trçnh xæí lyï Âàûc âiãøm doìng chaíy Coï aïp Næåïc chaíy qua caïc cäng trçnh kên  CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 62 Tuyì theo thäng säú cháút læåüng næåïc, caïc cäng trçnh xæí lyï næåïc sau âæåüc khuyãún caïo aïp duûng theo hiãûu quaí caïc quaï trçnh xæí lyï. Baíng 5.2: Hiãûu quaí caïc quaï trçnh xæí lyï næåïc Quaï trçnh xæí lyï Thäng säú cháút læåüng næåïc Laìm thoaïng khê Âäng cæïng vaì kãút bäng Làõng Tháúm loüc nhanh Tháúm caït Duìng cháút chlor Haìm læåüng Oxy hoìa tan Khæí Dioxit carbon Giaím âäü âuûc Giaím maìu Khæí muìi vaì vë Khæí khuáøn truìng Khæí sàõt vaì mangan Khæí cháút hæîu cå + - o o + o + + o o +++ + + + + + o o + + + + + + - + +++ + + + ++++ +++ - - + ++++ + + ++++ ++++ ++++ + + o + + ++++ o +++ Ghi chuï: + : hiãûu quaí têch cæûc o : khäng hiãûu quaí - : hiãûu quaí khäng täút (Nguäön: Nguyãùn Duy Thiãûn, Caïc cäng trçnh cáúp næåïc saûch cho thë tráún vaì cäüng âäöng dán cæ nhoí, 2000) 5.2. CAÏC SÅ ÂÄÖ XÆÍ LYÏ NÆÅÏC 5.2.1. Caïc så âäö Tuìy theo yãu cáöu duìng næåïc vaì khaí nàng taìi chênh maì ta coï caïc så âäö xæí lyï næåïc khaïc nhau. Dæåïi âáy laì mäüt säú så âäö tæång âäúi âån giaín vaì phäø biãún:  Khi nguäön næåïc coï haìm læåüng càûn  2500 mg/l Bãø träün Bãø phaín æïng Bãø làõng Bãø loüc nhanh Bãø chæïa næåïc saûch Tæì traûm båm cáúp I âãún Cháút kiãöm hoïa Cháút keo tuû Cháút khæí truìng CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 63 Hçnh 5.1: Caïc så âäö xæí lyï næåïc âån giaín khi coï haìm læåüng càûn nhoí hån 2500 mg/l  Khi nguäön næåïc coï haìm læåüng càûn  2500 mg/l Hçnh 5.2: Caïc så âäö xæí lyï næåïc âån giaín khi coï haìm læåüng càûn låïn hån 2500 mg/l Bãø träün Bãø làõng trong coï låïp càûn lå læíng Bãø loüc nhanh Bãø chæïa næåïc saûch Tæì traûm båm cáúp I âãún Cháút kiãöm hoïa Cháút keo tuû Cháút khæí truìng Bãø träün Bãø loüc tiãúp xuïc Bãø chæïa næåïc saûch Tæì traûm båm cáúp I âãún Cháút kiãöm hoïa Cháút keo tuû Bãø träün Bãø phaín æïng Bãø làõng Bãø loüc nhanh Bãø chæïa næåïc saûch Tæì traûm båm cáúp I âãún Cháút kiãöm hoïa Cháút keo tuû Cháút khæí truìng Bãø làõng så bäü Bãø träün Bãø phaín æïng Bãø làõng Bãø loüc nhanh Bãø chæïa næåïc saûch Tæì nguäön âãún Cháút kiãöm hoïa Cháút keo tuû Cháút khæí truìng Häö làõng så Traûm båm CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 64  Khi nguäön næåïc laì næåïc ngáöm Hçnh 5.3: Caïc så âäö xæí lyï næåïc âån giaín khi nguäön næåïc laì næåïc ngáöm Giaìn mæa hay thuìng quaût gioï Bãø làõng tiãúp xuïc Bãø loüc nhanh Bãø chæïa næåïc saûch Tæì traûm båm giãúng âãún Cháút khæí truìng Giaìn mæa hay thuìng quaût gioï Bãø làõng tiãúp xuïc Bãø chæïa næåïc saûch Tæì traûm båm giãúng âãún Cháút khæí truìng Maïy neïn khê Báöu träün khê Bãø loüc aïp læûc Tæì traûm båm giãúng âãún Cháút khæí truìng Vaìo maûng læåïi Phun mæa trãn màût bãø loüc Bãø làõng nhanh Bãø chæïa næåïc saûch Tæì traûm båm giãúng âãún Cháút khæí truìng CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 65 Caïc så âäö trãn phuì håüp våïi yãu cáöu sæí duûng næåïc khäng cao làõm, coï thãø aïp duûng cho nhæîng vuìng näng thän, riãng træåìng håüp coï yãu cáöu næåïc uäúng coï cháút læåüng cao (hoaìn toaìn khäng muìi, khäng vë, saûch truìng, coï yãu cáöu flo hoïa, ...) âãø duìng trong chãú biãún näng saín, thæûc pháøm, næåïc uäúng âoïng chai, ta coï thãø sæí duûng så âäö sau: (Theo Warren Viessman, Jr. vaì Mark J. Hammer, 1998) Caïc càõt nghéa vaì liãöu læåüng xæí lyï hoïa cháút, trçnh baìy åí pháön sau.  Khi nguäön næåïc laì næåïc tæì caïc häö chæïa næåïc, häö thiãn nhiãn Hçnh 5.4: Så âäö xæí lyï næåïc khi nguäön næåïc tæì häö chæïa Kãút bäng Nguäön (häö) Cæía vaìo våïi læåïi læåüc raïc Bãø träün Bãø làõng Loüc caït Chám chlorrine âãø khæí truìng nãúu cáön thiãút Loüc qua than hoaût tênh âãø khæ muìi, vë nãúu cáön thiãút Loüc qua than hoaût tênh âãø khæ muìi, vë nãúu cáön thiãút Chám Sodium fluorite âãø flo hoaï næåïc uäúng Chám chlorrine âãø khæí truìng láön cuäúi Chám pheìn âãø âäng tuû Chám cháút phuû gia âãø häù tråü âäng tuû, nãúu cáön Kãút bäng Làõng Loüc caïc cháút khäng làõng CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 66  Khi nguäön næåïc laì næåïcsäng Hçnh 5.5: Så âäö xæí lyï næåïc khi nguäön næåïc tæì säng Nguäön (säng) Cæía vaìo våïi læåïi læåüc raïc ) Bãø träün coï vaïch ngàn Bãø làõng Loüc caït Maìn loüc polymer âãø loüc âæåüc caïc cháút buìn vaì caïc ràõn å læíng Loüc qua than hoaût tênh, nãúu cáön Chám tro soda, thæåìng aïp duûng Sæí duûng cháút âäng tuû, nãúu cáön thiãút Chám väi, thæåìng âæåüc aïp duûng Kãút bäng - Laìm saûch Kãút bäng - Laìm saûch Bãø träün Chám pheìn vaì silica hoaût tênh, thæåìng âæåüc aïp duûng Chám väi, thæåìng âæåüc aïp duûng Bãø làõng Chám Sodium silicofluorite Chám Chlorine, thæåìng aïp duûng CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 67  Khi nguäön næåïc laì giãúng sáu Hçnh 5.6: Så âäö xæí lyï næåïc khi nguäön næåïc tæì giãúng sáu Nguäön (giãúng sáu) Laìm thoaïng bàòng khay Bãø tiãúp xuïc hoàûc bãø täön læu Loüc caït Chám chlorrine âãø khæí sæû phaït triãøn cuía vi khuáøn sàõt cuía âæåìng äúng vaì khæí ban âáöu Fe vaì Mg Laìm thoaïng: gia tàng oxy hoìa tan, oxy hoïa Fe vaì Mg vaì giaím CO2 Chám Acid fluosilicic âãø flo hoaï næåïc uäúng Chám Ammonia (àmäniàõc): âãø biãún âäøi chlorine dæ tæû do thaình chlorine dæ kãút håüp Khæí bäng càûn Fe vaì Mg Täön læu: cho pheïp phaín æïng oxy hoïa xaíy ra hoaìn toaìn Chám chlorrine: oxy hoïa khæí Mg coìn soït laûi CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 68  Khi nguäön næåïc laì giãúng caûn Hçnh 5.7: Så âäö xæí lyï næåïc khi nguäön næåïc tæì giãúng caûn Nguäön (giãúng caûn) Laìm saûch - kãút bäng Loüc âäi caït vaì soíi Chám pheìn âãø taûo sæû âäüng tuû, nãúu cáön Chám Acid fluosilicic âãø flo hoaï næåïc uäúng Duìng potassium permanganate ( thuäúc têm) âãø khæí truìng nheû vaì coï taïc duûng oxy hoïa Fe vaì Mg, nãúu cáön Hoìa träün, kãút bäng vaì làõng âoüng: sæí duûng læåüng väi cao hån âãø khæí âäü cæïng cuía næåïc, loaûi Fe vaì Mg Chám väi: taûo phaín æïng laìm mãöm næåïc Laìm saûch - kãút bäng Hoìa träün, kãút bäng vaì làõng âoüng: trung hoaì læåüng väi cao âãø laìm mãöm næåïc, oxy hoïa loaûi Fe vaì Mg Khæí âäü cæïng kãút tuía räúi vaì oxy hoïa loaûi Fe vaì Mg Chám Chlor: âãø hçnh thaình chlor dæ tæû do trong hãû thäúng phán phäúi (khæí truìng trong CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 69 5.2.2. Phaûm vi sæí duûng Baíng 5.3: Phaûm vi sæí duûng caïc cäng nghãû xæí lyï næåïc (TCXD - 33) - 1985 Âiãöu kiãûn sæí duûng Cháút læåüng næåïc nguäön Thaình pháön caïc cäng trçnh chênh cuía dáy chuyãön cäng nghãû H.læåüng càûn khäng tan (mg/l) Âäü maìu cobalt (âäü) Cäng suáút traûm xæí lyï (m3/ngaìy) 1 2 3 4 I. Xæí lyï næåïc màût âuûc vaì coï maìu A. Xæí lyï næåïc coï duìng pheìn 1- Traûm coï bãø loüc nhanh a) Bãø loüc aïp læûc b) Bãø loüc c) Bãø làõng âæïng, bãø loüc d) Bãø làõng trong, bãø loüc e) Bãø làõng ngang, bãø loüc f) Bãø làõng så bäü, bãø làõng, bãø loüc g) bãø loüc haût to laìm trong mäüt pháön 2- Bãø loüc tiãúp xuïc 3- Bãø làõng/bãø làõng trong âãø laìm saûch mäüt pháön B. Xæí lyï næåïc khäng duìng pheìn 4- Traûm xæí lyï coï bãø loüc cháûm a) Khi phuûc häöi phaíi láúy caït ra b) Khi phuûc häöi khäng phaíi láúy caït ra (xåïi bàòng cå khê vaì ræía bàòng næåïc) c) Bãø loüc så bäü, bãø loüc cháûm phuûc häöi bàòng cå giåïi 5. Bãø loüc haût to laìm trong mäüt pháön âãún 50 âãún 30 âãún 2500 âãún 2500 âãún 2500 âãún 2500 âãún 80 âãún 150 âãún 2500 âãún 50 âãún 700 âãún 1000 âãún 150 âãún 80 âãún 50 báút kyì báút kyì báút kyì báút kyì âãún 150 âãún 150 báút kyì âãún 50 âãún 50 âãún 50 âãún 150 âãún 3000 báút kyì âãún 3000 âãún 3000 trãn 3000 báút kyì báút kyì báút kyì báút kyì âãún 1000 âãún 30.000 âãún 30.000 báút kyì II. Xæí lyï næåïc ngáöm chæïa sàõt 1. Giaìn mæa (cäng trçnh laìm thoaïng tæû nhiãn) loüc phaï hay loüc tiãúp xuïc, loüc cháûm 2. Giaìn mæa, bãø làõng tiãúp xuïc, loüc nhanh hoàûc giaìn mæa, loüc tiãúp xuïc 3. Cäng trçnh laìm thoaïng cæåîng bæïc duìng quaût gioï, bãø tiãúp xuïc, loüc nhanh hoàûc cäng trçnh laìm thoaïng duìng quaût gioï, loüc tiãúp xuïc 4. Ejector thu khê, loüc aïp læûc 5. Maïy neïn khê, loüc aïp læû c 6. Phun mæa trãn màût bãø loüc, loüc nhanh hoàûc loüc tiãúp xuïc Haìm læåüng sàõt báút kyì sau khi laìm thoaïng: pH  7; âäü kiãöm  2 mgâl/l H2S  0,2 mg/l.NH4 <1 mg/l, âäü oxy hoïa  (0,15 Fe2+) Haìm læåüng sàõt < 12 mg/l, pH  6,8 Haìm læåüng sàõt < 9 mg/l, pH > 7 âãún 2400 báút kyì báút kyì < 500 báút kyì báút kyì báút kyì CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 70 Baíng 5.4: Caïc biãûn phaïp hoïa hoüc bäø sung vaì caïc hoïa cháút theo TCXD - 33: 1985 Caïc chè tiãu cháút læåüng næåïc Phæång phaïp xæí lyï hoïa hoüc Hoïa cháút sæí duûng Næåïc coï âäü âuûc cao Âaïnh pheìn. Xæí lyï bàòng cháút phuû tråü keo tuû Pheìn nhäm, pheìn sàõt cháút phuû tråü keo tuû: poliacrilamit, axit silic, hoaût hoïa, ... Næåïc coï âäü maìu cao, coï nhiãöu cháút hæîu cå vaì phuì du sinh váût Chlor hoaï træåïc, âaïnh pheìn, xæí lyï bàòng cháút phuû tråü keo tuû, äzän hoïa Chlor pheìn cháút phuû tråü keo tuû, äzän Âäü kiãöm tháúp Kiãöm hoïa næåïc Väi, xäâa, xuït Coï muìi vaì vë Cacbon hoaï, chlor hoïa træåïc, chlor hoïa træåïc keìm amäniàc hoïa, xæí lyï bàòng kali Than hoaût tênh, chlor loíng, Kali permanganat, amäniàc, äzän Næåïc coï nhiãöu muäúi cæïng Khæí carbon, laìm mãöm bàòng väi, xäâa, trao âäøi iän Väi, xäâa, pheìn (sàõt chlorua), muäúi àn, axit sulfuric Haìm læåüng muäúi cao hån tiãu chuáøn Trao âäøi ion, âiãûn phán, chæng cáút Axit sulfuric Coï hydro sulfua (H2S) Axit hoïa, laìm thoaïng, chlor hoïa, âaïnh pheìn Axit sulfuric, xäâa, xuït, väi Nhiãöu oxy hoìa tan Liãn kãút bàòng caïc cháút khæí Sulfate hoàûc natri thiosulfate. Khê sunfurå, hydrazin Næåïc khäng äøn âënh, trë säú baîo hoìa tháúp (àn moìn) Permanganat, äzän hoïa, kiãöm hoïa, phäút phaït hoïa Väi, xäâa, phäút phaït natri Næåïc khäng äøn âënh coï chè säú baîo hoìa cao Axit hoïa, phäút phaït hoïa Axit sulfuric, phäút phaït natri Næåïc coï vi truìng Chlor hoïa, äzän hoïa Chlor, väi, xäâa, pheìn Kali permanganat Næåïc coï nhiãöu sàõt Laìm thoaïng, chlor hoïa, kiãöm hoïa, âaïnh pheìn bàòng kali permanganate, loüc kation CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 71 5.3. LOÜC NÆÅÏC 5.3.1. Khaïi niãûm vaì phán loaûi Loüc næåïc laì mäüt trong nhæîng quaï trçnh laìm caíi thiãûn cháút læåüng næåïc caí vãö màût lyï hoüc, hoïa hoüc vaì sinh hoüc bàòng caïch cho chuïng âi qua caïc låïp váût liãûu loüc nhàòm phán taïch trãn bãö màût hoàûc mäüt pháön sáu trong caïc låïp váût liãûu caïc haûi càûn lå læíng, caïc cháút keo tuû vaì mäüt pháön vi sinh váût trong næåïc. Váût liãûu loüc thæåìng âæåüc sæí duûng räüng raîi laì caït mën, caït thä, saûn soíi, than âaï, xè than, xå dæìa, sæï xäúp ... laì nhæîng thæï reí tiãön vaì dãù tçm vaì hiãûu quaí tæång âäúi cao. Ngoaìi ra, cäng nghãû hiãûn âaûi coìn taûo ra caïc váût liãûu xäúp bàòng vaíi maìng, såüi hoïa hoüc, haût loüc, ... âãø gia tàng hiãûu quaí loüc. Trong quaï trçnh loüc, caïc taûp cháút báøn trong næåïc bë giæî laûi vaì têch tuû trãn bãö màût vaì trong caïc läù kheî, caïc mao quaín cuía váût liãûu loüc. Dáön dáön chuïng têch tuû tråí thaình læûc caín cho quaï trçnh loüc vaì laìm hiãûu suáút loüc giaím dáön. Do váûy, sau mäüt thåìi gian sæí duûng, ngæåìi ta phaíi vãû sinh, thay ræía váût liãûu loüc. Dæûa vaìo tênh cháút loüc, ta coï 2 phæång phaïp loüc: loüc nhanh vaì loüc cháûm. Baíng 5.4. Sæû khaïc biãût giæîa loüc nhanh vaì loüc cháûm Thäng säú Loüc nhanh Loüc cháûm  Bãö màût loüc  Cäüt næåïc trãn váût liãûu loüc  Chiãöu cao váût liãûu loüc  Âæåìng kênh haût  Âäü âäöng âãöu cuía haût  Täøn tháút cäüt næåïc  Váûn täúc loüc  Thåìi gian loüc  Laìm saûch - ræía loüc  Taïc duûng  Täúi âa 100 m2  1 - 3 m  0,5 - 2,5 m  0,5 - 5 mm  Ráút quan troüng  dæåïi 3 m  3 - 20 m/h  10 - 150 giåì  Duìng doìng chaíy ngæåüc  Taïch cháút gáy âuûc  Coï tênh háúp thuû khi coï than hoaût tênh  Taïch âæåüc acid (khi duìng cäüt loüc CaCO3)  Oxy hoïa taïch âæåüc sàõt vaì mangan  ÆÏng duûng loüc nhanh sinh hoüc NH4+, hæîu cå, C, NO2, NO3-, ...  Tæì 100 m2 - 10.000 m2  0,8 - 1,8 m  0,6 - 1,0 m  0,1 - 0,5 mm  Khäng quan troüng  1 - 2 m cäüt næåïc  0,05 - 0,5 m/h  1 - 12 thaïng  Laìm saûch 3-5 cm trãn màût  Taïch hiãûu quaí vi sinh, taûp cháút hæîu cå  Giaím COD  Oxy hoïa amoniac  Taïch âæåüc caïc cháút gáy âuûc coï kêch thæåïc nhoí CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 72 5.3.2. Loüc nhanh Loüc nhanh (Rapid Filtration) laì mäüt trong nhæîng biãûn phaïp laìm trong næåïc. Nãúu thiãút bë hoàûc phæång tiãûn coï täúc âäü loüc trong khoaíng 5 - 50 m3/giåì cho mäüt âån vë diãûn têch loüc (1 m2) thç âæåüc xem laì loüc nhanh. Bãø loüc nhanh âæåüc duìng phäø biãún trong hãû thäúng xæí lyï næåïc màût coï duìng cháút âäng tuû hoàûc khæí sàõt cuía hãû thäúng xæí lyï næåïc ngáöm. Quaï trçnh loüc nhanh âæåüc sæí duûng âáöu tiãn nàm 1895 åí Hoa kyì do Somerville vaì New Jerxy thæûc hiãûn vaì åí thaình phäú Zurich (Thuûy sé). Cáön phán biãût: Theo tênh cháút loüc:  Loüc nhanh træûc tiãúp: hoaìn toaìn mang tênh cháút váût lyï, khäng qua xæí lyï hoïa hoüc. Næåïc âæåüc loaûi boí caïc cháút càûn vaì cháún báøn khaïc nhåì âi qua caïc váût liãûu loüc khaïc nhau do tæû chaíy hoàûc âäüng læûc (båm).  Loüc nhanh coï âäng tuû: coï sæû tham gia caïc hoaï cháút coï taïc duûng laìm âäng tuû caïc haût buìn caït lå læíng træåïc khi âi qua caïc låïp váût liãûu loüc. Theo chiãöu loüc:  Loüc tæì cao xuäúng tháúp (loüc xuäi): næåïc âæåüc båm lãn cao vaì chaíy xuäúng theo taïc duûng cuía troüng læûc hoàûc aïp suáút, váût liãûu loüc hoaìn toaìn chçm trong næåïc. Caïc váût liãûu loüc âæåüc choün laì nhæîng cháút coï troüng læåüng riãng låïn hån næåïc (caït, saûn soíi, than âaï, ...). ÅÍ daûng loüc naìy, täøn tháút thuíy læûc doìng chaíy thæåìng ráút cao.  Loüc tæì dæåïi lãn cao (loüc ngæåüc): Næåïc âæåüc âáøy ngæåüc lãn qua mäi træåìng loüc laì caïc váût liãûu loüc xäúp âæåüc bao che trong caïc læåïi baío vãû. Váût liãûu loüc nheû hån næåïc (boüt xäúp, haût nhæûa, maìng loüc, ...). ÅÍ daûng loüc naìy, næåïc phaíi âæåüc træî trong caïc äúng låïn nhæng täøn tháút thuíy læûc âæåüc giaím nheû do troüng læåüng váût liãûu loüc nhoí.  Loüc 2 chiãöu: næåïc chaíy qua váût liãûu loüc theo caí 2 chiãöu, tæì dæåïi lãn vaì tæì xuäúng. Næåïc âaî loüc âæåüc thu åí giæîa.  Taïc duûng cuía than hoüat tênh trong caïc bãø loüc Than hoaût tênh (active coat/activated carbon) coï thãø laìm ra tæì caïc nguyãn liãûu thä coï chæïa carbon. Noï coï thãø tæì than âaï, than nung tæì cáy, than nung tæì gaïo dæìa, than buìn... Caïc nguyãn liãûu naìy âæåüc xæí lyï bàòng caïch khæí næåïc vaì carbon hoïa bàòng nung nhiãût cháûm trong âiãöu kiãûn thiãúu khê theo sæû hoaût hoïa âãø hçnh thaình mäüt saín pháøm coï cáúu truïc xäúp cao. Bäüt than hoaût tênh (Powered activated carbon - CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 73 PAC) duìng trong xæí lyï næåïc våïi âàûc âiãøm háúp phuû ráút cao våïi caïc cháút gáy muìi trong næåïc. Våïi PAC, liãöu sæí duûng âãø khæí muìi vaì vë khoaíng 5 mg/l chho thåìi gian tiãúp xuïc tæì 10 - 15 phuït. Than hoaût tênh daûng häüt (Granular activated carbon - GAC) laìm tæì than âaï coï âàûc âiãøm lyï hoüc täút nháút vãö tyí troüng, coï kêch thæåïc phán tæí, coï tênh khaïng moìn vaì thaình pháön tro. Do nhæîng âàûc tênh tinh tãú nhæ váûy, than GAC âæåüc duìng trong viãûc loüc trong caïc chäù khuáúy, váûn chuyãøn næåïc trong bãø xi- màng vaì taïi kêch hoaût nhiãût. Coï thãø sæí duûng than âaï khai thaïc nguyãn khäúi hoàûc daûng haût, than cäúc coï âæåìng kênh 1 - 3 mm. Than cáy (caïc loaûi cáy ræìng) âæåüc nung nhiãût, than gaïo dæìa, than buìn eïp thaình baïnh hoàûc daûng bäüt. Than gaïo dæììa nung kyî coï khaí nàng háúp thu muìi ráút cao so våïi caïc loaûi than khaïc. Âäúi våïi loaûi næåïc coï muìi cáön loüc qua than âaï våïi bãö daìy loüc khoaíng 1,5 - 4 meït. Täúc âäü loüc 50 m/h. Æåïc tênh âãø loüc 1 m3 næåïc/giåì cáön khoaíng 0,06 - 0,12 m3 than. Nãúu duìng bäüt than, träün khoaíng 5 - 12 mg/lêt næåïc.  Kãút cáúu bãø loüc nhanh Hçnh 5.8 laì mäüt daûng thiãút kãú bãø loüc nhanh theo nguyãn tàõc troüng læûc. Bãø loüc loaûi naìy coï 2 taïc duûng loüc næåïc vaì ræía bãø.  Khi loüc næåïc: Næåïc sau khi âæåüc dáùn tæì bãø làõng sang (säú 1), âæa qua maïng phán phäúi (säú 8) vaìo bãø loüc vaì chaíy theo troüng læûc qua caïc låïp váût liãûu loüc (caït, soíi âaï). Hãû thäúng thu næåïc âaî loüc (säú 2) vaì dáùn ra ngoaìi (säú 3). Trong thåìi gian âáöu loüc, khoïa caïc van säú 3 vaì säú 6, måí van säú 4 âãø xaí boí læåüng næåïc âáöu, thåìi gian xaí boí læåüng næåïc âáöu qui âënh khoaíng 10 phuït . Khi láúy næåïc loüc trong thç phaíi khoïa caïc van säú 4 vaì van säú 6.  Khi ræía bãø: Næåïc ræía âæåüc båm aïp læûc hoàûc tæì âaìi næåïc cung cáúp vaìo bãø qua äúng dáùn (säú 6), khoïa van säú 3. Næåïc seî traìo ngæåüc qua låïp soíi âaï lãn låïp caït loüc keïo theo caïc càûn báøn traìo vaìo maïng thu næåïc ræía (säú 5), theo hæåïng däúc âäø vaìo maïng táûp trung (säú 8) vaì theo läù xaí (van säú 4) xuäúng mæång thoaït næåïc (säú 7). Khi naìo tháúy næåïc xuäúng mæång thoaït hãút âuûc thç ngæng. CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 74  Hçnh 5.8: Bãø loüc nhanh troüng læûc 1. ÄÚng dáùn næåïc tæì bãø làõng sang; 2. ÄÚng thu næåïc âaî loüc vaì phán næåïc ræía; 3. ÄÚng thu næåïc âaî loüc; 4. ÄÚng xaí næåïc loüc ræía; 5. Maïng phán næåïc loüc vaì thu næåïc ræía; 6. ÄÚng dáùn næåïc ræía loüc; 7. Mæång thoaït næåïc ræía bãø; 8. Maïng phán phäúi næåïc cáön loüc; 9. ÄÚng xaí næåïc loüc âáöu; 10. Van âiãöu chènh täúc âäü loüc. 1 2 3 4 6 7 9 Caït loüüc Soíi âa ï 22 7 1 3 3 6 5 4 10 10 MÀÛT ÂÆÏNG MÀÛT BÀÒNG 5 8 CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 75 Ta coï thãø xáy dæûng caïch loüc nhanh aïp læûc nhàòm táûp duûng aïp læûc maïy båm âeí âæa næåïc âaî qua loüc nhanh lãn thaïp næåïc, traïnh viãûc bäú trê båm 2 láön nhæ hçnh: Hçnh 5.9: Bãø loüc nhanh aïp læûc âãø khoíi båm 2 láön Hçnh dæåïi laì mäüt loaûi bãø loüc aïp læûc kiãøu compact, säú khäúi loüc coï thãø gia tàng theo aïp læûc âáöu båm. Hçnh 5.10: Bãø loüc aïp læûc kiãøu compact Giãúng båm chçm Bãø loüc nhanh aïp læûc Thaïp næåïc Âãún hãû thäúng phán phäúi Næåïc thä Næåïc âaî loüc CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 76  Ræía bãø loüc nhanh Hiãûu quaí cuía bãø loüc nhanh tuìy thuäüc vaìo yãúu täú: bãö daìy cuía låïp caït loüc, chu kyì giæîa 2 láön ræía bãø, cháút læåüng næåïc loüc vaì täøn tháút aïp læûc cuía bãø. ÅÍ giai âoaûn âáöu, täøn tháút aïp læûc cuía váût liãûu loüc nhoí, nãn täúc âäü loüc låïn, ngæåüc laûi caìng vãö sau, täøn tháút låïn dáön do càûn báøn baïm nhiãöu vaì càûn bë âáøy sáu xuäúng låïp váût liãûu loüc nãn täúc âäü loüc giaím dáön. Thæûc tãú, ngæåìi ta dæûa vaìo nhiãöu láön thæí nghiãûm âãø xaïc âënh hiãûu quaí loüc. Bãø loüc nhanh cáön phaíi ræía âuïng chu kyì âãø baío âaím hiãûu quaí laìm viãûc cuía bãø. Ngæåìi ta coï thãø duìng næåïc aïp læûc âãø ræía hoàûc duìng gioï thäøi maûnh ngæåüc lãn váût liãûu loüc âãø âáøy caïc buûi càûn ra khoíi váût liãûu caït. Tuy nhiãn caïch ræía bàòng caït thuáön tuïy váùn thæåìng âæåüc aïp duûng. Âäi khi caí 2 phæång phaïp âãöu âæåüc sæí duûng. Khi cho næåïc aïp læûc vaìo bãø âãø ræía váût liãûu loüc, do taïc duûng cuía doìng næåïc chaíy ngæåüc lãn, låïp loüc seî giaín nåí, bãö daìy cuía váût liãûu loüc tàng lãn. Hçnh 5.11: Minh hoüa sæû giaín nåí chiãöu daìy cuía váût liãûu loüc khi ræía bãø Baíng 5.5: Cæåìng âäü ræía vaì thåìi gian ræía loüc (Nguäön: Nguyãùn Ngoüc Dung, 1999) Bãø loüc 1 låïp caït thaûch anh våïi d (mm) Âäü giaín nåí tæång âäúi (%) Qui trçnh ræía loüc bàòng Cæåìng âäü ræía loüc (l/s.m2) Thåìi gian ræía loüc (phuït) 0,7 - 0,8 0,9 - 1,0 1,1 - 1,2 45 30 20 næåïc næåïc næåïc 14 - 16 16 - 18 18 - 20 7 - 5 7 - 5 7 - 5 0,7 - 0,8 0,9 - 1,0 1,1 - 1,2 20 20 15 gioï næåïc gioï næåïc gioï næåïc 15 - 20 08 - 11 15 - 20 09 - 12 15 - 20 10 - 13 6 - 5 7 - 5 6 - 5 7 - 5 6 - 5 7 - 5 0,7 - 0,8 0,9 - 1,0 20 gioï gioï næåïc næåïc 15 - 20 15 - 20 02 - 03 05 - 06 3 - 2 4 - 3 6 - 5 Bãø loüc hai låïp 50 næåïc 15 - 16 08 - 06 ÄÚng xaí Næåïc ræía loüc Caït ÄÚng dáùn næåïc ræía loüc Caït L La I I I - I CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 77 Khi thiãút kãú cáön læu yï chiãöu daìi äúng chênh theo kêch thæåïc bãø. Khäúng chãú täúc âäü doìng chaíy trong äúng dáùn næåïc ræía âãún bãø loïc khäng quaï 2 m/s, täúc âäü næåïc chaíy åí âáöu äúng phán phäúi chênh laì 1 - 1,2 m/s vaì åí âáöu caïc äúng nhaïnh laì 1,8 - 2 m/s. Caïc äúng nhaïnh âæåüc khoan 2 haìng läù phán phäúi so le åí næía bãn dæåïi vaì coï khuynh hæåïng taûo thaình goïc 45 so våïi phæång thàóng âæïng. Âæåìng kênh caïc läù tæì 10 - 12 mm. Khoaíng caïch giæîa caïc truûc cuía äúng nhaïnh láúy bàòng 250 - 300 mm vaì giæîa caïc tim läù laì 200 - 300 mm (theo Nguyãùn Ngoüc Dung, 1999). Hçnh 5.12: Giaìn äúng phán phäúi næåïc ræía loüc Hãû thäúng thu næåïc ræía loüc thæåìng laìm bàòng bã-täng cäút theïp, táúm kim loaûi, cháút deío hoàûc gäù. Maïng phaíi âæåüc bäú trê sao cho khaí nàng thu næåïc trãn toaìn bäü bãø vaì dãù daìng tiãu næåïc. Chiãöu räüng cuía maïng xaïc âënh theo cäng thæïc:   5 3 2 m a1,57 q K.B   ; (m) (5-1) trong âoï: qm - læu læåüng næåïc ræía thaïo qua maïng, qm = W.d.l (l/s) våïi W - cæåìng âäü ræía loüc (l/s.m2), xem baíng 5.6. d - khoaíng caïch giæîa caïc tám maïng (m) l - chiãöu daìi cuía maïng (m) a - tè säú giæîa chiãöu cao cuía pháön chæî nháût våïi næía chiãöu räüng maïng a = 1 - 1,5 m K - hãû säú hçnh daûng, theo hçnh sau: 250 - 300 mm ÄÚng chênh ÄÚng nhaïnh ÄÚng nhaïnh läù läù 45 45 x 1,5 x 2x x 1,5 x 2x Diãûn têch F = 4x K = 2,1 Diãûn têch F = 4,57x K = 2 Hçnh 5.13: Minh hoüa hçnh daûng maïng thu CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 78 Khi duìng biãûn phaïp ræía loüc bàòng gioï vaì næåïc kãút håüp, cáön gàõn thãm caïc táúm chàõn baío vãû åí meïp âãø ngàn viãûc caït bë cuäún träi vaìo maïng loüc. Hçnh 5.15: Biãøu âäö thaình pháön haût qua ráy saìng Baíng 5.6: Täúc âäü loüc cuía bãø loüc nhanh Âàûc træng cuía váût liãûu loüc Kiãøu bãø loüc nhanh dmin (mm) dmax (mm) ddt (mm) Hãû säú khäng âäöng nháút K Chiãöu daìy låïp loüc (mm) Täúc âäü loüc bçnh thæåìng Vbt (m/h) Täúc âäü loüc tàng cæåìng Vtc (m/h) Mäüt låïp váût liãûu våïi cåî haût khaïc nhau 0,5 0,7 0,8 1,25 1,60 2,00 0,7 - 0,8 0,8 - 1,0 1,0 - 1,2 2,0 - 2,2 1,8 - 2,0 1,5 - 1,7 (caït thaûch anh) 700 - 800 1200 - 1300 1800 - 2000 5,5 - 6,0 7,0 - 8,0 8,0 - 10,0 6 - 7,5 8 - 10 10 - 12 Hai låïp váût liãûu 0,5 0,8 1,25 1,8 0,7 - 0,8 1,0 - 1,2 2,0 - 2,2 2,0 - 2,2 (caït thaûch anh) 700 - 800 (than antracite) 400 - 500 8 - 10 10 - 12 (Nguäön: Nguyãùn Ngoüc Dung, Xæí lyï Næåïc cáúp, 1999) Baíng 5.7: Chiãöu cao låïp âåî Cåî haût låïp âåî (mm) Chiãöu daìy låïp âåî (mm) 40 - 20 20 - 10 10 - 5 5 - 2 Màût trãn låïp naìy cao bàòng màût trãn äúng phán phäúi nhæng cao hån läù phán phäúi êt nháút 100 mm 100 - 150 100 - 150 50 - 100 (Nguäön: Nguyãùn Ngoüc Dung, Xæí lyï Næåïc cáúp, 1999) Meïp baío vãû ngàn caït vaìo maïng Hçnh 5.14: Minh hoüa meïp baío vãû maïng thu næåïc d80 d10 %haût qua ráy Cåî ráy (mm) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0 20 40 60 80 100 Váût liãûu loüc trong bãø loüc nhanh (vaì caí bãø loüc cháûm) thæåìng laì caït thaûch anh, âaï nghiãön, than gáöy, polime, ... Váût liãûu loüc cáön phaíi tæång âäúi âäöng âãöu, coï âäü bãön cå hoüc vaì hoïa hoüc cao. Coï thãø duìng phæång phaïp ráy saìng âãø xaïc âënh thaình pháön cuía váût liãûu loüc. Hãû säú khäng âäöng nháút cuía váût liãûu loüc âæåüc xaïc âënh tæì biãøu âäö thaình pháön haût, theo tè säú K = d80/d10. (hçnh minh hoüa bãn) CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 79 SÅ ÂÄÖ TRAÛM LOÜC NHANH NÆÅÏC MÀÛT Hçnh 5.16: Minh hoüa màût càõt ngang cuía mäüt traûm loüc nhanh (veî laûi theo Terence J. McGhee, Water Supply and Sewerage, 1991) 1. Tæì traûm båm næåïc màût; 2. Bãø khuáúy träün; 3. Traûm chám hoïa cháút; 4. Bãø träün tuyãøn näøi; 5. Bãø làõng; 6. Thaïp næåïc ræía bãø; 7. Næåïc dáùn tæì bãø làõng; 8. Bãø loüc nhanh; 9. Van dáùn næåïc âaî loüc; 10. Van dáùn næåïc ræía bãø; 11. Van dáùn næåïc âaî âäng tuû; 12. Thuìng chám chlor khæí truìng; 13. Bãø chæïa næåïc saûch; 14. ÄÚng dáùn ra båm cáúp næåïc saûch. 1 2 3 4 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 80 5.3.3. Loüc cháûm Bãø loüc cháûm (Slow Filtration) âæåüc giåïi thiãûu láön âáöu tiãn vaìo nàm 1829 do James Simpson aïp duûng cho nhaì maïy cáúp næåïc Chelsea (London, Anh quäúc). Âäúi våïi caïc nguäön næåïc tæû nhiãn coï haìm læåüng càûn tæì nhoí hån 10 mg/l (nhæ næåïc ngáöm) thç bãø loüc cháûm toí ra ráút coï hiãûu quaí trong viãûc xæí lyï næåïc uäúng. Våïi haìm læåüng càûn 20 - 50 mg/l thç nãn bäú trê quaï trçnh làõng keo tuû vaì loüc nhanh træåïc nhæ laì mäüt hçnh thæïc xæí lyï så bäü træåïc khi âi vaìo bãø loüc cháûm. Nhiãöu khaío cæïu cho tháúy, nãúu thiãút kãú vaì xáy dæûng täút, bãø loüc cháûm coï thãø loüai âæåüc trãn 95% cháút càûn báøn lå læíng, caïc haût keo vaì vi khuáøn trong næåïc nhåì váût liãûu loüc laì nhæîng haût coï kêch thæåïc ráút nhoí (khoaíng 0,15 - 0,35 mm). Næåïc màût sau khi cho xæí lyï åí bãø loüc nhanh thæåìng coìn chæïa cháút ràõn lå læíng khoaíng 2 - 5 g/m3, læåüng naìy coï âuí âiãöu kiãûn âãø âi vaìo bãø loüc cháûm. Vç váûy, ngæåìi ta thæåìng kãút håüp quaï trçnh åí bãø loüc nhanh vaì bãø loüc cháûm. Hçnh 5.17: Xæí lyï næåïc màût kãút håüp giæîa bãø loüc nhanh vaì bãø loüc cháûm Bãø loüc cháûm duìng âãø xæí lyï næåïc khäng duìng pheìn, khäng täún hao maïy moüc phæïc taûp vaì quaín lyï tæång âäúi dãù daìng. Noï phuì håüp våïi caïc vuìng näng thän sáu, vuìng dán cæ nhoí, khu væûc coìn cháûm phaït triãøn. Tuy nhiãn, nhæåüc âiãøm cuía bãø loüc cháûm laì diãûn têch loüc låïn, khoï khàn trong cå giåïi hoïa vaì khäng kinh tãú cho nhæîng nåi coï nhu cáöu loüc låïn do täúc âäü loüc næåïc quaï nhoí (khoaíng 2 - 7 m3/m2.ngaìy). Ngoaìi ra, bãø loüc nhoí cáön phaíi coï giaìn che nàõng nhàòm ngàn ngæìa sæû phaït triãøn cuía rong taío. Næåïc qua bãø loüc cháûm khäng hoaìn toaìn loaüi boí caïc cháút ä nhiãùm nhæ phenol, thuäúc táøy, thuäúc træì sáu, caïc kim loaûi nàûng, ... Loüc nhanh Loüc cháûm Næåïc chæa loüc Næåïc loüc saûch CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 81  Âënh luáût täøng quaït cuía quaï trçnh loüc Loüc laì mäüt phæång phaïp chuyãøn cháút loíng coï chæïa caïc haût ràõn qua mäüt mäi træåìng xäúp, muûc âêch laì laìm giæî caïc cháút ràõn laûi vaì cháút loíng chaíy qua caïc váût liãûu loüc. Caïc haût ràõn, cháút huyãön phuì bë giæî laûi trong quaï trçnh chaíy cuía cháút loíng qua mäi træåìng xäúp vç kêch cåî cuía chuïng âæåüc so saïnh våïi kêch thæåïc caïc läù nhoí trong váût liãûu loüc. Chuïng bë giæî laûi do caïc nguyãn nhán:  Do ma saït træûc tiãúp våïi váût liãûu loüc;  Do hiãûn tæåüng khuãúch taïn tæì chuyãøn âäüng Brao;  Do quaï tênh chuyãøn âäüng cuía haût;  Do taïc duûng troüng læûc cuía caïc haût tæû làõng trãn váût liãûu loüc. Cå chãú cuía quaï trçnh loüc âæåüc biãøu diãùn bàòng âënh luáût Darcy âäúi våïi täúc âäü chaíy cháûm trong xæí lyï næåïc. Váûn täúc doìng chaíy qua bäü loüc thãø hiãûn bàòng phæång trçnh: H ÄP . R 1 H ÄP . K V      (5-2) våïi V - täúc âäü loüc; K - âäü tháøm tháúu cuía låïp loüc; P - täøn tháút læu læåüng qua låïp loüc; H - chiãöu cao cuía låïp næåïc quan saït;  - âäü nhåït âäüng hoüc cuía næåïc; R - sæïc caín cuía låïp loüc. Täøn tháút P tè lãû våïi täúc âäü loüc V, âäü nhåït âäüng hoüc  cuía cháút loíng, chiãöu cao låïp loüc H vaì tè lãû nghëch våïi âäü tháøm tháúu K cuía låïp loüc. ÅÍ âáy, ta hiãøu sæïc caín cuía låïp loüc R gäöm 2 thaình pháön: sæïc caín do låïp càûn làõng trong næåïc loüc gáy ra Rcàûn vaì sæïc caín ban âáöu do váût liãûu loüc Rloüc : R = Rcàûn + Rloüc (5-3) Sæïc caín Rcàûn do sæû âoüng laûi cuía buìn càûn trãn màût váût liãûu loüc seî gia tàng theo thåìi gian, tè lãû våïi khäúi læåüng cháút càûn ràõn coï trong mäüt thãø têch næåïc W, täúc âäü loüc V, sæïc caín riãng cuía bäü loüc r dæåïi aïp suáút P vaì tè lãû nghëch våïi diãûn têch loüc S. Rcàûn = S W.V r. (5-4) Thäng thæåìng, caïc trë säú trãn trong caïc cäng thæïc âæåüc xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm. Trong quaï trçnh loüc, khaí nàng bët kên caïc khe håí trong mäi træåìng loüc caìng gia tàng theo tè lãû haìm læåüng càûn trong næåïc, täúc âäü loüc vaì âàûc âiãøm cuía váût liãûu loüc. Sæû bët kên naìy seî laìm gia tàng täøn tháút læu læåüng, nãúu váûn haình bãø loüc våïi aïp suáút khäng âäøi thç læu læåüng seî giaím dáön. Âãún mäüt luïc naìo âoï, ta phaíi ræía váût liãûu laûi âãø duy trç sæû laìm viãûc cuía bãø loüc cháûm. CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 82  Bãø loüc næåïc gia âçnh Caïc vuìng näng thän khi láúy næåïc tæì caïc nguäön khaïc nhau cuîng cáön qua mäüt bãø loüc âãø laìm saûch næåïc. Âäúi våïi mäüt näng häü, coï thãø xáy bãø næåïc âån giaín coï dung têch khoaíng 6 - 8 m3 (cho häü 5 ngæåìi). Bãø hçnh khäúi vuäng, mäùi caûnh 2 x 2 x 2 m, låïp caït daìy 1,5 - 1,6 m. Sæí duûng khoaíng 2.000 - 2.500 viãn gaûch theí, khoaíng 7 - 8 bao xi-màng P.300 loaûi 50kg, chæìng 100 kg väi vaì khoaíng 3 - 3,5 m3 caït saìng ræía saûch, chæìng 0,10 m3 soíi hoàûc âaï dàm (âaï 1x2) vaì khoaíng 50 - 60 kg than hoaût tênh. Kãút cáúu bãø coï thãø nhæ sau: Hçnh 5.18: Màût càõt bãø loüc næåïc gia âçnh  Bãø loüc næåïc cho laìng xaî Âäúi våïi mäüt laìng xaî coï säú dán tæì 1000 - 8000 ngæåìi, coï thãø xáy mäüt bãø loüc næåïc chaíy theo phæång ngang, chiãöu daìi bãø tæì 4 - 10 m, chiãöu daìy låïp váût liãûu loüc (caït, soíi, saûn, ...) tæì 0,8 - 1,5 m. Coï thãø choün gáön âuïng theo tyí lãû chiãöu daìi: chiãöu räüng laì khoaíng 1:5. Täúc âäü loüc tuìy thuäüc vaìo âäü âuûc cuía næåïc, næåïc coï âäü âuûc tháúp (khoaíng 15 - 50 NTU) täúc âäü loüc khoaíng 0,50 m3/m2.h. Næåïc coï âäü âuûc cao (âãún 150 NTU) täúc âäü loüc khoaíng 0,30 m3/m2.h. Coï thãø tham khaío så âäö 5.17 vaì baíng 5.8 thiãút kãú âãø xaïc âënh kêch thæåïc bãø loüc. (Theo N.C. Thanh vaì J.P.A. Hettiaratchi, 1990) Âan bã-täng coï âuûc läù  1 cm Soíi + than ( daìy 0,2 m) Caït mën (daìy 1,5 - 1,6 m) NGÀN LOÜC NGÀN CHÆÏA Tæåìng xáy daìy 0,24 m cao 2 m CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 83 Hçnh 5.19: Bãø loüc næåïc chaíy ngang duìng nhiãöu haût kêch cåî khaïc nhau Baíng 5.8: Baíng choün læûa kêch thæåïc thiãút kãú bãø loüc buìn caït hçnh khäúi chæî nháût DS. Q 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 20 30 40 50 60 70 80 90 4 x 0,8 5 x 1,0 5 x 1,3 6 x 1,4 7 x 1,4 7 x 1,7 8 x 1,7 8 x 1,9 5 x 1,3 7 x 1,4 8 x 1,7 9 x 1,9 9 x 2,2 10 x 2,3 10 x 2,7 11 x 2,7 7 x 1,4 8 x 1,9 9 x 2,2 10 x 2,5 11 x 2,7 12 x 2,9 13 x 3,1 14 x 3,2 8 x 1,7 9 x 2,2 10 x 2,7 12 x 2,8 13 x 3,1 14 x 3,3 15 x 3,6 16 x 3,8 9 x 1,9 10 x 2,5 12 x 2,8 13 x 3,2 15 x 3,3 16 x 3,7 17 x 3,9 18 x 4,2 9 x 2,2 11 x 2,7 13 x 3,1 15 x 3,3 16 x 3,8 17 x 4,1 18 x 4,4 19 x 4,7 10 x 2,3 12 x 2,9 14 x 3,3 16 x 3,7 17 x 4,1 18 x 4,5 20 x 4,7 21 x 5,0 10 x 2,7 13 x 3,1 15 x 3,6 17 x 3,9 18 x 4,4 20 x 4,7 21 x 5,1 11 x 5,5 Ghi chuï: DS: Dán säú (ngæåìi) Q: Læåüng næåïc sæí duûng (l/ngæåìi.ngaìy) Tiãu chuáøn thiãút kãú: Thåìi gian læu næåïc trong bãø = 6 giåì Læåüng taíi bãö màût = 6 m3/m2.ngaìy Chiãöu sáu loüc = 1,5 m Tyí säú Chiãöu daìi/Chiãöu räüng = 4:1 âãún 5:1 L 9 - 2 0 m m 4 - 1 2 m m 3 - 9 m m 3 - 9 m m 2 - 8 m m 4 - 1 2 m m 9 - 2 0 m m h Kêch thæåïc haût loüc Båm ra ÄÚng traìn 20 cm Läù 10 cm 100 Lh  Ngàn læåïi Næåïc vaìo CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 84  Kãút cáúu bãø loüc cháûm tiãu biãøu Hçnh 5.20: Så âäö màût bàòng vaì màût âæïng cuía mäüt kiãøu bãø loüc cháûm 1. Nguäön næåïc vaìo; 2. Âáûp dáng næåïc; 3. Cæía âæa næåïc vaìo; 4. Bãø loüc cháûm; 5. Cæía thu næåïc ræía; 6. ÄÚng láúy næåïc âaî loüc; 7. Van chènh täúc âäü; 8. Bãø chæïa næåïc saûch; 9. Caït loüc; 10. Soíi âåî. Næåïc tæì maïng phán phäúi âi qua låïp caït loüc våïi váûn täúc ráút nhoí (0,1 - 0,5 m/h). Låïp caït loüc âæåüc âäø trãn låïp soíi âåî, dæåïi låïp soíi âåî laì hãû thäúng thu næåïc âaî loüc âæa sang bãø chæïa. Caït soíi coï âäü âäöng âãöu cao thç hiãûu quaí loüc tàng lãn. Soíi caït phaíi âæåüc ræía saûch, saìng kyî, loaûi boí caïc taûp cháút. Âãø khæí muìi næåïc, coï thãø raíi thãm 1 låïp than hoaût tênh daìy chæìng 0,1 m åí khoaíng giæîa låïp caït loüc. Låïp caït loüc thæåìng laì caït thaûch anh coï chiãöu daìy, kêch thæåïc haût tæång æïng vaì cáúu taûo låïp soíi ghi trong baíng 5.8. Baíng 5.9 cuîng cho säú liãûu tham khaío vãö täúc âäü loüc trong bãø loüc cháûm. I I MÀÛT BÀÒNG 1 2 3 3 4 4 4 3 5 5 6 7 7 8 8 9 10 MÀÛT ÂÆÏNG I - I CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 85 Baíng 5.9: Cáúu taûo låïp caït loüc vaì låïp soíi âåî trong bãø loüc cháûm (theo TCVN - 33: 1985) TT Tãn váût liãûu loüc vaì låïp âåî Cåî haût cuía váût liãûu (mm) Chiãöu daìy låïp váût liãûu (mm) 1 2 3 4 5 6 Caït thaûch anh Caït thaûch anh Soíi hoàûc âaï dàm Soíi hoàûc âaï dàm Soíi hoàûc âaï dàm Soíi hoàûc âaï dàm 0,3 - 1 1 - 2 2 - 5 5 - 10 10 - 20 20 - 40 800 50 100 100 100 150 Täøng cäüng 1.300 Baíng 5.10: Täúc âäü loüc trong bãø loüc cháûm Täúc âäü loüc (m/h) Haìm læåüng càûn cuía næåïc nguäön âæa vaìo bãø (mg/l) Khi bãø laìm viãûc bçnh thæåìng (v) Khi bãø laìm viãûc tàng cæåìng (vtc) Âãún 25 Låïn hån 25 Khi xæí lyï næåïc ngáöm 0,3 - 0,4 0,2 - 0,3 0,5 0,4 - 0,5 0,3 - 0,4 0,6 (Nguäön: Nguyãùn Ngoüc Dung, Xæí lyï næåïc cáúp, 1999)  Säú liãûu tham khaío khi thiãút kãú bãø loüc cháûm näng thän (Theo N.C. Thanh vaì J.P.A. Hettiaratchi, 1990) Baíng 5.11: Tiãu chuáøn thiãút kãú bãø loüc cháûm Thäng säú Khoaíng thiãút kãú Giaï trë täúi æu Váûn täúc loüc (m/h) Chiãöu sáu låïp loüc (m) Diãûn têch mäùi låïp loüc (m2) Chiãöu sáu låïp næåïc trãn màût (m) Chiãöu sáu låïp næåïc láúy ra (m) Âàûc træng låïp váût liãûu loüc Säú bãø loüc 0,1 - 0,2 1,0 - 1,4 10 - 100 1,0 - 1,5 0,3 - 0,5 UC = 2 - 5 e = 0,15 - 0,35 mm täúi thiãøu laì 2 0,1 1,0 - 1,0 0,4 Ghi chuï: UC = Hãû säú âäöng nháút (Uniformity Coefiicient) e = Kêch cåî hæîu hiãûu (Effective size) cuía haût loüc CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 86 Baíng 5.12: Baíng choün læûa thiãút kãú kêch thæåïc bãø loüc cháûm (daìi x räüng) (m) DS. Q 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 20 30 40 50 60 70 80 90 3 x 1,4 (2) 4 x 1,6 (2) 4 x 2,1 (2) 5 x 2,1 (2) 5 x 2,5 (2) 6 x 2,5 (2) 6 x 2,8 (2) 6 x 3,2 (2) 4 x 2,1 (2) 5 x 2,1 (2) 6 x 2,8 (2) 7 x 3,0 (2) 7 x 3,6 (2) 8 x 3,7 (2) 8 x 4,2 (2) 9 x 4,2 (2) 5 x 2,5 (2) 6 x 3,5 (2) 7 x 3,6 (2) 8 x 3,9 (2) 9 x 4,2 (2) 10 x 4,4 (2) 10 x 5,0 (2) 11 x 5,1 (2) 6 x 2,8 (2) 7 x 3,6 (2) 8 x 4,2 (2) 9 x 4,6 (2) 10 x 5,0 (2) 11 x 5,3 (2) 12 x 5,6 (2) 13 x 5,8 (2) 7 x 3,0 (2) 8 x 3,9 (2) 9 x 4,6 (2) 11 x 4,7 (2) 11 x 5,7 (2) 13 x 5,6 (2) 13 x 6,4 (2) 14 x 7,0 (2) 8 x 3,7 (2) 10 x 4,4 (2) 11 x 4,7 (2) 11 x 5,3 (2) 13 x 5,6 (2) 13 x 6,7 (2) 14 x 7,1 (2) 13 x 5,8 (3) 8 x 3,7 (2) 10 x 4,4 (2) 11 x 5,3 (2) 13 x 5,6 (2) 13 x 6,7 (2) 12 x 5,7 (3) 13 x 6,0 (3) 14 x 6,3 (3) 8 x 4,2 (2) 10 x 5,0 (2) 12 x 5,6 (2) 13 x 6,4 (2) 14 x 7,1 (2) 13 x 6,0 (3) 14 x 6,3 (3) 15 x 6,7 (3) Ghi chuï: DS: Dán säú (ngæåìi) Q: Læåüng næåïc sæí duûng (l/ngæåìi.ngaìy) Pháön trong ngoàûc ( ) laì säú bãø loüc Tiãu chuáøn thiãút kãú: Váûn täúc loüc = 0,1 m/h Chiãöu daìy låïp loüc = 1,0 m Âàûc træng låïp váût liãûu loüc UC = 2 - 5, e = 0,15 - 0,36 mm  Bäú trê chung màût bàòng bãø loüc cháûm Tuìy khaí nàng taìi chênh, âëa hçnh, qui mä bãø loüc cháûm ta coï thãø xoay xåí trong bäú trê màût bàòng cho bãø loüc cháûm. Hçnh dæåïi laì caïch bäú trê chung: Hçnh 5.21: Bäú trê chung màût bàòng bãø loüc cháûm Säng Cæía láúy næåïc Båm Båm Båm næåïc ngáöm Bãø loüc cháûm Bãø næåïc trong CÁØM NANG CÁÚP NÆÅÏC NÄNG THÄN ThS. Lã Anh Tuáún --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. XÆÍ LYÏ NÆÅÏC CÁÚP NÄNG THÄN 87  Phaín æïng hoïa hoüc trong bãø loüc cháûm Tuìy theo thaình pháön hoïa hoüc hiãûn hæîu cuía thaình pháön næåïc nguäön maì phaín æïng hoïa hoüc trong bãø loüc cháûm khaïc nhau.  Trong næåïc coï sàõt Fe2+: 4Fe2+ + O2 + (2n + 4)H2O + 8HCO3- = 2Fe2O3.nH2O (khäng hoìa tan) + 8CO2 Âãø khæí 1 gr Fe2+ cáön khoaíng 0,14 gr oxy. (5-5)  Trong næåïc coï mangan Mn2+: 2Mn2+ + O2 + 4HCO3- = 2MnO4 (khäng hoìa tan) + 2H2O + 4CO2 (5-6) Âãø khæí 1 gr Mn2+ cáön khoaíng 0,29 gr oxy.  Trong næåïc coï amon Mn2+: NH4+ + 2O2 + 2HCO3- = NO3- (nitrat) + 3H2O + 2CO2 (5-7) Âãø khæí 1 gr NH4+ cáön khoaíng 3,6 gr oxy.  Taïc âäüng sinh hoüc trong bãø loüc cháûm Caïc vi khuáøn trong næåïc khi qua bãø loüc cháûm seî bë khæí âi. Trong næåïc coï cháút hæîu cå seî bë oxy hoïa taûo ra nàng læåüng cung cáúp cho vi khuáøn trong quaï trçnh trao âäøi cháút: C5H7O2N + 7O2 = 3H2O + 5CO2 + NO3- + H+ (5-8) Mäüt pháön khaïc tham gia trong quaï trçnh chuyãøn hoïa thaình tãú baìo vi khuáøn trong quaï trçnh sinh saín vaì phaït triãøn cuía chuïng. Âãø khæí 1 gr cháút hæîu cå cáön khoaíng 2,0 gr oxy. Näöng âäü caïc cháút hæîu cå trong næåïc khäng låïn nãn læåüng vi khuáøn khäng nhiãöu. Cuäúi cuìng khi âæa vaìo bãø loüc caïc cháút hæîu cå seî biãún thaình cháút vä cå (nhæ H2O, CO2, ...) vaì bë âæa ra ngoaìi. Do váûy, åí màût trãn cuía váût liãûu loüc seî coï nhæîng sinh váût àn vi khuáøn vaì pháön dæåïi váût liãûu loüc nhåì quaï trçnh sinh hoaï, caïc cháút hæîu cå giaím âi vaì vi khuáøn seî bë chãút âi do thiãúu thæïc àn vaì nhæ váûy cháút læåüng næåïc âæåüc caíi thiãûn täút hån. Trong bãø loüc cháûm, rong taío coï thãø phaït triãøn nhanh do hiãûn tæåüng quang håüp vaì thåìi gian ræía loüc khaï daìi. Hiãûn tæåüng quang håüp, âàûc biãût xaíy ra ráút maûnh meî åí caïc