tấm lắng lamen (lamella)

Nước Và Xử Lý Nước - Tấm Lắng Lamen (Lamella)

Trong các nhà máy xử lý nước lấy từ nguồn (giếng, suối, sông, ao và hồ) được thông khí và thêm hóa chất để hỗ trợ tăng cường sự cô đọng và keo tụ xảy ra trong bể phản ứng, sau đó các kết tủa, keo tụ này được lắng ra ngoài thông qua bể lắng. Nước sẽ đi qua một hệ thống lọc sau bể lắng để loại bỏ những hạt cặn li ti (bùn) không lắng được. Chất clo được thêm vào như là bước cuối cùng và sau đó nước được lưu trữ cho đến khi nó được phân phối đến người tiêu dùng.

Mục tiêu của bài viết

Trong bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu về các khái niệm sau:

- Chu trình thủy văn học và hiện tượng xử lý nước trong tự nhiên.

- Giới thiệu về xử lý nước.

Chu trình thủy văn học (hay sự tuần hoàn của nước)

Tác giả muốn giới thiệu với bạn một chủ đề được gọi là nước và xử lý nước. Trong nước và nước thải, có rất nhiều khái niệm để tìm hiểu vì vậy tôi nghĩ rằng, chúng ta sẽ bắt đầu với cách xử lý nước tự nhiên - chu kỳ thủy học.

Chu trình thủy văn học là quá trình nước bốc hơi từ bề mặt trái đất, tạo thành những đám mây, và sau đó rơi trở lại mặt đất thông qua mưa. Dưới đây là biểu đồ cho thấy một cái nhìn tổng quan của quá trình (hay chu trình thủy văn học).

*Chú thích:

- Evaporation: Sự bốc hơi nước

- Transpiration: Sự thoát hơi nước từ cây cối

- Sublimation: Sự thăng hoa

- Condensation: Sự ngưng tụ

- Transportation: Sự chuyển hóa

- Precipitation: Lượng mưa

- Snowmelt runoff: Dòng chảy do tuyết tan

- Infiltration into groundwater: Sự thẩm thấu vào nước ngầm

- Groundwater flow: Dòng chảy của nước ngầm

- Plant uptake: Sự hấp thụ của cây cối

Cứ thế, chu kỳ xảy ra liên tục, thực tế không có sự bắt đầu cũng như kết thúc. Tuy nhiên, có năm quá trình cơ bản tạo nên chu trình thủy văn học:

(1) Sự ngưng tụ

(2) lưu lượng mưa

(3) sự thẩm thấu (sự thấm, xâm nhập)

(4) sự thoát nước

(5) sự bốc hơi nước

Hơi nước ngưng tụ tạo thành những đám mây, kết quả là dẫn tới mưa khi có đủ các điều kiện phù hợp. Mưa rơi xuống bề mặt và thâm nhập vào đất hoặc chảy vào đại dương như dòng chảy. Nước bề mặt bốc hơi, quay lại và tạo ra độ ẩm cho không khí, đồng thời cây cối giải phóng nước trở lại bầu khí quyển bằng sự bốc hơi nước.

Ngưng tụ là quá trình chuyển đổi từ hơi nước thành chất lỏng. Hơi nước trong không khí tăng lên chủ yếu là do dòng đối lưu. Điều này có nghĩa là không khí ẩm, ấm sẽ bay lên; ngược lại, không khí lạnh, mát mẽ di chuyển theo chiều hướng xuống. Khi khí hậu nóng lên, hơi nước sẽ mất năng lượng, khiến cho nhiệt độ của nó giảm xuống, sau đó hơi nước có một sự chuyển đổi, biến hơi nước thành dạng lỏng hoặc băng. Ví dụ: Chúng ta có thể thấy sự ngưng tụ bất cứ lúc nào khi chúng ta lấy một lon soda lạnh từ tủ lạnh ra và đặt nó trong một căn phòng. Chú ý bên ngoài của lon soda, ta thấy có hiện tượng "đổ mồ hôi"? Hiện tượng “đổ mồ hôi” này, không phải từ bên trong lon soda tiết ra, mà nó ngưng tụ (bắt nguồn) từ hơi nước trong không khí. Không khí lạnh xung quanh lon soda hình thành những giọt nước nhỏ.

Mưa là nước được giải phóng từ các đám mây tạo thành mưa, mưa tuyết, tuyết, hoặc mưa đá. Mưa bắt đầu sau khi hơi nước ngưng tụ trong không khí trở nên quá nặng nề để tồn tại trong dòng khí quyển và rơi xuống. Trong một số trường hợp, mưa thực sự bốc hơi trước khi nó rơi đến bề mặt trái đất. Thường thì, phần lớn lượng mưa rơi đến bề mặt trái đất, làm tăng thêm lượng nước mặt ở sông, suối, hồ và biển, hoặc xâm nhập vào đất để trở thành nước ngầm.

Một phần của lượng mưa đã đạt đến bề mặt trái đất thấm xuống đất thông qua một quá trình gọi là sự xâm nhập (hay sự thẩm thấu). Lượng nước xâm nhập vào đất tùy theo mức độ dốc của đất, số lượng và loại thực vật, loại đất và các loại đá. Các khe hở càng lớn trên bề mặt trái đất (như vết nứt, các hang lỗ , các khe) thì sự xâm nhập xảy ra càng lớn, phần nước không xâm nhập vào lòng đất sẽ chảy trên mặt đất như một dòng chảy (sông, suối, ao hoặc hồ).

Lượng mưa đến bề mặt trái đất nhưng không thấm vào lòng đất được gọi là dòng chảy. Dòng chảy cũng có thể do hiện tượng tuyết và băng tan chảy. Khi lượng mưa lớn, đất trở nên bão hòa với nước. Lượng mưa sau không thể xâm nhập vào lòng đất, tạo thành dòng chảy. Cuối cùng, dòng chảy này sẽ chảy vào lạch, suối, và các con sông, tạo thêm một lượng lớn nước vào dòng chảy. Nước mặt luôn luôn chảy tới điểm thấp nhất có thể, thường là các đại dương. Trên đường đi một số lượng nước bốc hơi, một số thấm vào lòng đất, số khác được sử dụng cho mục đích nông nghiệp, khu dân cư, hoặc công nghiệp.

Bốc hơi nước là hiện tượng nước bay hơi từ mặt đất và sự thoát hơi nước của thực vật. Bốc hơi nước là cách để hơi nước trở lại khí quyển. Bốc hơi nước xảy ra khi năng lượng bức xạ từ mặt trời làm nóng nước, kích thích các phân tử nước trở nên hoạt động tích cực và một lượng trong số chúng bay vào khí quyển như hơi. Hơi xảy ra khi cây cối lấy nước qua rễ và giải phóng chúng thông qua các lá, đây cũng là quá trình có thể làm sạch nước bằng cách loại bỏ chất gây ô nhiễm và ô nhiễm trong tự nhiên (hay có thể gọi là quá trình xử lý nước trong tự nhiên).

Như vậy có thể thấy, có nhiều quá trình đang làm việc để cung cấp nước cần thiết cho chúng ta. Và các quá trình này luôn luôn làm việc. Nam Cực luôn đóng băng không có nghĩa là hiện tượng bay hơi không diễn ra (băng có thể biến trực tiếp thành hơi nước bằng một quá trình gọi là thăng hoa). Và sa mạc Sahara quá khô không có nghĩa là mưa không xảy ra (nước bốc hơi trước khi nó đến xuống đất).

Giới thiệu về xử lý nước

Qua phần giới thiệu bên trên, chúng ta biết hiện tượng xử lý nước trong tự nhiên như thế nào. Bây giờ chúng ta xem làm thế nào nước được xử lý trong các nhà máy nước trước khi chúng ta uống chúng trong một ly nước.

Quá trình xử lý nước trong nhà máy xử lý nước điển hình được hiển thị trong hình dưới đây. Dựa trên các đặc tính của nước thô và các yếu tố khác, quá trình xử lý này có thể thay đổi đáng kể từ nơi này đến nơi khác.

Nước được bơm từ nguồn (giếng, suối, sông hoặc hồ) vào nhà máy, nó được sàng lọc để loại bỏ rác vụn. Sau đó, tại nhà máy, nước thô được xét nghiệm để tìm ra những đặc điểm khác nhau nhằm có hướng xử lý nước hiệu quả nhất.

