thiết kế và tính toán hệ thống xử lý nước mặt thành nước cấp công suất 60000m3ngày đêm

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHAP
XỬ LÝ NƯỚC MẶT
1.1.Tổng quan về chất lượng nước
1.1.1 Tính chất lý học của nước
 Nhiệt độ
Nhiệt độ của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến quá 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 (từ 4 ÷ 400C) phụ thuộc vào thời tiết và độ sâu nguồn nước.
 Hàm lượng cặn không tan
Được xác định bằng cách lọc một đơn vị thể tích nước nguồn qua giấy lọc, rồi đem
sấy khô ở nhiệt độ (105 ÷ 1100
o
C).
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.
 Độ màu của nước
Đơn vị đo độ màu thường dùng là Platin – Coban. Nước thiên nhiên thường có độ
mầu thấp hơn 200PtCo. Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ lửng trong
nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc. Trong khi đó, để loại bỏ màu thực
của nước (do các chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hóa lý kết hợp.
 Mùi và vị của nước
Nước có mùi là do trong nước có các chất khí, các muối khoáng hoà tan, các hợp
chất hữu cơ và vi trùng, nước thải công nghiệp chảy vào, các hoá chất hoà tan,…Nước có
thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi cỏ lá, mùi clo, mùi phenol, … Vị mặn, vị chua, vị
chát, vị đắng, …
Độ đục thường được đo bằng máy so màu quang học dự trên cơ sở thay đổi cường độ
ánh sáng khi đi qua lớp nước mẫu. Đơn vị đo độ đục xác định theo phương pháp này Là
NTU (Nepheometric Turbidity Unit) 1NTU tương ứng 0.58 mg foomazin trong một lít
nước.

 
GVHD:Mai Quang Tuấn
1
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
Nước có độ dẫn điện kém. Nước tinh khiết ở 20
o
C có độ dẫn điện là 4.2 µS/m (tương
ứng điện trở 23.8 mΩ/cm. Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất khoáng hòa
tan trong nước và dao động theo nhiệt độ.
1.1.2 Tính chất hóa học của nước
 Độ pH
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.
Khi pH =7 nước có tính trung tính
pH <7 nước co tính axit
pH >7 nước co tính kiềm
Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hòa tan
trong nước. Ở độ pH<5, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồn nước có thể
chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hòa tan và một số loại khí như CO
2
, H
2
S tồn tại ở dạng tự
do trong nước.
 Độ kiềm
Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của cá ion bicacbonat, cacbonat, hydroxyt và
anion của các muối của các axit yếu. Do hàm lượng các muối này có trong nước rất nhỏ nên

có thể bỏ qua.
Độ kiềm bicacbonat và cacbonat góp phần tạo nên tính đệm cho dung dịch nước.
Nguồn nước có tính đệm cao, nếu trong quá trình xử lý có dùng thêm các hóa chất như phèn
thì độ pH của nước cũng ít thay đổi nên sẽ tiết kiệm được các hóa chất dùng để điều chỉnh
pH.
 Độ cứng
Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magie có trong
nước.Nước có độ cứng cao gây trở ngại cho sinh hoạt và sản xuất: giặt quần áo tốn xà
phòng, nấu thức ăn lâu chín, gây đóng cặn nồi hơi, giảm chất lượng sản phẩm, …
 Độ oxy hoá
Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ có trong nước. 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 và chứa nhiều vi trùng.
 Clorua
GVHD:Mai Quang Tuấn
2
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
Clorua làm cho nươc có vị mặn. Ion này thâm nhập vào nước qua sự hòa tan các
muối khoáng hoặc bọ 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 mắc bệnh về
thận. Ngoài ra, nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bê tông.
 Sunfat
Ion sunfat thường có trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc hữu cơ.
Với hàm lượng sunfat cao hơn 400 mg/l, có thể gay mất nước trong cơ thể và làm tháo ruột.
Ngoài ra, nước có nhiều ion clorua và sunfat sẽ làm xâm thực bê tông.
 Florua
Nước ngầm từ cá vùng đất chưa 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. Ơ nồng độ thấp, từ 0.5 mg/l dến 1mg/l, florua

giúp bảo vệ men răng
 Hàm lượng sắt
Sắt tồn tại trong nước dưới dạng sắt (II) hoặc sắt (III). Trong nước ngầm, sắt thường
tồn tại dưới dạng sắt (II) hoà tan của các muối bicacbonat, sunfat, clorua, đôi khi dưới dạng
keo của axit humic hoặc keo silic.
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, làm vàng quần áo khi giặt, làm hư
hỏng sản phẩm của ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp và làm giảm tiết diện vận chuyển
nước của đường ống.
 Hàm lượng mangan
Mangan thường được gặp trong nước nguồn ở dạng mangan (II), nhưng với hàm
lượng nhỏ hơn sắt rất nhiều. Tuy vậy với hàm lượng mangan > 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.
 Nhôm
Vào mùa mưa, ở nững vùng đất phèn, đát ở trong điều kiện khử không co oxy, nên
các chất như Fe
2
O
3
và Jarosite tác dộng qua lại, lấy oxy của nhau và tạo thành sắt , nhôm,
sunfat hòa tan trong nước. Do đó, nước mặt ở vung náy thường rấ chua, pH = 2.5÷4.5, sắt
tồn tại chủ yếu là Fe
2+
(có khi dến 300 mg/l), nhôm hòa tan ở dạng ion Al
3+
( từ 5 ÷
70mg/l).
GVHD:Mai Quang Tuấn
3

SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
Khi chứa niều nhôm hào tan nước thường có màu trong xanh và vị rất chua. Nhôm
có đọc tính đối với sức khỏe con người. Khi uống nước co chứa hàm lượng nhôm cao có thể
gây t\ra các bênh về não như Alzheimer.
 Các chất khí hoà tan
Các chất khí hoà O
2
, CO
2
, H
2
S trong nước thiên nhiên dao động rất lớn. Khí H
2
S là
sản phẩm của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, phân rác. Khi trong nước có H
2
S làm
nước có mùi trứng thối khó chịu và ăn mòn kim loại.
Hàm lượng O
2
hoà tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, đặc tính của
nguồn nước. Nước ngầm có hàm lượng oxy hoà tan rất thấp hoặc không có, do các phản
ứng oxy hoá khử xảy ra trong lòng đất đã tiêu hao hết oxy.
Khí CO
2
hoà tan đóng vai trò 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 trong sự ổn định nước được thực hiện bằng cách xác định hàm lượng CO
2

cân bằng
và CO
2
tự do. Lượng CO
2
cân bằng là lượng CO
2
đúng bằng lượng ion HCO
-
3
cùng tồn tại
trong nước. Nếu trong nước có lượng CO
2
hoà tan vượt quá lượng CO
2
cân bằng, thì nước
mất ổn định và sẽ gây ăn mòn bêtông.
1.1.3 Các chỉ tiêu vi sinh
Trong nước thiên nhiên có rất nhiều vi trùng, rong tảo và các đơn bào. Chúng xâm
nhập vào nước từ môi trường xung quanh hoặc sống và phát triển trong nước. Trong đó có
một số sinh vật gây bệnh cần phải được loại bỏ khỏi nươc trước khi sử dụng.
Trong thực tế không thể xác định tất cả các loại sinh vật gây bệnh qua đường nước vì
phức tạp và tốn thời gian. Mục đích của việc kiểm tra vệ sinh nước là xác định mức độ an
toàn của nước đối với sức khỏe con người. Do vậy có thể dùng vài vi sinh chỉ thị ô nhiễm
phân để đánh giá ô niễm từ rác, phân người và động vật.
Có 3 nhóm vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân:
• Nhóm Coliform đặc trưng là Escherichia Coli ( E.coli)
• Nhóm Streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis.
• Nhóm Clostridia khử sunfit đặc trưng là Clostridum perfringents
Đây là những nhóm vi khuẩn thường xuyên có mặt trong phân người. Trong đó

