giáo trình hệ thống cấp nước

151


Chơng XIV

H
H
ệ
ệ


t
t
h
h
ố
ố
n
n
g
g


c
c
ấ
ấ
p
p

n
n


ớ
ớ
c
c






14.1. Khái niệm chung về hệ thống cấp nớc
14.1.1. Sơ đồ và phân loại hệ thống cung cấp nớc
- Hệ thống cấp nớc là một tập hợp các công trình: thu nớc, xử lý
nớc, điều hoà dự trữ nớc, vận chuyển và phân phối nớc đến nơi tiêu
dùng.
- Các yêu cầu cơ bản đối với một hệ thống cấp nớc là:
+ bảo đảm đa đầy đủ và liên tục lợng nớc cần thiết đến các nơi
tiêu dùng;
+ bảo đảm chất lợng nớc đáp ứng các yêu cầu sử dụng;
+ giá thành xây dựng và quản lý rẻ thi công và quản lý dễ dàng
thuận tiện;
+ có khả năng tự động hoá và cơ giới hoá việc khai thác, xử lý và
vận chuyển nớc
Phân loại hệ thống cung cấp nớc:
1 - Theo đối tợng phục vụ : Hệ thống cấp nớc đô thị, công nghiệp,

nông nghiệp, đờng sắt
2 - Theo chức năng phục vụ : Hệ thống cấp nớc sinh hoạt, sản
xuất, chữa cháy
Ngoài ra ngời ta còn phân loại theo: phơng pháp sử dụng (chảy
thẳng, tuần hoàn); phơng pháp vận chuyển nớc (có áp, không áp)
phơng pháp chữa cháy, phạm vi phục vụ
Mỗi loại hệ thống nh vậy về yêu cầu, qui mô, tính chất và thành
phần công trình có khác nhau, nhng dù có phân chia cách nào thì sơ đồ
của nó tựu chung cũng có thể là hai loại cơ bản: sơ đồ hệ thống cấp nớc
tuần hoàn (hình 14-1) và sơ đồ hệ thống cấp nớc trực tiếp (hình 14-2)


152


Hình 14-1.

sơ đồ hệ thống cấp nớc tuần hoàn

1- Nguồn nớc; 2- Công trình thu; 3- Trạm bơm cấp I; 4- ống dẫn nớc thô;
5- Trạm bơm tăng áp; 6- ống dẫn nớc thô và nớc tuần hoàn; 9- khu xử lý;
7- Đối tợng dùng nớc; 8- Cống dẫn nớc thải;



Hình 14-2. sơ đồ hệ thống cấp nớc trực tiếp

1- Nguồn nớc ; 2- Công trình thu ; 3- Trạm bơm cấp I ; 4- Khu sử lý ; 5- Bể chứa; 6- Tram
bơm cấp II ; 7- Hệ thống dẫn nớc ; 8- Đài nớc ; 9- Mạng lới cấp nớc

14.1.2. Tiêu chuẩn và chế độ dùng nớc
Tiêu chuẩn dùng nớc là thông số rất cơ bản khi thiết kế hệ thống cấp
nớc nó dùng để xác định qui mô hay công suất cấp nớc của cơ sở
thiết kế.
Tiêu chuẩn dùng nớc sinh hoạt, sản xuất, chữa cháy, nớc tới v.v

153

Tiêu chuẩn dùng nớc tính toán là lợng nớc tiêu thụ trung bình của
một đối tợng sử dụng nớc trong một ngày đêm của ngày dùng nớc
lớn nhất theo từng giai đoạn xây dựng (đợt 1: từ 5 đến 10 năm, đợt 2: từ
15 đến 20 năm).
Tỷ số giữa lợng nứơc tiêu thụ của ngày dùng nớc lớn nhất so với
ngày dùng nớc trung bình trong năm gọi là hệ số không điều hoà ngày
lớn nhất K
ngđmax
.
Tỷ số giữa lợng nớc tiêu thụ trong giờ dùng nớc lớn nhất so với giờ
dùng nớc trung bình trong ngày gọi là hệ số không điều hoà giờ lớn
nhất K
hmax
.
Theo quy phạm, tiêu chuẩn dùng nớc sinh hoạt cho các khu dân c đô
thị xác định theo bảng 14-1, tiêu chuẩn dùng nớc sinh hoạt của công
nhân sản xuất tại xí nghiệp lấy theo bảng 2-1.

Bảng 2-1

M
M

ứ
ứ
c
c


đ
đ
ộ
ộ


t
t
i
i
ệ
ệ
n
n


n
n
g
g
h
h
i
i

c
c
ủ
ủ
a
a


n
n
h
h
à
à


ở
ở


t
t
r
r
o
o
n
n

g
g


c
c
á
á
c
c


k
k
h
h
u
u


d
d
â
â
n
n

c
c




đ
đ
ô
ô


t
t
h
h
ị
ị

T
T
i
i
ê
ê
u
u


c

c
h
h
u
u
ẩ
ẩ
n
n


d
d
ù
ù
n
n
g
g


n
n


ớ
ớ
c
c

t
t
r
r
u
u
n
n
g
g


b
b
ì
ì
n
n
h
h
,
,


l
l
/
/
n

n
g
g


n
n
g
g
đ
đ

K
K
h
h
m
m
a
a
x
x

1
1


-
-

N
N
h
h
à
à


k
k
h
h
ô
ô
n
n
g
g


t
t
r
r
a
a
n
n
g

g


t
t
h
h
i
i
ế
ế
t
t


b
b
ị
ị


v
v
ệ
ệ


s
s
i

i
n
n
h
h
,
,


l
l
ấ
ấ
y
y


n
n


ớ
ớ
c
c


ở
ở

v
v
ò
ò
i
i


c
c
ô
ô
n
n
g
g


c
c
ộ
ộ
n
n
g
g
.
.

2
2


-
-


N
N
h
h
à
à


c
c
h
h
ỉ
ỉ


c
c
ó
ó

v
v
ò
ò
i
i


n
n


ớ
ớ
c
c
,
,


k
k
h
h
ô
ô
n
n
g

g


c
c
ó
ó


t
t
h
h
i
i
ế
ế
t
t


b
b
ị
ị


v
v
ệ

ệ


s
s
i
i
n
n
h
h


k
k
h
h
á
á
c
c


3
3


-
-

N
N
h
h
à
à


c
c
ó
ó


h
h
ệ
ệ


t
t
h
h
ố
ố
n
n
g

g


c
c
ấ
ấ
p
p


t
t
h
h
o
o
á
á
t
t


n
n


ớ
ớ
c

c


b
b
ê
ê
n
n


t
t
r
r
o
o
n
n
g
g


n
n
h
h


n

n
g
g


k
k
h
h
ô
ô
n
n
g
g


c
c
ó
ó


t
t
h
h
i
i
ế

ế
t
t


b
b
ị
ị


t
t
ắ
ắ
m
m


4
4


-
-


N
N
h

h




t
t
r
r
ê
ê
n
n
,
,


c
c
ó
ó


t
t
h
h
i
i
ế

ế
t
t


b
b
ị
ị


t
t
ắ
ắ
m
m


h
h
o
o
a
a


s
s
e

e
n
n


5
5


-
-


N
N
h
h
à
à


c
c
ó
ó


h
h
ệ

ệ


t
t
h
h
ố
ố
n
n
g
g


c
c
ấ
ấ
p
p


t
t
h
h
o
o
á

á
t
t


n
n


ớ
ớ
c
c


b
b
ê
ê
n
n


t
t
r
r
o
o
n

n
g
g


c
c
ó
ó


b
b
ồ
ồ
n
n


t
t
ắ
ắ
m
m


v
v
à

à


c
c
ó
ó


c
c
ấ
ấ
p
p


n
n


ớ
ớ
c
c


n
n
ó

ó
n
n
g
g


c
c
ụ
ụ
c
c


b
b
ộ
ộ



4
4
0
0


-
-

6
6
0
0






8
8
0
0


-
-


1
1
0
0
0
0

1
1
2
2
0
0


-
-


1
1
5
5
0
0

1
1
5
5
0
0






2
2
0
0
0
0


2
2
0
0
0
0

3
3
0
0
0
0







2
2
,
,
5
5


-
-


2
2
,

,
0
0




2
2
,
,
0
0


-
-


1
1
,
,
8
8

1
1
,
,
8
8


-
-


1
1
,
,
5
5






1
1
,

,
7
7


-
-


1
1
,
,
4
4




1
1
,
,
5
5


-
-

3
3
,
,
0
0








Chế độ dùng nớc hay lợng nớc tiêu thụ từng giờ trong ngày đêm cũng
là một số liệu rất quan trọng khi thiết kế hệ thống cấp nớc.

154

- Nó dùng để lựa chọn công suất máy bơm cũng nh để xác định dung
tích các bể chứa đài nớc. Chế độ dùng nớc thay đổi phụ thuộc vào điều
kiện khí hậu ; chế độ làm việc, nghỉ ngơi của con ngời, nhà máy
- Nó đợc xây dựng trên cơ sở công tác điều tra thực nghiệm và đợc biểu
diễn bằng bảng lợng nớc tiêu thụ theo từng giờ trong ngày đêm
hay biểu đồ dùng nớc. Từ các bảng và biểu đồ này ta có thể dễ dàng
tìm đợc hệ số không điều hoà giờ K
h max
, K
h min

trong từng trờng
hợp cụ thể khác nhau.





14.1.3. Lu lợng tính toán
- Tính lu lợng nớc ngày đêm trung bình Q
nđtb
đợc xác định theo
công thức :


=
=
K
1i
iingdtb
qnQ
(14-1)

Trong đó : i - Số thứ tự các khu vực dùng nớc ;
K - Tổng số các khu vực dùng nớc .
n
i
- Số đối tợng yêu cầu dùng nớc của mỗi điểm .
q
inđtb
- mức yêu cầu ngày đêm trung bình của mỗi điểm.

- Mức tiêu thụ nứơc không đều nhau trong cả năm và trong từng
ngày do đó lu lợng nớc ngày đêm giờ và giây cực đại đợc xác định :

Q
Q
n
n
g
g
d
d
m
m
a
a
x
x


=
=


K
K
n
n
g
g

d
d
m
m
a
a
x
x
.
.


Q
Q
n
n
d
d
t
t
b
b

(
(
m
m
3
3
/
/
n
n

g
g
đ
đ
)
)




















(
(
1
1

4
4
-
-
2
2
)
)

24
Q
KQ
maxngd
maxhmaxh
=

(
(
m
m
3
3
/
/
h
h

)
)








(
(
1
1
4
4
-
-
3
3
)
)

3600
X

24
Q.K.K
3600
Q
Q
maxngdmaxhmaxngd
maxh
maxh
==










(
(
m
m
3
3
/
/
h
h
)

)




(
(
1
1
4
4
-
-
4
4
)
)




14.2. Nguồn nớc và công trình thu nớc
14.2.1. Nguồn cung cấp nớc

155

Trong cung cấp nớc ngời ta thờng sử dụng các loại nguồn cung cấp nớc
sau đây:
- Nguồn nớc ngầm ;
- Nguồn nớc mặt ;

- Nguồn nớc ma .
1) Nguồn nớc ngầm
Nớc ngầm tạo thành bởi nớc ma rơi trên mặt đất, thấm qua các lớp
đất, đợc lọc sạch và gi lại trong các lớp đất chứa nớc, gia các lớp cn
nớc . Lớp đất gi nớc thờng là cát, sỏi, cuội hoặc lẫn lộn các thứ trên với
các cỡ hạt và thành phần khác nhau . Lớp đất cn nớc thờng là đất sét , đất
thịt Ngoài ra nớc ngầm có thể còn do nớc thấm từ đáy, thành sông hoặc
hồ tạo ra.

Sơ đồ tạo thành nguồn nớc ngầm

- Nớc ngầm không áp: thờng là nớc ngầm mạch nông (3-10m) (vị trí
A Khi đào đến lớp I ).
- Nớc ngầm có áp: thờng là nớc ngầm mạch sâu trên 20m (vị trí B).
Nớc ngầm có u điểm là trong sạch (hàm lợng cặn nhỏ, ít vi trùng)
xử lý đơn giản nên giá thành rẻ có thể xây dựng phân tán nên đờng
kính ống nhỏ và đảm bảo an toàn cấp nớc.
Nhợc điểm của nó là thm dò lâu, khó khn, đôi khi chứa nhiều sắt và
bị nhiễm mặn nhất là các vùng ven biển, khi đó việc xử lý tơng đối
khó khn và phức tạp.
nớc ngầm thờng đợc u tiên chọn làm nguồn nớc để cấp cho sinh
hoạt an uống.

2) Nguồn nớc mặt
Nớc sông:

156

- Lu lợng lớn, dễ khai thác, độ cứng và hàm lợng sắt nhỏ.
- Có hàm lợng cặn cao, độ nhiễm bẩn về vi trùng lớn nên giá

thành xử lý thờng đắt.
- Nớc sông thờng có sự thay đổi lớn theo mùa về độ đục, lu
lợng và nhiệt độ.
Nớc hồ đầm: tơng đối trong trừ ven hồ do bị ảnh hởng của sóng.
Nớc hồ đầm thờng có độ màu cao do anh hởng của rong rêu và các
thuỷ sinh vật, nó thờng bị nhiễm bẩn nếu không đợc bảo vệ cẩn thận.

3) Nguồn nớc ma
Nớc ma tơng đối sạch, tuy nhiên nó cũng bị nhiễm bẩn do rơi qua
không khí, mái nhà Nớc ma thiếu các muối khoáng cần thiết cho sự phát
triển cơ thể con ngời và gia súc.

14.2.2. Công trình thu nớc ngầm
1) Giếng khơi
- Là công trình thu nớc mạch nông, phục vụ cấp nớc cho một gia
đình hay một đối tợng dùng nớc nhỏ.
- Khi cần lợng nớc lớn hơn có thể xây dựng một nhóm giếng khơi
nối vào giếng tập trung bằng ống xi phông (hoặc xây giếng có đờng
kính lớn với các ống nan quạt có lỗ, đặt trong lớp đất chứa nớc để tập
trung nớc vào giếng rồi bơm nớc lên sử dụng.
- Vị trí đào giếng căn cứ vào tài liệu địa chất thuỷ văn đồng thời đảm
bảo yêu cầu vệ sinh cách xa nơi gây nhiễm bẩn nguồn nớc giếng tối
thiểu từ 7m đến 10m.
- Để tránh nớc ma chảy trên mặt kéo theo chất bẩn chui vào giếng,
phải lát nền và xây bờ xung quanh giếng cao hơn mặt đất khoảng 0,8m
đồng thời phải bọc đất sét dầy 0,5m xung quanh thành giếng từ mặt đất
xuống tới độ sâu 1,2m.

2) Giếng khoan

157

Là công trình thu nớc ngầm
mạch sâu với công suất lớn từ 5 đến
500l/s, sâu từ 20m đến 200m có
đờng kính 100 đến 600mm.
Giếng khoan có thể là giếng
hoàn chỉnh (khoan tới lớp đất cách
nớc);
Giếng không hoàn chỉnh
(khoan đến lng chừng lớp đất chứa
nớc) giếng có áp và không có áp
Khi cần thu lợng nớc lớn
ngời ta dùng một nhóm giếng
khoan. Trong trờng hợp này sẽ bị
ảnh hởng lẫn nhau khi làm việc
đồng thời.

Hình 14-4
1- Cửa giếng; 2- Động cơ điện; 3- ống
đẩy; 4- Nhà bao che; 5- ống vách;
6 - Bơm; 7- ống lọc; 8- ống lắng


14.2.3. Công trình thu nớc mặt
Trong thực tế các công trình thu nớc mặt phần lớn là các công trình thu
nớc sông.
1) Công trình thu nớc bờ sông:
áp dụng khi bờ dốc, nớc ở bờ sâu và thờng xây dựng chung với trạm

bơm cấp I nên còn gọi là công trình thu nớc loại kết hợp. Khi điều kiện đất ở
bờ xấu thì trạm bơm cấp I đặt tách rời ở xa bờ và gọi là công trình thu nớc
loại phân ly.
2) Công trình thu nớc lòng sông:
áp dụng khi bờ thoai, nớc nông, mức nớc dao động lớn. Khác với loại
công trinh thu nớc bờ sông là cửa thu nớc đợc đa ra giua sông, rồi dùng ống
dẫn nớc về nguồn thu đặt ở bờ.

14.3. xử lý nớc thiên nhiên
14.3.1. Tính chất nớc thiên nhiên và yêu cầu đối với chất lợng nớc cấp
a) Về phơng diện lý học:
- Nhiệt độ của nớc : thay đổi theo nhiệt độ của không khí .

158

- Độ trong, đục : biểu thị lợng các tạp chất lơ lửng (cát, sét, chất hữu cơ
) có trong nớc.
- Độ màu : do các hợp chất hoà tan hoặc các chất keo gây ra.
- Mùi vị : vị mặn, chua, chát , mùi hôi, tanh, bùn
b) Về phơng diện hoá học:
- Độ pH : biểu thị lợng i on H+ có trong nớc (pH = 7 nớc có tính trung
hoà, pH < 7 nớc có tính axít và pH > 7 nớc có tính kiềm)
- Độ cứng của nớc : biểu thị lợng muối Ca và Mg hoà tan trong nớc,
nứơc có nhiều muối cứng gây lắng cặn trong nồi hơi, ắcqui, giặt xà phòng ít
bọt và nấu thức ăn khó nhừ.
- Hàm lợng sắt và mangan : tính bằng mg/l hợp chất sắt làm cho nớc có
mùi tanh, màu vàng hoặc màu đen.
- Các hợp chất Nitơ (NH
3
, NO

2
-,NO
3
-). Sự có mặt của các hợp chất này
chứng tỏ về mức độ nhiễm bẩn nớc thải vào nguồn nớc.
- Các chất độc nh Asen, đồng, chì, kẽm nếu chứa trong nớc với hàm
lợng quá giới hạn cho phép sẽ gây độc đối với ngời sử dụng nớc.
c) Về phơng diện vi trùng:
- Tổng số vi trùng hiếu khí có trong một lít nớc biểu thị độ bẩn của
nớc về mặt vi trùng .
- Chỉ số Coli : biểu thị số vi trùng Coli có trong một lít nớc. Chỉ tiêu
này biểu thị khả năng có hay không có vi trùng gây bệnh đờng ruột ở
trong nớc.
Nớc cấp cho sinh hoạt và ăn uống phải trong sạch, không độc hại,
không chứa các vi trùng gây bệnh. Tuy nhiên yêu cầu về chất lợng nớc cấp
tuỳ thuộc vào đối tợng sử dụng cũng nh tính chất của mỗi quá trình sản
xuất.


1
1
4
4
.
.
3
3
.
.
2

2
.
.


C
C
á
á
c
c


p
p
h
h


ơ
ơ
n
n
g
g


p
p
h

h
á
á
p
p


v
v
à
à


d
d
â
â
y
y


c
c
h
h
u
u
y
y
ề

ề
n
n


c
c
ô
ô
n
n
g
g


n
n
g
g
h
h
ệ
ệ


x
x
ử
ử

l
l
ý
ý




n
n


ớ
ớ
c
c


a
a
)
)


L
L
à
à
m

m


t
t
r
r
o
o
n
n
g
g


v
v
à
à


k
k
h
h
ử
ử


m

m
à
à
u
u


L
L
à
à
q
q
u
u
á
á


t
t
r
r
ì
ì
n
n
h
h

t
t
á
á
c
c
h
h


c
c
á
á
c
c


t
t
ạ
ạ
p
p


c
c
h

h
ấ
ấ
t
t


l
l
ơ
ơ


l
l
ử
ử
n
n
g
g


g
g
â
â
y
y

r
r
a
a


đ
đ
ộ
ộ


đ
đ
ụ
ụ
c
c


c
c
ủ
ủ
a
a


n

n


ớ
ớ
c
c
.
.


K
K
h
h
ử
ử


m
m
à
à
u
u


t
t
h

h
ô
ô
n
n
g
g


t
t
h
h


ờ
ờ
n
n
g
g


l
l
à
à


l

l
o
o
ạ
ạ
i
i


t
t
r
r
ừ
ừ


c
c
á
á
c
c


t
t
ạ
ạ
p

p


c
c
h
h
ấ
ấ
t
t


l
l
à
à
m
m


c
c
h
h
o
o


n

n


ớ
ớ
c
c


c
c
ó
ó


m
m
à
à
u
u
,
,


c
c
h
h
ủ

ủ


y
y
ế
ế
u
u


l
l
à
à


c
c
á
á
c
c


h
h
ợ
ợ
p

p


c
c
h
h
ấ
ấ
t
t


k
k
e
e
o
o


c
c
ó
ó


k
k
í

í
c
c
h
h


t
t
h
h


ớ
ớ
c
c


h
h
ạ
ạ
t
t


t
t
r

r
o
o
n
n
g
g


k
k
h
h
o
o
ả
ả
n
n
g
g


1
1
0
0
-
-
4

4


đ
đ
ế
ế
n
n


1
1
0
0
-
-
6
6


m
m
m
m
.
.

*
*


X
X
ử
ử


l
l
ý
ý


k
k
h
h
ô
ô
n
n
g
g


p

p
h
h
è
è
n
n


(
(
h
h
ì
ì
n
n
h
h


1
1
4
4
-
-
5
5
a

a
)
)
:
:


D
D
ù
ù
n
n
g
g


k
k
h
h
i
i


c
c
ô
ô
n

n
g
g


s
s
u
u
ấ
ấ
t
t


c
c
ủ
ủ
a
a


t
t
r
r
ạ
ạ
m

m


n
n
h
h
ỏ
ỏ


v
v
à
à


n
n


ớ
ớ
c
c


n
n
g

g
u
u
ồ
ồ
n
n


c
c
ó
ó


đ
đ
ộ
ộ


đ
đ
ụ
ụ
c
c


v

v
à
à


đ
đ
ộ
ộ


m
m
à
à
u
u


t
t
r
r
u
u
n
n
g
g

b
b
ì
ì
n
n
h
h
.
.


*
*


X
X
ử
ử


l
l
ý
ý


c

c
ó
ó


d
d
ù
ù
n
n
g
g


p
p
h
h
è
è
n
n


:
:

159

-
-


D
D
â
â
y
y


t
t
r
r
u
u
y
y
ề
ề
n
n


c
c

ó
ó


s
s
ơ
ơ


l
l
ắ
ắ
n
n
g
g


(
(
h
h
ì
ì
n
n
h
h

1
1
4
4
-
-
5
5
b
b
)
)


d
d
ù
ù
n
n
g
g


k
k
h
h

i
i


n
n


ớ
ớ
c
c


c
c
ó
ó


đ
đ
ộ
ộ


đ
đ
ụ
ụ

c
c




>
>


2
2
0
0
0
0
0
0


m
m
g
g
/
/
l
l
.
.

-
-


D
D
â
â
y
y


t
t
r
r
u
u
y
y
ề
ề
n
n


l
l

ắ
ắ
n
n
g
g


v
v
à
à


l
l
ọ
ọ
c
c


n
n
h
h
a
a
n
n

h
h


(
(
h
h
ì
ì
n
n
h
h


1
1
4
4
-
-
5
5
c
c
)
)

d
d
ù
ù
n
n
g
g


c
c
h
h
o
o


n
n
g
g
u
u
ồ
ồ
n
n

n
n


ớ
ớ
c
c


c
c
ó
ó


đ
đ
ộ
ộ


đ
đ
ụ
ụ
c
c

<
<


2
2
0
0
0
0
0
0


m
m
g
g
/
/
l
l
.
.


-
-

D
D
â
â
y
y


t
t
r
r
u
u
y
y
ề
ề
n
n


b
b
ể
ể


l
l

ọ
ọ
c
c


t
t
i
i
ế
ế
p
p


x
x
ú
ú
c
c


(
(
h
h
ì
ì

n
n
h
h


1
1
4
4
-
-
5
5
d
d
)
)


d
d
ù
ù
n
n
g
g

c
c
h
h
o
o


n
n
g
g
u
u
ồ
ồ
n
n


n
n


ớ
ớ
c
c

c
c
ó
ó


đ
đ
ộ
ộ


đ
đ
ụ
ụ
c
c






1
1
5
5
0
0

m
m
g
g
/
/
l
l
,
,


đ
đ
ộ
ộ


m
m
à
à
u
u

1
1
5
5
0
0


đ
đ
ộ
ộ


C
C
o
o
b
b
a
a
n
n


v
v

à
à


c
c
ô
ô
n
n
g
g


s
s
u
u
ấ
ấ
t
t


b
b
ấ
ấ
t
t

k
k
ỳ
ỳ
.
.








Hình 14- 5

b) Khử sắt :
Thờng gặp nớc nguồn chứa sắt ở dạng muối hoà tan Fe(HCO
3
)
2
.
Để loại trừ sắt trong các nguồn nớc nh vậy ngời ta sử dụng rộng ri
phơng pháp ôxy hoá sắt bằng ôxy của khí trời .
Nguyên tắc là nớc ngầm đợc phun thành các hạt nhỏ để tăng diện tích tiếp
xúc với không khí và một phần CO
2
hoà tan trong nớc sẽ tách ra khỏi nớc.

Sau đó ôxy sẽ ôxy hoá sắt hoá trị 2 (Fe
++
) thành sắt hoá trị 3 (Fe
+++
). Sắt hoá
trị 3 tiếp tục thuỷ phân tạo thành hydroxit kết tủa Fe(OH)
3
. Cuối cùng các cặn
Fe(OH)
3
đợc tách ra khỏi nớc bằng lắng và lọc.
Phản ứng ôxy hoá ra thuỷ phân sắt có thể biểu diễn bằng phơng trình
sau:
4 Fe(HCO
3
)
2
+ O
2
+ 2H
2
O = 4Fe(OH)
3
+ 8CO
2

Để phản ứng ôxy hoá và thuỷ phân sắt xảy ra nhanh và triệt để, nớc
phải có độ kiềm thích hợp (pH = 7ữ7,5).
Ngoài ra, còn dùng thiết bị đẩy ejectơ hút ôxy khí trời dới áp suất thấp
để ôxy hoá sắt - khử sắt.

160

c) Khử trùng :
Sau khi qua bể lắng, bể lọc, phần lớn vi trùng ở trong nớc đ bị giữ lại
(90%) và bị tiêu diệt. Tuy nhiên để đảm bảo hoàn toàn vệ sinh, phải tiến hành
khử trùng nớc.
- Phơng pháp thờng dùng nhất là Clo hoá tức là sử dụng Clo hoặc
hợp chất của Clo nh Clorua vôi CaOCl
2
, Zaven NaOCl là những chất
ôxy hoá mạnh, có khả năng diệt trùng.
- Phơng pháp dùng tia tử ngoại : dùng một loại đèn phát ra tia tử ngoại
để diệt trùng
- Phơng pháp dùng ôzôn (O
3
): đa O
3
vào nớc sẽ tạo thành Oxy
nguyên tử là chất có khả năng diệt trùng.
- Phơng pháp dùng sóng siêu âm: dùng thiết bị phát ra sóng siêu âm
tần số 500 kilohec (500KHZ) vi trùng sẽ bị tiêu diệt .
Trờng hợp chung, sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nớc ngầm đợc
thể hiện trên hinh14-6

Hình 14-6
1 - giếng khoan và trạm bơm cấp I; 2- Dàn ma;

3 - Bể lắng đứng tiếp xúc; 4 - Bể lọc nhanh; 5 - Đờng dẫn Clo;
6 - Bể chứa nớc sạch; 7- Trạm bơm cấp II

14.4. Mạng lới cấp nớc
14.4.1. Sơ đồ và nguyên tắc vạch tuyến mạng lới cấp nớc
Mạng lới cấp nớc làm nhiệm vụ vận chuyển và phân phối nớc đến
các nơi tiêu thụ, Nó bao gồm các đờng ống chính, các đờng ống nhánh.

161

Tuỳ theo qui mô và tính chất của đối tợng tiêu dùng nớc, mạng lới
cấp nớc có thể đợc thiết kế theo sơ đồ mạng lới cụt, mạng lới vòng, hay
hỗn hợp (hinh vẽ).

Hình 14 7
a) Mạng lới cụt; b) Mạng lới vòng

Khi vạch tuyến mạng lới cấp nớc cần dựa trên các nguyên tắc sau :
- Tổng số chiều dài đờng ống là nhỏ nhất.
- Dờng ống phai bao trùm các đối tợng dùng nớc.
- Hớng vận chuyển chính của nớc đi về cuối mạng lới và các điểm
dùng nớc tập trung.
- Hạn chế việc bố trí đờng ống đi qua sông, đê, đầm lầy, đờng xe lửa

14.4.2. Tính toán mạng lới cấp nớc
a) Xác định lu lợng nớc tính toán
Q
1
= Q
v

+

Q
đ
(l/s) (14-6)
Trong đó:
Q
v
- Lu lợng nớc vận chuyển qua đoạn ống, bao gồm lu lợng tập
trung lấy ra ở nút cuối của đoạn ống và lu lợng nớc vận chuyển tới
các đoạn ống phía sau;
Q
đ
- Lu lợng nớc dọc đờng là lợng nớc phân phối theo dọc đờng
của đoạn ống.
- Hệ số tơng đơng kẻ tới sự thay đổi lu lợng dọc đờng của đoạn
ống, thờng lấy bằng 0,5;

b) Xác định đờng kính ống
Đối với ống tiết diện trên, đờng kính ống đợc xác định theo công thức :

162


v
Q4
D

=
(mm) (14-7)

Trong đó
D - Đờng kính ống (mm) ;
Q - Lu lợng tính toán của đoạn ống (m
3
/s) ;
v - Vận tốc nớc chảy trong ống (m/s) .
Ta thấy D phụ thuộc vào Q và v, v phụ thuộc vận tốc kinh tế (Bảng 14-3)

.

Vận tốc kinh tế là vận tốc sao cho tổng giá thàng xây dựng và chi phí
quản lý mạng lới là nhỏ nhất.
Bảng 14-3



c) Xác định tổn thất cột áp trên các đờng ống
- Đối với mạng lới cấp nớc bên ngoài thờng ngời ta chỉ tính tổn thất
cột áp do ma sát theo chiêù dài, còn tổn thất cột áp cục bộ rất nhỏ nên bỏ
qua.
- Tổn thất cột áp do ma sát trên các đờng ống cấp nớc thờng đợc
tính theo công thức sau :

2
2
W
K
Q
alh =
(14-8)

Trong đó
a - Hệ số hiệu chỉnh tổn thất (lấy theo bảng 5-1);
l - Chiều dài đờng ống (m) ;
K - Hệ số đặc trng lu lợng (l/s).

d) Tính toán mạng lới cụt (mạch rẽ) và mạng lới vòng (xem chơng V).



163

14.5. Trạm bơm, bể chứa, đài nớc
14.5.1. Bể chứa - đài nớc
- Là công trình trung gian giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II để
chứa nớc dự trữ nớc chữa cháy và nớc dùng cho bản thân trạm xử lý.
- Đài nớc để điều hoà lu lợng và cột áp đến các đối tợng tiêu dùng
nớc và dự trữ nớc chữa cháy. Đài nớc có thể đặt ở đầu, giữa hoặc cuối
mạng lới cấp nớc, nên lợi dụng vị trí địa hình cao để giảm giá thành
xây dựng đài.
a) Dung tích của đài nớc và bể chứa có thể xác định theo công thức sau :
W
đ
= W
đh
+ W
cc
10
(14-9)
W
b

= W
đh
+ W
bt
+ W
cc
3h
(14-10)
Trong đó W
đ
, W
b
- dung tích của đài nớc, bể chứa nớc ;
W
đh
- dung tích điều hoà của đài nớc, bể chứa nớc ;
W
cc
10
, W
cc
3h
- dung tích nớc dự trữ chữa cháy, lấy bằng

lợng nớc chữa cháy trong 10 phút đối với đài nớc và 3 giờ đối với bể
chứa.
W
bt
- lợng nớc dùng cho bản thân của trạm xử lý, sơ bộ lấy
bằng 5 ữ10% công suất của trạm bơm.

Để xác định dung tích điều hoà của bể chứa và đài nớc có thể dùng
phơng pháp thống kê hoặc phơng pháp biểu đồ.
- Theo phơng pháp thống kê đầu tiên ta chọn giờ dốc cạn sạch nớc,
thờng là giờ sau một thời gian dài lấy nớc liên tục, nớc trong bể chứa
và đài cạn sạch và coi bằng 0. Từ đó tính lợng nớc còn lại trong bể và
đài trong từng giờ, lợng nớc lu lại lớn nhất sẽ là dung tích điều hoà
của bể hoặc đài
- Theo phơng pháp biểu đồ trớc hết ta vẽ đồ thị yêu cầu nớc của cơ
sở cần cấp nớc theo từng giờ trong một ngày đêm, đợc tính bằng phần
trăm lu lợng nớc ngày đêm cực đại Q
ngđmax
.
Chọn số giờ làm việc và chế độ làm việc của trạm bơm trong một ngày
và vẽ đồ thị truyền nớc của bơm lên cùng đồ thị yêu cầu nớc.
Ví dụ trên hình 14-8, căn cứ đồ thị yêu cầu nớc và đồ thị cung cấp nớc
của trạm bơm ta xác định đợc dung tích điều hoà:

maxngd
''
i
'
i
dh
Q
100
KK
W
+
= (14-11)

164

Trong đó:
K
i
-Độ chênh cực đại về phía trên giữa đờng truyền nớc của trạm
bơm và đờng cong yêu cầu nớc.
K
i
-Độ chênh cực đại về phía dới giữa đờng truyền nớc của trạm
bơm và đờng cong yêu cầu nớc.

Hình 14-8

b) Phơng pháp xác định chiều cao đài nớc và cột áp của máy bơm .
Muốn đảm bảo việc cấp nớc đợc liên tục và đầy đủ thì áp lực của
bơm hoặc chiều cao của đài nóc phải đủ để đa nớc tới nơi đòi hỏi
cần phải cấp nớc khó khăn nhất của hệ thống cấp nớc.
áp lực tự do cần thiết tại vị trí cấp nớc khó khăn nhất của mạng lới
cấp nớc bên ngoài hay cột áp cần thiết H
ctnh
tại điểm đó có thể lấy nh
sau: - Nhà một tầng H
ctnh
= 10 m ;
- Nhà hai tầng H
ctnh
= 12 m ;
Khi tăng thêm một tầng nhà thì cột áp cần thiết tăng thêm 4m.
Trong trờng hợp chữa cháy áp lực thấp: cột áp cần thiết tại họng chữa

cháy bất lợi nhất tối thiểu phải bằng 10m.
Trờng hợp chữa cháy áp lực cao: áp lực cần thiết tại họng chữa cháy
bất lợi nhất phải đảm bảo đa nớc tới vị trí khó khăn nhất của ngôi
nhà có cháy qua ống vải gai chữa cháy dài 50 - 100m với cột nớc chữa
cháy tối thiểu bằng 10m.

165

Để thấy rõ sự liên hệ về cột áp giữa các công trình cấp nớc có thể xem sơ
đồ giới thiệu trên hình 14-9.


Từ sơ đồ trên hình 14-9 ta tính H
đ
và H
b
theo công thức sau :
H
đ
= Z
nh
- Z
đ
+ H
ctnh
+ h
1
(m) (14-12)
H
b

= Z
đ
- Z
b
+ H
đ
+ h
đ
+ h
2
(m) (14-13)
Trong đó
Z
b
, Z
đ
, Z
nh
- Cốt mặt đất tại trạm bơm, đài nớc và vị trí cấp nớc khó
khăn nhất.
H
ctnh
- Cột áp cần thiết tại vị trí cấp nớc khó khăn nhất.
H
đ
, H
b
- Độ cao đài nớc, cột áp của bơm.
h
đ

- Chiều cao thùng chứa nớc trên đài;
h
1
, h
2
- Tổng tổn thất cột áp trên đờng ống dẫn nớc từ đài đến vị trí
cấp nớc khó khăn nhất và từ trạm bơm đến đài.

14.5.2. Bơm và trạm bơm.
- Để đa nớc từ công trình thu nớc lên công trình xử lý nớc, từ bể
chứa lên đài nớc hoặc để vận chuyển nớc đến các nơi tiêu dùng ngời
ta thờng dùng bơm hoặc các thiết bị dâng nớc.
- Hiện nay thờng sử dụng phổ biến loại bơm ly tâm , trục ngang (hay
trục đứng), một cấp (hay nhiều cấp), bơm pittông, bơm tia, bơm nén khí,
bơm nớc va, hoặc các thiết bị dâng nớc đơn giản khác nh: Cần vọt,
ròng rọc, trục quay,v.v
Trạm bơm cấp I: đa nớc từ công trình thu lên công trình xử lý.

166

Trạm bơm cấp II: bơm nớc từ bể chứa lên đài nớc và cung cấp tới các
nơi tiêu thụ.
Trạm bơm trung chuyển: khi cần vận chuyển nớc đi quá xa hoặc lên
cao để tránh áp suất trong đờng ống nớc quá cao (không kinh tế) và
có thể làm vỡ ống .
Trạm bơm tuần hoàn thờng đợc dùng trong các hệ thống cấp nớc
công nghiệp, dùng để bơm nớc đ làm nguội vào các thiết bị, máy
móc sản xuất. Khi tính toán thiết kế trạm bơm, trớc hết phải xác định
năng suất cần thiết và cột áp toàn phần, rồi dựa vào các tài liệu giới
thiệu bơm, chọn đợc loại bơm và số bơm có công suất cần thiết đáp

ứng yêu cầu của cơ sở cấp nớc (xem chơng 9,10).