Đồ án thiết kế hệ thống cấp nước sinh hoạt khử cứng với công suất 20.000m3/ngày

GIỚI THIỆU CHUNG

A. Đặt vấn đề:

Nước, một nhu cầu thiết yếu cho toàn bộ sự sống trên trái đất, không có nước, cuộc sống trên trái đất không thể tồn tại được. Hàng ngày cơ thể người cần từ 3 đến 10 lít nước cho các hoạt động bình thường. Lượng nước này thông qua con đường thức ăn, nước uống đi vào cơ thể để thực hiện các quá trình trao đổi chất, trao đổi năng lượng, sau đó theo con đường bài tiết mà thải ra ngoài.

Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu đồng thời còn có vai trò điều tiết các chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí trong đất, đó là những nhân tố quan trọng cho sự phát triển của thực vật.

Trong sinh hoạt, nước cấp dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, các hoạt động công cộng như cứu hoả, phun nước, tưới cây rửa đường,…trong các hoạt động công nghiệp, nước cấp được dùng cho các quá trình làm lạnh, sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước giải khát, rượu bia…hầu hết mọi ngành công nghiệp đều sử dụng nước cấp như là một nguồn nguyên liệu không gì thay thế được trong sản xuất.

Cấp nước sạch và đầy đủ là những điều kiện tiên quyết để cải thiện sức khoẻ cộng đồng vàphát triển kinh tế xã hội. Ngày nay, với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm cho nguồn nước tự nhiên bị hao kiệt và ô nhiễm dần. Vì thế, con người phải biết khám phá và xử lý các nguồn nước mới để có thể đáp ứng đủ nước sạch cho cộng đồng và nhu cầu cuộc sống ngày càng cao của người dân.

B. Mục đích của đề tài:

Bài viết này giới thiệu sơ lược về nước cứng, qua đó đề xuất công nghệ xử lý nước cứng từ nguồn nước ngầm.

Trong xử lý nước cấp, tuỳ thuộc vào chất lượng nguồn nước và yêu cầu về chất lượng nước cấp mà người ta quyết định quá trình xử lý để có được chất lượng nước cấp đảm bảo các chỉ tiêu và ổn định chất lượng nước cấp cho nhu cầu sử dụng.

Tuỳ thuộc vào mức độ phát triển công nghiệp và mức sinh hoạt cao cấp của mỗi cộng đồng mà nhu cầu về nước với chất lượng khác nhau cũng rất khác nhau. Ở các nước phát triển, nhu cầu dùng nước có thể gấp nhiều lần so với các nước đang phát triển.

Mỗi quốc gia đều có những tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp, trong đó có thể có các chỉ tiêu cao thấp khác nhau, nhưng nhìn chung các chỉ tiêu này phải đạt tiêu chuẩn an toàn về sinh về số vi trùng có trong nước, không có chất độc hại làm nguy hại đến sức khoẻ của con người và nhất là phải đạt được các tiêu chuẩn của tổ chức sứ khoẻ thế giới hoặc của cộng đồng châu âu. Thông thường, nước cấp cho các nhu cầu sinh hoạt phải đảm bảo chỉ tiêu về độ pH, nồng độ oxy hoà tan, độ đục, màu sắc, hàm lượng sắt, mangan, độ cứng, mùi vị…ngoài ra, nước cấp sinh hoạt cần phải ổn định về mặt lý học, hoá học cũng như các chỉ tiêu vệ sinh an toàn khác như số vi trùng trong nước.

Nước cấp cho nhu cầu công nghiệp ngoài các chỉ tiêu chung về chất lượng, còn tuỳ thuộc vào từng mục đích sử dụng mà đặt ra những yêu cầu riêng. Ví dụ nước cấp nồi hơi ở các quá trình sử dụng hơi nước cần phải được làm mềm trước khi sử dụng, nước cấp cho các quá trình sản xuất thực phẩm phải đảm bảo tuyệt đối an toàn về mặt vệ sinh. Ở đây, em xin trình bày về hệ thống cấp nước sinh hoạt khử cứng với công suất 20.000m³/ngày.

Chương 1:

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CỨNG

1.1 Khái niệm chung về nước cứng:

Ion canxi và magiê là nguyên nhân chính gây nên độ cứng trong nước. Ngoài ra, sự hiện diện của các cation kim loại của sắt, natri, mangan và stronti có thể là nguyên nhân gây nên độ cứng. Các cation này hiện diện với các anion như là HCO₃^–, SO₄^2-, Cl^–, NO₃^– và SiO₄^2-.

1.2 Phân loại:

1.2.1 Độ cứng tạm thời (độ cứng có cacbonat)

Các cacbonat và bicacbonat của canxi, magiê và natri được gọi là độ cứng có cacbonat hoặc độ cứng tạm thời, nó có thể được loại bỏ bằng cách đun sôi nước.

1.2.2 Độ cứng vĩnh cửu (độ cứng không có cacbonat):

Độ cứng không có cacbonat hay độ cứng vĩnh cửu được tạo bởi chloride và sulfate kết hợp với các cation hoá trị 2. Chính độ cứng này là nguyên nhân gây đóng cặn và ăn mòn đường ống và các nồi nấu, nồi chưng cất.

1.2.3 Độ cứng toàn phần:

BẢNG PHÂN LOẠI NƯỚC CỨNG

Phân loại độ cứng	Mg/l CaCO₃
Phân loại độ cứng	US	Quốc tế
Mềm Tương đối mềm Hơi cứng Tương đối cứng Cứng Rất cứng	0 – 60 61 – 120 121 – 180 > 180	0 – 50 51 – 100 101 – 150 151 – 200 201 – 300 >300

Độ cứng toàn phần của nước bằng tổng hàm lượng của ion canxi và magiê có trong nước. Người ta chia độ cứng toàn phần ra: độ cứng cacbonat (độ cứng tạm thời) tính bằng tổng hàm lượng ion Ca²⁺ và Mg²⁺ trong muối cacbonat và hydrocacbonat canxi, hyđrocacbonat magiê. Độ cứng không cacbonat (độ cứng vĩnh cửu) tính bằng tổng hàm lượng ion Ca²⁺ và Mg²⁺ trong các muối axit mạnh của Canxi và Magiê.

Nếu như trong nước hàm lượng của ion HCO₃^– > Ca²⁺ + Mg²⁺ (mgdl/l) thì trị số của độ cứng cacbonat bằng tổng hàm lượng của ion canxi và magiê. Lượng dư HCO₃^– là cacbonat natri (Na₂CO₃) và cacbonat kali (K₂CO₃).

Nếu như trong nước hàm lượng của ion HCO₃^– < Ca²⁺ + Mg²⁺ (mgdl/l) thì trị số của độ cứng cacbonat bằng tổng nồng độ ion HCO₃^–.

Nếu biểu thị nồng độ ion Ca²⁺, Mg²⁺ và HCO₃^– bằng mg/l thì độ cứng tổng và các độ cứng thành phần được tính theo các công thức sau ( tính bằng mili đương lượng gam trong một lít nước, mgđl/l) Độ cứng toàn phần: C_o

lammemnuoc