E.Coli là loại trực khuẩn đường ruột, có thời gian bảo tồn trong nước gần giống những vi
GVHD:Mai Quang Tuấn
4
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
sinh vật gây bệnh khác. Sự có mặt E.Coli chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn phân rác và
có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác.
1.2 Chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt
Theo tiêu chuẩn QCVN 01:2009/BYT “ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
ăn uống” phải đạt được những chi tiêu về lí hóa học và vi trùng như sau:
Bảng 3.1: Chất lượng nước cấp cho sinh hoạt ăn uống
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa
1 Độ đục NTU 2
2 Độ sắc TCU 15
3 Mùi vị Không có mùi, vị lạ
4 Độ pH 6,5 - 8,5
5 Độ cứng mg/l 300
6 Độ Ôxy hoá KMnO4 mg/l 2
7 Sunfua Hydro mg/l 0,05
8 Clorua mg/l 250
9 Nitrat mg/l 50
10 Nitrit mg/l 3
11 Sulfat mg/l 250
12 Antimon mg/l 0.005
13 Florua mg/l 1,5
14 Bari mg/l 0.7
15 Amoni mg/l 3
16 Natri mg/l 200
17 Sắt mg/l 0,3
18 Mangan mg/l 0.3

19 Đồng mg/l 1
20 Kẽm mg/l 3
21 Nhôm mg/l 0,2
22 Chì mg/l 0,01
23 Asen mg/l 0,01
24 Cadmi mg/l 0,003
25 Thuỷ ngân mg/l 0,001
26 Crôm mg/l 0,05
27 Xianua mg/l 0,07
28 Borat và Axít boric mg/l 0.3
GVHD:Mai Quang Tuấn
5
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
1.3 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước
1.3.1 Phương pháp hóa lý
 Quá trình keo
Trong nước sông suối, hồ ao, thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành phần và kích
thước rất khác nhau. Đối với các loại cặn này dùng các biện pháp xử lý cơ học trong công
nghệ xử lý nước như lắng lọc có thể loại bỏ được cặn có kích thước lớn hơn 10
-4
mm. Cũn
cỏc hạt cú kớch thước nhỏ hơn 10
-4
mm không thể tự lắng được mà luôn tồn tại ở trạng thái
lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp lí cơ học kết hợp với biện
pháp hoá học, tức là cho vào nước cần xử lí các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả
năng kết lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng có trong nước, taọ thành các bông cặn
lớn hơn có trọng lượng đáng kể.
Để thực hiện quá trỡnh keo tụ người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp

như : phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
; phốn sắt FeSO
4
hoặc FeCl
3
. Các loại phèn này được đưa vào
nước dưới dạng dung dịch hoà tan.
Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ để trung hoà ion H
+
thỡ cần
phải kiềm hoỏ nước. Chất dùng để kiềm hoá thông dụng nhất là vôi CaO. Một số trường
hợp khỏc cú thể dựng là Na
2
CO
3
hoặc xút NaOH. Thông thường phèn nhôm đạt được hiệu
quả keo tụ cao nhất khi nước có pH = 5.5÷7.5.
Một số nhân tố cũng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ như: các thành phần ion có
trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản
ứng, nhiệt độ…
 Hấp phụ
Hấp phụ là quá trình tập trung chất lên bề mặt phân chia pha và gọi la hấp phụ bề
mặt. Khi phân tử các chất bị hấp phụ đi sâu và trong lòng chất hấp phụ, người ta gọi quá
trình này là sự hấp phụ.
Trong quá trình hấp phụ có tỏa ra một nhiệt lượng gọi là nhiệp hấp phụ. Bề mặt càng

lớn tức lòa độ xốp chất hấp phụ càng cao thì nhiệt hấp phụ tỏa ra cang lớn.
Bản chất của quá trình hấp phụ: hấp phụ các chất hòa tan là kết quả của sự chuyển
phân tử của những chất có từ nước vào bề mặt chất hấp phụ dưới tác dụng của trường bề
mặt. Trường lực bề mặt gồm có:
+ Hydrat hóa các phân tử chất tan, tức là tacvs dụng tương hỗ giữa các phân tử
chất rắn hòa tan với những phân tử nước.
+ Tác dụng tương hỗ giữa các phân tử chất rắn bị hấp phụ thì đầu tiên sẽ loại
được các phân tử trên bề mặt chất rắn.
GVHD:Mai Quang Tuấn
6
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
Các phương pháp hấp phụ:
 Hấp phụ vật lí
 Hấp phụ hóa học
1.3.2 Biện pháp hóa học
 Khử trùng
Ngoài các tạp chất hữu cơ và vô cơ, nước thiên nhiên còn chứa rất nhiều vi sinh vật,
vi khuẩn và các loại vi trùng gây bênh như tả, lỵ , thương hàn mà các quá trình xử lý cơ học
không thể loại trừ được. Để ngăn ngừa các bệnh dịch, nước cấp cho sinh hoạt phải được diệt
trùng.
Với các hệ thống cấp nước công nghiệp cũng cần phải diệt trùng để ngăn ngừa sự
kết bám của các vi sinh vật lê thành ống dẫn nước trong các thiết bị làm lạnh, làm giảm khả
năng truyền nhiệt đồng thời làm tăng tổn thất thủy lực của hệ thống.
Các quá trình khử trùng:
• Khử trùng bằng phương pháp hóa học
• Khử trùng bằng Clo và các hợp của Clo
Clo là một chất oxi hóa mạnh ở bất cứ dạng nào. Khi Clo tác dụng với nước tạo
thành axit hypoclorit (HOCl) có tác dụng diệt trùng mạnh. Khi cho Clo vào nước, chất diệt
trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vaatjvaf gây phản ứng với men bên trong

của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt.
Khi cho Clo vào nước, phản ứng diễn ra như sau:
Cl
2
+ H
2
O -> HOCl + HCl
Hoặc có thể ở dạng phương trình phân li:
Cl
2
+ H
2
O -> H
+
+ OCl
-
+ Cl
-
Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra nư sau:
Ca(OCl)
2
+ H
2
O -> CaO + 2HOCl
2HOCl -> 2H
+
+ 22OCl
-
pH của nước cang cao, hiệu quả khử trùng bằng Clo cang giảm.
• Khử trùng bằng Clo và amôniac

Khi khử trùng bằng Clo, mà trong nước có chứa pheenol, để ngăn chặn mùi
Clophenol, phải đặt thiết bị để cho khí amoniac vào nước. Amoniac phải được bảo quản
trong bình hoặc thùng đặt tại kho tiêu thụ
Thiết bị amoniac hóa được bố trí trong buồng riêng, cách li với buồng định liều
lượng Clo và phải được trang bị cơ gới hóa để di chuyển các bình và thùng.
• Dùng ôzôn để khử trùng
GVHD:Mai Quang Tuấn
7
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
Ôzôn là 1 chất khí có màu ánh tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đối với con
người. Ở trong nước, ôzôn phân hủy rất nhanh thành ỗi phân tử và nguyên tử. Ôzôn có tính
hoạt hóa mạnh hơm Clo, nên khả năng diệt trùng mạnh hơn Clo rất nhiều lần.
Lượng ozon cần thiết cho vào nước không lớn. Thời gian tiếp xúc rất ngắn (5 phút),
không gây mùi khó chịu cho nước kể cả khi trong nước có phenol.
• Khử trùng nước bằng tia tử ngoại
Tia tử ngoại hay còn gọi là tia cực tím, là các tia có bước sóng ngắn có tác dụng diệt
trùng rất mạnh.
Dùng các đèn bức xạ tử ngoại, đặt trong dòng chảy của nước. Các tia cực tím phát ra
sẽ tác dụng lên các phân tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc và mất khả năng
trao đỏi chất, vì thế chúng bị tiêu diệt. Hiệu quả khử trùng chit đạt được triệt để khi trong
nước không co các chất hữu cơ và cặn lơ lửng.
Các phương pháp khử trùng khác
• Khử trùng bằng siêu âm
Dùng dòng siêu âm với cường độ tác dụng lớn trong khoảng thời gian nhỏ nhất là 5
phút, sẽ có thể tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật co trong nước.
• Khử trùng bằng phương pháp nhiệt
Dây là phương pháp cổ truyền. Đun sôi nước ở nhiệt độ 100oC có thể tiêu diêu phần
lớn các vi khuẩn có trong nước. Chỉ trừ nhóm vi khuẩn khi gặp nhiệt độ cao sẽ chuyển sang
dạng bào tử vững chắc

Tuy nhiên, nhóm vi khuẩn này chiếm tỉ lệ rất nhỏ. Phương pháp đung sôi nước tuy
đơn giản, nhưng tốn nhiên liệu và cồng kềnh, nên chỉ dùng trong quy mô gian đình.
• Khử trùng bằng Ion bạc
Ion bac thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước. Với hàm lượng 2-10ion g/l đã
có tác dụng diệt trùng. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là : nếu trong nước có độ
màu cao, có chất hữu cơ, có nhiều loại muối … thì ion bạc không phát huy được khả năng
diệt trùng.
 Làm mềm nước
Nước có độ cứng cao thường gây nên nhiều tác hại cho người sử dụng làm lãng phí
xà phòng và các chất tẩy, tạo ra cặn kết bám bên trong đường ống, thiết bị công nghiệp làm
giảm khả năng hoạt động và tuổi thọ của chúng.
Làm mềm nước thực chất là quá trình xử lý giảm hàm lượng canxi và magie nhằm hạ
độ cứng của nước xuống đến mức cho phép.
Các phương pháp làm mềm nước:
• Phương pháp hóa học
 Làm mềm nước bằng vôi
GVHD:Mai Quang Tuấn
8
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
Làm mềm nước bằng vôi hay còn gọi là phương pháp khử độ cứng cacbonat bằng
vôi, được áp dụng khi cần phải giảm cả độ cứng và độ kiềm của nước.
Khi cho vôi vào nước, các phản ứng xảy ra theo trình tự sau:
2CO
2
+ Ca(OH)
2
-> Ca(HCO
3
)

2
Ca(HCO
3
)
2
+ Ca(OH)
2
->2CaCO
3
↓ + 2H
2
O
Mg(HCO
3
)
2
+ 2Ca(OH)
2
->Mg(HCO
3
)
2
+ 2CaCO
3
↓ + 2H
2
O
2NaHCO
3
+ Ca(OH)

2
->CaCO
3
↓ + Na
2
CO
3
+ H
2
O
Để tăng cường cho quá trình lắng cặn CaCO3 và Mg(OH)2 khi làm mềm nước bằng
vôi, pha thêm phèn vào nước. Do phản ứng làm mềm nước diễn ra ở pH lớn hơn 9 nên
không dùng được phèn nhôm, trong môi trường kiềm phèn nhôm tạo ra aluminat hòa tan.
Để kiểm tra hiệu quả của trình làm mềm bằng vôi, chỉ cần xác định giá trị pH sau khi
pha vôi vào nước. Phản ứng sẽ diễn ra triệt để khi đã đạt đến sự cân bằng bão hòa CaCO3
và Mg(OH)2 trong nước. Tương ứng với trạng thái bão hòa đó, độ ổn định của nước phải
được thể hiện ở một giá trị pHo nào đó. Tại trạng thái bão hòa tự nhiên ứng với pHs của
nước, tốc độ phản ứng lắng cặn diễn ra rất chậm. Để tăng tốc độ lên, cần phải có một lượng
dư ion OH biểu thị bằng giá trị ∆pH. Như vậy giá trị pHo sẽ có được biểu thị bằng công
thức:
pH
o
= pH
s
+ ∆pH
Trong đó
pH
o
: độ pH bão hòa của nước ở cuối quá trình làm mềm.
pH

s
: có thể xác định bằng phương pháp Langlier để đánh giá độ ổn định của nước.
 Làm mềm nước bằng vôi và sođa
Khi tổng hàm lượng các ion Mg
2+
và Ca
2+
lớn hơn tổng hàm lượng các ion HCO
3
-
và
CO
3
2+
nếu sử dụng vôi được đọ cứng magie, nhưng độ cứng toàn phần không giảm. Để
khắc phục điều này, cho thêm sođa vào nước các phản ứng sẽ là:
MgSO
4
+ Ca(OH)
2
-> Mg(OH)
2
↓ + CaSO
4
MgCl
2
+ Ca(OH)
2
-> Mg(OH)
2

↓ + CaCl
2
Và
CaSO
4
+ Na
2
CO
3
-> CaCO
3
↓ + Na
2
SO
4
CaCl
2
+ Na
2
CO
3
-> CaCO
3
↓ + 2NaCl
2
Như vậy ion CO
3
2-
của sođa đã thay thế ion của các axit mạnh tạo ra CaCO
3

kết tủa.
 Làm mềm nước bằng photphat
Khi cần làm mềm triệt để, sử dụng vôi và sođa vẫn chưa hạ độ cứng của nước xuống
được đến mức tối thiểu. Để đạt được điều này, cho vào nước Na
3
PO
4
sẽ khử được hết các
ion Ca
2+
và Mg
2+
ra khỏi nước ở dạng muối không tan theo phản ứng:
3CaCl
2
+ 2Na
3
PO
4
-> Ca
3
(PO
4
)
2
↓ + 6NaCl
3MgSO
4
+ 2Na
3

PO
4
-> Mg
3
(PO
4
)
2
↓ + 3Na
2
SO
4
3Ca(HCO
3
)
2
+2Na
3
PO
4
-> Ca
3
(PO
4
)
2
↓ + 6NaHCO
3
3Mg(HCO
3

)
2
+2Na
3
PO
4
-> Mg
3
(PO
4
)
2
↓ + 6NaHCO
3
GVHD:Mai Quang Tuấn
9
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
Quá trình làm mềm nước bằng photphat chỉ diện ra ở nhiệt độ lớn hơn 100
o
C. Sau xử
lý, độ cứng của nước giảm xuống còn 0,04 đến 0,05 mđlg/l. Do giá thành của Na
3
PO
4
cao
nên thường chỉ dùng nó với liều lượng nhỏ sau khi đã làm mềm bằng vôi và sođa.
• Phương pháp nhiệt
Nguyên lý cơ bản của phương pháp là khu đun nóng nước, khí cacbonic hòa tan sẽ bị
khử hết thông qua sự bốc hơi, trạng thái cân bằng của các hợp chất cacbonic sẽ chuyển dịch

theo phương trình:
Ca(HCO
3
)
2
-> CaCO
3
↓ + CO
2
↑ + H
2
O
Tuy nhiên đun sôi nước chỉ khử hết khí CO
2
và giảm độ cứng cabonat của nước,
trong nước vẫn còn một lượng CaCO
3
hòa tan. Đối với magie quá trình lắng cặn xảy ra qua
hai bước, khi nhiệt độ nước đạt 18
o
C:
Mg(HCO
3
)
2
-> MgCO
3
+ CO
2
↑ + H

2
O
Khi tiếp tục tăng nhiệt độ thì MgCO
3
bị thủy phân:
MgCO
3
+ H
2
O -> Mg(OH)
2
↓ + CO
2
↑
Như vậy khi đun nóng nước, độ cứng ccbonat sẽ giảm đi đáng kể. Nếu kết hợp xử lý
hóa chất với đun nóng, bông cặn tạo ra có kích thước lớn và lắng nhanh do độ nhớt của
nước giảm, đồng thời giảm được lượng hóa chất cần sử dụng.
Làm mềm nước bằng đun nóng thường chỉ áp dụng cho các hệ thống cấp nước nóng
công nghiệp như nước nồi hơi vì kết hợp sử dụng nhiệt lượng nhiệt dư của nồi hơi. Các
công trình làm mềm bao gồm: pha chế, và định lượng hóa chất, thiết bị đung nống nước, bể
lắng và bể lọc.
1.3.3 Biện pháp cơ học
 Lắng nước
Lắng nước là giai đoạn là sạch sơ bộ trước khi đưa nươc vào bể lọc để hoàn thành
quá trình làm trong nước. Quá trình lắng xảy ra rất phức tạp, có thể tóm tắt là:
• Lắng ở trạng thái động ( nước luôn chuyển động)
• Các hạt cặn không tan không đồng nhất ( có hình dạn, kích thước khác nhau …)
• Không ổn định ( luôn thay đổi)
 Lắng ngang
Để nghiên cứu quá trình lắng cặn ở bể lắng ngang, trước tiên xét chuyển động của

các hạt cặn tự do trong điều kiện chảy tầng lí tưởng. Lúc này quỹ đạo chuyển động của các
hạt cặn tự do là tổng hợp của lực rơi tự do và lực đẩy của dòng nước theo phương năm
ngang có dạng đường thẳng.
Trường hợp lắng nước có dùng chất keo tụ, quỹ đạo chuyển động của cac hạt cặn là
những đường cong có bán kính cong nhỏ hơn so với trường hợp lắng không dùng chất keo
tụ. Càng xa điểm xuất phát, kích thước hạt càng tăng lên do quá trình va chạm, kết dính. Do
GVHD:Mai Quang Tuấn
10
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
đó tốc độ lắng cũng tăng lên. So với lắng không keo tụ, lắng có keo tụ có hiệu quả lắng co
hơn nhiều.
 Bể lắng ngang
Là loại nước chuyển động theo chiều ngang.
Có kích thước hình chữ nhật, làm bằng bê tông cốt thép.
Sử dụng khi công suất lớn hơn 300m
3
/ngàyđêm.
Cấu tạo bể lắng ngang: bộ phận phân phối nước vào bể; vùng lắng cặn; hệ thống thu
nước đã lắng; hệ thống thu nước xã cặn.
Có 2 loại bể lắng ngang: bể lắng ngang thu nước ở cuối và bể lắng ngang thu nước
đều trên bề mặt.
 Bể lắng đứng
Là loại 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.
Khi xử lý nước không dùng chất keo tụ, các hạt keo có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ dâng
của dòng nước sẽ lắng xuống được. Còn các hạt keo có tốc độ rơi nhỏ hơn hoặc bằng tốc độ
dâng của dòng nước, sẽ chỉ lơ lửng hoặc bị cuốn theo dòng nước lên phía trên bể.
Khi sử dụng nước có dùng chất keo tụ, tức là trong nước có các hạt cặn kết dính, thì
ngoài các hạt cặn có tốc độ rơi bân đầu lớn hơn tốc độ rơi của dòng nước lắng xuống được,

còn các hạt cặn khác cũng lắng xuống được.
Nguyên nhân là do quá trình các hạt cặn có tốc độ rơi nhỏ hơn tốc độ dòng nước bị
đẩy lên trên, chúng đã kết dính lại với nhau và tăng dần kích thước, cho đến khi có tốc độ
rơi lớn hơn tốc độ chuyển động của dòng nước sẽ rơi xuống. Như vậy lắng keo tụ trong bể
lắng đứng có hiệu quả lắng cao hơn nhiều so với lắng tự nhiên.
Tuy nhiên hiệu quả lắng trong bể lắng đứng không chỉ phu thuộc vào chất keo tụ, mà
còn phụ thuộc vào sự phân bố đều của dong nước đi lên và chiều cao vùng lắng phải đủ lớn
thì các hạt cặn mới kết dính với nhau được.
Bể thường có dạng hình vuông hoặc hình tròn được xây bằng gạch hoặc bê tông cốt
thép.
Được sử dụng cho những trạm xử lý có công suất nhỏ hơn 3000m3/ ngàyđêm.
Ống trung tâm có thể là thép cuốn hàn điện hay bê tông cốt thép.
Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xoáy hình trụ.
Cấu tạo bể: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở phía trên và vùng chứa nến
cặn ở dạng hình nón hoặc hinh chóp ở phía dưới, Cặn tích lũy ở vùng chứa nén cặn được
thải ra ngoài theo chu kì bằng ống và van xả cặn .
Nguyên tắc làm việc bể: đầu tiên nước chảy vào ống trung tâm ở giữa bể, rồi đi
xuống dưới qua bộ phận hãm là triệt tiêu chuẩn động xoáy rồi vào bể lắng. Trong bể lắng
đứng, nước chuyển động theo chiều đứng từ dưới lên trên, cặn rơi từ trên xuống đáy bể.
Nước đã lắng trong được thu vào máng vòng bố trí xung quanh thành bể và được đưa sang
bể lọc.
Bể lắng lớp mỏng
GVHD:Mai Quang Tuấn
11
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang nhưng khác với lang ngang là
trong vùng lắng của bể được đặt thêm các bảnh vách ngăn bằng thép không rỉ hoặc bằng
nhựa. Các bản vách ngăn này nghiêng một góc 45o ÷ 60o 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
lắng cao hơn so với bể lắng ngang. Vì vậy kích thước bể lắng lớp mỏng nhỏ hơn bể lắng
ngang, tiết kiệm diện tích đất xây dựng và khối lượng xây dựng công trình.
Tuy nhiên do phải đặc nhiều bản vách ngăn song song ở vùng lắng, nên việc lắp ráp
phức tạp và tốn vật liệu làm vách ngăn. Mặt khác do bể có chế độ làm việc ổn định, nên đòi
hỏi nước đã hòa trộn chất phản ứng cho vào bể phải co chất lượng tương đối ổn định.
Vì vậy, trước mắt nên xử dụng bể lắng lớp mỏng cho những trạm xử lý có công suất
không lớn, khi xây mới, hoặc có thể sử dụng khi cần cải tạo bể lắng ngang cũ để nâng công
suất trong điều kiện diện tích không cho phép xây dựng thêm công trình mới.
Theo chiều của dòng chảy, bể lắng lớp mỏng được chia làm 3 loại: bể lắng lớp mỏng
với dòng chảy ngang; bể lắng lớp mỏng với dòng chảy nghiêng cùng chiều; bể lắng lớp
mỏng với dòng chảy ngược chiều.
Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng
Nước cần xử lí sau khi đã trộn đều với chất phản ứng ở bể trộn ( không qua bể phản
ứng) đi theo đường ống dẫn nước vào, qua hệ thống phân phối với tốc độ thích hợp vào
ngăn lắng.
Khi đi qua lớp cặn ở trạng thái lơ lửng, các hạt cặn tự nhiên có trong nước sẽ va
chạm và kết dính với các hạt cặn lơ lửng và được giữ lại. Kết quả nước được làm trong.
Thông thường ở lắng trong, tầng cặn lơ lửng gồm 2 ngăn: ngăn lắng và ngăn chứa
nén cặn. Lớp nước ở phía trên tầng cặn lơ lửng gọi là tầng bảo vệ. Nếu không có tầng bảo
vệ, lớp cặn lơ lửng sẽ bị cuốn theo dòng nước qua máng tràn làm giảm hiệu quả lắng cặn.
Mặc khác để bể lắng trong làm việc được tốt, nước đưa vào bể phải có lưu lượng và
nhiệt độ ổn định.
Ngoài ra nước trước khi đưa vào bể lắng trong phải qua ngăn tách khí. Nếu không
trong quá trình chuyển động từ dưới lên trên, các bọt khí sẽ kéo theo các hạt cặn tràn vào
máng thu nước trong làm giảm chất lượng nước sau lắng.
Bể lắng trong 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 diện tích xây dựng hơn. Nhưng bể

lắng trong có kết cấu phức tạp, chế độ quản lí chặc chẽ, đòi hỏi công trình làm việc liên tục
suốt ngày đêm và rất nhạy cảm với dao động lưu lượng và nhiệt độ của nước.
Bể lắng trong chỉ sử dụng cho các trạm xử lý có công suất đến 3000 m
3
/ngàyđêm
Bể lắng li tâm
Nước cần xử lí theo ống trung tâm vào giữa 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
GVHD:Mai Quang Tuấn
12
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
được lắng xuống đáy, nước trong thì được thu vào máng vòng và theo đường ống sang bể
lọc.
Bể lắng li tâm có dạng hình tròn, đường kính có thể tư 5m trở lên. Bể lắng li tâm
thường được sử dụng sơ lắng các nguồn nước có hàm lượng cặn cao ( lớn hơn 2000mh/l)
với công suất lớn hơn howcj bằng 30.000 m
3
/ngàyđêm và có hoặc không dùng chất keo tụ.
Bể lắng li tâm là loại trung gian giữ bể lắng ngang và bể lắng đứng. Nước từ vùng
lắng chuyển động từ trong ra ngoài và từ dưới lên trên. So với một số kiểu bể lắng khác, bể
lắng li tâm có một số ưu điểm sau: nhờ có thiết bị gạt bùn, nên đáy bể có độ dốc nhỏ hơn so
với bể lắng đứng ( 5 ÷ 8%), do đó chiều cao công tác bể nhỏ (1,5 ÷ 3,5 m) nên thích hợp
xây dựng ở những khu vực có mực nước ngầm cao.
Bể vừa làm việc vừa xả cặn liên tục nên khi xả cặn bể vẫn làm việc bình thường.
Nhưng bể lắng li tâm có kết quả lắng cặn kém hơn so với các bể lắng khác do bể có đường
kính lớn, tốc độ dòng nước chuyển động chậm dần từ trong ra ngoài, ở vùng trong do tốc độ
lớn, cặn khó lắng đôi khi xuất hiện chuyển động khối.
Mặc khác nước trong chỉ có thể thu vào bằng hệ thống máng vong xung quanh bể
nên thu nước khó đều. Ngoài ra hệ thống gạt bùn cấu tạo phức tạp và làm việc trong điều

kiện ẩm ướt nên chống bị hư hỏng.
 Loc 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 giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các
hạt cặn và vi trùng có trong nước.
Trong dây chuyền xử lý nước ăn uống sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối cùng để làm
trong nước triệt để. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn
cho phép.
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 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 ởi hai thông số cơ bản là: tốc độ lọc và chu kì lọc.
Phân loại bể lọc
• Theo tốc độ:
Bể lọc chậm: có tốc độ lọc 1-0.5m/h
Bể lọc nhanh: vận tốc lọc 5-15m/h
Bể lọc cao tốc: vận tốc lọc 33-100 m/h
• Theo chế độ làm việc:
Bể lọc trọng lực: hở, không áp
Bể lọc có áp lực: lọc kín
 Các loại bể lọc
• Bể lọc chậm
GVHD:Mai Quang Tuấn
13
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
Nước từ máng phân phối di vào bể qua lớp cát lọc vận tốc rất nhỏ ( 0.1 - 0.5 m/h).
Lớp cát lọc được đỏ trên lớp sỏi đỡ, dưới lớp sỏi đỡ là hệ thống thu nước đã lọc đưa sang bể
chứa.
Bể lọc chậm có dạng hình chữ nhật hoặc vuông, bề rộng mỗi ngăn của bể không

được lớn hơn 6m và bề dày không lớn hơn 60m.
Số bể lọc không được ít hơn 2.
Bể lọc chậm có thể xây bằng gạch hoặc làm bằng bê tông cốt thép. Đáy bể thường có
độ đốc 5% về phía xả đáy.
Trước khi cho bể vào làm việc phải đưa nước vào bể qua ống thu nước ở phía dưới
và dân dần lên, nhầm dồn hết không khí ra khỏi lớp cát lọc. Khi mực nước dâng lên trên mặt
lớp cát lọc từ 20 ÷ 30 cm thìu ngừng lại và mở van cho nước nguồn vào bể đến ngang cao
độ thiết kế.
Mở van điều chỉnh tốc độ lọc và điều chỉnh cho bể lọc làm việc đúng tốc độ tính
toán. Trong quá trình làm việc, tổn thất qua bể lọc tăng dần lên, hàng ngày phải điều chỉnh
van thu nước một vài lần để đảm bảo tốc độ lọc ổn định. Khi tổn thất áp lực đạt đến trị số
giới hạn ( 1÷2m) thì ngừng vận hành để rửa lọc.
• Bể lọc nhanh
Theo nguyên tắc cấu tạo và hoạt động, bể lọc nhanh bbao gồm bể lọc một chiều và
bể lọ 2 chiều. Trong bể lọc một chiều gồm 1 lớp vật liệu lọc hoặc hai hay nhiều lớp vật liệu
lọc.
Khi lọc: nước được được dẫn từ bể lắng sang, qua máng phân phối vào bể lọc, qua
lớp vật liệu ọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong và được đưa vào bể chứa nước sạch.
Khi rửa: Nước rửa do bơm hoặc đài nước cung cấp, qua hệ thống phân phối nước rửa
lọc, qua lớp sỏi đỡ , lớp vật liệu lọc và kéo theo cặn bẩn tràn vào máng thu nước rửa, thu về
máng tập trung, rồi được xả ra ngoaig theo mương thoát nước.
Sau khi rửa, nước được đưa vào bể đến mực nước thiết kế, rồi cho bể làm việc. Do
cát mới rửa chưa được sắp xếp lại, độ rỗng lớn, nên chất lượng nước lọc ngay sau khi rửa
chưa đảm bảo, phải xả lọc đầu, không đưa ngay vào bể chứa.
Hiệu quả làm việc của bể lọc phụ thuộc vào chu kì công tác của bể lọc, tức là phụ
thuộc vào khoảng thời gian giữa 2 lần rửa bể. Chu kì công tác của bể lọc dài hay ngắn phụ
thuộc vào bể chứa. Thời gian xả nước lọc đàu quy định là 10 phút.
• Bể lọc nhanh 2 lớp
Bể lọc nhanh 2 lớp, có nguyên tắc làm việc, cấu tạo và tính toán hoàn toàn giống bể
lọc nhanh phổ thông. Bể này chỉ khác bể lọc nhanh phổ thông là có 2 lớp vật liệu lọc: lớp

phía dưới là cát thạch anh, lớp phía trên là lớp than Angtraxit.
Nhờ có lớp vật liệu lọc phía trên có cỡ hạt lớn hơn nên độ rỗng lớn hơn. Do đó sức
chứa cặn bẩn của bể lắng lên từ 2 ÷ 2,5 lần so với bể lọc nhanh phổ thông. Vì vậy có thể
tăng tốc độ lọc của bể và kéo dài chu kì làm việc của bể.
Tuy nhiên khi rửa bể lọc 2 lớp vật liệu lọc thì cát và than rất dễ xáo trộn lẫn nhau. Do
đó chỉ dùng biện pháp rửa nước thuần túy để rửa bể lọc nhanh 2 lớp vật liệu lọc.
• Bể lọc sơ bộ
GVHD:Mai Quang Tuấn
14
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
Bể lọc sơ bộ còn được gọi là bể lọc phá được sử dụng để làm sạch nước sơ bộ trước
khi làm sạch triệt để trong bể lọc chậm.
Bể lọc sơ bộ có nguyên tắc làm việc giống như bể lọc nhanh phỏ thông.
Số bể lọc sơ bộ trong 1 trạm không được nhỏ hơn 2.
• Bể lọc áp lực
Bể lọc áp lực là một loại bể lọc nhanh kín, thường được chế tạo bằng thép có dạng
hình trụ đứng ( cho công suất nhỏ) và hình trụ ngang ( cho công suất lớn).
Bể lọc áp lực được sử dụng trong dây chuyền xử lí nước mặt có dùng chất phản ứng
khi hàm lượng cặn của nước nguồn đến 50mg/l độ màu đến 80
o
với công suất trạm xử lý
đến 3000m
3
/ngàyđêm, hay dùng trong dây truyền khử sắt khi dùng ezecto thu khí với công
suất nhỏ hơn 500m
3
/ngàyđêm và dùng máy nén khí cho công suất bất kì.
Do bể làm việc dưới áp lực, nên nước cần xử lý được đưa trực tiếp từ trạm bơm cấp I
vào bể, rồi đưa trực tiếp vào mạng lưới không cần trạm bơm cấp II.

Bể lọc áp lực có thể chế tạo sẵn trong xưởng. Khi không có điều kiện chế tạo sẵn có
thể dùng thép tấm hàn, ống thép … để chế tạo bể.
Nước được đưa vào bể qua 1 phễu bố trí ở đỉnh bể, qua lớp cát lọc, lớp đỡ vào hệ
thống thu nước trong, đi vào đáy bể và phát vào mạng lưới. Khi rửa bể, nước từ đường ống
áp lực chảy ngược từ dưới lên trên qua lớp cát lọc và qua phễu thu, chảy theo ống thoát
nước rửa xuống mương thoát nước dưới sàn.
• Bể lọc tiếp xúc
Bể lọc tiếp xúc được sử dụng trong dây truyền công nghệ xử lí nước mặt có dùng
chất phản ứng đối với nguồn nước có hàm lượng cặn đến 150 mg/l, độ màu đến 150
o
(thường là nước hồ) với công suất bất kì hoặc khử sắt trong nước ngầm cho trạm xử lí có
công suất đến 10.000 m
3
/ngàyđêm
Khi dùng bể lọc tiếp xúc, dây chuyền công nghệ xử lý nước mặt sẽ không cần có bể
phản ứng và bể lắng.
Hỗn hợp nước phèn sau khi qua bể trộn vào thẳng bể lọc tiếp xúc, còn dây chuyền
khử sắt sẽ không cần co bể lắng tiếp xúc, nước ngầm sau khi qua dàn mưa hoặc thung quạt
gió vào thảng bể lọc tiếp xúc.
Trong bể lọc tiếp xúc, quá trình lọc xảy ra theo chiều từ dưới lên trên. Nước đã pha
phèn theo ống dẫn nước vào bể qua hệ thống phân phối nước lọc, qua lớp cát lọc rồi tràn
vào máng thu nước và theo đường ống dẫn nước sạch sang bể chứa.
Bể lọc tiếp xúc có thể làm việc với tốc độ không đổi trong suốt một chu kì làm việc
hoặc với tốc độ lọc thay đổi giảm dần đến cuối chu kì sao cho tốc độ lọc trung bình phải
bằng tốc độ lọc tính toán.
Ưu điểm của bể lọc tiếp xúc: Khả năng chứa cặn cao, chu kì làm việc kéo dài. Đơn
giản hóa dây truyền công nghệ xử lí.
Nhược điểm: tốc độ lọc bị hạn chế nên diện tích bể lọc lớn. Hệ thống phân phối hay
bị tắt, nhất lad trường hợp nước chứa nhiều sinh vật và phù du rong tảo.
GVHD:Mai Quang Tuấn

15
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
Nước Sông Đồng Nai
Trạm bơm cấp 1 Ngăn ếp nhận
Bể hòa tan
Clo
Vôi
Trạm bơm cấp 2 Mang lưới
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
1.4.Một số dây chuyền xử lý nước mặt hiện có tại Việt Nam
 Nhà máy xử lý nước BOO Thủ Đức
 Nhà máy xử lý nước Tam Hiệp
GVHD:Mai Quang Tuấn
16
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
Phèn, vôi
Phản ứng cơ
khí
Bể lắng
ngang
Bể Lọc
nhanh
Bể hòa tan thức
cấp
Clo, flo
/>Mạng lưới
Bể chứa
Trạm bơm
cấp 2
Phèn, vôi

Bể trộn vách
ngăn
Sông Sài Gòn Ngăn tiếp
nhận
Trạm bơm
cấp 1
Bể lắng đáy
phẳng có tầng
cặn lơ lửng
Bể phản ứng cơ
khí
Bể chứa
Bể lọc
Aquazur
Clo
/>ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT

CHƯƠNG II. LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
2.1. Chất lượng nước nguồn và so sánh QCVN , TCXD
- Nguồn nước: nước mặt
- Công suất : 60000 m
3
/ngđ
- Bảng số liệu
Stt Thông số Giá trị TCXD
33 -
2006
QCVN
02:2009/B
YT

QCVN
08:2009/
BTNMT
Đánh
giá
1 Nhiệt độ 28 0C
2 pH 6,8 6,5 –
8,5
6,0 – 8,5 6,0 – 8,5
3 Độ màu 10 NCU ≤ 15 15
4 Độ đục 210
NTU
≤ 2 5 XL
5 TS 420mg/l 20 XL
6 SS 350
mg/l
XL
7 Sắt 0,2 mg/l ≤ 0,3 0,5 0,5
8 Amoni 0,05
mg/l
≤ 1,5 3 0,1
9 Mangan 0,1
Mg/l
≤ 0,2
2.2. ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
GVHD:Mai Quang Tuấn
17
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
Nguồn ếp nhận
Trạm bơm cấp 1

Bể trộn đứng
bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng
Lắng nước rửa lọc
Bể lọc nhanh
bể lắng ngang
Sân phơi bùn
Bể chứa nước sạchTrạm bơm cấp 2
Phèn , vôi
vôi
clo
Nguồn ếp nhận
Trạm bơm cấp 1
Bể trộn đứng
bể phản ứng có vách ngăn
Lắng nước rửa lọc
Bể lọc nhanh
bể lắng li tâm
Sân phơi bùn
Bể chứa nước sạchTrạm bơm cấp 2
Phèn , vôi
clo
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
Căn cứ vào chất lượng nước nguồn , có thể đưa ra 2 phương án lựa chọn sơ đồ dây chuyền
công nghệ cho việc thiết kế trạm xử lý nước như sau:
Phương án 1:
Phương án 2:
GVHD:Mai Quang Tuấn
18
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT

Phân tích ưu nhược điểm: 2 phương án
So sánh Phương án 1 Phương án 2
Ưu điểm Bể ph,n ứng có lớp cặn lơ
lửng :được chia thành nhiều ngăn
dọc, đáy có tiết diện hình phễu với
các vách ngăn ngang, nhằm mục
đích tạo dòng nước đi lên đều, để
giữ cho lớp cặn lơ lửng được ổn
định.
- cấu tạo đơn giản, không cần máy
móc cơ khí, không tốn chiều cao
xây dựng.
Bể lắng ngang
-Được sử dụng trong các trạm xử lí
có công suất >3000 m
3
/ngày đêm
đối với trường hợp xử lí nước có
dùng phèn.
-Bể lắng ngang thu nước đều trên bề
mặt thường kết hợp với bể phản ứng
có lớp cặn lơ lửng.
Bể ph,n ứng vách ngăn
. Nguyên lí cấu tạo cơ bản của bể là dùng các
vách ngăn để tạo ra sự đổi chiều liên tục của
dòng nước. Bể có ưu điểm là đơn giản trong
xây dựng và quản lí vận hành
Bể lắng ly tâm
-Bể lắng dùng lực ly tâm tác dụng lên hạt cặn,
tốc độ chuyển động của các hạt cặn theo

hướng từ tâm quay ra ngoài sẽ lớn hơn rất
nhiều so với vận tốc lắng tự do của hạt cặn
trong khối nước tĩnh, do đó các hạt cặn có thể
tách ra khỏi nước bằng cácthiết bị ly tâm hay
xiclon thủy lực.
-có hiệu quả lắng cao
Nhược
điểm
-Bể ph,n ứng vách ngăn
khối lượng xây dựng lớn do có nhiều vách
GVHD:Mai Quang Tuấn
19
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
ngăn và bể phải có đủ chiều cao để thoả mãn
tổn thất áp lực trong toàn bể.
-Bể lắng ly tâm
cấu tạo phức tạp, quản lý khó khăn
=> Trên cơ sở so sánh trên ta chọn sơ đồ công nghệ dùng bể phản ứng có lớp cặn lơ
lửng và bể lắng ngang để đơn giản trong quá trình vạn hành nhưng hiệu quả xử lý của 2
công nghệ tương đương nhau.
2.3 THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
- Nước đươc bơm lên trạm bơm cấp 1, đi qua song chắn rác để cản lại những vật trôi
nổi trong nước. sau đó nước được bơm lên bể trộn đứng.
- Tại bể trộn nước sẽ tiếp xúc với hóa chất phèn để tạo kết tủa. Nhờ có bể trộn mà
hóa chất được phân phối nhanh và đều trong nước, nhằm đạt hiệu quả xử lý cao
nhất.
- Sau khi nước được tạo bông cặn ở bể trộn sẽ được dẫn đến bể phản ứng. tại đây
các bông cặn tạo thành các bông cặn lơn hơn.
- Sau đó các bông cặn sẽ được lắng ở bể lắng ngang. Tiếp theo nước được đưa vào

bể lọc nhanh.
- Những hạt cặn còn sót lại sau quá trình lắng sẽ được giữ lại trong lớp vật liệu lọc,
còn nước sẽ đươc đưa sang các công trình xử lý tiếp theo.
- Nước rửa lọc được đưa vèo bể lắng nước rửa lọc, tại đây các cặn lắng được lắng và
đưa sang bể nén bùn, phần nước được đưa vào hệ thống thoát nước chung của khu
vực.
- Nước sau khi làm sạch cặn lắng thì được khử trùng bằng clo để làm tiêu diệt vi
khuẩn và vi trùng trước khi đưa vào sử dụng.
- Sau khi khử trùng nước được đưa vào bể chứa. sau đó nước được cung cấp ra
mang lưới sử dụng nước qua trạm bơm cấp 2 để đáp ưng nhu cầu của người dân.
GVHD:Mai Quang Tuấn
20
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
2.4. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
2.4.1 CÔNG TRÌNH THU
a. SONG CHẮN RÁC
Song chắn rác gồm các thanh thép có tiết diện tròn đường kính d = 10mm đặt song song
nhau tại cửa thu nước của bể thu, cách nhau một khoảng a= 40 - 50 mm chọn 40mm.
Song chắn rác được nâng lên hạ xuống nhờ ròng rọc máy. Hai bên song có thanh trượt
để thuận tiện cho quản lý và sử dụng.
Hình dạng song chắn rác cần phù hợp với hình dạng cửa thu nước. hình dạng của nó
có thể là hcn, hình vuông hoặc hình tròn.
Diện tích công tác của song chắn rác được xác định theo công thức:
ω = K
1
K
2
K
3

(TCN 33-1985)
+ Q: lưu lượng tính toán của công trình (m3/s) Q=0.69 (m
3
/s)
+ v: vận tốc nước chảy qua song chắn (m/s)
Theo TCN 33-85 vận tốc này nên lấy trong khoảng 0.4÷0.8 m/s. khi sông nước đục
và thu nước dùng ống tự chảy nên chọn vận tốc này nhỏ
chọn v = 0.4m/s
+ K
1
: hệ số co hẹp do các thanh thép, tính theo công thức: K
1
=
+ a: khoảng cách giữa các thanh thép chọn a = 40mm
+ d: đường kính thanh thép. Chọn d= ø10
+ K
2
: hệ số co hẹp do rác bám vào song. Thường lấy K
2
= 1.25
+ K
3
: hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng của thanh thép, tiết diện tròn lấy K = 1.1; tiết diện
hcn lấy K = 1.25
+ n: số cửa thu nước. n = 2
K =
 ω = 1.48 ( m
2
)
- Tổn thất cục bộ qua song chắn rác

h
sc
= ξ .
g
v
2
2
. k (m)
Trong đó
- ξ: hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn được xác định bởi công thức :
ξ = β . (
a
d
)
3/4
= 1,25 . (
40
10
)
3/4
0,44
GVHD:Mai Quang Tuấn
21
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
- β: hệ số hình dạng đối với thanh thép hình chữ nhật β = 1,25
- k : hệ số dự trữ k = 3
- vậy h
sc
= ξ .

g
v
2
2
. k = 0,44 .
81,9.2
4,0
2
. 3 0,01(m)
Chọn 1 bể thu, 1 song chắn rác, diện tích mỗi song chắn rác = 1.48(m
2
).
Kích thước song chắn rác :
Chọn chiều cao song chắn rác có H = 0.9 m
=> L =1.48 / 0.9 1.64 m
Bảng: các kích thước thiết kế song chắn rác
Thông số Số lượng Đơn vị
Số lượng bể N 01 bể
Chiều rộng song B 0.9 m
Chiều dài song L 1,64 m
Diện tích song chắn rác 1,48 m
2
2.4.2. Tính toán ngăn thu- ngăn hút
Trong ngăn thu bố trí song chắn rác, thang lên xuống, thiết bị tẩy rửa
Trong ngăn hút bố trí lưới chắn rác, ống hút của máy bơm cấp 1, thang lên xuống,
thiết bị tẩy rửa
Chọn đường kính và vận tốc ống hút và ống đẩy:
D
h
= 300mm, v

h
= 0.24m/s
D
đ
= 250mm, v
đ
= 0.35m/s
a. Chiều rộng bể thu xác định theo công thức:
B
t
= B
L
+ 2.e (m)
Trong đó:
B
L
: chiều rộng lưới chắn rác, B = 1250 mm = 1,25 m.
e : khoảng cách từ mép lưới đến tường bể thu, lấy e = 0,5 m.
=> B
t
= 1,25 + 2.0,5 = 2,25 (m) => B
t
= 2.5 (m)
Chọn chiều dài bể thu L
t
= 2,5m,
b. Ngăn hút nước
 Chiều rộng ngăn hút xác định theo công thức,
B 3D
GVHD:Mai Quang Tuấn

22
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
h
≥
f
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
D
f
: đường kính phễu thu, D = (1,3 1,5)D , lấy D = 1,3D
D
h
: đường kính ống hút.
Ta có Q = 0.69 (m
3
/s)
Tiêu chuẩn: D
h
= 300 ÷ 800; v
h
= 1,0 ÷ 1,3 m/s. Chọn D
h
= 450mm, ống thép tương
ứng ta có v
h
= 1,09 m/s.
=> D
f
= 1,3 . 0,45 = 0,585m . Chọn đường kính phễu D
f
= 0.6 m.

=> B
h
3. 0.6 = 1.8 (m). Chọn B = 2 m.
Do B
h
,B
t
tính toán chênh lệch nhau không nhiều, để đảm bảo chế độ dòng chảy và
thuận tiện cho thi công ta lấy: B
h
= B
t
= B =2.5 (m)
 Chiều dài ngăn hút:
L
h
= L
t
= 2,5(m).
Khoảng cách từ mép dưới cửa thu nước đến đáy sông: h = 0,7m.
Khoảng cách từ mép dưới đặt lưới đến đáy công trình thu: h = 0,5m.
Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến mép trên cửa thu: h = 0,5m.
Bảng các kích thước thiết kế ngăn thu – ngăn hút
Thông số
Số lượng
Đơn vị
Ngăn thu Ngăn hút
Số lượng ngăn N 1 1 Bể
Chiều dài ngăn (L) 2,5 2,5 m
Chiều rộng ngăn (B) 2,5 2,5 m

2.4.3 TÍNH TOÁN LIỀU LƯỢNG HÓA CHẤT, THIẾT BỊ ĐỊNH LƯỢNG HÓA
CHẤT
2.4.3.1: Tính toán lượng phèn
 Tính toán dựa trên các thông số sau:
- Q = 60000( m
3
/ngđ) = 0.69 (m
3
/s)
- Độ màu: 10 TCU – nước ít màu (theo TCXD 33:2006)
- Độ đục: 210 NTU
- Hàm lượng cặn (TS): 420 mg/l - nước đục ( theo TCXD 33:2006)
GVHD:Mai Quang Tuấn
23
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
f
→
h
f
h
≥
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
• Hàm lượng cặn của nước mặt là 420 mg/l, chọn liều lượng phèn cần để khử độ đục
là 50mg/l (theo TCXD 33-2006)
• độ màu của nước là 10 ta có liều lượng phèn cần để khử độ màu là:
P
Al
= 4
M
= 4

10
= 12,65( mg/l) (6.11 trang 30-TCXD 33-2006)
So sánh hàm lượng phèn cần để khử độ đục và hàm lượng phèn cần để khử độ màu thì
ta chọn hàm lượng phèn là P
Al
= 50 mg/l
 dung tích bể hòa trộn: phèn
Wh =
γ
10000

h
Al
b
PnQ
=
1.10.10000
50.7.2500
= 8,75 m
3
(6.19 trang 34-TCXD 33-2006)
Q: Lưu lượng nước xử lý (m
3
/h) ( Q = 60000 m
3
/ngđ = 2500 m
3
/h)
P
Al

: Liều lượng hoá chất dự tính cho vào nước (g/m
3
)
n: Số giờ giữa 2 lần hoà tan đối với trạm công suất:
>50.000 m3/ngày; n = 6 - 8giờ , chọn n =7 h
bh: Nồng độ dung dịch hoá chất trong thùng hoà trộn tính bằng %.(theo TCXD 33- 2006
là 10 – 17 % chọn 10% )
γ: Khối lượng riêng của dung dịch lấy bằng 1T/m3.

Ta thiết kế 1 bể hòa trộn phèn
Bể hòa trộn có tiết diện hình tròn đường kính D = 1.4 m gồm 2 phần : phần trên hình trụ,
bên dưới hình chóp có góc tâm 60
0
, bề rộng đáy a = 0,2m.
Đáy bể đặt ống xả cặn D = 150mm.
Chiều cao phần hình trụ :
Chiều cao phần hình chóp :
GVHD:Mai Quang Tuấn
24
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai
H
t
= 5,7 (m )
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC MẶT
Chiều cao dự trữ : H
dt
= 0,3m (qui phạm 0,3 – 0,4m ).
Tổng chiều cao bể hòa tan : H = H
t
+ H

dt
+ H
ch
= 5.7 + 0,3 + 1 = 7.0 (m).
Thể tích xây dựng của bể :
B,ng :Các thông số thiết kế bể hòa tan :
(chiều cao bảo vệ là 0,3m)
STT Thông số Đơn vị Kích thước
1 Số lượng bể 1
2 Chiều cao m 7,0
3 Đường kính m 1,4
4 Thể tích m
3
9,7
 
Kích thước bể tiêu thụ phèn :
Dung tích bể tiêu thụ :
W
t
=
t
hh
b
bW .
=
5
10.75,8
= 17,5 m
3
(6.19 trang 34 TCXD 33- 2006

Trong đó:
W
t1
: Dung tích bể hòa trộn W
p1
= 8,75 m
3
.
b
h
: Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa tan (%) (qui phạm 10 – 17%). Chọn b
h
= 10% tính theo sản phẩm không ngậm nước.
b
t
: Nồng độ dung dịch trong bể tiêu thụ b
t
= 5% (qui phạm 4 – 10%).
Số bể tiêu thụ không được nhỏ hơn 2 => ta thiết kế 2 bể, mỗi bể có dung tích W
t2
= 8,75
(m
3
)
Bể tiêu thụ có tiết diện hình tròn đường kính D = 1,4m, gồm 2 phần : phần trên hình
trụ, bên dưới hình chóp có góc tâm 60
0
, bề rộng đáy a = 0,2m.
Đáy bể đặt ống xả cặn D = 150mm.
  : H

t
=
  :
GVHD:Mai Quang Tuấn
25
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai