Công nghệ không dùng hóa chất để xử lý nước ngầm
Công nghệ CHEMILES có khả năng áp dụnghiệu quả để nâng cao chất lượng nước tại nhà máy nước Tương Mai và các nhà máy xử lý nước ngầm khác có ô nhiễm sắt, mangan, amoni, asen ở Việt Nam.
Tóm tắt công nghệ
Công nghệ xử lý nước ngầm CHEMILES do Công ty Nagaoka, Nhật Bản phát triển, có khả năng xử lý đồng thời nguồn nước ngầm nhiễm sắt, mangan, amoni và asen với giải pháp làm thoáng cải tiến, lọc nhanh cao tải (17m/h), không dùng hóa chất.Sau khi hoàn tất thử nghiệm ở quy mô pilot tại Nhà máy nước Tương Mai, Công ty Nước sạch Hà Nội năm 2014-2015, công nghệ CHEMILES đã được áp dụng thí điểm với quy mô thực tế tại Nhà máy nước Tương Mai từ tháng 6/2016. Kết quả cho thấy các chỉ tiêu sắt, mangan, amoni, asen và chất hữu cơ trong nước sau xử lý bằng CHEMILES đạt quy chuẩn Nhật Bản và Việt Nam về chất lượng nước ăn uống. Hệ thống hoạt động hoàn toàn tự động. Chi phí xử lý nước là 214 VNĐ/m3. Kết quả nghiên cứu cho thấy công nghệ CHEMILES có khả năng áp dụnghiệu quả để nâng cao chất lượng nước tại nhà máy nước Tương Mai và các nhà máy xử lý nước ngầm khác có ô nhiễm sắt, mangan, amoni, asen ở Việt Nam
ĐẶT VẤN ĐỀ
Việc nâng cao chất lượng nước cấp ở thành phố Hà Nội là một yêu cầu cấp bách, để thỏa mãn yêu cầu ngày càng tăng cao của người dân. Đối với các nhà máy nước sử dụng nguồn nước ngầm, công nghệ xử lý phổ biến hiện đang áp dụng là làm thoáng bằng giàn mưa, thùng quạt gió hoặc tháp oxy hóa, lắng tiếp xúc, lọc nhanh và khử trùng bằng clo.Công nghệ này có hiệu quả xử lý tốt với sắt, mangan, asen, nhưng kém hiệu quả với nguồn nước có chứa amoni, chủ yếu do các công trình làm thoáng không cung cấp đủ oxy cho quá trình chuyển hóa amoni.Mặt khác, quá trình xử lý gồm nhiều công đoạn riêng biệt nên khối tích xây dựng lớn, đòi hỏi nhiều nhân công để quản lý vận hành.
hình ảnh nguyên lý làm việc của hệ thống CHEMILES
Công nghệ xử lý nước ngầm CHEMILES (Hình 1) của Công ty Nagaoka (Nhật Bản) cho phép xử lý đồng thời nước ngầm nhiễm sắt, mangan, amoni và asen chỉ trong một tháp lọc, không cần bể keo tụ và lắng tiếp xúc. Hệ thống sử dụng oxy không khí làm tác nhân oxy hóa, không cần sử dụng hóa chất oxy hóa, keo tụ.Quá trình làm thoáng được tối ưu hóa bằng các ống làm thoáng đặc biệt kiểu ejector.Oxy của không khí được hòa trộn, khuyếch tán đều với nước ngầm ở mức gần bão hòa.Sắt, mangan, asen và amoni được xử lý qua các quá trình oxy hóa, lọc tiếp xúc kết hợp với lọc sinh học, diễn ra trong tháp lọc với vật liệu lọc là cát thạch anh truyền thống.Vận tốc lọc của hệ CHEMILES đạt tới 17m/h, gấp nhiều lần so với các quá trình lọc xử lý nước ngầm thông thường (5~7 m/h), nhờ đó làm giảm diện tích lắp đặt và chi phí xây dựng cần thiết.Hệ thống CHEMILES được thiết kế dưới dạng các module tháp lọc bằng kim loại hoặc dạng bể bê tông. Các quá trình lọc, rửa lọc đều được lập trình vận hành tự động.
Hệ thống đã được ứng dụng rộng rãi tại Nhật Bản và tại Trung Quốc, Malaysia với công suất tới 50,000 m3/ngày. Tại Việt Nam, công nghệ CHEMILES cũng được nghiên cứu thử nghiệm với quy mô Pilot tại Nhà máy nước Tương Mai từ tháng 6/2014 tới tháng 1/2015 qua sự giới thiệu của Hội Cấp thoát nước Việt Nam, chương trình hợp tác giữa Công ty Nước sạch Hà Nội, Công ty Nagaoka và Viện Khoa học Kỹ thuật và Môi trường, Trường Đại học Xây dựng [1]. Dự án thử nghiệm Pilot đã chứng minh được công nghệ CHEMILES có thể xử lý triệt để nguồn nước ngầm có chứa đồng thời sắt, mangan và amoni tại nhà máy nước Tương Mai mà không cần dùng hóa chất. Các chỉ tiêu tổng sắt, mangan, amoni trong nước sau xử lý thỏa mãn quy chuẩn nước uống trực tiếp tại vòi của Nhật Bản: sắt < 0.3 mg/L; mangan < 0.05 mg/L và amoni < 0.1 mg/L.Tuy nhiên, do ở quy mô Pilot nên các thông số kinh tế của hệ thống như chỉ tiêu tiêu thụ điện năng, chi phí quản lý vận hành, chi phí bảo dưỡng, chi phí đầu tư không phản ánh chính xác. Để đánh giá một cách tổng thể cả về mặt kinh tế, kỹ thuật, một hệ thống CHEMILES với quy mô thực tế 2,500 m3/ngày đêm đã được đưa vào lắp đặt, vận hành và theo dõi, đánh giá tại Nhà máy nước Tương Mai, với sự tài trợ của tổ chức JICA Nhật Bản.
Hệ thống CHEMILES công suất 2,500 m3/ngày đêm
Hệ thống CHEMILES được lắp đặt tại nhà máy nước Tương Maitừ tháng 6/2016.Hệ thống có diện tích lắp đặt 21 m x 12 m,bao gồm 3 tháp lọc bằng thép đường kính 3,200mm, cao 3,700mm, được tích hợp với một bơm nước thô công suất 11 kW, ba bơm nước sạch 11 kW, một bơm rửa ngược 26 kW và một bể chứa nước sạch có dung tích chứa 85 m3. Hệ thống được lập trình hoạt động tự động và thông số vận hành được tự động truyền tải để giám sát qua Internet. Công suất lọc là 8,500 m3/ngày đêm. Do hàm lượng amoni trong nước ngầm cao, một phần nước sau lọc được được tuần hoàn lại. Tỷ lệ tuần hoàn được lựa chọn tối ưu dựa trên kết quả của dự án thử nghiệm pilot là 1 nước thô : 2 nước sạch [1]. Do vậy tổng công suất nước sạch của hệ thống là 2,500 m3/ngày đêm. Vật liệu lọc sử dụng là cát lọc thông thường,có đường kính hạt trung bình 0.6mm. Chiều cao lớp vật liệu lọc trong tháp lọc là 2,000 mm.