Tkc q3 chuong 13 he thong xu ly nuoc tho (rev3)

Chương

13
HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THÔ

Tháng 10/2017
Thực hiện:

Nguyễn Quỳnh Như

Kiểm tra:

Nguyễn Văn Toán

Ngày

Ký tên


MỤC LỤC
1.
1.1.
1.2.
1.3.
2.
2.1.
2.2.
3.
3.1.
3.2.
4.

5.

TỔNG QUAN ..............................................................................................................1
Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống ..............................................................................2
Các nguồn nước cấp .....................................................................................................2
Chất lượng nguồn nước ................................................................................................3
TIÊU CHÍ THIẾT KẾ..................................................................................................8
Thông số thiết kế ..........................................................................................................8
Tiêu chuẩn áp dụng ....................................................................................................14
PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ..............................................15
Các phương pháp xử lý nước thơ ...............................................................................15
Phân tích lựa chọn giải pháp kỹ thuật ........................................................................26
PHỤ LỤC ..................................................................................................................44
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BOD

Nhu cầu oxy sinh học

BTCT

Bê tơng cốt thép

COD

Nhu cầu oxy hóa học

CPE

Nhựa Chlorinated Polyethylene

CPVC

Nhựa Chlorinated Polyvinyl Chloride

DO

Oxy hòa tan

EC

Độ dẫn điện

EDI

Điện thẩm tách (Electrodeionization)

EPDM

Ethylene Propylene Terpolymer

FGD

Hệ thống khử lưu huỳnh trong khói thải

FRP

Fiber Reinforced Plastic

GRP

Glass-reinforced plastic

HDPE

High density polyethylene

HVAC

Hệ thống điều hịa khơng khí

MBP

Bộ trao đổi ion hỗn hợp (Mixed Bed Polisher)

MED

Chưng cất đa hiệu ứng

MEF

Chưng cất nhanh nhiều bậc

MF

Tinh lọc (Microfiltration)

NF

Lọc nano (Nanofiltration)

NITRILE

Acrylonitrile-Butadiene Copolymer

PE

Nhựa Polyethylene

PP

Nhựa Polypropylene

PTFE

Polytetrafluoroethylene

PVC

Nhựa Polyvinyl Chloride

PVDF

Nhựa Polyvinyl Fluoride

RO

Lọc thẩm thấu ngược

TDS

Tổng chất rắn hòa tan

TSS

Tổng chất rắn lơ lửng

UF

Siêu lọc (Ultrafiltration)

VITON

Flourocarbon Rubber

1.

TỔNG QUAN

Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 1 / 44

Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

1.1.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống

Để đáp ứng nhu cầu nước bổ sung cho lò hơi thất thốt trong chu trình nhiệt như nước
xả lị, nước rị rỉ…và nước dùng cho các mục đích khác trong nhà máy như nước sinh
hoạt cho công nhân, nước rửa thiết bị, nước chữa cháy, nước cho hệ thống HVAC,
nước rửa kho than…và các nhu cầu nước kỹ thuật khác, các nhà máy nhiệt điện cần
đầu tư thiết kế và xây dựng một hệ thống xử lý nước thô hoặc phải mua nước thủy cục
từ nguồn nước thủy cục của địa phương trong trường hợp đáp ứng được yêu cầu về
công suất và chất lượng. Tính liên tục, ổn định và tin cậy của hệ thống xử lý nước là
một trong những yêu cầu quan trọng nhất để đảm bảo sự vận hành an toàn cho toàn bộ
nhà máy. Trong trường hợp khơng có nguồn nước thủy cục đáp ứng u cầu của nhà
máy, hệ thống xử lý nước thô bắt buộc phải được thiết kế xây dựng mới.Phạm vi thiết
kế của hệ thống xử lý nước thô là từ điểm đấu nối với hệ thống cấp nước thô tại hàng
rào nhà máy cho đến bể chứa nước dịch vụ và sinh hoạt.
Công suất của hệ thống xử lý nước phải đáp ứng các yêu cầu sau:
 Đảm bảo đủ nhu cầu nước trong vận hành cho nhà máy
 Đảm bảo đủ nhu cầu nước sinh hoạt cho công nhân.
Các thiết bị của hệ thống xử lý nước phải được thiết kế sao cho đảm bảo sự vận hành
ổn định và tin cậy trong suốt vòng đời nhà máy.
Tổng nhu cầu nước thô của nhà máy nhiệt điện bao gồm các mục đích sau:
 Nước dùng cho sinh hoạt

 Nước cấp cho hệ thống xử lý nước khử khoáng
 Nước dịch vụ dùng cấp cho các nhu cầu kỹ thuật trong nhà máy như nước rửa sàn,
tưới cây, phun bụi kho than, nước cho hệ thống than, hệ thống xỉ, hệ thống FGD,
nước cho hệ thống HVAC, phun chống bụi bãi xỉ …
1.2.

Các nguồn nước cấp

Để cung cấp nước đầu vào cho hệ thống xử lý nước thơ, có thể khai thác từ các nguồn
nước thiên nhiên như nước mặt, nước ngầm và nước biển. Theo tính chất của nguồn
nước có thể phân ra các loại sau:
1.2.1.

Nước mặt

Nước mặt bao gồm các nguồn nước trong các ao, đầm, hồ chứa, sông, suối… Do kết
hợp từ các dòng chảy trên bề mặt và thường xun tiếp xúc với khơng khí nên các đặc
trưng của nước mặt là:
 Chứa khí hịa tan, đặc biệt là oxy;
 Chứa nhiều chất rắn lơ lửng (đối với nước trong ao, đầm, hồ do xảy ra quá trình
lắng cặn nên chất rắn lơ lửng cịn lại trong nước có nồng độ tương đối thấp và chủ
yếu ở dạng keo);
 Có hàm lượng chất hữu cơ cao;
 Có sự hiện diện của nhiều loại tảo, chứa nhiều vi sinh vật.
1.2.2.

Nước ngầm

Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 2 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Nước ngầm được khai thác từ các tầng chứa nước dưới đất, chất lượng nước ngầm phụ
thuộc vào thành phần khống hóa và cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua.
Nước chảy qua các địa tầng chứa cát và granite thường có tính axit và chứa ít chất
khống.
Nước chảy qua địa tầng chứa đá vơi thì nước thường có độ cứng và độ kiềm
hydrocacbonat khá cao.
Đặc trưng chung của nước ngầm là:






Độ đục thấp;
Nhiệt độ và thành phần hóa học tương đối ổn định;
Khơng có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí như: CO2, H2S…
Chứa nhiều khống chất hịa tan chủ yếu: Fe, Mn, Ca, Mg, F…
Khơng có sự hiện diện của vi sinh vật.

