Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư pot


 !" #
Luận văn
Thiết kế hệ thống xử lý nước
cấp sử dụng nguồn nước
ngầm cho khu dân cư
$%&%'&()*
+%&,-%./0 1

 !" #
MỤC LỤC
NTSH: Nước thải sinh hoạt
BYT: Bộ y tế
BOD (Biological Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh học.
COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hoá học.
SS (Suspended Solids): Chất rắn lơ lửng.
NTU: Đơn vị đo độ đục
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TCXD: Tiêu chuẩn xây dựng
IE (Ion Exchange): Phương pháp trao đổi ion
$%&%'&()*
+%&,-%./0 2

 !" #
DANH MỤC HÌNH
Hình Trang
Hình 1.1: Vòng tuần hoàn nước cấp 5
Hình 2.1: Công trình thu nước bờ sông 17
Hình 2.2: Công trình thu nước lòng sông 17
Hình 2.3: Bể lắng đứng 19
Hình 2.4: Bể lắng ngang 20

Hình 2.5: Bể lắng ly tâm 21
Hình 2.6: Bể lọc chậm 22
Hình 2.7: Quá trình keo tụ và tạo bông 24
Hình 2.8: Hóa chất keo tụ 26
Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ 1 37
Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ 2 39
DANH MỤC BẢNG
Bảng Trang
Bảng 1.1: Mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước ăn
uống(cơ bản)
14
Bảng 1.2: Các nhóm nguồn và nguồn xả nước thải 15
Bảng 3.1: Số liệu chất lượng nước nguồn 32
Bảng 3.2: Số dân ở các năm trong tương lai 34
Bảng 3.3: So sánh 2 công nghệ 41
Bảng 3.4 Các thông số tham khảo thiết kế bể trộn cơ khí 42
Bảng 3.5 Thông số bể trộn cơ khí 45
Bảng 3.6 Thông số thiết kế bể lắng đứng 48
Bảng 3.7 Thông số thiết kế máng thu nước 50
Bảng 3.8: Thông số thiết kế bể lọc nhanh 58
LỜI TỰA
Trong quá trình hình thành sự sống trên trái đất thì nước và môi trường nước đóng
một vai trò rất quan trọng. Chính vì vậy mà việc bảo vệ nguồn nước, khai thác nguồn
nước hợp lí, hiệu quả phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất là một vấn đề đã và
đang được quan tâm hiện nay. Nước trong thiên nhiên được dùng làm các nguồn nước
cung cấp cho ăn uống sinh hoạt và công nghiệp có chất lượng rất khác nhau. Có thể
$%&%'&()*
+%&,-%./0 3
Các nguồn nước tự nhiên
Khai thác và xử lý

Phân phối và sử dụng
Thu gom và xử lý

 !" #
nói, hầu hết các nguồn nước thiên nhiên đều không đáp ứng được yêu cầu, về mặt chất
lượng cho các đối tượng dùng nước.
Mục tiêu của đồ án này là tính toán, lựa chọn phương án tối ưu để thiết kế và xây
dựng hệ thống cấp nước nhằm đảm bảo cung cấp nước sạch cho nhu cầu dùng nước
đến năm 2032 của Khu Dân Cư A, góp phần cải thiện, nâng cao sức khoẻ của người
dân, hổ trợ phát triển kinh tế xã hội.
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NƯỚC MẶT
1.1) TỔNG QUAN VỂ NƯỚC MẶT
Hình 1.1:%1 !"2
Nước mặt là nhu cầu không thể thiếu được trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày
cũng như trong quá trình sản xuất công nghiệp. 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 hỏa,
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
$%&%'&()*
+%&,-%./0 4

 !" #
trong sản xuất. Với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm cho
nguồn nước mặt tự nhiên bị cạn kiệt và ô nhiễm dần.
Vì thế, con người phải biết xử lý các nguồn nước cấp để có được đủ số lượng và
đảm bảo đạt chất lượng cho mọi nhu cầu sinh hoạt và sản xuất công nghiệp.
1.2) THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC MẶT

Nước mặt dùng để chỉ các loại nước lưu thông hoặc chứa trên bề mặt lục địa, mặt
nước tiếp xúc với không khí: nước sông, suối, ao, hồ…
Thành phần hóa học của nước mặt phụ thuộc vào tính chất đất đai nơi mà dòng
nước chảy qua đến các thủy vực, chất lượng nước mặt còn chịu ảnh hưởng bởi các quá
trình tự nhiên( mưa lũ, hoạt động sống và chết đi của hệ sinh vật nước,…) cũng như
hoạt động của con người. Trên cùng một con sông, chất lượng nước thường xuyên
thay đổi đáng kể theo thời gian và không gian.
• Thành phần và tính chất của nước mặt
Trong nước thường xuyên có các chất khí hòa tan, chủ yếu là ôxy. Ôxy hòa tan
trong nước có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống của các thủy sinh vật.
Nước mặt thường có hàm lượng chất rắn lơ lửng đáng kể với các kích thước khác
nhau, một số trong chúng có khả năng lắng tự nhiên, chất lơ lửng có kích thước hạt
keo thường gây ra độ đục của nước sông, hồ.
- Có nhiều chất hữu cơ do sinh vật bị phân hủy
- Có nhiều rong tảo, thực vật nổi, động vật nổi
- Chất lượng nước thay đổi theo mùa
- Bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi hoạt động hai bên bờ của con người( công
nghiệp, nông nghiệp…)
$%&%'&()*
+%&,-%./0 5

 !" #
1.3) CÁC THÔNG SỐ, CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT
1.3.1) Thông số chất lượng nước mặt
a) Chỉ tiêu lí học
• Nhiệt độ
Nhiệt độ nước là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu.Nhiệt độ
có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lí nước. Nước mặt có nhiệt độ thay đổi
theo nhiệt độ môi trường.
• Độ màu

Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo nên: hợp chất sắt, mangan không
hòa tan làm nước có màu đỏ; các chất mùn humic gây ra màu vàng; nước bị nhiễm bẩn
bởi nước thải sinh hoạt hay công nghiệp thường có màu xanh hoặc đen.
Đơn vị đo độ màu thường dùng là độ theo màu Platin - Coban.
Nước thiên nhiên có độ màu thấp hơn 200 độ. Độ màu biểu kiến trong nước thường
do các chất lơ lững trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc. Để
loại bỏ màu thực của nước (do các chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hóa lí
kết hợp.
• Độ đục
Nước có độ đục lớn chứng tỏ nước có nhiều cặn bẩn. Đơn vị đo độ đục thướng là
mgSiO
2
/l, NTU, FTU.Nước đục thường có độ đục 20-100 NTU. Nước dùng ăn uống
thường có độ đục không vượt quá 5 NTU. Hàm lượng chất rắn lơ lững cũng là một đại
lượng tương quan đến độ đục của nước.
• Mùi vị
Mùi trong nước thường do các hợp chất hóa học chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hay
sản phẩm từ quá trình phân hủy vật chất gây nên. Nước thiên nhiên thường có mùi đất,
mùi tanh, mùi thối. Nước sau khi khử trùng thường nhiễm mùi clo hay clophenol.
Tùy theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hòa tan nước có thể có các vị
mặn, ngọt, chát ,đắng.
$%&%'&()*
+%&,-%./0 6

 !" #
• Độ nhớt
Độ nhớt là đại lượng biểu thị sự ma sát nội, sinh ra trong quá trình dịch chuyển giữa
các lớp chất lỏng với nhau. Đây 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 hoà tan trong nước tăng và giảm khi nhiệt độ tăng.

• Độ dẫn điện
Nước có độ dẫn điện kém. Nước tinh khiết ở 20
0
C có độ dẫn điện là 4,2 μS/m
(tương ứng điện trở 23,8MΩ/cm). Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất
khoáng hoà tan trong nước và dao động theo nhiệt độ. Thông số này thường được
dùng để đánh giá tổng hàm lượng chất khoáng hoà tan trong nước.
• Tính phóng xạ
Tính phóng xạ của nước là do sự phân huỷ các chất phóng xạ trong nước tạo nên.
Nước ngầm thường nhiễm các chất phóng xạ tự nhiên, các chất này có thời gian bán
phân huỷ rất ngắn nên nước thường vô hại. Tuy nhiên khi bị nhiễm bẩn phóng xạ từ
nước thải và không khí thì tính phóng xạ của nước có thể vượt quá giới hạn cho phép.
Hai thông số tổng hoạt độ phóng xạ α và β thường được dùng để xác định tính
phóng xạ của nước. Các hạt α bao gồm 2 proton và 2 nơtron có năng lượng xuyên thấu
nhỏ, nhưng có thể xuyên vào cơ thể sống qua đường hô hấp hoặc tiêu hoá, gây tác hại
cho cơ thể do tính ion hoá mạnh. Các hạt β có khả năng xuyên thấu mạnh hơn, nhưng
dễ bị ngăn lại bởi các lớp nước và cũng gây tác hại cho cơ thể.
b) Chỉ tiêu hóa học
• Độ pH
Độ pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H
+
có trong dung dịch thường được dùng
để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước.
- pH = 7 nước có tính trung tính.
- pH < 7 nước có tính axit.
- pH > 7 nước có tính kiềm.
$%&%'&()*
+%&,-%./0 7

 !" #

Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hoà tan
trong nước. Ở độ pH < 5, tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồn nước
có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hoà tan và một số loại khí như CO
2
, H
2
S tồn tại
ở dạng tự do trong nước. Độ pH được ứng dụng để khử các hợp chất sunfua và
cacbonat có trong nước bằng biện pháp làm thoáng. Ngoài ra khi tăng pH và có thêm
tác nhân oxy hoá, các kim loại hoà tan trong nước chuyển thành dạng kết tủa và dễ
dàng tách ra khỏi nước bằng biện pháp lắng lọc.
• Độ kiềm
Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của các ion hydrocacbonat (HCO
3
-
),
hyđroxyl (OH
-
) và ion muối của các axit yếu khác. Ở nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụ
thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO
2
tự do có trong nước
Độ kiềm là một chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước. Để xác định độ
kiềm thường dùng phương pháp chuẩn độ mẫu nước thử bằng axit clohydric ( HCl )
hay axit sunfuric (H
2
SO
4
) và theo dõi theo chất chỉ thị màu, đầu tiên là phenolphatalein
sau dó là metylloran.

• Độ cứng
Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magiê có trong
nước. Trong kỹ thuật xử lý nước sử dụng ba loại khái niệm độ cứng:
Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magiê có trong
nước. Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi và magiê có trong
nước.Độ cứng tạm thời biểu thị tổng hàm lượng các ion Ca
2+
, Mg
2+
trong các muối
cacbonat và hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magiê có trong nước. Độ cứng vĩnh
cửu biểu thị tổng hàm lượng các ion Ca
2+
, Mg
2+
trong các muối axit mạnh của canxi và
magie.
Có nhiều đơn vị đo độ cứng khác nhau:
- Độ Đức (
o
dH): 1
o
dH = 10 mg CaO/l nước
- Độ Pháp (
o
dH ): 1
o
dH = 10 mg CaCO
3
/0,7 l nước

- Độ Anh (
o
e ): 1
o
e = 10 mg CaCO
3
/0,7 l nước
$%&%'&()*
+%&,-%./0 8

 !" #
- Đông Âu ( mgđl/ l): 1 mgđl/l = 2,8
o
dH.
Tuỳ theo giá trị độ cứng, nước được phân loại thành:
- Độ cứng < 50 mg CaCO
3
/l : nước mềm.
- Độ cứng 50 – 150 mg CaCO
3
/l : nước trung bình.
- Độ cứng 150 – 300 mg CaCO
3
/l : nước cứng.
- Độ cứng > 300 mg CaCO
3
/l : nước rất cứng.
Việt Nam dùng dơn vị đo dộ cứng là mili dương lượng trong 1 lit (mđlg/l) khi đo độ
cứng < 0.001 mđlg/l dùng micro dương lượng gam trong lit µmđlg/l.
Đổi 1 mgđlg/l =1.8

o
dH.
• Độ oxy hoá được bằng permanganat
Độ oxy hoá là một đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước.
Đó là lượng oxy cần có để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ trong nước.Chất oxy hóa
thường dùng để xác định chỉ tiêu này là pecmanganat kali (KMnO
4
).
Trong thực tế, nguồn nước có độ oxy hoá lớn hơn 10 mgO
2
/l đã có thể bị nhiễm
bẩn. Nếu trong quá trình xử lý có dùng clo ở dạng clo tự do hay hợp chất hypoclorit sẽ
tạo thành các hợp chất clo hữu cơ [trihalomentan(THM)] có khả năng gây ung thư. Tổ
chức Y tế thế giới quy định mức tối đa của THM trong nước uống là 0,1mg/l. Ngoài
ra, để đánh giá khả năng ô nhiễm nguồn nước, cần cân nhắc thêm các yếu tố sau đây
Độ oxy hoá trong nước mặt, đặc biệt nước có màu có thể cao hơn nước ngầm. Khi
nguồn nước có hiện tượng nhuộm màu do rong tảo phát triển, hàm lượng oxy hoà tan
trong nước sẽ cao nên độ oxy hoá có thể thấp hơn thực tế Sự thay đổi oxy hoá theo
dòng chảy: Nếu thay đổi chẩm, lượng chất hữu cơ có trong nguồn nước chủ yếu là các
axit humic.
Nếu độ oxy hoá giảm nhanh, chứng tỏ nguồn ô nhiễm là do các dòng nước thải từ
bên ngoài đổ vào nguồn nước. Cần kết hợp vói các chỉ tiêu khác như hàm lượng ion
clorua, sunfat, photphat, oxy hoà tan, các hợp chất nitơ, hàm lượng vi sinh vật gây
bệnh để có thể đánh giá tổng quát về mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước.
• Các hợp chất nitơ
$%&%'&()*
+%&,-%./0 9

 !" #
Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ tạo ra amoniac (NH

4
+
), nitrit (NO
2
-
) và nitrat
(NO
3
-
).Do đó các hợp chất này thường được xem là những chất chỉ thị dùng để nhận
biết mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Khi mới bị nhiễm bẩn, ngoài các chỉ tiêu có
giá trị cao như độ oxy hoá, amoniac, trong nước còn có một ít nitrit và nitrat. Sau một
thời gian NH
4
+
, NO
2
-
bị oxy hoá thành NO
3
-
.
Phân tích sự tương quan giá trị các đại lượng này có thể dự đoán mức độ ô nhiễm
nguồn nước. Việc sử dụng rộng rãi các loại phân bón cũng làm cho hàm lượng nitrat
trong nước tự nhiên tăng cao. Ngoài ra do cấu trúc địa tầng tăng ở một số đầm lầy,
nước thường nhiễm nitrat. Nồng độ NO
3
-
cao là môi trường dinh dưỡng tốt cho tảo,
rong phát triển, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước dùng trong sinh hoạt.

• Các hợp chất Silic
Trong nước thiên nhiên thường có các hợp chất silic. Ở pH < 8, silic tồn tại ở dạng
H
2
SiO
3
. Khi pH = 8-11, silic chuyển sang HSiO
–
3
.
Ở pH > 11, silic tồn tại ở dạng HSiO
–
3
và SiO
3
2-
.Do vậy trong nước ngầm, hàm
lượng silic thường không vượt quá 60mg/l, chỉ có ở những nguồn nước có pH > 9,0
hàm lượng silic đôi khi cao đến 300mg/l.
Trong nước cấp cho các nồi hơi áp lực cao, sự tồn tại của các hợp chất silic rất nguy
hiểm do cặn silic đóng lại trên thành nồi, thành ống làm giảm khả năng truyền nhiệt và
gây tắc ống. Trong quá trình xử lý nước, silic có thể được loại bỏ một phần khi dùng
các hoá chất keo tụ để làm trong nước.
• Clorua
Clorua làm cho nước có vị mặn. Ion này thâm nhập vào nước qua sự hoà tan các
muối khoáng hoặc bị ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay
ở đoạn sông gần biển. Việc dùng nước có hàm lượng clorua các muối khoáng hoặc bị
ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay ở đoạn sông gần
biển. Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thể gây ra bệnh về thận. Ngoài ra,
nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bê tông.

$%&%'&()*
+%&,-%./0 10

 !" #
• Sunfat
Ion sunfat thường có trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc hữu cơ.
Với hàm lượng sunfat cao hơn 400mg/l, có thể gây mất nước trong cơ thể.
• Florua
Nước ngầm từ các vùng đất chứa quặng apatit, đá alkalic, granit thường có hàm
lượng florua cao đến 10mg/l. Trong nước thiên nhiên, các hợp chất của florua khá bền
vững và khó loại bỏ trong quá trình xử lý thông thường
• Hợp chất sắt
Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng ion Fe
2+
, kết hợp với các gốc
bicacbonat, sunfat, clorua đôi khi tồn tại dưới keo của axit humic hoặc keo silic. Khi
tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hoá, ion Fe
2+
bị oxy hóa thành ion Fe
2+
và kết
hợp tủa thành các bông cặn Fe(OH)
3
có màu nâu đỏ.
Nước mặt thường chứa sắt (Fe
3+
), tồn tại ở dạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù.
Trong nước thiên nhiên, chủ yếu là nước ngầm, có thể chứa sắt với hàm lượng đến 40
mg/l hoặc cao hơn. Với hàm lượng sắt cao hơn 0,5mg/l, nước có mùi tanh. Các cặn sắt
kết tủa có thể làm tắc hoặc giảm khả năng vận chuyển của các ống dẫn nước.

• Các hợp chất mangan.
Cũng như sắt, mangan thường có trong nước ngầm dưới dạng ion Mn
2+
nhưng với
hàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5mg/l. Tuy nhiên, với hàm lượng mangan
trong nước lớn hơn 0,1mg/l sẽ gây nguy hại trong việc sử dụng, giống như trường hợp
nước chứa sắt với hàm lượng cao.
• Nhôm
Vào mùa mưa, ở những vùng đất phèn, đất ở trong điều kiện khử không có oxy, nên
các chất như Fe
2
O
3
và jarosite tác động qua lại, lấy oxy của nhau vào tạo thành sắt,
nhôm sunfat hoà tan vào nước. Do đó, nước mặt ở vùng này thường rất chua, pH = 2,5
– 4,5, sắt tồn tại chủ yếu là Fe
2+
(có khi cao đến 300mg/l), nhôm hoà tan ở dạng ion
$%&%'&()*
+%&,-%./0 11

 !" #
Al
3+
( 5 – 7mg/l). Khi chứa nhiều nhôm hoà tan, nước thường có màu trong xanh và vị
rât chua. Nhôm có độc tính đối với sức khoẻ con người.
• Khí hoà tan
Các loại khí hoà tan thường thấy trong nước thiên nhiên là khí cacbonic (CO
2
), khí

oxy (O
2
) và sunfua huyđro (H
2
S). Nước ngầm không có oxy. Khi độ pH < 5,5 trong
nước ngầm thường chứa nhiều khí CO
2
. Đây là khí có tính ăn mòn kim loại và ngăn
cản việc tăng pH của nước. Các biện pháp làm thoáng có thể đuổi khí CO
2
, đồng thời
thu nhận oxy hỗ trợ cho các quá trình khử sắt và mangan.
Ngoài ra, trong nước ngầm có thể chứa khí H
2
S có hàm lượng đến vài chục mg/l.
Đây là sản phẩm của quá trình phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ có trong nước. Trong
nước mặt, các hợp chất sunfua thường được oxy hoá thành dạng sunfat. Do vậy, sự có
mặt của khí H
2
S trong các nguồn nước mặt, chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn và
có quá thừa chất hữu cơ chưa phân huỷ, tích tụ ở đáy các vực nước. Khi độ pH tăng,
H
2
S chuyển sang các dạng khác là HS
-
và S
-
.
c) Chỉ tiêu vi sinh
• Vi khuẩn

Vi khuẩn thường ở dạng đơn bào. Tế bào có cấu trúc đơn giản sao với các sinh vật
khác. Vi khuẩn trong nước uống có thể gây nên các bệnh đường ruột.
• Virut
Virut không có hệ thống trao đổi chất nên không sống độc lập được.Virut trong
nước có thể gây bệnh viêm gan vim đường ruột.
• Nguyên sinh động vật
Nguyên sinh động vật là những cơ thể đơn bào chuyển động được trong nước. Chú
ý nhất là Giardia lamblia gây bệnh giardiase.
• Tảo
Tảo dơn bào thuộc loại quang tự dưỡng.Chúng tổng hợp các chất cần cho cơ thể từ
chất vô cơ đơn giản nhờ ánh sáng mặt trời. Tảo không trực tiếp gây bệnh cho người
nhưng sản sinh độc tố.
$%&%'&()*
+%&,-%./0 12

 !" #
1.3.2) Tiêu chuẩn đánh giá
 QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỷ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống
Chất lượng nước ăn uống được đặc trưng bằng giá trị các thông vật lý, hóa học, sinh
học của nước. Yêu cầu chất lượng nước ăn uống được quy định trong các tiêu chuẩn,
quy chuẩn.
Bảng 1.1:34567 89:. ;<=>?
Chỉ tiêu Đơn vị Giới hạn tối đa Mức độ giám sát
Độ đục NTU 2 A
Độ cứng, tính theo CaCO
3
mg/l 300 A
Tổng chất rắn hòa tan (TDS) mg/l 1000 B
Hàm lượng amoni mg/l 3 B
Hàm lượng asen tổng mg/l 0.01 B

Hàm lượng Florua mg/l 1.5 B
Hàm lượng sắt tổng mg/l 0.3 A
Hàm lượng Nitrat mg/l 50 A
Hàm lượng Nitrit mg/l 3 A
Chỉ số pecmanganat mg/l 2 A
Coliform tổng số VK/100m
l
0 A
E.coli hoặc coliform chiệu
nhiệt
VK/100m
l
0 A
Mức A: ít nhất 1 lần/1 tuần bởi cơ sở cung cấp nước; ít nhất1 lần/1 tháng bởi cơ
quan thẩm quyền.
Mức B: ít nhất 1 lần/6 tháng bởi cơ sở cung cấp nước; ít nhất1 lần/6 tháng bởi cơ
quan thẩm quyền.
Mức C: ít nhất1 lần/2 năm bởi cơ sở cung cấp nước; ít nhất1 lần/2 năm bởi cơ quan
thẩm quyền
1.4) CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT
$%&%'&()*
+%&,-%./0 13

 !" #
Các nguồn xả thải đó có thể được chia thành 5 nhóm nguồn (i) Ngành công nghiệp,
tiểu thủ công nghiệp và giao thông vận tải; (ii) Ngành chế biến nông sản, thực phẩm và
nuôi trồng thuỷ sản; (iii) Ngành khai thác khoáng sản và vật liệu xây dựng; (iv) Ngành
Y tế và (v) Ngành thương mại và du lịch.
Bảng 1.2: )@ :2 >>
ST

T
Nhóm nguồn/nguồn Thông số ô nhiễm chính
i.Ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và giao thông vận tải
1.1 Các cơ sở sản xuất thép và cơ khí Kim loại nặng, dầu mỡ khoáng,
tổng chất rắn lơ lửng (TSS), xianua
1.2 Cơ sở sản xuất giấy và bột giấy BOD
5
, COD, TSS, màu, sunfua,
nhiệt độ
1.3 Cơ sở gia công gia công nhựa, phế
liệu
BOD
5
, COD, TSS, tổng nitơ (TN),
tổng photpho (TP), tổng coliform
1.4 Các cơ sở chế biến cao su, mủ cao
su
BOD
5
, COD, TN, mùi, amoni, TSS
1.5 Các cơ sở s/x giày, cao su lưu hoá,
săm lốp ô tô
BOD
5
, COD, TSS
1.6 Các cơ sở chế biến gỗ và sản xuất
hàng mỹ nghệ
COD, BOD
5
, TSS

1.7 Các cơ sở sản xuất gốm sứ

Kim loại nặng, độ đục, nhiệt độ,
TSS, F
-
1.8 Các cơ sở sản xuất điện bằng nhiệt
điện, thuỷ điện
TSS, COD, kim loại nặng
1.9 Các cơ sở sửa chữa ô tô, xe máy BOD
5
, COD, kim loại nặng, dầu
mỡ khoáng, tổng coliform
1.10 Các cơ sở sửa chữa tàu thuỷ BOD
5
, kim loại nặng, dầu, tổng
coliform
1.11 Các Khu công nghiệp, Khu KT-
TM Lao Bảo
BOD
5
, COD, TSS
ii. Ngành chế biến nông sản, thực phẩm và nuôi trồng thuỷ sản
2.1 Các cơ sở chế biến tinh bột sắn BOD
5
, COD, TSS, tổng coliform,
xianua, amoni, clo dư, TN, TP,
sunfua, mùi
2.2 Các cơ sở chế biến cà phê BOD
5
, COD, TSS, coliform

2.3 Các cơ sở giết mổ gia súc, gia cầm BOD
5
, TSS, tổng coliform, độ
màu, mùi, TN, TP
2.4 Các cơ sở, trang trại chăn nuôi tập
trung
BOD
5
, TSS, TN, TP, tổng
coliform, sunfua
2.5 Các cơ sở nuôi trồng và chế biến
thuỷ sản
BOD
5
, COD, TN, TP, TSS, tổng
coliform, amoni, dầu mỡ
$%&%'&()*
+%&,-%./0 14

 !" #
2.6 Các kho chứa hóa chất bảo vệ
thực vật (HCBVTV) chưa được
xử lý
Tổng HCBVTV nhóm clo, phenol
iii. Ngành khai thác khoáng sản và vật liệu xây dựng
3.1 Các cơ sở khai thác vật liệu xây
dựng
Chất rắn lơ lửng, kim loại nặng,
TSS
3.2 Các cơ sở khai thác quặng titan,

khai thác nước ngầm, nước mặt
Kim loại nặng, dầu mỡ khoáng,
TSS, xianua
3.3 Các cơ sở sản xuất gạch, ngói, đá TSS, kim loại nặng
iv. Ngành Y tế
4.1 Bệnh viện đa khoa tỉnh, bệnh viện
đa khoa các huyện và thị xã
BOD
5
, TN, TP, tổng coliform
4.2 Các trạm y tế xã phường. BOD
5
, TN, TP, tổng coliform
v. Ngành thương mại và du lịch
Nhà hàng, khách sạn BOD
5
, TN, TP, tổng coliform,
nhiệt độ
$%&%'&()*
+%&,-%./0 15

 !" #
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT
2.1) CÁC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC MẶT
Thường đó là công trình thu nước sông, được đặt ở đầu nguồn nước, phía trên khu
dân cư và khu công nghiệp theo chiều chảy của sông. Vị trí hợp lý nhất là nơi bờ sông
và lòng sông ổn định có điều kiện địa chất công trình tốt, có đủ độ sâu cần thiết để lấy
nước trực tiếp từ sông không cần phải dẫn đi xa. Thường công trình thu được bố trí ở
phía lõm của bờ sông, tuy nhiên phía lõm thường bị sói lở nên cần phải gia cố bờ.

Các công trình thu nước sông thường chia ra các loại sau đây:
- Công trình thu nước bờ sông.
- Công trình thu nước lòng sông.
- Công trình thu nước hình đấu.
Hình 2.1:)/A =*
$%&%'&()*
+%&,-%./0 16

 !" #
Hình 2.2:)/A 1
2.2) CÁC CÔNG TRÌNH VẬN CHUYỂN NƯỚC MẶT
Các công trình vận chuyển nước thường là các trạm bơm. Gồm trạm bơm cấp I và
trạm bơm cấp II.Trạm bơm cấp I có nhiệm vụ đưa nước thô từ công trình thu lên trạm
xử lý nước. Trạm bơm cấp I thường đặt riêng biệt bên ngoài trạm xử lý nước, có
trường hợp lấy nước từ xa, khoảng cách đến trạm xử lý có thể tới vài kilomet thậm chí
hàng chục kilomet.
Trường hợp sử dụng nguồn nước mặt, trạm bơm cấp I có thể kết hợp với công trình
thu hoặc xây dựng riêng biệt. Công trình thu nước sông hoặc hồ có thể dùng cửa thu
và ống tự chảy, ống xiphông hoặc cá biệt có trường hợp chỉ dùng cửa thu và ống tự
chảy đến trạm xử lý khi mức nước ở nguồn nước cao hơn cao độ ở trạm xử lý. Khi sử
dụng nước ngầm, trạm bơm cấp I thường là các máy bơm chìm có áp lực cao, bơm
nước từ giếng khoan đến trạm xử lý.
2.3) CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT
2.3.1) Phương pháp cơ học
a) 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.
b) Lắng
Bể lắng có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành
quá trình làm trong nước. Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng
ngang, bể lắng đứng, bể lắng lớp mỏng và bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng. Trong bể
lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn
16,3 mm/s. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước lớn hơn 3.000
$%&%'&()*
+%&,-%./0 17

 !" #
m
3
/ngày. Đối với bể lắng đứng, nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới
lên đến vách tràn với vận tốc 0,3-0,5 mm/s. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường
thấp hơn bể lắng ngang từ 10 đến 20%.
 Bể lắng đứng
B C7"59D
Trong bể lắng đứng nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên,
còn các hạt rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên xuống. Khi
xử lý nước không dùng chất keo tụ, các hạt cặn có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ dâng của
dòng nước sẻ lắng xuống được. Còn các hạt có tốc độ rơi nhỏ hơn hoặc bằng tốc độ
dâng của dòng nước sẻ chỉ lơ lửng hoặc bị cuốn theo dòng nước lên phía trên bể.
Khi sử dụng nước có chất keo tụ, tức là trong nước chứa các hạt kết dính, thì ngoài
các hạt cặn có tốc độ rơi ban đầu lớn hơn tốc độ rơi của dòng nước lắng xuống được,
còn các hạt cặn khác cũng lắng xuống được. Tuy nhiên hiệu quả trong lắng đứng
không chỉ phụ thuộc vào chất keo tụ, mà còn phụ thuộc vào sự phân bố đều của dòng
nước đi lên và chiều cao vùng lắng phải đủ lớn thi các hạt cặn mới kết dính với nhau
đươc.
Hình 2.3:-EF94

$%&%'&()*
+%&,-%./0 18

 !" #
Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang thông thường, nhưng khác
với bể lắng ngang là trong vùng lắng của bể lắng lớp mỏng được đặt thêm các bản
vách ngăn bằng thép không gỉ hoặc bằng nhựa. Các bản vách ngăn này nghiêng một
góc 450 ÷ 600 so với mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau.
Do có cấu tạo thêm các bản vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu suất
cao hơn so với bể lắng ngang. Diện tích bể lắng lớp mỏng giảm 5,26 lần so với bể lắng
ngang thuần túy. Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng có ưu điểm là không cần xây dựng
bể phản ứng, bởi vì quá trình phản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong điều kiện keo
tụ tiếp xúc, ngay trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng.
Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn ít diện tích xây dựng hơn. Tuy
nhiên, bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, kỹ thuật vận hành cao. Vận tốc nước đi từ
dưới lên ở vùng lắng nhỏ hơn hoặc bằng 0,85 mm/s và thời gian lưu nước khoảng 1,5
– 2 giờ.
 Bể lắng ngang
Nguyên lý hoạt động
Nước vào hệ thông phân phối các hạt cặn lớn lắng xuống, nước sẻ đi qua vách
hướng dòng ngăn chuyển động rối của nước vào vùng lắng tại đây các hạt cặn nhỏ sẻ
lắng xuống từ từ. Nước trên bề mặt là nước sạch sẻ được thu lại qua ống thu nước bề
mặt
$%&%'&()*
+%&,-%./0 19

 !" #
Hình 2.4:-EF0
 Bể lắng ly tâm
Nguyên lý hoạt động

Nước cần xử lý theo ống trung tâm vào giửa ngăn phân phối, rồi được phân phối
vào vùng lắng. Trong vùng lắng nước chuyển động chậm dần từ tâm bể ra ngoài. Ở
đây cặn được lắng xuống đáy nước trong thì được thu vào máng vòng và theo đường
ống sang bể lọc. Để thu bùn có thiết bị gạt gồm dầm chuyển động theo ray vòng tròn
dầm reo giàn cào bằng thép có các bàn gạt ở phía dưới. nhở những bàn gạt này, cặn
lắng ở đáy được dẩn vào phểu và xã ra ngoài theo ống cặn
Hình 2.5:-EFC#
$%&%'&()*
+%&,-%./0 20

 !" #
c) Lọc
Bể lọc được dùng 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. Sau
một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại, làm tăng tổn thất áp lực, 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. 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 bể lọc T (h).
Để thực hiện quá trình lọc nước có thể sử dụng một số loại bể lọc có nguyên tắc làm
việc, cấu tạo lớp vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau. Thiết bị lọc có thể được
phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo đặc tính như lọc gián đoạn và lọc liên tục;
theo dạng của quá trình như làm đặc và lọc trong; theo áp suất trong quá trình lọc như
lọc chân không (áp suất 0,085 MPa), lọc áp lực (từ 0,3 đến 1,5 MPa) hay lọc dưới áp
suất thủy tĩnh của cột chất lỏng; …Trong các hệ thống xử lý nước công suất lớn không
cần sử dụng các thiết bị lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt.
Vật liệu lọc có thể sử dụng là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi nghiền, thậm chí cả
than nâu hoặc than gỗ. Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều

kiện địa phương.
$%&%'&()*
+%&,-%./0 21

 !" #
Hình 2.6:-EG
Quá trình lọc xảy ra theo những cơ chế sau:
- Sàng lọc để tách các hạt rắn hoàn toàn bằng nguyên lý cơ học;
- Lắng trọng lực;
- Giữ hạt rắn theo quán tính;
- Hấp phụ hóa học; Hấp phụ vật lý;
- Quá trình dính bám;
- Quá trình lắng tạo bông
Thiết bị lọc với lớp hạt có thể được phân loại thành thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc
nhanh, thiết bị lọc hở và thiết bị lọc kín. Chiều cao lớp vật liệu lọc trong thiết bị lọc hở
dao động trong khoảng 1-2 m và trong thiết bị lọc kín từ 0,5 – 1 m.
2.3.2) Phương pháp hóa lý
a) Clo hóa sơ bộ
Clo hóa sơ bộ là quá trình cho clo vào nước trước bể lắng và bể lọc. Clo hóa sơ bộ
có tác dụng tăng thời gian khử trùng khi nguồn nước nhiễm bẩn nặng, oxy hóa sắt hòa
tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo thành các kết tủa tương
ứng, oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu, ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu, phá
hủy tế bào của các vi sinh sản ra chất nhầy nhớt trên mặt bể lọc.
$%&%'&()*
+%&,-%./0 22

 !" #
b) Keo Tụ - Tạo Bông
Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân
tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1 đến 10 m. Các hạt này

không nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách loại. Vì kích thước hạt nhỏ,
tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở
nên rất quan trọng. Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ
do lực hút VanderWaals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự dính kết giữa các hạt
ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra do chuyển
động Brown và do tác động của sự xáo trộn.
Tuy nhiên, trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ
lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tích điện, có thể là điện tích âm hoặc điện
tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các
nhóm hoạt hóa. Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện.
Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình
này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết
với những hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng
xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông. Quá trình thủy phân các chất keo
tụ và tạo thành bông cặn xảy ra theo các giai đoạn sau:
Me
3+
+ HOH = Me(OH)
2+
+ H
+
Me(OH)
2+
+ HOH = Me(OH)
+
+ H
+
+ Me(OH)
+
+ HOH Me(OH

)
3
+ H
+
Me
3+
+ HOH = Me(OH)
3
+ 3H+
Những chất keo tụ thường dùng nhất là các muối sắt và muối nhôm như:Al
2
(SO
4
)
3
,
Al
2
(SO
4
)
2
.18H
2
O, NaAlO
2
, Al
2
(OH)
5

Cl, Kal(SO
4
)
2
.12H
2
O, NH
4
Al(SO
4
)
2
.12H
2
O, FeCl
3
,
Fe
2
(SO
4
)
2
.2H
2
O, Fe
2
(SO
4
)

2
.3H
2
O, Fe
2
(SO
4
)
2.
7H
2
O.
$%&%'&()*
+%&,-%./0 23

 !" #
Hình 2.7:H /AI":25"=
=J?3 B
Trong các loại phèn nhôm, Al
2
(SO
4
)
3
được dùng rộng rãi nhât do có tính hòa tan tốt
trong nước, chi phi thấp và hoạt động có hiệu quả trong khoảng pH = 5,0 – 7,5. Quá
trình điện ly và thủy phân Al
2
(SO
4

)
3
xảy ra như sau:
Al
3+
+ H
2
O = AlOH
2+
+ H
+
AlOH
+
+ H
2
O = Al(OH)
2+
+ H
+
Al(OH)
2+
+ H
2
O = Al(OH)
3
(s) + H
+
Al(OH)
3
+ H

2
O = Al(OH)
4-
+ H
+
Ngoài ra, Al
2
(SO
4
)
3
có thể tác dụng với Ca(HCO
3
)
2
trong nước theo phương trình
phản ứng sau: Al
2
(SO
4
)
3
+ 3Ca(HCO
3
)
2
= Al(OH)
3
+ 3CaSO
4

+ 6CO
2
Trong phần lớn các trường hợp, người ta sử dụng hỗn hợp NaAlO
2
và Al
2
(SO
4
)
3
theo tỷ lệ (10:1) – (20:1).
Phản ứng xảy ra như sau:
6NaAlO
2
+ Al
2
(SO
4
)
3
= 12H
2
O 8Al(OH)
3
+ 2Na
2
SO
4
Việc sử dụng hỗn hợp muối trên cho phép mở rộng khoảng pH tối ưu của môi
trường cũng như tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông.

=K?3 $F
$%&%'&()*
+%&,-%./0 24

 !" #
Các muối sắt được sử dụng làm chất keo tụ có nhiều ưu điểm hơn so với các muối
nhôm do:
- Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp;
- Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn;
- Có thể khử mùi H
2
S.
Tuy nhiên, các muối sắt cũng có nhược điểm là tạo thành phức hòa tan có màu do
phản ứng của ion sắt với các hợp chất hữu cơ. Quá trình keo tụ sử dụng muối sắt xảy
ra do các phản ứng sau:
FeCl
3
+ 3H
2
O Fe(OH)
3
= HCl+Fe
2
(SO
4
)
3
+ 6H
2
O+Fe(OH)

3
+ 3H
2
SO
4
Trong điều kiện kiềm hóa:
2FeCl
3
+ 3Ca(OH)
2
+ Fe(OH)
3
= 3CaCl
2
+FeSO
4
+ 3Ca(OH)
2
2Fe(OH)
3
+ 3CaSO
4
=L?)/8MI"
Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợ
keo tụ (flucculant). Việc sử dụng chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ,
giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo.
Các chất trợ keo tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin
(C
6
H

10
O
5
)
n
, các ete, cellulose, dioxit silic hoạt tính (xSiO
2
.yH
2
O).
Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit (CH
2
CHCONH
2
)
n
. Tùy
thuộc vào các nhóm ion khi phân ly mà các chất trợ đông tụ có điện tích âm hoặc
dương như polyacrylic acid (CH
2
CHCOO)n hoặc polydiallyldimetyl-amon.
$%&%'&()*
+%&,-%./0 25