Mô tả

Nước có vai trò và nhu cầu rất cần thiết đối với đời sống con người và các sinh vật, nước tham gia vào mọi hoạt động của quá trình tự nhiên và tác động đến mọi sự biến đổi của sinh vật trên trái đất,không có nước sẽ không có sự sống.Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu về nước của con người cũng ngày càng tăng.

Do đó nguồn nước sử dụng trong sinh hoạt của con người lại được phân chia ra nhiều loại khác nhau:nước cho nhu cầu ăn uống đòi hỏi phải có chất lượng cao,đảm bảo không gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người, các nguồn nước dùng cho tắm giặt, rửa có thể yêu cầu thấp hơn.

Ngoài ra thì nước ta là một nước nông nghiệp nên nhu cầu nước dùng cho sản xuất nông nghiệp là rất lớn;bên cạnh đó nước còn sử dụng cho công nghiệp, giao thông vận tải và các hoạt động khác…

Nước dùng để cấp cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất có chất lượng rất khác nhau bao gồm nước mặt và nước ngầm. Các nguồn nước này hầu như không đáp ứng được các yêu cầu chất lượng, do đó phải biết được thành phần tính chất  của chúng để tiến hành xử lý nhằm đạt được các yêu cầu về chất lượng,đáp ứng mục đích sử dụng nước.

Trong mục đích cấp nước cho sinh hoạt người ta thường sử dụng nguồn nước ngầm, do đó có rất nhiều công nghệ xử lý nước ngầm đã được áp dụng để đáp ứng nhu cầu cuộc sống của con người.

Nước ngầm được con người khai thác và sử dụng từ hàng nghìn năm qua. Qua các thời đại, ở khắp mọi miền trên thế giới, loài người đã sang tạo ra nhiều phương pháp khác nhau để khai thác nước ngầm, dùng đến đủ mọi năng lượng (sức động vật,sức người,sức gió,sức nước,năng lượng mặt trời…).Ngày nay , trên toàn thế giới khoảng 60% nước ăn uống,15% nước dùng trong gia đình và 20% nước tưới lấy từ các nguồn nước ngầm.Tại hầu hết các vùng khô cằn trên thế giới,nước ngầm là nguồn cung cấp nước chủ yếu .Ngoài ra nó còn cung cấp ít nhất 20% và nhiều khi hơn 30% tổng khối lượng nước sử dụng ở các nước công nghiệp.Hiện nay trên thế giới hàng năm người ta khai thác khoảng từ 600-700  tỷ m³ nước ngầm,nhiều hơn bất kỳ một nguồn tài nguyên nào khác được khai thác từ lòng đất. Còn ở Việt Nam nguồn nước ngầm tương đối phong phú,nhiều nơi có chất lượng nước tốt có thể khai thác lên sử dụng trực tiếp mà không cần phải qua xử lý.

Đặc trưng của nước ngầm.

Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng và khá tốt về chất lượng. Nước ngầm tồn tại trong các lỗ và các khe nứt của đất đá, được tạo thành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn nước mặt, nước mua… Nước ngầm là nước xuất hiện ở tầng sâu dưới đất, thường từ 30 – 40 m, 60 – 70 m có khi 120 – 150 m và cũng có khi tới 180 m.

Ðối với các hệ thống cấp nước tập trung thì nguồn nước ngầm luôn là loại nguồn nước được ưu tiên lựa chọn nếu có thể. Bởi vì các nguồn nước mặt thường bị ô nhiễm và lưu lượng khai thác phụ thuộc vào sự biến động theo mùa. Trong khi đó, nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hưởng bởi các tác động của con người. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước mặt nhiều. Trong nước ngầm hầu như không có các hạt keo hay các hạt lơ lửng, và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp.

Nước ngầm (nước dưới đất) được hình thành do nước mưa thấm qua các lớp đất đá trong lòng đất và được giữ ở tầng chứa nước bên dưới bề mặt đất ở các độ sâu khác nhau. Nước ngầm gồm có nước ngầm tầng nông và nước ngầm tầng sâu.

Các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước. Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các tạp chất hoà tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mưa, các quá trình phong hoá và sinh hoá trong khu vực. Ở những vùng có điều kiện phong hoá tốt, có nhiều chất bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa ngấm vào đất.

Ngoài ra, nước ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do tác động của con người. Các chất thải của con người và động vật, các chất thải sinh hoạt, chất thải hoá học, và việc sử dụng phân bón hoá học…Tất cả những loại chất thải đó theo thời gian nó sẽ ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần và làm ô nhiễm nguồn nước ngầm. Ðã có không  ít nguồn nước ngầm do tác động của con người đã bị ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ  khó phân huỷ, các vi khuẩn gây bệnh, nhất là các hoá chất độc hại như các kim loại nặng, dư lượng thuốc trừ sâu và không loại trừ cả các chất phóng xạ.

Thành phần, tính chất nước ngầm.

Thành phần chất luợng của nuớc ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc của nuớc ngầm, cấu trúc dịa hình của khu vực và chiều sâu dịa tầng nơi khai thác nuớc. Ở các khu vực duợc bảo vệ tốt, ít có nguồn thải gây nhiễm bẩn, nuớc ngầm nói chung duợc dảm bảo về mặt vệ sinh và chất luợng khá ổn dịnh. Nguời ta chia làm 2 loại khác nhau:

Nước ngầm hiếu khí .

Thông thuờng nuớc có oxy có chất luợng tốt, có truờng hợp không cần xử lý mà có thể cấp trực tiếp cho nguời tiêu thụ. Trong nuớc có oxy sẽ không có các chất khử nhu H₂S,CH₄,NH₄⁺,…

Nước ngầm yếm khí.

Trong quá trình nước thấm qua các tầng đá , oxy bị tiêu thụ. Khi lượng oxy hòa tan trong nước bị tiêu thụ hết, các chất hòa tan như Fe²⁺ , Mn²⁺ sẽ được tạo thành.Mặt khác các quá trình khử NO ^3- -> NH₄⁺; SO₄^2- -> H₂S ; CO₂ -> CH₄ cũng xảy ra.

Các ion trong nước ngầm.

• Ion Canxi Ca ²⁺.

Nước ngầm có thể chứa Ca²⁺ với nồng độ cao.Trong đất thường chứa nhiều CO2 do quá trình trao đổi chất của rễ cây và quá trình thủy phân các tạp chất hữu cơ  dưới tác động của vi sinh vật.Khí CO₂ hòa tan trong nước mưa theo phản ứng sau:

CO₂ + H₂O -> H₂CO₃

Axít yếu sẽ thấm sâu xuống đất và hòa tan canxicacbonat tạo ra ion Ca2+.

2H₂CO₃ + 2CaCO₃ -> Ca(HCO₃)₂ + Ca²⁺ + 2HCO₃^–.

• Ion magie Mg ²⁺.

Nguồn gốc của các ion Mg ²⁺ trong nước ngầm chủ yếu từ các muối magie silicat và CaMg(CO₃)₂, chúng hòa tan chậm trong nước chứa khí CO₂ .Sự có mặt Ca²⁺ và Mg²⁺ tạo nên độ cứng của nước.

• Ion Na⁺ .

Sự hình thành của Na⁺ trong nước chủ yếu theo phương trình phản ứng sau:

              2NaAlSi₃O₃ + 10H₂O -> Al₂Si₂(OH)₄ + 2Na⁺ + 4H₄SiO₃

Na⁺ cũng có thể có nguồn gốc từ NaCl, Na₂SO₄ là những muối có độ hòa tan lớn trong nước biển.

• Ion NH4⁺.

Các ion NH4⁺ có trong nước ngầm có nguồn gốc từ các chất thải rắn và nước sinh hoạt, nước thải công nghiệp,chất thải chăn nuôi,phân bón hóa học và quá trình vận động của nitơ.

• Ion bicacbonat HCO₃^–.

Được tạo ra trong nước nhờ quá trình tan đá vôi khi có mặt khí CO₂

CaCO₃ + CO₂ + H₂O ->Ca²⁺ + 2HCO₃^–

• Ion sunfat SO₄^2-.

Có nguồn gốc từ muối CaSO₄.7H₂O hoặc do quá trình oxy hóa FeS₂ trong điều kiện ẩm với sự có mặt của O₂.

2FeS₂ + 2H₂O +7O₂ -> 2Fe²⁺ + 4SO₄^2- + 4H⁺

• Ion clorua Cl^–.

Có nguồn gốc từ  quá trình phân ly muối NaCl hoặc nước thải sinh hoạt.

• Ion sắt.

Sắt trong nước ngầm thường tồn tại dưới dạng ion Fe²⁺ ,kết hợp với gốc bicacbonat,sunfat,clorua,đôi khi tồn tại dưới keo của axit humic hoặc keo silic.Các ion Fe²⁺ từ các lớp đất đá được hòa tan trong nước ttrong điều kiện yếm khí sau:

4Fe(OH)₃ + 8H⁺ ->4Fe²⁺ + O₂ + 10H₂O

Sau khi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hóa,ion Fe²⁺ bị oxy hóa thành ion Fe³⁺ và kết tủa thành các bông cặn Fe(OH)₃ có màu nâu đỏ.Vì vậy,khi vừa bơm ra khỏi giếng, nước thường trong và không màu, nhưng sau một thời gian để lắng trong chậu và cho tiếp xúc với không khí, nước trở nên đục dần và đáy chậu xuất hiện cặn màu đỏ hung.

Trong các nguồn nước mặt sắt thường tồn tại thành phần của các hợp chất hưu cơ. Nước ngầm trong các giếng sâu có thể chứa sắt ở dạng hóa trị II của các hợp chất sunfat và clorua. Nếu trong nước tồn tại đồng thời đihyđrosunfua (H2S) và sắt thì sẽ tạo ra cặn hòa tan sunfua sắt FeS. Khi làm thoáng khử khí CO2, hyđrocacbonat sắt hóa trị II sẽ dễ dàng bị thủy phân và bị oxy hóa để tạo thành hyđroxyt sắt hóa trị III.

4Fe²⁺ + 8HCO₃^– + O2 + 2H₂O –> 4Fe(OH)₃ + 8CO₂

Với hàm lượng sắt cao hơn 0.5mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt, làm hỏng sản phẩm của các ngành dệt may, giấy, phim ảnh, đồ hộp. trên giàn làm nguội trong các bể chứa, sắt hóa trị II bị oxy hóa thành sắt hóa trị III,tạo thành bông cặn, các cặn sắt kết tủa có thể làm tắc hoặc giảm khả năng vận chuyển của các ống dẫn nước. Đặc biệt là có thể gây nổ nếu nước đó dùng làm nước cắp cho nồi hơi.Một số ngành công nghiệp có yêu cầu nghiêm ngặt đối với hàm lượng sắt như dệt,giấy,sản xuất phim ảnh…

Nước có chứa ion sắt,khi trị số pH<7.5 là diều kiện thuận lợi để vi khuẩn sắt phát triển trong các đường ống dẫn,tạo ra cặn lắng gồ ghề bám vào thành ống làm giảm khả năng vận chuyển và tăng sức cản thủy lực của ống.

Ion mangan .

Mangan thường tồn tại song song với sắt ở dạng ion hóa trị II trong nước ngầm

và dạng keo hữu cơ trong nước mặt. Do vậy việc khử mangan thường được tiến

hành đồng thời với khử sắt. Các ion mangan cũng được hòa tan trong nước từ các

tầng đất đá ở điều kiện yếm khí như sau:

6MnO₂ + 12H⁺ -> 6Mn²⁺ +3O₂ +6H₂O

Mangan II hòa tan khi bị oxy hóa sẽ chuyển dần thành mangan IV ở dạng

hydroxyt kết tủa, quá trình oxy hóa diễn ra như sau:

2Mn(HCO₃)₂ + O₂ + 6H₂O -> 2Mn(OH)₄ + 4HCO₃^–

Khi nước ngầm tiếp xúc với không khí trong nước xuất hiện cặn hydroxyt sắt sớm hơn vì sắt dễ bị oxy hóa hơn mangan và phản ứng oxy hóa sắt bằng oxy hòa tan

trong nước xảy ra ở trị số pH thấp hơn so với mangan. Cặn mangan hóa trị cao là

chất xúc tác rất tốt trong quá trình oxy hóa khử mangan cũng như khử sắt. Cặn

hydroxyt mangan hóa trị IV Mn(OH)₄ có màu hung đen.

Trong thực tế cặn và chất lắng đọng trong đường ống, trên các công trình là do

hợp chất sắt và mangan tạo nên. Vì vậy, tùy thuộc vào tỷ số của chúng, cặn có thể

có mà từ hung đỏ đến màu nâu đen.

Với hàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5 mg/l. Tuy nhiên, với hàm lượng

mangan trong nước lớn hơn 0,1 mg/l sẽ gây nhiều nguy hại trong việc sử dụng

giống như trường hợp nuớc chứa sắt với hàm lượng cao.

Các chất khí hòa tan trong nuớc ngầm .

O₂ hòa tan.

Tồn tại rất ít trong nước ngầm. Tùy thuộc vào nồng độ của khí oxy trong nước ngầm, có thể chia nước ngầm thành 2 nhóm chính sau:

+ Nước ngầm yếm khí: trong quá trình lọc qua các tầng đất đá, oxy trong nước bị tiêu thụ, khi lượng oxy bị tiêu thụ hết, các chất hòa tan như Fe²⁺, Mn²⁺ sẽ tạo thành

nhanh hơn.

+ Nước dư luợng oxy hòa tan: trong nước có oxy sẽ không có các chất khử như NH₄⁺, H₂S, CH₄. Ðó chính là nước ngầm mạch nông. Thường khi nước có dư lượng oxy sẽ có chất luợng tốt. Tuy nhiên, nuớc ngầm mạch nông phụ thuộc nhiều vào nguồn nước mặt, nếu nước mặt bị ô nhiễm thì nó cũng sẽ bị ảnh hưởng.

H₂S.

Hydrosunfua được tạo thành trong điều kiện yếm khí từ các hợp chất humic với

sự tham gia của vi khuẩn.

2SO₄^2- + 14H⁺ + 8e^–  -> 2H₂S + 2H₂O + 6OH^–

+ Metan CH4 và khí CO2.

Ðược tạo thành trong điều kiện yếm khí từ các hợp chất humic với sự tham gia

của vi khuẩn:

4C₁₀H₁₈O₁₀ + 2H₂O  ->  21CO₂ + 19CH₄

Nồng độ các tạp chất chứa trong nước ngầm phụ thuộc và các vị trí địa lý của

nguồn nước, thành phần các tầng đất đá trong khu vực, độ hòa tan của các hợp chất

trong nước, sự có mặt của các chất dễ bị phân hủy bằng sinh hóa trong chất đó.

Nước ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do các tác động của con người như phân bón,chất thải hóa học, nước thải sinh hoạt và công nghiệp, hóa chất bảo vệ thực vật. Do vậy các khu vực khai thác nước ngầm cấp cho sinh hoạt và công nghiệp cần phải được bảo vệ cẩn thận, tránh bị nhiễm bẩn nguồn nước. Ðể bảo vệ nguồn nước ngầm cần khoanh vùng khu vực bảo vệ và quản lý, bố trí các nguồn thải ở khu vực xung quanh.

Tóm lại, trong nước ngầm có chứa các cation chủ yếu là Na⁺, Ca²⁺,Mn²⁺, NH₄⁺ và các anion HCO₃^–, SO₄^2-, Cl^–.

Trong đó các ion Ca²⁺ , Mg²⁺ chỉ tồn tại trong nước ngầm khi nước này chảy qua tầng đá vôi. Các ion Na⁺,Cl^– ,SO₄^2-  có trong nước ngầm trong các khu vực gần bờ biển, nước bị nhiễm mặn. Ngoài ra,trong nước ngầm có thể có nhiều nitrat do phân bón hóa học của người dân sử dụngquá liều lượng cho phép. Thông thường thì nước ngầm chỉ có các ion Fe²⁺,Mn²⁺,khí CO₂, còn các ion khác đều nằm trong giới hạn cho phép của TCVN đối với nước cấp cho sinh hoạt.

Giới thiệu công nghệ xử lý nước.

Hồ chứa và lắng sơ bộ.

Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) là: tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tác động của các điều kiện môi trường, thực hiện các phản ứng oxy hóa do tác dụng của oxy hòa tan trong nước, và làm nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn nước vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước thô bơm cấp cho nhà máy xử lý nước.

Song chắn rác và lưới chắn rác.

Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụ loại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu quả làm sạch của các công trình xử lý. Vật nổi và vật lơ lửng trong nước có thể có kích thước nhỏ như que tăm nổi, hoặc nhành cây non khi đi qua máy bơm vào các công trình xử lý có thể bị tán nhỏ hoặc thối rữa làm tăng hàm lượng cặn và độ màu của nước. Song chắn rác có cấu tạo gồm các thanh thép tiết diện tròn cỡ 8 hoặc 10, hoặc tiết diện hình chữ nhật kích thước 6 x 50 mm đặt song song với nhau và hàn vào khung thép. Khoảng cách giữa các thanh thép từ 40 ÷ 50 mm. Vận tốc nước chảy qua song chắn khoảng 0,4 ÷ 0,8 m/s. Song chắn rác được nâng thả nhờ ròng rọc hoặc tời quay tay bố trí trong ngăn quản lý. Hình dạng song chắc rác có thể là hình chữ nhật, hình vuông hoặc hình tròn. Lưới chắn rác phẳng có cấu tạo gồm một tấm lưới căng trên khung thép. Tấm lưới đan bằng các dây thép đường kính 1 ÷ 1,5 mm, mắt lưới 2 x 2 ÷ 5 x 5 mm. Trong một số trường hợp, mặt ngoài của tấm lưới đặt thêm một tấm lưới nữa có kích thước mặt lưới 25 x 25 mm đan bằng dây thép đường kính 2 – 3 mm để tăng cường khả năng chịu lực của lưới. Vận tốc nước chảy qua băng lưới lấy từ 0,15 ÷ 0,8 m/s. Lưới chắn quay được sử dụng cho các công trình thu cỡ lớn, nguồn nước có nhiều. Cấu tạo gồm một băng lưới chuyển động liên tục qua hai trụ tròn do một động cơ kéo. Tấm lưới gồm nhiều tấm nhỏ nối với nhau bằng bản lề. Lưới được đan bằng dây đồng hoặc dây thép không gỉ đường kính từ 0,2 ÷ 0,4. Mắt lưới kích thước từ 0,3 x 0,3 mm đến 0,2 x 0,2 mm. Chiều rộng băng lưới từ 2 ÷ 2,5 m. Vận tốc nước chảy qua băng lưới từ 3,5 ÷ 10 cm/s, công suất động cơ kéo từ 2 ÷ 5 kW.

Bể lắng cát

Ở các nguồn nước mặt có độ đục lớn hơn hoặc bằng 250 mg/l sau lưới chắn, các hạt cặn lơ lửng vô cơ, có kích thước nhỏ, tỷ trọng lớn hơn nước, cứng, có khả năng lắng nhanh được giữ lại ở bể lắng cát. Nhiệm vụ của bể lắng cát là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,5; để loại trừ hiện tượng bào mòn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể tạo bông và bể lắng.

Bể lắng.

Quá trình lắng: Lắng là quá trình tách hạt rắn lơ lửng ra khỏi nước dưới tác dụng của trọng lực, nhằm làm sạch sơ bộ nguồn nước trước khi thực hiện quá trình lọc. Quá trình lắng phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng của các hạt, đồng thời phụ thuộc vào trạng thái của nước Các hạt rắn không hòa tan này có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước.

Bể lắng thường được chia ra thành các loại khác nhau dựa theo chuyển động của dòng nước: Bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm và các loại bể lắng khác như bể lắng lớp mỏng, bể lắng cá cặn lơ lửng…

Bể lắng đứng.

Bể lắng đứng nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên, còn các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên xuống. Bể lắng đứng thường có mặt bằng hình vuông hoặc hình tròn. Ứng dụng cho trạm có công suất nhỏ (Q ≤ 5000 m³/ngđ).

Nước được chảy qua ống trung tâm ở giữa bể rồi đi xuống phía dưới qua bộ phận hãm làm triệt tiêu chuyển động xoáy rồi đi vào vùng lắng, chuyển động theo chiều đứng từ dưới lên trên. Các hạt cặn có tốc độ lắng lớn hơn tốc độ chuyển động của nước tự lắng xuống, các hạt còn lại bị dòng nước cuốn lên trên, kết dính với nhau ( trường hợp có sử dụng chất keo tụ) trở thành hạt có kích thước lớn dần, đến khi trọng lực đủ lớn, thắng lực đẩy của nước thì chúng sẽ tự lắng xuống.

Bể lắng đứng được chia thành hai vùng: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở trên và vùng chứa, nén cặn có dạng hình côn ở phía dưới, cặn được đưa ra ngoài theo chu kỳ bằng ống qua van xả cặn.

Nước trong được thu ở phía dưới của bể lắng thông qua hệ thống máng vòng xung quanh bể hoạc các ống máng có đục lỗ hình nan quạt, nước chảy trong ống hoặc trong máng với vận tốc 0.6 – 0.7m/s. Hiệu suất thấp hơn bể lắng ngang từ 10 – 20%.

Bể lọc.

Bể lọc được dung để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước tùy thuộc vào yêu cầu đối với chất lượng nước của các đối tượng dùng nước. Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép ( ≤ 3mg/l).

Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại, làm tốc độ lọc giảm dần. Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc. Bể lọc luôn luôn phải hoàn nguyên. Chính vì vậy quá trình lọc nước được đặc trưng bởi thông số cơ bản: Tốc độ lọc và chu kỳ lọc. Tốc độ lọc là lượng nước được lọc qua một đơn vị diện tích bề mặt của bể lọc trong một đơn vị thời gian (m/h). Chu kỳ lọc là khoảng thời gian giữa hai lần rửa lọc T (h).

Vật liệu lọc:

Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của các bể lọc, nó đem lại hiệu quả làm việc và tính kinh tế của quá trình lọc. Vật liệu lọc hiện nay được dùng phổ biến nhất là cát thạch anh tự nhiên. Ngoài ra còn có tể sử dụng một số vật liệu lọc khác như: Cát thạch anh nghiền, đá hoa nghiền, than antraxit ( than giấy), polime,… Vật liệu lọc phải đảm bảo các yêu cầu sau: Giá thành rẻ, dễ tìm, dễ vận chuyển; độ đồng nhất cao về thành phần; độ đồng nhất về kich thước hạt càng co càng tốt; có độ bền cơ học cao; có độ bền hóa học cao.

Phân loại:

Theo tốc độ lọc: Bể lọc nhanh, bể lọc chậm, bể lọc cao tốc.

Theo chế độ dòng chảy: Bể lọc trọng lực, bể lọc áp lực.

Theo chiều của dòng nước: Bể lọc xuôi, bể lọc ngược, bể lọc hai chiều.

Theo số lượng lớp vật liệu lọc: Bể lọc một lớp, bể lọc hai lớp…

Theo cỡ hạt lớp vật liệu lọc: Bể lọc hạt nhỏ ( d < 0.4mm), hạt vừa ( d = 0.4 – 0.8mm), hạt thô ( d > 0.8mm).

Sau đây sẽ trình bày một số loại bể lọc:

+Bể lọc nhanh:

Theo nguyên tắc cấu tạo và hoạt động, bể lọc nhanh bao gồm bể lọc một chiều và bể lọc hai chiều.

Nước từ bể lắng đưa vào lọc có thể đi qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống ( lọc xuôi), từ dưới lên ( lọc ngược), hoặc cả hai chiều ( lọc hai chiều), qua hệ thống thu nước trong sau đó được chuyển sang bể chứa nước sạch.

Sử dụng dòng chảy từ trên xuống (lọc xuôi) có ưu điểm là tạo được động lực cho quá trình lọc nhờ áp lực của nước nhưng nhược điểm là sau khi rửa lọc hiệu quả lọc bị giảm do khi rửa lọc có thể làm cho các hạt lọc bé bị đẩy lên trên và các hạt to bị giữ lại ở đáy, do vậy khi lọc sẽ nhanh tắc bể lọc hơn.

Sử dụng dòng chảy ngược chiều từ dưới lên trên sẽ khắc phục được hiện tượng trên, khả năng giữ lại chất bẩn cũng tăng lên vì tốc độ của hạt cặn chịu ảnh hưởng của hai lực ngược chiều nhau: lực đẩy của dòng nước và trọng lực của hạt cặn. Nhưng khuyết điểm là khó vệ sinh và phải thay mới vật liệu lọc.

Hiệu quả làm việc của bể lọc phụ thuộc vào kết quả của quá trình rửa lọc. Nếu rửa không sạch, bể lọc làm việc không đạt hiệu quả mong muốn, chu kỳ làm việc của bể bị rút ngắn. Để rửa bể lọc nhanh có thể dùng hai phương pháp: rửa bằng nước thuần túy hoặc rửa bằng nước và gió kết hợp.

Rửa lọc gồm 4 bước:

Bước 1: Xác định thời điểm rửa lọc bằng cách đo chênh lệch áp suất trước và sau bể lọc.

Bước 2: Cho khí, nước hoặc dòng khí và nước qua hệ thống phân phối nước rửa lọc ngược chiều với chiều lọc. Quá trình rửa lọc thực hiện đến khi nước trong rồi dừng lại Cường độ rửa từ 2 – 20 l/s.m².

Bước 3: Cho nước vào bể đến mực nước thiết kế, cho bể làm việc.

Bước 4: Xả bỏ lược nước ban đầu trong khoảng 10 phút vì chất lượng nước lọc ngay sau rửa lọc không đảm bảo.