1.2.3.

Nước mưa

Nước mưa có thể được xem như nước cất tự nhiên nhưng không hồn tồn tinh khiết,
bởi vì nước mưa có thể bị ô nhiễm bởi khí, bụi và thậm chí cả vi khuẩn có trong khơng
khí. Khi rơi xuống nước mưa tiếp tục bị ô nhiễm do tiếp xúc với các vật thể khác nhau.
Hơi nước gặp khơng khí chứa nhiều khí NOx hay SOx sẽ tạo nên mưa axit.
1.2.4.

Nước biển

Nước biển thường có độ mặn rất cao (32 – 35 g/l). Hàm lượng muối trong nước biển
thay đổi tuỳ theo vị trí địa lý như: cửa sơng, gần bờ hay xa bờ, ngồi ra trong nước
biển thường có nhiều chất lơ lửng, càng gần bờ nồng độ càng tăng, chủ yếu là các
phiêu sinh động thực vật.
1.3.
1.3.1.

Chất lượng nguồn nước
Các chỉ tiêu vật lý

Nhiệt độ (oC):
Nhiệt độ của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến q trình xử lí nước. Sự thay đổi nhiệt
độ của nước phụ thuộc vào từng loại nguồn nước. Nhiệt độ của nguồn nước mặt dao
động rất lớn phụ thuộc vào thời tiết và độ sâu nguồn nước. Nước ngầm có nhiệt độ
tương đối ổn định (từ 17  27oC).
Độ màu (Pt-Co):
Độ màu gây ra bởi các hợp chất hữu cơ, hợp chất keo sắt, nước thải công nghiệp hoặc
do sự phát triển của rong tảo. Nước thiên nhiên thường có độ màu thấp hơn 200 Pt –
Co. Độ màu được xác định theo phương pháp so màu với thang màu Cobalt.
Độ đục (NTU):

Độ đục do các vật lạ có trong nước như các chất huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi
sinh vật… Nước cấp cho ăn uống thường có độ đục khơng vượt q 5NTU. Hàm
lượng chất rắn lơ lửng cũng là một đại lượng tương quan đến độ đục của nước.
Hàm lượng cặn không tan (mg/l):
Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 3 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Hàm lượng cặn không tan (TSS) do cát mịn, các hạt cát, sét, bùn bị dịng nước xói rửa
mang theo và các chất hữu cơ nguồn gốc động thực vật mục nát hòa trong nước gây ra.
Hàm lượng cặn dao động theo mùa, mùa khô nhỏ, mùa lũ lớn. Hàm lượng cặn là một
trong những chỉ tiêu cơ bản để chọn biện pháp xử lí đối với các nguồn nước mặt. Hàm
lượng cặn của nước nguồn càng cao thì việc xử lí càng tốn kém và phức tạp.
Mùi và vị của nước:
Nước có mùi là do trong nước có các chất khí, các muối khống hồ tan, các hợp chất
hữu cơ và vi trùng, nước thải công nghiệp chảy vào, các hố chất hồ tan, …
Nước có thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi cỏ lá, mùi Chlor, mùi Phenol, … vị
mặn, vị chua, vị chát, vị đắng, …
1.3.2.

Các chỉ tiêu hoá học

pH:

pH đặc trưng bởi nồng độ ion H+ trong nước (pH = -lg[H+]). Tính chất của nước được
xác định theo các giá trị khác nhau của pH. pH = 7: nước có tính trung tính, pH < 7:
nước mang tính axit, pH > 7: nước có tính kiềm.
Độ cứng (mgCaCO3/l)
Độ cứng là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước. Có 3
loại khái niệm độ cứng: độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+
có trong nước; độ cứng tạm thời biểu thị tổng hàm lượng muối CO32- và HCO3- của Ca
và Mg có trong nước; độ cứng vĩnh cửu biểu thị tổng hàm lượng các muối còn lại của
Ca và Mg trong nước. Nước mềm có độ cứng <50mgCaCO3/l, nước trung bình: 50 –
150 mgCaCO3/l, nước cứng: 150 – 300 mgCaCO3/l, nước rất cứng > 300 mgCaCO3/l.
Độ cứng toàn phần là tổng của hai loại độ cứng trên. Độ cứng có thể đo bằng độ Đức,
kí hiệu là odH, 1odH bằng 10mgCaO hoặc 7,14 mgMgO có trong 1 lít nước, hoặc có
thể đo bằng mgđl/l. Trong đó 1 mgđl/l = 2,8odH. Nước có độ cứng cao gây trở ngại
cho sinh hoạt và sản xuất, gây đóng cặn nồi hơi…
Độ kiềm (mgCaCO3/l):
Độ kiềm tồn phần là tổng hàm lượng của các ion HCO3-, OH- và anion của các muối
của các axit yếu. Người ta còn phân biệt độ kiềm riêng phần như: độ kiềm bicarbonat
hay độ kiềm hydrat. Độ kiềm của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ và hiệu quả
xử lí nước. Vì thế trong một số trường hợp nước nguồn có độ kiềm thấp, cần thiết phải
bổ sung hố chất để kiềm hố nước.
Độ Oxy hóa (mg/lO2 hay KMnO4):
Độ Oxy hịa tan là lượng Oxy cần thiết để oxy hóa hết các hợp chất hữu cơ có trong
nước (COD). Chỉ tiêu oxy hoá là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của
nguồn nước. Độ oxy hoá của nguồn nước càng cao, chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn càng
nặng.
Fe (mg/l):
Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dạng Fe2+, kết hợp với các gốc HCO3-, SO42-, Cl-,
đôi khi tồn tại dưới dạng keo của axit humic hay keo silic. Khi tiếp xúc với oxy hoặc
tác nhân oxy hoá, ion Fe2+ bị oxy hóa thành Fe3+ và kết tủa thành bơng cặn Fe(OH)3 có
màu nâu đỏ. Nước mặt thường chứa Fe3+, tồn tại dạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù,

Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 4 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

thường có hàm lượng khơng cao và có thể khử sắt kết hợp với công nghệ khử đục.
Việc tiến hành khử sắt chủ yếu đối với các nguồn nước ngầm. Khi trong nước có hàm
lượng sắt > 0,5 mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, gây cáu cặn, làm giảm tiết diện vận
chuyển nước của đường ống.
Mn (mg/l):
Mangan thường được gặp trong nước nguồn ở dạng Mn2+, nhưng với hàm lượng nhỏ
hơn sắt rất nhiều. Tuy vậy với hàm lượng Mn > 0,05 mg/l đã gây ra các tác hại cho
việc sử dụng và vận chuyển nước như sắt. Công nghệ khử mangan thường kết hợp với
khử sắt trong nước.
Các hợp chất của axit nitric (mg/l):
Thường gặp trong nước thiên nhiên dưới dạng nitrit (NO2-), nitrat (NO3-) và amoniac
(NH3). Các hợp chất chứa nitơ có trong nước chứng tỏ đã bị nhiễm bẩn bởi nước thải
sinh hoạt. Khi bị nhiễm bẩn trong nước có cả NO2-, NO3- và cả NH4+. Sau một thời
gian, NH4+ và NO2- bị oxy hố thành NO3-. Việc sử dụng loại phân bón nhân tạo cũng
làm tăng hàm lượng amoniac trong nước thiên nhiên.
Hàm lượng SO42- và Cl- (mg/l):
Tồn tại trong nước thiên nhiên dưới dạng các muối Na, Ca, Mg và axit H2SO4, HCl.
Hàm lượng ion Cl- có trong nước (> 250 mg/l) làm cho nước có vị mặn. Các nguồn
nước ngầm có hàm lượng Cl- lên tới 500 ÷ 1000 mg/l có thể gây bệnh thận. Nước có

hàm lượng SO42- cao (> 250 mg/l) có tính độc hại cho sức khoẻ con người. Lượng
Na2SO4 có trong nước cao có tính xâm thực đối với bêtông và ximăng pooclăng.
I và F (mg/l):
Thường gặp trong nước dưới dạng ion và chúng có ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ
con người. Hàm lượng Flour có trong nước ăn uống nhỏ hơn 0,7 mg/l dễ gây bệnh đau
răng, lớn hơn 1,5 mg/l sinh hỏng men răng. Ở những vùng thiếu iốt thường xuất hiện
bệnh bướu cổ, ngược lại nếu nhiều iốt quá cũng gây tác hại cho sức khoẻ.
Các chất khí hồ tan (mg/l)
Các chất khí hoà O2, CO2, H2S trong nước thiên nhiên dao động rất lớn. Khí H2S là sản
phẩm của q trình phân huỷ các chất hữu cơ, phân rác. Khi trong nước có H2S làm
nước có mùi trứng thối khó chịu và ăn mịn kim loại. Hàm lượng O2 hồ tan trong
nước phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, đặc tính của nguồn nước. Các nguồn nước mặt
thường có hàm lượng oxy hồ tan cao do có bề mặt thống tiếp xúc trực tiếp với khơng
khí. Nước ngầm có hàm lượng oxy hồ tan rất thấp hoặc khơng có, do các phản ứng
oxy hố khử xảy ra trong lịng đất đã tiêu hao hết oxy.
Khí CO2 hồ tan đóng vai trị quyết định trong sự ổn định của nước thiên nhiên. Trong
kỹ thuật xử lý nước, sự ổn định của nước có vai trò rất quan trọng. Việc đánh giá độ ổn
định nước được thực hiện bằng cách xác định hàm lượng CO2 cân bằng và CO2 tự do.
Lượng CO2 cân bằng là lượng CO2 đúng bằng lượng ion HCO3- cùng tồn tại trong
nước. Nếu trong nước có lượng CO2 hồ tan vượt quá lượng CO2 cân bằng, thì nước
mất ổn định và sẽ gây ăn mịn bêtơng.
1.3.3.

Chỉ tiêu vi sinh

Trong nước thiên nhiên có rất nhiều loại vi trùng và siêu vi trùng, trong đó có các loại
vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm đó là: kiết lị, thương hàn, dịch tả, bại liệt, … Việc xác
Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 5 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

định sự có mặt của các vi trùng gây bệnh này thường rất khó khăn và mất nhiều thời
gian do sự đa dạng về chủng loại. Vì vậy trong thực tế, người ta áp dụng phương pháp
xác định chỉ số vi khuẩn đặc trưng, đó là loại vi khuẩn đường ruột Coli. Bản thân vi
khuẩn Coli là vô hại, song sự có mặt của Coli chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn
phân rác và có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh. Số lượng vi khuẩn Coli
tương ứng với số lượng vi trùng có trong nước. Đặc tính của vi khuẩn Coli là có khả
năng tồn tại cao hơn các loại vi trùng gây bệnh khác. Do đó sau khi xử lý, nếu trong
nước khơng cịn phát hiện thấy Coli chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu
diệt.
Mặt khác việc xác định vi khuẩn Coli đơn giản và nhanh chóng. Nên chúng được chọn
làm vi khuẩn đặc trưng để xác định mức độ nhiễm vi trùng gây bệnh trong nước.
Ngoài ra trong một số trường hợp, người ta xác định số lượng vi khuẩn kị khí để tham
khảo thêm trong việc đánh giá mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước.
Chất lượng nước đầu vào tùy thuộc vào nguồn nước sử dụng và ảnh hưởng rất lớn đến
công nghệ áp dụng cho hệ thống xử lý. Dựa vào chất lượng nước đầu vào, công nghệ
xử lý nước thô sẽ được lựa chọn để tối ưu về giải pháp kỹ thuật cũng như giá thành hệ
thống. Nước thô sẽ được lấy mẫu và phân tích các thơng số sau để đánh giá chất lượng
nước đầu vào:

Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 6 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Bảng 1.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Các thông số đánh giá chất lượng nước đầu vào nước thô

STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

TCVN 5502:2003
Nước cấp sinh hoạt – Yêu
cầu chất lượng

-

6 – 8,5

01

pH

02

CO32-

mg/L

03

HCO3-

mg/L

04

DO

mgO2/L

≥6

05

TDS

mg/L

1000

06

COD

mg/L

15

07

BOD5

mg/L

6

08

TSS

mg/L

30

09

Độ đục

NTU

5

10

Độ kiềm tổng

mgCaCO3/L

11

Độ cứng tổng

mgCaCO3/L

12

Độ cứng Carbonat

mgCaCO3/L

13

EC

µS/cm

14

F-

mg/L

0,7 – 1,5

15

N - NH4+

mg/L

3

16

S2-

mg/L

17

P - PO43-

mg/L

18

SO42-

mg/L

19

N - NO3-

mg/L

10

20

N - NO2-

mg/L

1,0

21

Cl-

mg/L

250

22

Ca

mg/L

23

Mg

mg/L

24

Ba

mg/L

25

Na

mg/L

Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

300

Trang 7 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

STT

Chỉ tiêu

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Đơn vị

TCVN 5502:2003
Nước cấp sinh hoạt – Yêu
cầu chất lượng

26

K

mg/L

27

Fe2+

mg/L

28

Fe3+

mg/L

29

Al

mg/L

0,5

30

Cu

mg/L

1,0

31

Mn

mg/L

0,5

32

Cr

mg/L

0,05

33

Pb

mg/L

0,01

34

Se

mg/L

35

As

mg/L

0,01

36

Zn

mg/L

3,0

37

Dầu tổng

mg/L

38

CO2 tự do

mg/L

39

Si

mg/L

40

Si hoạt hóa

mg/L

41

Br

mg/L

42

I

mg/L

43

Coliforms

MPN/100mL

2,2

44

Escherichia Coli

MPN/100mL

0

2.

0,5 (Fe tổng số)

TIÊU CHÍ THIẾT KẾ

2.1.
2.1.1.

Thơng số thiết kế
Thơng số đầu vào

Thông số đầu vào của hệ thống xử lý nước thô là các chỉ tiêu chất lượng nước của
nguồn nước được sử dụng cho nhà máy. Thông thường, chất lượng nước sẽ dao động
theo mùa (đặc biệt là nước sông), do đó cần tiến hành lấy mẫu và phân tích chất lượng
nguồn nước trong thời gian dài và khuyến nghị phân tích liên tục trong 12 tháng (có
thể xem xét ít nhất là mỗi lần vào 1 mùa); chuỗi thời gian phân tích càng dài thì thơng
Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 8 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

số đầu vào càng đáng tin cậy. Những yếu tố đầu vào bất lợi nhất sẽ được đưa vào khi
tính tốn thiết kế, giúp tránh được những sự cố trong quá trình vận hành hệ thống.
Chất lượng nước đầu vào của các nguồn nước điển hình được trình bày ở bảng bên
dưới.
Bảng 2.

Chất lượng nước đầu vào từ nguồn nước hồ

STT

Thông số

Đơn vị

Giá trị

1.

Tổng chất rắn (TS)

mg/L

208

2.

Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)

mg/L

45

3.

Tổng chất rắn hòa tan (TDS)

mg/L

163

4.

Hàm lượng cát

mg/L

13

5.

pH

6.

CO2 tự do

mg/L

3,52

7.

Oxy hòa tan

mg/L

7,5

8.

Độ kiềm tổng (theoCaCO3)

mmol/L CaCO3

0,5

9.

Độ cứng tổng

mmol/L CaCO3

0,3

10.

Độ cứng carbonat

mmol/L CaCO3

0,16

11.

Độ cứng phi carbonat

mmol/L CaCO3

0,14

12.

Ca2+

mg/L

7,01

13.

Mg2+

mg/L

3,04

14.

Na+

mg/L

22,4

15.

K+

mg/L

4,18

16.

HCO3-

mg/L

61,2

17.

Cl2

18.
19.
20.

7,14

mg/L

0,28

3-

mg/L

7,2

NO3

-

mg/L

1,58

NO2

-

mg/L

0,02

SO4

2+

3+

21.

Fe (Fe , Fe )

mg/L

0,65

22.

NH4+

mg/L

0,03

23.

S2-

mg/L

0,7

24.

COD

mg/L

4

25.

Tổng silica

mg/L

36,41

26.

Silica hoạt tính

mg/L

33,11

27.

Silica huyền phù

mg/L

3,3

28.

Cl-

mg/L

23,04

29.

Fe2+

mg/L

0,01

Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 9 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

STT

Thơng số

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Đơn vị

Giá trị

30.

Fe3+

mg/L

0,61

31.

Độ dẫn điện

μg/cm

159

Nguồn: Dự án NMĐ Vĩnh Tân 4 mở rộng
Bảng 3.

Chất lượng nước đầu vào từ nguồn nước biển

STT

Thông số

Đơn vị

Giá trị

1.

Tổng chất rắn (TS)

mg/L

35020

2.

Chất rắn lơ lửng (TSS)

mg/L

10

3.

Chất rắn hòa tan (TDS)

mg/L

34820

4.

pH

5.

CO2 tự do

mg/L

0,00

6.

Oxy hòa tan (DO)

mg/L

6,50

7.

Độ kiềm tổng (theo CaCO3)

mmol/L

1,20

8.

Độ kiềm phenolphalein

mmol/L

61,84

9.

Độ cứng tổng

mmol/L

62,50

10.

Độ cứng carbonat

mmol/L

0,67

11.

Ca2+

mg/L

350,70

12.

Mg2+

mg/L

1307,20

13.

Na+

mg/L

10605,00

14.

K+

mg/L

431,66

15.

Fe2+

mg/L

0,00

16.

Fe3+

mg/L

0,01

17.

NH4+

mg/L

0,00

18.

COD

mg/L

20

19.

Tổng silica

mg/L

2,96

20.

Silica hoạt tính

mg/L

0,00

21.

HCO3-

mg/L

134,24

22.

Cl-

mg/L

<0,01

Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

8,34

Trang 10 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

STT

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Thông số

Đơn vị

Giá trị

23.

SO42-

mg/L

2965,85

24.

NO3-

mg/L

0,11

25.

NO2-

mg/L

0,02

26.

PO43-

mg/L

0,01

27.

S2-

mg/L

0,00

28.

F-

mg/L

0,43

29.

Br-

mg/L

64,5

30.

I2

mg/L

<0,3

31.

Cu

mg/L

0,004

32.

Mn

mg/L

0,02

33.

Cr

mg/L

<0,001

34.

Pb

mg/L

<0,001

35.

Se

mg/L

<0,001

36.

As

mg/L

<0,001

37.

Dầu

mg/L

1,20

38.

Độ dẫn điện

μg/cm

50500

Nguồn: Dự án NMĐ Vĩnh Tân 4 mở rộng
2.1.2.

Yêu cầu đầu ra

1. Chất lượng nước dịch vụ
Yêu cầu chất lượng nước đầu ra phụ thuộc vào mục đích cấp nước dịch vụ. Yêu cầu
này do các hộ tiêu thu phía sau quyết định (như nước cho HVAC, tháp làm mát, nước
cho hệ thống châm hóa chất…). Yêu cầu chất lượng nước dịch vụ điển hình được trình
bày ở bảng dưới.
Bảng 4.

Yêu cầu chất lượng nước dịch vụ
Thông số

STT

Đơn vị

Giá trị

1.

pH

2.

Tổng chất rắn lơ lửng

mg/l

<10

3.

Độ đục

NTU

<2

Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

6,5 ~ 8,5

Trang 11 / 44

Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Thông số

STT

Đơn vị

Giá trị

4.

Chất hữu cơ

5.

Hàm lượng Silica

ppm

<10

6.

Tổng chất rắn hịa tan

mg/L

<350

Khơng

Nguồn: Dự án NMĐ Vĩnh Tân 4 mở rộng
2. Chất lượng nước sinh hoạt
Yêu cầu chất lượng nước sinh hoạt cần tuân theo QCVN 02: 2009/BYT: Quy chuẩn kỹ
thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt.
Bảng 5.

Yêu cầu chất lượng nước sinh hoạt
Thông số

STT

Đơn vị

Giá trị

1.

Màu sắc

2.

Mùi vị

-

Khơng có
mùi lạ

3.

Độ đục

NTU

<5

4.

Clo dư

5.

pH

ppm

6-8,5

6.

NH4+

mg/L

<3

7.

Fe2+ + Fe3+

mg/l

<0,5

8.

Chỉ số Penmanganat

mg/l

<4

9.

Độ cứng (theo CaCO3)

mg/l

<350

10. Cl-

mg/l

<300

11. F-

mg/l

<300

12. As

mg/l

<0,01

Vi khuẩn/l00ml

<50

mg/l

0

13. Tổng Coliform

TCU

15

0,3 – 0,5

14. E.Coli hoặc Coliform chịu
nhiệt

3. Chất lượng nước uống
Yêu cầu chất lượng nước uống cần tuân theo QCVN 01: 2009/BYT: Quy chuẩn kỹ
thuật Quốc gia về chất lượng nước uống.
Bảng 6.

Yêu cầu chất lượng nước uống

Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 12 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Thơng số

STT

Đơn vị

Giá trị

1.

Màu sắc

2.

Mùi vị

-

Khơng có
mùi lạ

3.

Độ đục

NTU

<2

4.

Clo dư

5.

pH

ppm

6,5-8,5

6.

NH4+

mg/L

<3

7.

Fe2+ + Fe3+

mg/l

<0,3

8.

Chỉ số Penmanganat

mg/l

<2

9.

Độ cứng (theo CaCO3)

mg/l

<300

10. Tổng chất rắn hòa tan

mg/l

<1000

11. Al

mg/l

<0,2

12. Antimon

mg/l

<0,005

13. As

mg/l

<0,01

14. Ba

mg/l

<0,7

15. B

mg/l

<0,3

16. Cd

mg/l

<0,003

17. Cl-

mg/l

<250

18. Cr

mg/l

<0,05

19. Cu

mg/l

<1

20. CN

mg/l

<0,07

21. F

mg/l

<1,5

22. H2S

mg/l

<0,05

Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

TCU

15

0,3 – 0,5

Trang 13 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thơng số

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Đơn vị

Giá trị

23. Pb

mg/l

<0,01

24. Mn

mg/l

<0,3

25. Hg

mg/l

<0,001

26. Mo

mg/l

<0,07

27. Ni

mg/l

<0,02

28. NO3-

mg/l

<50

29. NO2-

mg/l

<3

30. Se

mg/l

<0,01

31. Na

mg/l

<200

32. SO42-

mg/l

<250

33. Zn

mg/l

<3

34. Tổng hoạt độ α

mg/l

<0,07

35. Tổng hoạt độ β

mg/l

<0,07

36. Coliform tổng số

Vi khuẩn/100ml

0

37. E.Coli hoặc Coliform chịu
nhiệt

Vi khuẩn/100ml

0

STT

2.2.
2.2.1.

Tiêu chuẩn áp dụng
Tiêu chuẩn Việt Nam

Hệ thống xử lý nước của nhà máy nhiệt điện được thiết kế tuân thủ theo các tiêu
chuẩn/quy chuẩn Việt Nam như sau:
 TCVN 5502 – 2003: Nước cấp sinh hoạt – Yêu cầu chất lượng
 TCXDVN 33:2006: Nước cấp – Mạng lưới đường ống và cơng trình – Tiêu chuẩn
thiết kế
Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô

Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 14 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

 TCVN 4513: 1988: Cấp nước bên trong – Tiêu chuẩn thiết kế
 QCVN 02: 2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt
 QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống
2.2.2.

Tiêu chuẩn Quốc tế

 API 12R1: Recommended Practice for Setting, Maintenance, Inspection, Operation,
and Repair of Tanks in production service.
 American Society of Mechanical Engineers (ASME)
 American National Standards Institute (ANSI)
 Applicable British Standards Institute (BS)
 American Petroleum Standards (API)
 Japan Society of Civil Engineering (JSCE), etc.
3.

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

3.1.

Các phương pháp xử lý nước thô

Nước trong thiên nhiên được dùng làm các nguồn nước cung cấp cho ăn uống sinh
hoạt và công nghiệp có chất lượng khác nhau. Đối với các nguồn nước mặt thường có
độ đục, độ màu và hàm lượng vi trùng cao. Hầu hết các nguồn nước thiên nhiên đều
không đáp ứng được yêu cầu về mặt chất lượng cho các đối tượng dùng nước. Chính
vì vậy, trước khi đưa nước vào sử dụng cần phải tiến hành xử lý.
Các nguồn nước mặt và nước ngầm dùng làm nước cấp được chia thành ba loại theo
các chỉ tiêu chất lượng của nước thơ như sau:
 Nước thơ có các chỉ tiêu chất lượng tốt (tương đương cột A1 trong QCVN
08:2015): được áp dụng các qui trình xử lý đơn giản như lọc trực tiếp rồi cấp cho
nước dịch vụ, khử trùng sau đó cấp cho mục đích sinh hoạt.
 Nước thơ có các chỉ tiêu chất lượng trung bình: được áp dụng các qui trình xử lý
truyền thống như keo tụ, tạo bông, lắng, lọc, khử trùng rồi cấp cho các hộ tiêu thụ.
 Nước thơ có các chỉ tiêu chất lượng xấu phải áp dụng các qui trình xử lý đặc biệt:
khử H2S, khử mangan, làm mềm, khử màu, khử mùi… Nước thơ có các chỉ tiêu hóa
học và sinh học quá cao không nên dùng làm nguồn cấp nước vì có chứa những chất
khơng có khả năng xử lý hoặc chi phí xử lý tốn kém, khơng kinh tế.
3.1.1.

Các biện pháp xử lí cơ bản

- Cơ học: Dùng các cơng trình và thiết bị để làm sạch nước như song chắn rác,
lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc.
- Hóa học: Dùng các hố chất cho vào nước để xử lí nước như phèn làm chất
keo tụ, dùng vơi để kiềm hóa nước, cho Clo vào nước để khử trùng.
- Lý học: Dùng các tia vật lí để khử trùng nước như tia tử ngoại, sóng siêu âm.
điện phân nước biển để khử muối. Khử khí CO2 hịa tan trong nước bằng
phương pháp làm thoáng.
Trong ba biện pháp xử lí nêu ra trên đây thì biện pháp cơ học là biện pháp xử lí nước

cơ bản nhất. Có thể dùng biện pháp cơ học để xử lí nước một cách độc lập hoặc kết
Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 15 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

hợp với các biện pháp hoá học và lý học để rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả xử
lí nước. Trong thực tế để đạt được mục đích xử lí một nguồn nước nào đó một cách
kinh tế và hiệu quả nhất phải thực hiện quá trình xử lí bằng việc kết hợp của nhiều
phương pháp. Cách phân chia các biện pháp như trên chỉ là tương đối, bản thân biện
pháp xử lí này lại mang cả tính chất của biện pháp xử lí khác.
Trong cơng trình xử lí nước mặt sử dụng chủ yếu là các q trình làm trong nước như
keo tụ, tạo bơng, lắng, lọc và khử trùng. Đối với nước ngầm, còn có thêm q trình
khử sắt và mangan. Ngồi ra, đối với nguồn nước nhiễm mặn hoặc nước biển cần có
các quá trình khử muối bằng phương pháp lọc thẩm thấu ngược, trao đổi ion hoặc
chưng cất.
Bảng 7.

Phương pháp xử lý các chất ơ nhiễm trong nước

Chất ơ
nhiễm

Cơng thức hóa

học

Độ đục

-

Phương pháp xử lý

Ảnh hưởng đến cảm quan của người
Keo tụ, lắng và lọc
sử dụng, tích tụ trong đường ống…
Có thể tạo bọt trong lò hơi, gây trở
Keo tụ và lọc. Clo
ngại cho các phương pháp khử sắt
hóa. Hấp phụ bằng
và làm mềm nước, tạo vết ố trên sản
than hoạt tính.
phẩm trong quá trình sử dụng.

Độ màu

Độ cứng

Tác hại

mềm.
Các muối của Ca Là tác nhân chính gây cáu cặn ở các Làm
khống.
và Mg (biểu diễn thiết bị trao đổi nhiệt, lị hơi, đường
dưới dạng mg/l ống.

CaCO3)

Khử

Độ kiềm

Bicarbonate
HCO3– ,
carbonate CO32and hydroxide
OH– (biểu diễn
dưới dạng mg/l
CaCO3)

Tạo bọt, cuốn theo các chất rắn với
hơi, làm giòn thép lò hơi, ion
bicarbonate và carbonate sinh ra
CO2 trong dòng hơi, là nguồn gốc
ăn mòn ống dẫn nước ngưng.

Làm mềm bằng vơi
hoặc soda vơi. Khử
khống. Khử kiềm
bằng trao đổi ion.

Acid
khống tự
do

H2SO4,
HCl…(biểu diễn

dưới dạng
CaCO3)

Ăn mịn.

Trung hịa bằng kiềm.

Carbon
dioxide

CO2

Ăn mịn đường ống nước, ống hơi Làm thống. Khử khí.
và ống dẫn nước ngưng.
Trung hòa bằng kiềm.

pH

Nồng độ ion H+
được xác định
pH = -log [H+]

Giá trị pH thay đổi theo các chất rắn
Tăng và giảm pH
mang tính acid và bazo có trong
bằng cách thêm kiềm
nước, pH trong nước tự nhiên dao
hoặc acid.
động 6-8.

Sulfate

SO42–

Tăng độ acid trong nước, kết hợp
Khử khoáng
với Ca hình thành cặn Canxi sulfate.

Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 16 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Chất ơ
nhiễm

Cơng thức hóa
học

Chloride

Cl–

Tăng độ acid và tính ăn mịn của

Khử khống
nước.

Nitrate

NO3–

Tăng độ acid, có ích trong việc kiểm
sốt tính giịn của kim loại trong lị Khử khống
hơi.

SiO2

Q trình khử nóng
Đóng cặn trong lị hơi và hệ thống
với muối Magie. Hấp
nước làm mát. Tạo kết tủa không
phụ bởi các anion
hòa tan trên cánh tuabin do bay hơi
bazo mạnh trong khử
silica.
khoáng.

Iron

Fe2+ (ferrous)
Fe3+ (ferric)

Làm thoáng. Keo tụ
và lọc. Làm mềm

Tạo độ màu cho nước khi lắng đọng.
bằng vôi. Trao đổi
Là nguồn gốc gây kết tủa trong
ion. Lọc tiếp xúc.
đường ống nước, lò hơi.
Dùng chất hoạt động
bề mặt để cố định sắt.

Mangan

Mn2+

Oxy

O2

Ăn mịn đường ống nước, thiết bị Khử khí. Na2SO3.
trao đổi nhiệt, lò hơi, ống hồi…
chất chống ăn mòn.

Hydrogen
Sulfide

H2S

Gây mùi trứng thối. Ăn mòn.

Ammonia

NH3

Ăn mòn hợp kim đồng và kẽm do Trao đổi ion. Clo hóa.
hình thành ion phức hịa tan.
Khử khí.

Chất rắn
hịa tan
(DS)

-

Chất rắn hịa tan được xác định bằng Dùng các quá trình
tổng các chất rắn bay hơi. Nồng độ làm mềm, trao đổi ion
DS cao gây tạo bọt trong lị hơi.
bằng. Khử khống.

-

Chất rắn lơ lửng là các chất rắn
khơng hịa tan trong nước, tích tụ Keo tụ, lắng, lọc.
trong các thiết bị trao đổi nhiệt,
đường ống…

Silica

Chất rắn lơ
lửng (SS)

Tổng chất
rắn (TS)

Tác hại

Như sắt

Phương pháp xử lý

Như sắt

Làm thống. Clo hóa.
Trao đổi anion bazo
mạnh.

Xem phương pháp xử
Bao gồm cả các chất rắn lơ lửng và lý của chất rắn lơ
hòa tan trong nước
lửng và chất rắn hòa
tan.

Các q trình chính trong các hệ thống xử lý nước thơ gồm có:
4. Bể chứa và lắng sơ bộ
Chức năng của bể chứa và lắng sơ bộ nước thô 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 phản ứng oxi hóa do tác dụng của oxi hòa tan trong
Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 17 / 44

Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

nước và làm nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn vào và lưu lượng
tiêu thụ do trạm bơm nước thô cấp cho nhà máy xử lý nước.
5. Song chắn và lưới chắn
Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn nước vào cơng 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 cơng trình xử lý.
6. Bể lắng cát
Ở các nguồn nước mặt có độ đục  250mg/l, sau lưới chắn các hạt cặn lơ lửng vơ cơ
có kích thước nhỏ, tỉ 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 có kích thước lớn hơn
hoặc bằng 0,2mm và tỉ trọng  2,6 để loại trừ hiện tượng bào mòn các cơ cấu chuyển
động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể tạo bơng và bể lắng.
7. Q trình keo tụ - tạo bông
Trong nước tự nhiên thường chứa các hạt cặn. Công nghệ xử lý nước như lắng lọc có
thể loại bỏ được các cặn có kích thước lớn hơn 10-4mm. Cịn các hạt có kích thước nhỏ
hơn 10-4 mm không thể tự lắng được. Phải dùng biện pháp xử lý cơ học kết hợp với
biện pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lý các chất phản ứng, để tạo ra các hạt
keo có khả năng dính kết lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng có trong nước,
tạo thành các bơng cặn lớn hơn có thể lắng được.
Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ là nhiệt độ, thành phần ion trong nước, các hợp
chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, mơi trường phản ứng…
Hóa chất sử dụng trong q trình keo tụ:
Phèn nhơm Al2(SO4).18H2O, thành phần 9 – 17% Al2O3 dạng tinh thể hoặc lỏng, có
màu trắng;

Phèn sắt FeSO4.7H2O (thường dùng loại phèn này khi cần kết hợp với làm mềm nước)
hay Fe2(SO4)3.9H2O, có màu xanh hoặc trắng.
Có thể dùng kết hợp cả phèn sắt và phèn nhôm (gọi là kết tủa hỗn hợp). Tỉ lệ hỗn hợp
giữa phèn sắt và phèn nhôm tương ứng là 1:1 hoặc 2:1.
8. Quá trình lắng
Lắng nước là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hồn thành
q trình làm trong nước bằng các biện pháp sau:

- Lắng trọng lực trong các bể lắng, khi đó các hạt cặn có tỉ trọng lớn hơn nước
ở chế độ thủy lực thích hợp sẽ lắng xuống đáy bể.

- Lắng bằng lực li tâm tác dụng vào hạt cặn, trong các bể lắng li tâm và xyclon
thủy lực.

- Bằng lực đẩy nổi do các bọt khí dính bám vào hạt cặn ở các bể tuyển nổi.
Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 18 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

- Cùng với việc lắng cặn quá trình lắng cịn làm giảm được 90 – 95% vi trùng
có trong nước do vi trùng bám vào thành phần cặn lơ lửng.
Theo phương chuyển động của dòng nước qua bể, người ta chia ra thành các loại bể
lắng sau:

- Bể lắng ngang: nước chuyển động theo chiều ngang từ đầu bể đến cuối bể;
- Bể lắng đứng: nước chuyển động theo chiều đứng từ dưới lên trên;
- Bể lắng li tâm: nước chuyển động từ trung tâm bể ra phía ngồi;
9. Q trình lọc
Q trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc 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. Q trình lọc
nước được đặc trưng bởi hai thơng số cơ bản là: tốc độ lọc và chu kỳ lọc. Công nghệ
lọc hiện nay rất phong phú:

- Phân loại theo áp lực: lọc áp lực và lọc trọng lực;
- Phân loại theo vật liệu lọc: lọc cát, lọc nổi, lọc qua lớp vật liệu đặc biệt…
- Phân loại theo tốc độ lọc: lọc nhanh và lọc chậm.
Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình lọc:

- Kích thước hạt lọc và sự phân bố các cỡ hạt trong lớp vật liệu lọc;
- Kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng, nồng độ và khả năng dính kết của
cặn bẩn lơ lửng trong nước xử lý;

- Tốc độ lọc, chiều cao lớp lọc, thành phần của lớp vật liệu lọc và độ chênh áp
lực dành cho tổn thất của một chu kì lọc;

- Nhiệt độ và độ nhớt của nước.
10. Lọc than hoạt tính
Than hoạt tính có khả năng hấp phụ các chất hữu cơ, Clo dư, chất gây mùi và màu
trong nước. Để khử mùi và màu trong nước có thể dùng hai phương pháp:

- Đưa nước sau xử lý theo dây chuyền công nghệ truyền thống vào lọc trực
tiếp trong bể lọc than hoạt tính. Thường được ưu tiên áp dụng.

Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 19 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

- Cho than hoạt tính dạng bột vào bể trộn để hấp phụ các chất hữu cơ gây ra
mùi vị và màu của nước.
11. Xử lý nước ngầm nhiễm sắt, mangan
Phương pháp làm thống
Hịa tan oxi vào nước để oxi hóa Fe2+ thành Fe3+, Mn2+ thành Mn(OH)4, sản
phẩm hình thành ở dạng kết tủa, dễ lắng đọng, có thể tách ra khỏi nước bằng
các quá trình lắng, lọc.
Khử sắt bằng hóa chất
Nguồn nước có hàm lượng tạp chất hữu cơ cao, các hợp chất hữu cơ này tạo lớp
màng dạng keo bảo vệ ion sắt nên cần phá vỡ màng hữu cơ bảo vệ bằng chất
oxy hóa mạnh. Trong nước ngầm, hàm lượng Fe2+ quá cao, tồn tại đồng thời cả
H2S thì lượng oxy thu được bằng làm thống khơng đủ để oxy hóa tồn bộ H2S
và sắt nên cần dùng hóa chất để khử bổ sung.
Khử sắt bằng vôi: Khi cho vôi vào, pH của dung dịch tăng, Fe2+ thủy phân
thành Fe(OH)2, thế oxy hóa khử tiêu chuẩn của Fe(OH)2/Fe(OH)3 giảm, Fe2+
chuyển thành Fe3+. Fe(OH)3 kết thành bông cặn, lắng trong bể lắng và được
tách riêng.
Khử sắt bằng Chlor: Khi cho clo vào nước, Chlor sẽ oxy hóa sắt (II) thành sắt
(III)

2Fe(HCO3)2 + Cl2 + Ca(HCO3)2 + 6H2O  2Fe(OH)3 + CaCl2 + 6H+ +
6HCO3Khử sắt bằng KMnO4: Khi khử sắt bằng KMnO4, quá trình khử sắt kết thúc rất
nhanh vì cặn mangan (IV) hyđroxit vừa được tạo thành là nhân tố xúc tác cho
phản ứng khử. Vì vậy, khử sắt bằng KMnO4 là quá trình khử sắt tốt nhất, tuy
nhiên, nó có nhược điểm là gây ra nước có màu, nên ít được mọi người dùng.
5Fe2+ + MnO4- + 8H+  5Fe3+ + Mn2++ 4H2O
Ngoài ra, cịn có nhiều phương pháp khử sắt khác nhau như phương pháp điện
phân, trao đổi ion. Các công nghệ này khử sắt tốt hơn, xử lý nhiều hơn nhưng
có nhược điểm là đắt tiền nên đối với nhà máy có cơng suất nhỏ ít sử dụng.
Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 20 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

12. Khử trùng
Khử trùng nước là khâu bắt buộc cuối cùng trong quá trình xử lý nước cấp cho mục
đích sinh hoạt hoặc ăn uống. Nước trong thiên nhiên chứa nhiều vi sinh vật và vi
trùng, nước sau xử lý cơ học, hoá học chỉ đạt được các chỉ tiêu hố lý về nước. Vì vậy
cần phải khử trùng nước trước khi phân phối cho các hộ tiêu thụ. Các biện pháp khử
trùng nước có hiệu quả đang được sử dụng:

- Khử trùng bằng các chất oxi hóa mạnh (khử trùng bằng Chlor và các hợp
chất của Chlor, O3);

- Khử trùng bằng các tia vật lý;
- Khử trùng bằng siêu âm;
- Khử trùng bằng phương pháp nhiệt;
- Khử trùng bằng các ion kim loại nặng…
3.1.2.

Các quá trình khử mặn

Sự hịa tan các ion trong nước chính là yếu tố quyết định độ mặn của nước. Khử mặn
là nhằm giảm lượng muối hòa tan trong nước đến hàm lượng cho phép. Khử mặn có
thể đạt được bằng nhiều phương pháp như:
 Chưng cất

- Chưng cất bằng năng lượng mặt trời: một trong những phương pháp truyền
thống nhất để tách muối trong nước và vẫn còn tồn tại đến ngày nay với
nhiều sự thay đổi về cấu tạo thiết bị;

- Phương pháp chưng cất nhanh nhiều bậc (MSF): bao gồm quá trình bốc hơi
và ngưng tụ hơi nước. Quá trình bốc hơi và ngưng tụ được kết hợp cùng lúc
trong hệ thống MSF để tận dụng nhiệt ẩn của quá trình bốc hơi cho việc tiền
đun nóng nước đầu vào;

- Phương pháp MED: hơi nước từ mỗi giai đoạn sẽ được ngưng tụ ở giai đoạn
kế tiếp bằng cách nhả nhiệt của nó để làm tăng cường cho sự bốc hơi của giai
đoạn sau.
 Trao đổi ion (ion exchange)
Trao đổi ion là q trình lý hố trong đó các ion chuyển từ pha rắn sang pha
lỏng và ngược lại. Các ion ở các nhóm chức mang điện trên bề mặt pha rắn
Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 21 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

(liên kết nhờ lực hút tĩnh điện ) sẽ trao đổi với các ion cùng dấu trong dung dịch
khi tiếp xúc với pha rắn của hạt nhựa theo các phương trình sau:

Ngồi ra chúng cịn được sử dụng để loại các ion Fe2+, Mn2+, Nitrate,
phostphate, Fluoride, Arsenic, Selenium,…
 Lọc thẩm thấu ngược (reverse osmosis)
Nhờ áp lực tạo ra bởi các bơm cao áp đủ lớn để thắng trở lực qua màng, nước
tinh khiết chảy qua màng, các ion trong nước bị giữ lại, dung dịch còn lại trở
nên ngày càng đậm đặc hơn và được đẩy ra ngoài qua hệ thống van điều khiển.
Ngồi ion, RO có khả năng loại trừ các loại vi sinh vật, khoáng chất, protein,
thuốc nhuộm và đặc biệt là các muối vô cơ. Các hợp chất này có phân tử lượng
từ 150-250 daltons và kích thước từ 1-10 Ao.
 Điện thẩm tách (electrodeionization)
Là phương pháp loại bỏ ion trong nước bằng điện, khác với công nghệ trao đổi
ion ở chỗ không cần sử dụng hóa chất tái sinh các hạt nhựa do tận dụng dòng
điện để liên tục tái sinh các hạt nhựa.
Mỗi module EDI gồm 5 thành phần chính: nhựa trao đổi ion, màng trao đổi
anion, cation và 2 điện cực. Có 2 loại khoang trong thiết bị EDI là khoang pha
loãng và khoang tập trung. Khoang pha lỗng là phần có chứa nhựa trao đổi ion
hỗn hợp và có nước tinh khiết. Khoang tập trung là khu vực tập trung của các
ion và trở thành nước thải. Khoang pha loãng và khoang tập trung được ngăn

cách bởi màng trao đổi anion và cation.

Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 22 / 44


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Thiết bị EDI điển hình có chứa xen kẽ màng trao đổi anion và cation bán thấm.
Khoảng trống giữa các màng ngăn cách bởi miếng đệm có chứa ngăn dịng
chảy. Một nguồn điện bên ngồi được sử dụng tại giới hạn của màng và ngăn.
Các khoang chịu 1 điện trường. Các khoang bị ràng buộc bởi màng anion phải
đối mặt với cực dương và màng cation phải đối mặt với cực âm và được ngăn
bởi khoang pha loãng. Để tạo điều kiện chuyển ion, các khoang pha loãng được
làm đầy với nhựa trao đổi ion.
Cation trong nước cấp vào ngăn pha loãng được hấp phụ trên các loại nhựa trao
đổi cation và được vận chuyển dưới điện trường áp dụng với cực âm. Khi 1
cation đi qua màng cation vào khoang tập trung liền kế, tiến trình của nó bị
chặn bởi các màng anion trên phía bên kia của khoang, tương tự đối với anion.
Kết quả là các ngăn pha loãng bị cạn kiệt các ion và các khoang tập trung chứa
nồng độ cao các ion.
3.1.3.

Ổn định nước
Xử lý ổn định nước là q trình khử tính xâm thực của nước đồng thời tạo trên

mặt trong thành ống lớp màng bảo vệ để cách ly không cho nước tiếp xúc trực
tiếp với vật liệu làm ống. Tác dụng của màng bảo vệ:

- Chống gỉ cho ống thép và các phụ tùng trên đường ống.
- Khơng cho nước hịa tan vôi trong thành phần ximăng của lớp tráng mặt
trong ống gang và ống gang dẻo, mặt thành trong của các ống bê tơng.

3.1.4.

Các dây chuyền cơng nghệ xử lí nước

Một số dây chuyền công nghệ xử lý nước được đề xuất cho các loại nguồn nước thô
khác nhau như sau:
1. Nước mặt
Quyển 3, Chương 13 – Hệ thống xử lý nước thô
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 23 / 44