Có nhiều cách để xử lý sơ bộ nguồn nước như sau:

- Nước có thể được khử clorua hóa trước để giết các vi sinh vật, kiểm soát mùi vị và hỗ trợ trong việc tạo cô đặc, lắng đọng nguồn nước.

- Nước có thể được thông khí (sục khí – thường thấy trong bể nuôi cá kiểng trong gia đình để làm tăng độ pH ) nhằm loại bỏ carbon dioxide (CO2) và làm tăng pH, oxy hóa sắt (Fe) và mangan (Mn), loại bỏ hydrogen sulfide (H2S), và loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ.

- Thuốc tím (KMnO4) cũng có thể được thêm vào nước thông qua khay điều tiết của các thiết bị thông gió để loại bỏ sắt và mangan ra khỏi nước.

- Ozone có thể được thêm vào nước để khử sắt và mangan, loại bỏ tảo, trung hòa hydrogen sulfide (H2S), và hỗ trợ trong việc tạo bông.

Xử lý bằng phương án nào là phụ thuộc nguồn nước thô vào nhà máy và lượng nước được phân phối hàng ngày.

Trong hầu hết các trường hợp, nước được đưa vào bể trộn tổng hợp (hay còn gọi là bể trộn hóa chất, bể phản ứng). Ở đây, các hóa chất khác nhau được thêm vào và được trộn lẫn vào trong nước, gây ra hiện tượng đông tụ, các hạt mịn li ti chất ô nhiễm kết lại với nhau thành các hạt lớn hơn (hay gọi là kết tủa, keo tụ hoặc tạo bông). Kiềm được thêm vào để điều chỉnh độ pH cũng như oxy hóa sắt và mangan. Ngoài ra, hexametaphosphate có thể được thêm vào để ngăn chặn sự ăn mòn của đường ống.

Sau khi chảy ra khỏi bể trộn hóa chất, nước đi qua một bể, hiện tượng kết tủa và tạo bông xảy ra. Ở đây, hạt mịn của chất gây ô nhiễm tập trung lại thành những khối lớn được gọi là kết tủa keo tụ (floc). Khi nước chảy vào bể lắng, các kết tủa keo tụ được lắng và lấy ra khỏi nguồn nước. Tiếp theo, nước được đi qua các bộ lọc để loại bỏ các hạt quá nhỏ không lắng được trong bể lắng.

Cuối cùng, clo được thêm vào nước. Giai đoạn này, nước có thể được thêm chất fluoride để phòng ngừa sâu răng cho người sử dụng nước. Lưu ý: nước này phải được chứa trong bể chứa với một khoảng thời gian nhất định để chất clo có đủ thời gian diệt vi khuẩn trong nước và oxy hóa hydrogen sulfide. Tới đây, nước đã được xử lý và sẵn sàng để cung cấp, phân phối cho người tiêu dùng.

Trên đây là cái nhìn tổng quan của quá trình xử lý nước và những gì xảy ra khi chúng đi qua nhà máy nước theo từng bước một. Chúng ta sẽ đi vào chi tiết hơn trong bài học sau để hiểu từng bước của quá trình, lý do tại sao nó được thực hiện và làm thế nào để đảm bảo từng bước được thực hiện có hiệu quả.

Tóm tắt

Xử lý nước trong tự nhiên theo cách riêng của chúng thông qua các chu trình thủy học, mặc dù chúng ta vẫn cần phải xử lý lại chúng trước khi chúng ta uống nó để loại bỏ tất cả các chất ô nhiễm và vi khuẩn trong môi trường. Chu trình thủy học cung cấp cho chúng ta nguồn nước để sử dụng cho tiêu dùng theo chu kỳ luân hồi liên tục theo thời gian. Năm quá trình cơ bản tạo nên chu trình thủy học là ngưng tụ, lượng mưa, thẩm thấu, thoát nước và bay hơi nước.

Các bài viết khác

• » Lưu Vực Nước Đầu Nguồn - Tấm Lắng Lamen (Lamella)
• » Nguồn Nước Cấp - Tấm lắng Lamen (Lamella)