ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------------------

NGUYỄN THANH HUYỀN

ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC CẤP
VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO
CHẤT LƢỢNG, KIỂM SỐT DỊNG THẢI TẠI
CƠNG TY TNHH MTV NƢỚC SẠCH HÀ ĐƠNG

Chun ngành: Khoa học mơi trường
Mã số: 60 44 03 01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. Nguyễn Thị Hà

Hà Nội – 2014


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập và nghiên cứu để hồn thành bản luận văn này. Tơi
đã nhận được sự giúp đỡ vơ cùng tận tình của gia đình, bạn bè, thầy cô và đồng
nghiệp trong Công ty.
Trước hết tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Hà, là
giáo viên hướng dẫn chính đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ tơi trong suốt
q trình thực hiện luận văn này.
Tơi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Môi trường –
Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội nói chung và Bộ mơn
Cơng nghệ Mơi trường nói riêng đã giảng dạy và trang bị cho tơi những kiến thức

2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu ................................................................38
2.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa ...............................................38
2.2.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và phân tích mẫu ...................39
2.2.4. Phương pháp phân tích, đánh giá công nghệ ........................................40
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................46
3.1. Kết quả khảo sát hiện trạng hoạt động của nhà máy ................................46
3.1.1. Tổng quan chung về nhà máy ................................................................46
3.1.2. Dây chuyền sản xuất nước sạch .............................................................47
3.2. Kết quả đánh giá công nghệ hệ thống xử lý nƣớc cấp ...............................51
3.2.1. Các tiêu chí về kỹ thuật ...........................................................................51
3.2.2. Các tiêu chí về kinh tế .............................................................................53
3.2.3. Các tiêu chí về mơi trường ......................................................................58


3.2.4. Các tiêu chí về xã hội ..............................................................................63
3.2.5. Lượng hóa các tiêu chí đánh giá ............................................................64
3.3. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả của hệ thống xử lý nƣớc cấp
Công ty TNHH MTV Nƣớc sạch Hà Đông ........................................................68
3.4. Đề xuất và đánh giá các giải pháp xử lý đối với dịng thải .......................68
3.4.1. Đề xuất giải pháp cơng nghệ xử lý đối với dòng thải ............................68
3.4.2. Đề xuất giải pháp quản lý và giám sát môi trường ................................77
3.5. Kết quả áp dụng thử nghiệm tại nhà máy ..................................................79
3.5.1. Kết quả áp dụng các phương pháp loại bỏ sắt và mangan ....................79
3.5.2. Kết quả áp dụng các biện pháp kiểm sốt dịng thải .............................81
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .........................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................86
PHỤ LỤC .................................................................................................................89


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Khơng phát hiện

MTV

Một thành viên

NMN

Nhà máy nước

NTU

Đơn vị đo độ đục

PHT

Phát hiện thấy

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

QĐ

Quyết định

SS

Chất rắn lơ lửng


Vi sinh vật


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Lợi ích từ việc đánh giá cơng nghệ mơi trường...............................................14
Bảng 2.1. Các tiêu chí đánh giá và thang điểm đánh giá sự phù hợp của công nghệ
xử lý nước cấp .....................................................................................................................42
Bảng 3.1. Các thiết bị chính trong q trình hoạt động....................................................51
Bảng 3.2. Kết quả phân tích các chỉ tiêu nước ngầm tại Cở sở 1 ....................................52
Bảng 3.3. Tổng năng lượng tiêu thụ hệ thống xử lý nước ngầm Công ty Nước sạch
Hà Đông ..............................................................................................................................54
Bảng 3.4. Chi phí tiêu thụ điện năng của hệ thống ...........................................................54
Bảng 3.5. Chi phí sử dụng hóa chất của hệ thống xử lý nước ngầm ...............................55
Bảng 3.6. Chi phí nhân cơng vận hành hệ thống xử lý nước ngầm Công ty Nước sạch
Hà Đông ..............................................................................................................................55
Bảng 3.7. Tổng hợp các chỉ tiêu kinh tế của hệ thống xử lý nước ngầm Công ty Nước
sạch Hà Đông......................................................................................................................56
Bảng 3.8. Chất lượng nước ngầm của Công ty Nước sạch Hà Đông .............................58
Bảng 3.9. Kết quả đánh giá các ô nhiễm thứ cấp hệ thống xử lý nước ngầm ................61
Bảng 3.10. Thành phần các chất ô nhiễmtrong nước thảixả rửa bể lắng và nước thải
rửa lọc tại Cơng ty Nước sạch Hà Đơng ...........................................................................62
Bảng 3.11. Lượng hóa tính phù hợp của hệ thống xử lý nước ngầm ..............................64
Bảng 3.12. Lượng bùn xả ra từ các bể lọc......................................................................71
Bảng 3.13: Khái tốn chi phí xây dựng .............................................................................75
Bảng 3.14. Hiệu quả xử lý nước thải Công ty Nước sạch Hà Đông ...............................81


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Q trình làm thống điển hình ................................................................19

sơng Nhuệ có một số chỉ tiêu vẫn vượt quá qui chuẩn cho phép. Công ty Cấp nước
Hà Đông cùng đơn vị tư vấn đang tiến hành việc khảo sát và lập kế hoạch xây dựng
hệ thống xử lý nước thải đảm bảo yêu cầu của cơ quan quản lý và có hướng xử lý
lâu dài.
Trước thực tế trên, trong khuôn khổ luận văn đã thực hiện đề tài:
“Đánh giá công nghệ xử lý nƣớc cấp và đề xuất các giải pháp nâng cao
chất lƣợng, kiểm sốt dịng thải tại Cơng ty TNHH MTV Nƣớc sạch Hà Đông”
Với mục tiêu nghiên cứu nhằm cải tiến quy trình cơng nghệ xử lý nước và
kiểm sốt dịng thải gây ơ nhiễm thứ cấp.

1


Nội dung nghiên cứu bao gồm:
Khảo sát thực địa Công ty TNHH MTV Nước sạch Hà Đông để điều tra
hiện trạng sản xuất và hoạt động của hệ thống xử lý nước cấp làm cơ sở
đánh giá công nghệ.
Đánh giá công nghệ hệ thống xử lý nước cấp Công ty TNHH MTV Nước
sạch Hà Đông.
Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý cho hệ thống xử lý nước cấp
tại Cơng ty.
Đề xuất giải pháp kiểm sốt dịng thải tại Công ty TNHH MTV Nước
sạch Hà Đông.

2


CHƢƠNG I: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan công nghệ xử lý nƣớc cấp và sản xuất nƣớc sạch

Nên tùy thuộc vào chất lượng nguồn nước và yêu cầu về chất lượng nước cấp mà
cần thiết phải có q trình xử lý nước thích hợp đảm bảo cung cấp nước có chất
lượng tốt và ổn định chất lượng nước cấp cho các nhu cầu [15].
Mục đích của các quá trình xử lý nước
Cung cấp số lượng nước đầy đủ và an tồn về mặt hố học, vi trùng học để
thỏa mãn các nhu cầu về ăn uống, sinh hoạt, dịch vụ, sản xuất công nghiệp và phục
vụ sinh hoạt công cộng của các đối tượng dùng nước.
Cung cấp nước có chất lượng tốt, ngon, khơng chứa các chất gây vẩn đục,
gây ra màu, mùi, vị của nước.
Cung cấp nước có đủ thành phần khống chất cần thiết cho việc bảo vệ sức
khoẻ của người tiêu dùng.
Chất lượng nước sau xử lý đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng
nước cấp cho ăn uống sinh hoạt [6].
Các biện pháp xử lý cơ bản
Trong quá trình xử lý nước cấp cần phải áp dụng các biện pháp xử lý sau:
+ Biện pháp cơ học: Là biện pháp dùng các cơng trình và thiết bị để làm sạch
nước như: Song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc.
+ Biện pháp hoá học: Là biện pháp dùng các hoá chất cho vào nước để xử lý
nước như: Dùng phèn làm chất keo tụ, dùng vơi để kiềm hố nước, cho clo vào
nước để khử trùng.
+ Biện pháp lý học: Là biện pháp dùng các tia vật lý để khử trùng nước như:
tia tử ngoại, sóng siêu âm, điện phân nước biển để khử muối, khử khí CO2 hồ tan
trong nước [4].
Các loại nguồn nước dùng cho cấp nước
- Nguồn nước mặt
Nước mặt là nguồn nước được hình thành trên bề mặt trái đất bao gồm: sông
suối, ao hồ, kênh mương… Do có sự kết hợp của các dịng chảy từ nơi cao đến nơi
thấp. Nước mặt có các đặc trưng: Chứa các khí hịa tan(O2,CO2…), có hàm lượng
hữu cơ cao, có độ mặn, có sự xuất hiện của các loài thực vật thủy sinh(tảo, rong).


nên ấn tượng tâm lý cho người sử dụng.
+ Độ đục

5


Nước là một môi trường truyền ánh sang tốt, khi trong nước có các vật lạ
như các chất huyền phù, các hạt cặn đất, cát, các vi sinh vật…thì khả năng truyền
ánh sáng bị giảm đi. Nước có độ đục lớn chứng tỏ chứa nhiều cặn bẩn. Đơn vị đo độ
đục là NTU, JTU trong đó đơn vị NTU và FTU là tương đương nhau. Nước mặt
thường có độ đục 20 - 100 NTU, mùa lũ có khi cao đến 500 - 600 NTU. Nước dùng
để ăn uống thường có độ đục không vượt quá 5 NTU.
+ Mùi vị
Mùi trong nước thường do các hợp chất hóa học, chủ yếu là các hợp chất hữu
cơ hay các sản phẩm từ các quá trình phân hủy vật chất gây nên. Nước thiên nhiên
có thể có mùi tanh hay hơi thối, mùi đất. Nước sau khi khử trùng với các hợp chất
clo có thể bị nhiễm mùi clo hay clophenol.
Tùy theo thành phần và hàm lượng các muối khống hịa tan nước có thể có
các vị mặn, ngọt, chát, đắng…
+ Độ nhớt
Độ nhớt là đại lượng biểu thị lực ma sát nội, sinh ra trong quá trình dịch
chuyển giữa các lớp chất lỏng với nhau. Đây là yếu tố chính gây nên tổn thất áp lực
và do vậy nó đóng vai trị quan trọng trong quá trình xử lý nước. Độ nhớt tăng khi
hàm lượng các muối hòa tan trong nước tăng, và giảm khi nhiệt độ tăng.
+ Độ dẫn điện
Nước có tính dẫn điện kém. Nước tinh khiết ở 20oC có độ dẫn điện là
4,2µS/m. Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất khống hịa tan trong
nước, và dao động theo nhiệt độ. Thông số này thường được dùng để đánh giá tổng
hàm lượng chất khống hịa tan trong nước.
+ Tính phóng xạ

carbon dioxid và các muối carbonat. Độ kiềm được định nghĩa là lượng acid mạnh cần
để trung hòa để đưa tất cả các dạng carbonat trong mẫu nước về dạng H2CO3.
Người ta còn phân biệt độ kiềm carbonat (còn gọi là độ kiềm m hay độ kiềm
tổng cộng T vì phải dùng metyl cam làm chất chỉ thị chuẩn độ đến pH = 4,5 liên
quan đến hàm lượng các ion OH-, HCO3- và CO32- ) với độ kiềm phi carbonat (cịn
gọi là độ kiềm p vì phải dùng phenolphtalein làm chất chỉ thị chuẩn độ đến pH = 8,3
liên quan đến ion OH-). Hiệu số giữa độ kiềm tổng m và độ kiềm p được gọi là độ
kiềm bicarbonat.

7


+ Độ oxi hóa (mg/l O2, KMnO4)
Là lượng oxi cần thiết để oxi hóa hết các hợp chất hữu cơ có trong nước. Chỉ
tiêu oxi hóa là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Độ
oxi hóa của nguồn nước càng cao, chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vi trùng.
+ Hàm lượng sunfat và clorua (mg/lít)
Ion SO42- có trong nước do khống chất hoặc có nguồn gốc hữu cơ. Với hàm
lượng lớn hơn 250 mg/l gây tổn hại cho sức khỏa con người. Ở điều kiện yếm khí,
SO42- phản ứng với chất hữu cơ tạo thành khí H2S có độc tính cao. Clor tồn tại trong
nước dưới dạng Cl-. Nói chung ở mức nồng độ cho phép thì các hợp chất clor không
gây độc hại, nhưng với hàm lượng lớn hơn 250 mg/lít làm cho nước có vị mặn.
Nước có nhiều Cl- có tính xâm thực xi măng.
+ Hàm lượng sắt
Sắt chỉ tồn tại dạng hòa tan trong nước ngầm dưới dạng muối Fe2+ của
HCO3-, SO42-, Cl-…, còn trong nước bề mặt, Fe2+ nhanh chóng bị oxy hóa thành
Fe3+ và bị kết tủa dưới dạng Fe(OH)3.
2Fe(HCO3)2 + 0,5O2 + H2O = 2Fe(OH)3 + 4CO2
Nước thiên nhiên thường hcứa hàm lượng sắt lên đến 30 mg/lít. Với hàm
lượng sắt lớn hơn 0,5 mg/lít nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi

động vật ln có loại vi khuẩn E.Coli sinh sống và phát triển. Sự có mặt của E.Coli
trong nước chứng tỏ chứng tỏ nguồn nước đã bị ô nhiễm bởi phân rác, chất thải của
người và động vật và như vậy cũng có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác.
Số lượng E.Coli nhiều hay ít tùy thuộc mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước.
Đặc tính của khuẩn E.Coli là khả năng tồn tại cao hơn các loại vi khuẩn, vi trùng
gây bệnh khác nên nếu sau khi xử lý nước, nếu trong nước khơng cịn phát hiện thấy
E.Coli thì điều đó chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết. Mặt
khác, việc xác định số lượng E.Coli thường đơn giản và nhanh chóng nên loại vi
khuẩn này thường được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ
nhiễm bẩn do vi trùng gây bệnh trong nước.
Người ta phân biệt trị số E.Coli và chỉ số E.Coli. Trị số E.Coli là đơn vị thể
tích nước có chứa 1 vi khuẩn E.Coli. Chỉ số E.Coli là số lượng vi khuẩn E.Coli có
trong 1 lít nước. Tiêu chuẩn nước cấp cho sinh hoạt ở các nước tiên tiến qui định trị

9


số E.Coli không nhỏ hơn 100 ml, nghĩa là cho phép chỉ có 1 vi khuẩn E.Coli trong
100 ml nước (chỉ số E.Coli tương ứng là 10). TCVN qui định chỉ số E.Coli của
nước sinh hoạt phải nhỏ hơn 20 [15].
1.1.2. Công nghệ xử lý nước cấp trên Thế giới
Theo lịch sử ghi nhận hệ thống cấp nước đô thị xuất hiện sớm nhất tại La mã
vào năm 800 TCN. Điển hình là cơng trình dẫn nước vào thành phố bằng kênh tự
chảy, trong thành phố nước được đưa đến các bể tập trung, từ đó theo đường ống
dẫn đến các nhà quyền quý và bể chứa công cộng cho người dân sử dụng. Khoảng
300 năm TCN đã biết khai thác nước ngầm bằng cách đào giếng. Người Babilon có
phương pháp nâng nước lên độ cao khá lớn bằng ròng rọc, guồng nước.
Thế kỷ thứ XIII, các thành phố ở Châu Âu đã có hệ thống cấp nước. Thời đó
chưa có các loại hóa chất phục vụ cho việc keo tụ xử lý nước mặt, người ta phải xây
dựng các bể lắng có kích thước rất lớn (gần như lắng tĩnh) mới lắng được các hạt

tiến và tự động hóa. Hiện nay Đảng và Nhà nước đang quan tâm đến vấn đề cấp
thoát nước cho nơng thơn, địi hỏi các chun gia trong lĩnh vực cấp nước cần phải
đóng góp sức mình và sáng tạo nhiều hơn để đáp ứng nhu cầu thực tế [10].
Công nghệ đang áp dụng
Hiện ở đô thị sử dụng nguồn nước mặt và nước ngầm. Ngoài ra, một số hộ
vùng ven đơ và nơng thơn có sử dụng cả nước mưa. Trong toàn quốc, tỷ lệ sử dụng
nguồn nước mặt khoảng 60%, nước ngầm khoảng 40%. Ở các thành phố lớn, các nhà
máy nước (NMN) có cơng suất từ vài chục ngàn m3/ngày.đêm tới vài trăm ngàn
m3/ngày.đêm. Tiêu biểu như: NMN Thủ Đức (TP HCM) có tổng cơng suất 1.200.000
m3/ngày.đêm, các NMN xử lý nước ngầm ở Hà Nội có cơng suất từ 30.000 - 60.000
m3/ngày.đêm (thường chia thành đơn nguyên 30.000 m3/ngày.đêm, xây dựng thành
từng đợt, NMN Sông Đà 600.000 m3/ngày.đêm, giai đoạn 1 đã xây dựng 1 đơn nguyên
300.000 m3/ngày.đêm đã hoạt động). Tại các thành phố, thị xã trực thuộc tỉnh, các nhà
máy nước có công suất phổ biến từ 10.000 m3/ngày.đêm tới 30.000 m3/ngày.đêm. Các
trạm cấp nước của các thị trấn thường có cơng suất từ 1000 m3/ngày.đêm tới 5000
m3/ngày.đêm, phổ biến nhất xung quanh 2000 m3/ngày.đêm [10].

11


Cơng nghệ và cơng trình xử lý nước
- Cơng nghệ xử lý nước mặt phổ biến là:
Keo tụ + lắng + lọc nhanh trọng lực + khử trùng
- Công nghệ xử lý nước ngầm chủ yếu là khử sắt (hoặc khử mănggan) bằng
phương pháp:
Làm thoáng + lắng tiếp xúc + lọc nhanh trọng lực + khử trùng
Các cơng trình đơn vị trong trạm xử lý đa dạng
- Các cơng trình keo tụ (đa số dùng phèn nhôm, PAC) với bể trộn đứng, trộn cơ
khí, bể tạo bơng có vách ngăn ziczac, tạo bơng có tầng cặn lơ lửng, tạo bơng kiểu cơ khí.
- Các cơng trình lắng: bể lắng đứng (cho trạm công suất nhỏ) bể lắng ngang

thống phục vụ cho từng hộ gia đình, những nhóm hộ dùng nước hay các cụm dân cư
sống độc lập, riêng lẻ mật độ thấp.
+ Các cơng trình cấp nước theo kiểu công nghiệp tập trung: Hệ thống dẫn
nước tự chảy và hệ thống bơm dẫn nước phục vụ cho các thị trấn, thị tứ, các cụm
dân cư sống tập trung của xã.
1.2. Đánh giá công nghệ áp dụng trong xử lý nƣớc cấp
1.2.1. Tổng quan chung về đánh giá công nghệ mơi trường
Hiện nay có 2 mơ hình được các nước trên thế giới phát triển và áp dụng là
đánh giá cơng nghệ mơi trường theo mơ hình EnTA (Environmental Technology
Assessment) và ETV (Environmental Technology Verification).
Mơ hình đánh giá cơng nghệ mơi trường EnTA do chương trình mơi trường
Liên hợp quốc UNEP xây dựng và phát triển, được khuyến khích sử dụng tại các
nước đang phát triển. Mơ hình này tập trung chủ yếu vào việc đánh giá lợi ích, hiệu
quả môi trường của các công nghệ sản xuất hoặc công nghệ thân thiện với môi
trường hơn là việc đánh giá các cơng nghệ mơi trường.
Mơ hình đánh giá cơng nghệ môi trường ETV: được sử dụng tại nhiều quốc
gia phát triển (Anh, Hoa Kỳ, Canada, Hàn Quốc, Nhật Bản…). Mơ hình này lần đầu
tiên được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (USEPA) phát triển vào năm 1995.
Mô hình đánh giá cơng nghệ mơi trường ETV được chia theo nhiều loại khác nhau
như: Quy trình đánh giá các công nghệ quan trắc môi trường, công nghệ xử lý các
chất thải rắn, nước thải, ơ nhiễm khơng khí, cũng như quy trình đánh giá cơng nghệ
phịng ngừa ơ nhiễm môi trường.

13


Thực tế cho thấy, mơ hình ETV là mơ hình tốt để đánh giá công nghệ môi
trường nhằm cung cấp cho người sử dụng cơng nghệ, các nhà chính sách và các cơ
quan hữu quan một cách tiếp cận để phân tích hiệu quả và lựa chọn cơng nghệ phù
hợp nhất và tốt nhất trong việc bảo vệ môi trường.

và cải thiện kết quả môi tài nguyên địa phương.

- Bảo đảm bảo vệ môi

trường sau cùng.

trường của cộng đồng

- Giảm ảnh hưởng xấu tới
sức khỏe công nhân.
Nguồn: [34]
1.2.2. Hiện trạng đánh giá công nghệ môi trường Thế giới và Việt Nam
Trên Thế giới
Trên thế giới quy trình thẩm định cơng nghệ mơi trường ít được sử dụng
rộng rãi do thị trường công nghệ môi trường được phát triển theo hướng kinh tế thị
trường nên người sử dụng sẽ cố gắng tìm hiểu và lựa chọn các cơng nghệ tốt nhất và
phù hợp nhất. Do đó các nhà phát triển cơng nghệ môi trường thuộc các công ty
hoặc nhà sản xuất sẽ phải cố gắng tìm ra các cơng nghệ tiên tiến nhằm cạnh tranh
thúc đẩy sự phát triển thị trường công nghệ môi trường.

14


Vậy nên, thay vì thẩm định cơng nghệ mơi trường, các nước trên thế giới có
xu hướng đánh giá cơng nghệ môi trường. Đánh giá công nghệ môi trường ở các
nước trên thế giới được sử dụng khơng mang tính chất bắt buộc đối với các nhà sản
xuất công nghệ hoặc người sử dụng công nghệ, việc đánh giá công nghệ mơi trường
mang tính chất tự nguyện nhằm thúc đẩy việc ứng dụng các công nghệ môi trường
tốt nhất, phù hợp nhất trong thực tế.
Với mơ hình đánh giá cơng nghệ môi trường ETV, Hoa Kỳ bắt đầu từ năm

nghệ môi trường hiện đang sử dụng tại Việt Nam, để đưa ra “Tiêu chí đánh giá cơng
nghệ xử lý nước cấp phù hợp với các cụm dân cư vùng lũ ở Đồng bằng sông Cửu
Long”. Việc xây dựng hệ thống các tiêu chí để đánh giá trình độ cơng nghệ mơi
trường phục vụ việc lựa chọn cơng nghệ thích hợp có ý nghĩa quan trọng trong cơng
tác bảo vệ mơi trường [1].
1.3. Tổng quan về các giải pháp cải tiến cơng nghệ và kiểm sốt chất thải liên
quan đến sản xuất nƣớc sạch
1.3.1. Tổng quan các giải pháp cải tiến công nghệ
Khi xã hội ngày càng phát triển, cũng đồng nghĩa với việc chất lượng cuộc
sống của con người ngày càng được cải thiện và nâng cao hơn. Kéo theo đó, những
nhu cầu tất yếu phục vụ cuộc sống thường ngày cũng được xã hội cũng như dư luận
chú trọng và quan tâm hơn trước. Một trong những nhu cầu không thể thiếu phục vụ
cuộc sống của con người là nước sạch cấp cho ăn uống và sinh hoạt.
Trong xử lý phục vụ cấp nước, có 2 nguồn cung cấp nước nguồn là nước mặt
và nước ngầm. Mỗi loại nước có tính chất và thành phần rất khác nhau nên các cơng
đoạn xử lý vì thế mà cũng rất đặc thù. Nếu như nước mặt có ưu điểm là dễ khai thác
hơn so với nước ngầm, thì nó lại có hạn chế rất lớn là dễ bị nhiễm bẩn bởi các tạp
chất, các nguồn xả thải hay các dòng chảy mặt, trong khi đó nước ngầm tuy có ưu
điểm là không bị nhiễm bấn bởi các tạp chất, hay chứa nhiều vi sinh vật như nước
mặt nhưng lại hay bị nhiễm sắt và mangan.
Có thể nói, có rất nhiều vấn đề cần phải được xem xét và giải quyết trong
khai thác và xử lý nước phục vụ cấp nước cho sinh hoạt. Tuy nhiên trong khuôn khổ
bài luận văn, và thông số cần xử lý của dây chuyền công nghệ sản xuất nước ăn
uống từ nước ngầm của Công ty. Nên nội dung chính của luận văn tập trung vào
cơng nghệ xử lý sắt và mangan.

16


Trạng thái tồn tại của sắt và mangan trong các nguồn nước tự nhiên [6]:

dụng Fe(III) và Mn(IV) làm chất nhận điện tử do quá trình trao đổi chất dưới điều
kiện kỵ khí dẫn đến sự hình thành các dạng khử Fe(II) và Mn(II).
Như vậy, vi sinh vật khơng chỉ tạo ra mơi trường kỵ khí cần thiết cho q
trình khử mà cịn có khả năng khử trực tiếp Fe và Mn.
- Q trình oxy hóa pyrit sắt (FeS2) không tan cũng là nguyên nhân tạo ra
môi trường kỵ khí và sự hình thành sulfat sắt hịa tan:
2FeS2 + 7O2 + 2H2O → 2Fe2+ + 4SO42- + 4H+
Các phương pháp loại bỏ sắt và mangan trong nước ngầm trong khai thác, xử
lý cấp nước [13]:
- Phƣơng pháp làm thoáng
+ Nguyên lý cơ bản của phương pháp làm thoáng và các cách làm thoáng
khác nhau:
Nguyên lý của phương pháp làm thoáng để loại bỏ sắt và mangan ra khỏi
nước là làm giàu oxi, tạo điều kiện để oxi hóa Fe(II) thành Fe(III) rồi kết tủa tạo
thành hợp chất ít tan sắt hidroxit Fe(OH)3 và Mn(II) thành Mn(IV) kết tủa.
Trong q trình làm thống nước, oxi được đưa vào sẽ oxi hóa 1 số hợp chất
hữu cơ, đẩy CO2 ra, làm cho pH của nước tăng đẩy nhanh quá trình oxy hoá và
thuỷ phân sắt và mangan trong dây chuyền cơng nghệ khử sắt và mangan.
Oxi hóa Fe(II) và Mn(II) theo phương trình sau:
 Đối với Fe:
Trong nước có oxy hồ tan, sắt (II) hyđroxyt sẽ bị oxy hố thành sắt (III)
hyđroxyt theo phản ứng:
Fe2+ + O2 → Fe3+
Fe3+ + OH- → Fe(OH)3 ↓
Đặc biệt, trong nước ngầm, với sự có mặt của anion HCO3- nên có phản ứng sau:
H+ + HCO3- == H2O + CO2
4Fe2+ + 8HCO3- + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 ↓ + 8CO2
(pH tối ưu cho quá trình này là 9)

18