1.1 Các loại nguồn nước dùng để cấp nước
Có thể khai thác các nguồn nước có trong
tự nhiên như nước mặt, nước ngầm, nước biển để cung cấp nước sạch cho sinh hoạt
và công nghiệp.
Dựa vào các tính chất của nước có thể
phân ra: nước mặn, nước ngọt, nước lợ, nước phèn, nước khoáng, nước mưa
Nước
mặt: sông suối, ao hồ, đầm,..Do kết hợp từ các dòng chảy trên bề mặt và thường
xuyên tiếp xúc với không khí nên nước mặt có các đặc trưng;
+ Chứa khí hòa tan, đặc biệt là oxy
+ Chứa nhiều chất rắn lơ lửng. Riêng đối với ao,
hồ, đầm do có quá trình lắng cặn nên có nồng đỗ chất rắn lơ lửng tương đối thấp
+ Hàm lượng chất hữu cơ cao
+ Thực vật thủy sinh: tảo,…
+ Lượng vi sinh vật cao
Nước ngầm: chất lượng nước ngầm phụ thuộc
vào thành phần khoáng hóa và cấu trúc đại tầng mà nước thấm qua. Nước chảy qua
các địa tầng chứa cát và granit thường có tính axit, ít khoáng chất. Khi nước
chảy qua địa tầng đá vôi thì nước thường có độ cứng và độ kiềm hydrocacbonat
khá cao. Ngoài ra, nước ngầm còn có các đặc tính:
+ Độ đục thấp
+ Nhiệt độ và thành phần hóa học tương đối ổn định
+ Không có oxy hòa tan nhưng có thể chứa nhiều
khí như: CO2, H2S,…
+ Khoáng chất hòa tan cao như sắt, mangan,
canxi, mangie,…
+ Không có sự hiện diện của vi sinh vật
Nước biển: hàm lượng muối thay đổi theo
vị trí địa lý; chất lơ lửng, chủ yếu là phiêu sinh thực vật
Nước lợ: nơi gặp nhau giữa dòng nước ngọt
và nước biển; độ muối và lượng huyền phù thay đổi theo thủy triều.
Nước khoáng: có chứa một vài nguyên tố ở
nồng độ cao hơn nồng độ cho phép đối với nước uống và có khà năng chữa bệnh.
Nước phèn: nước có vị chua, chứa nhiều
nguyên tố kim loại có hàm lượng cao như sắt, nhôm và ion sunfat
1.1
Tính
chất và các chỉ tiêu về chất lượng nước
Chất lượng
nước tự nhiên có thể được đánh giá và phân loại dựa trên các chỉ tiêu sau: chỉ
tiêu lý học, chỉ tiêu hóa học, chỉ tiêu vi sinh
Đề phân
tích chính xác các chỉ tiêu thì cần phải tuân theo các quy tắc, bảo quản và vận
chuyển.
a) Đối với nước mặt: Mẫu phải lấy ở chiều
sâu đặt miệng thu nước và không ít hơn 4 mẫu theo các mùa trong năm đặc biệt là
trong thời kì lũ và thời kì nước trong sông hồ xuống thấp nhất.
b) Đối với các hồ chứa nước lớn: ngoài
các điểm quy định trong mục a, còn phải lấy mẫu ngay sau thời kì mưa gió gây ra
sóng lớn và kéo dài trong hồ chứa. Đối với các cửa sông, phải lấy mẫu trong các
đợt thủy triều dâng.
c) Đối với nước ngầm không có áp lực: Số
mẫu phân tích trong mùa không ít hơn 4, và đặc biệt, là mẫu phân tích ngay sau
những đợt mưa lớn kéo dài
d) Đối
với nước ngầm có áp lực (các giếng sâu):
Số mẫu cần thiết không ít hơn 2, thời gian lấy mẫu cách nhau 24 giờ trở
lên. Trước khi lấy mẫu phải bơm nước liên tục 12 giờ với lưu lượng lớn hoặc bằng 30% lưu lượng dự định khai thác
sau này.
Các mẫu
phải đi đầy đủ: địa điểm, ngày giờ lấy mẫu, nhiệt độ nước nguồn và điều kiện
khí hậu trong vòng 10 ngày trước khi lấy mẫu. Để phân tích toàn phần nước, phải
lấy mẫu với thể tích 5 lít. Hàm lượng khí CO2, Fe2+, Fe3+,
pH, O2, H2S tốt nhất là xác định ngay tại chỗ sau khi lấy
mẫu. Các chỉ tiêu còn lại có thể xác định trong phòng thí nghiệm tốt nhất là
trong ngày lấy mẫu. Nếu như không được thì phải bảo quản mẫu trong tủ lạnh,
không quá 72 giờ đối với nguồn nước sạch và không quá 48 giờ đối với nước nhiễm
bẫn
1.2
Chỉ
tiêu lý học:
a) Nhiệt độ: là
đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu, có ảnh hưởng không nhỏ
đến quá trình xử lý nước
b) Độ màu: thường do các chất bẩn trong
nước tạo nên: các hợp chất sắt, mangan không hòa tan làm nước có màu nâu đỏ;
các chất mùn humic gây ra màu vàng; các loài thủy sinh làm cho nước có màu xanh
lá; nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải sinh hoạt hoặc công nghiệp thường có màu
xanh hoặc đen
Đơn vị đo độ màu thường
dùng là độ theo thang màu Platin-coban. Nước tự nhiên thường có độ màu thấp hơn
200 độ (PtCo). Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ lửng, được loại
bỏ dễ dàng bằng phương pháp lọc. Trong khi đó, để loại bỏ độ màu thực của nước
(do các hóa chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hóa lý kết hợp
c) Độ dục: nước có độ đục càng lớn chứng tỏ có nhiều cặn bẩn. Đơn vị
đo độ đục thường gặp là mg SiO2, NTU, FTU. Nước mặt thường có độ đục 20-100NTU,
mùa lũ có khi lên cao đến 500-600 NTU, nước dùng để ăn uống phải có độ đục
không quá 5 NTU. Hàm lượng chất rắn lơ lửng cũng là một đại lượng tương quan đến
độ đục
d) Mùi vị: chủ yếu là do các hợp chất hữu cơ hay các sản phẩm từ
quá trình phân hủy gây nên. Tùy theo thành phần và hàm lượng hòa muối khoáng
hòa tan nước có thể có các vị mặn, ngọt, đắng, chat,…
e) Độ nhớt: là yếu tố chính gây nên tổn thất áp lực và do vậy nó
đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nước. Độ nhớt tăng khi hàm lượng
các muối hòa tan tăng, và giảm khi nhiệt độ tăng
f) Độ dẫn điện: nước có tính dẫn điện kém. Độ dẫn điện của nước
tăng theo hàm lượng các muối khoáng hòa tan và dao động theo nhiệt độ. Thông số
này thường được dùng để đánh giá tổng hàm lượng chất khoáng hòa tan trong nước
g) Tính phóng xa: là do sự phân hủy các chất phóng xạ có trong nước.
hai thong số tổng hoạt động phóng xạ α và β thường dùng để xác định tính phóng
xạ của nước. Trong các hạt α có 2 proton và 2 notron có năng lượng xuyên thấu
nhỏ, nhưng có thể xuyên vào cơ thể sống qua đường hô hấp và tiêu hóa, gây hại
cho cơ thể do tính ion hóa mạnh. Hạt β có khả năng xuyên thấu mạnh hơn nhưng dễ
bị ngăn lại bởi lớp nước và cũng gây hại cho cơ thể.
1.4 Chỉ tiêu hóa học
1) Thành phần của nước tự nhiên:
Các ion chủ yếu có trong nước
tự nhiên
Cation
|
Anion
|
||
Tên gọi
|
Kí hiệu
|
Tên gọi
|
Kí hiệu
|
Hydro
|
H+
|
Hydroxyt
|
OH-
|
Natri
|
Na+
|
Hydrocacbonat
|
HCO3-
|
Kali
|
K+
|
Clo
|
Cl-
|
Amoni
|
NH4+
|
Hydrosunfua
|
HS-
|
Canxi
|
Ca2+
|
Nitrit
|
NO2-
|
Mangie
|
Mg2+
|
Nitrat
|
NO3-
|
Sắt (hóa trị II)
|
Fe2+
|
Flo
|
F-
|
Sắt (hóa trị III)
|
Fe3+
|
Sunphat
|
SO42-
|
Bari
|
Ba2+
|
Silicat
|
SiO32-
|
Nhôm
|
Al3+
|
Octophotphat
|
PO43-
|
Các ion thường có mặt trong nước tự
nhiên: Na+,
Ca2+,
Mg2+,
K+,
HCO3-,
Cl-, SO42-. Các ion khác chiếm
số lượng rất bé nhưng có thể ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng nước
Nước là chất điện phân trung hòa về điện,
nghĩa là tổng số lượng cation biểu thị bằng mdlg/l phải bằng tổng hàm lượng
anion. Tổng hàm lượng các chất hòa tan trong nước thường được đánh giá gần đúng
bằng cặn sấy khô và lượng cặn nung cháy
2)
Cặn sấy khô: xác định bằng cách bốc hơi 1 thể tích nước đã lọc qua giấy lọc,
cặn còn lại sấy ở nhiệt độ 105oC – 120oC đến trọng lượng
không đổi. Cặn sấy khô biểu thị hàm lượng căn hòa tan không bay hơi ở trong nước.
Thực tế, một vài hợp chất ở nhiệt độ 105oC – 120oC vẫn
còn giữ một lượng nước kết tinh chưa bay hơi chứa trong cấu trúc của nó, và
cũng ở nhiệt độ này, một vài chất hữu cơ đã bị oxy hóa và bay hơi. Do đó, lượng
cặn sấy khô chỉ gần đúng biểu thị hàm lượng cặn hòa tan trong nước.
3
Cặn nung cháy: xác định bằng cách nung tiếp cặn sấy khô đến nhiệt độ 800oC.
Đầu tiên xảy ra quá trình cacbon hóa, sau đó là sự cháy cacbon của các chất hữu
cơ và sự bay hơi của hơi ẩm còn lại trong cặn sấy khô, đồng thời xảy ra sự phân
hủy một phần cacbon và khử CO2. Vì thế lượng cặn nung cháy không thể
biểu thị chính xác tổng hàm lượng muối trong nước.
Tổng hàm lượng muối trong nước được xác định
chính xác bằng tổng cách cộng các hàm lượng thành phần của cation và anion khi
phân tích nước
4)
Độ oxy hóa của nước: do các hợp chất hữu cơ và một vài chất vô cơ dễ cháy bị
oxy hóa như H2S, Fe2+ tạo nên. Trong thực tế phân tích
hóa nước, độ oxy hóa biểu thị bằng mg KMnO4 cần để oxy hóa chất hữu
cơ và một vài chất vô cơ dễ bị oxy hóa trong 1 lít nước hoặc biểu thị bằng số
miligam oxy. Độ oxy hóa 1 mg/l O2 bằng 0.253 mg/l KMnO4.
5)
Ion sunfat và clorua: Nếu trong nước có đồng thời SO42->250mg/l
và Cl- từ 50 – 3000mg/l thì nước có tính xâm thực đối với bêtông và
xi măng pooclăng. Khi nghiên cứu các quá trình công nghệ xử lý nước cần phải
tính toán đến ảnh hưởng của nồng độ Cl- và SO42-,
đến nâng cao độ hòa tan của một số hợp chất trong nước (CaSO4, CaCO3,
Mg(OH)2, Al(OH)3, Fe(OH)3) do tăng lực ion của
dung dịch, và giảm độ hoạt tính ion.
6)
Các hợp chất của axit silic: rất phổ biến trong nước tự nhiên, phụ thuộc
vào pH của nước có thể tồn tại ở dạng keo hay dạng ion hòa tan
7)
Các hợp chất chứa nitơ: ion NH4+, nitrit (NO2-),
nitrat
(NO3-)
dùng làm chỉ tiêu đánh giá độ nhiễm bẩn của nước do nước thải sinh hoạt gây ra
8) Flo: Tiêu chuẩn nước uống quy định hàm lượng flo trong khoảng 0,7 – 1,5 mg/l.
9) Hoạt độ và độ hòa tan của các chất trong dung dịch nước:
Trong quá trình công nghệ xử lý nước cấp, khi tính toán độ hòa tan và trạng thái cân bằng của các chất trong dung dịch nước, chúng ta sử dụng công thức rút ra từ định luật tác dụng khối lượng. Trong các công thức này nồng độ của các ion phải là nồng độ hoạt hóa chứ không phải là nồng độ thực của chúng trong dung dịch
10) Chỉ tiêu nồng độ ion hydro và trị số pH của nước:
pH là chỉ tiêu để đo độ axit của dung dịch, đồng thời pH cũng là chỉ tiêu quan trọng dùng để kiểm tra các quá trình làm mềm, khử muối, khử sắt và nhiều quy trình công nghệ xử lý khác
11) Các hợp chất của axit cacbonic: ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình công nghệ xử lý nước, chúng có thể tồn tại dưới dạng phân tử không phân ly của axit cacbonit H2CO3 (tuy chỉ gần 0,2%), dưới dạng phân tử khí cacbonic hòa tan CO2, phân ly thành ion hydrocacbonat HCO3- và cả dưới dạng ion cacbonat CO3- khi pH ≥ 8,4
12) Độ kiềm của nước: là một chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước
13) Độ cứng của nước: Độ cứng toàn phần của nước bằng tổng hàm lượng ion canxi và mangie có trong nước. Giới hạn cho phép của độ cứng trong nước ăn uống sinh hoạt theo quy định không vượt quá 7mđlg/l. Trong trường hợp đặc biệt không vượt quá 14mđlg/l
14) Các hợp chất của sắt và mangan trong nước:
+ Các hợp chất sắt: trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng hydrocacbonat sắt hóa trị 2. Trong các nguồn nước mặt sắt thường tồn tại trong thành phần của các hợp chất hữu cơ.
+ Các hợp chất mangan: tồn tại dưới dạng hydrocacbonat hóa trị 2 nhưng với hàm lượng ít và hiếm hơn sắt. Để oxy hóa mangan trị số ph cần thiết lớn hơn 9,5
15) Khí hòa tan: độ tan của khí vào nước phụ thuộc vào bản chất và áp suất riêng phần của khí và nhiệt độ của nước.
16) Oxy hòa tan: khi nghiên cứu các quá trình ăn mòn kim loại cần phải tính toán chính xác lượng oxy hòa tan trong nước
17) Khí đihydrosunfua và metan:
H2S hòa tan trong nước gây ra mùi khó chịu và làm cho nước có tính ăn mòn mạnh khi tiếp xúc với ống dẫn và thiết bị bằng kim loại. H2S là khí độc, vì thế trong các công trình khử H2S bằng phương pháp bốc hơi phải được thông gió tốt.
Khí metan không làm giảm chất lượng nước ăn uống, tuy vậy nồng độ khí metan cao trong các công trình kín như bể chứa, bể lắng,…có thể gây nổ nguy hiểm. Khí metan được khử bằng cách làm thoáng nước
1.5 Chỉ tiêu vi sinh:
1) Vi khuẩn: Vi khuẩn trong nước có thể gây các bệnh lị, viêm đường ruột…
2) Virut: có thể gây bệnh viêm gan, viêm đường ruột
3) Nguyên sinh động vật: gây bệnh ở người là Giardia lamblia, Entamoeba hystolytica,…
4) Tảo: không trực tiếp gây bệnh cho người và động vật nhưng có thể sản sinh ra độc tố
Đánh giá tính chất sinh học của nước: khi đánh giá chất lượng nước, người ta chỉ chú ý đến những dạng chỉ thị. Đó là các dạng coli tổng số và coli phân
1.6 Yêu cầu đối với chất lượng nước:
Tùy theo mục đích sử dụng mà yêu cầu đối với chất lượng nước khác nhau. Chất lượng nước phải đáp ứng yêu cầu do Nhà Nước quy định
1.7 Tiêu chuẩn chất lượng nước thô dùng làm nguồn nước cấp
Khi lựa chọn nguồn nước cấp, nên dựa vào tiêu chuẩn TCXD 233: 1999 do Bộ xây dựng ban hành để quyết định
1.8 Tiêu chuẩn nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt
Nước cấp cho ăn uống, sinh hoạt phải không màu, không mùi, không vị, không chứa các chất độc hại, các vi trùng và các tác nhân gây bệnh. Hảm lượng các chất hòa tan không được vượt quá tiêu chuẩn cho phép
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét