thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống công suất 500m3ngày đêm ở Thủ Đức

Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 31 -


LỜI CẢM ƠN
Để chuẩn bò hành trang khi đi làm, các sinh viên ngành Kỹ Thuật Môi Trøng
cần phải tiếp cận thực tế, cụ thể hóa các lý thuyết đã học như : các kỹ năng tính
toán, thiết kế các quy trình hệ thống xử lý nước cấp, nước thải, khí thải, chất thải
rắn, Đó là những yêu cầu không thể thiếu ở sinh viên ngành Kỹ Thuật Môi Trøng
và thể hiện tương đối đầy đủ trong Luận Văn Tốt Nghiệp. Vì vậy, sinh viên ngành
Kỹ Thuật Môi Trøng cần phải hoàn thành tốt Luận Văn Tốt Nghiệp.
Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn đến thầy Đặng Viết Hùng đã tận tình
giúp đỡ em hoàn thành Luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn gia đình em đã hy sinh, nuôi nấng, chăm sóc và tạo
điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành Luận văn cũng như quá trình học Đại Học của
mình.
Xin cảm ơn Thầy, Cô, các anh chò khóa trước cùng các bạn sinh viên khóa 2002
đã giúp đỡ và góp ý trong suốt thời gian làm Luận văn.
Dù đã nổ lực hết mình nhưng với khả năng, kiến thức và thời gian có hạn nên
không thể tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình thực hiện Luận văn này. Kính
mong quý thầy cô chỉ dẫn, giúp đỡ em hoàn thiện vốn kiến thức của mình để em có
thể tự tin tiếp bước vào đời.
Em chân thành cảm ơn !


Nguyễn Thò Hương Thùy

Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3

/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 32 -
Chương 1 :

TỔNG QUAN






1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
1.1.1 Đặt vấn đề
Như một quy luật tất yếu của tự nhiên, đi đôi với sự phát triển vượt bậc về
kinh tế là việc cung cấp nước sạch và đảm bảo vệ sinh môi trường_ vốn đang là
vấn đề nan giải và cấp thiết, cần giải quyết của nước ta hiện nay. Tại các đô thò
mới cùng với sự phát triển mạnh mẽ và nhanh chóng của các nhà máy sản xuất
thì vấn đề nước sạch càng cấp thiết nhằm phục vụ cho nhu cầu phát triển các
tiềm lực kinh tế và thu hút vốn đầu tư của nước ngoài.
1.1.2 Nhiệm vụ luận văn
Nhiệm vụ của đề tài là tính toán - thiết kế hệ thống cấp nước nhằm đảm
bảo cung cấp nước sạch cho một nhà máy sản xuất trong Khu công nghệ cao
TP.HCM, góp phần cải thiện và hỗ trợ phát triển kinh tế nơi đây.
1.1.3 Nội dung thiết kế
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 33 -
 Thu thập tài liệu, số liệu cần thiết để phục vụ cho tính toán – thiết kế.
 Phân tích số liệu để tính toán – thiết kế.

 Khảo sát tất cả các nguồn nước có thể khai thác sử dụng được;
 Đánh giá chất lượng nguồn nước;
 Xác đònh phương thức khai thác nguồn nước;
 Xác đònh nhu cầu dùng nước.
 Xác đònh lưu lượng ngày tính toán, lưu lượng nước theo giờ.
 Xác đònh vò trí khai thác nước thô, vò trí nhà máy xử lý và quy trình công
nghệ xử lý.
 Tính toán các hạng mục công trình
 Vận hành và bảo dưỡng hệ thống cấp nước.
 Thực hiện các bản vẽ
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 34 -
1.1.4 Phạm vi thiết kế
Thiết kế hệ thống cấp nước cho một nhà máy trong Khu công nghệ cao
TP.HCM với công suất thiết kế là 500 m
3
/ngày.

1.2 SƠ LƯC VỀ KHU CÔNG NGHỆ CAO TP.HCM.
Khu Công nghệ cao TP.HCM với tổng diện tích 913 ha, cách trung tâm thành
phố, cảng Sài Gòn và sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất chỉ 15-17km. KCNC TP.HCM
là đòa điểm lý tưởng cho các nhà đầu tư trong lónh vực công nghệ cao.
 KCNC nằm ở trung tâm của Vùng Kinh tế động lực phía Nam: TPHCM –
Bình Dương – Bình Phước - Bà Ròa Vũng Tàu - Đồng Nai – Tây Ninh – Long
An.
 Ở vò trí trung tâm của 43 khu chế xuất, khu công nghiệp phía Nam với sự có
mặt của các tập đoàn lớn như: Fujitsu, Exxon Mobil, DuPont, NidecTosok,
Sony, Mercedes-Benz, Samsung, Daimler Chrysler, Toyota, Mitsubishi …

 Nằm kế cận khu đại học quốc gia TPHCM với nhiều viện nghiên cứu và tiềm
năng phong phú về nguồn nhân lực trình độ cao.
 Cạnh sân golf Thủ Đức, đòa điểm giải trí được ưa chuộng.
 KCNC cách trung tâm TPHCM 15 Km về hướng Đông Bắc.
 KCNC cách sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất 17 Km.
 Cách cảng Sài Gòn, Tân Cảng, Thò Vải, Cát Lái khoảng 15km.
KCNC TP.HCM phát triển theo mô hình là một khu kinh tế kỹ thuật, thu hút
đầu tư nước ngoài và huy động các nguồn lực khoa học công nghệ cao trong
nước. Đây là nơi tập trung lực lượng sản xuất hiện đại, kết hợp sản xuất kinh
doanh – nghiên cứu, tiếp thu, chuyển giao, phát triển công nghệ cao và đào tạo
nguồn nhân lực cho nghiên cứu và sản xuất công nghệ cao.
Hiện nay, KCNC TP.HCM tập trung thu hút đầu tư các ngành công nghệ cao
thuộc 4 lónh vực: Công nghệ vi mạch bán dẫn, công nghệ thông tin và viễn thông;
Công nghệ tự động hóa, cơ khí chính xác; Công nghệ sinh học áp dụng cho y tế,
dược phẩm và môi trường; Công nghệ vật liệu mới, công nghệ nano và năng
lượng.
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 35 -

Hình 1.1: Vò trí đòa lý của KCNC TP.HCM

1.3 LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC ĐỂ XỬ LÝ
Khi thiết kế hệ thống cấp nước, một trong những vấn đề có tầm quan trọng
bậc nhất là lựa chọn nguồn nước. Nguồn nước quyết đònh tính chất và thành phần
các mực công trình, quyết đònh kinh phí đầu tư xây dựng và giá thành sản phẩm.
Nguồn nước thiên nhiên được sử dụng vào mục đích cấp nước, có thể chia
làm 2 loại:
 Nước mặt: sông ngoài, ao hồ và biển.

 Nước ngầm: mạch nông, mạch sâu, giếng phun.
Đối với Khu công nghệ cao TP.HCM, nguồn nước được chọn để xử lý là nước
ngầm vì:
 Xung quanh Khu vực này chỉ có các kênh nhỏ, nguồn nước không đủ tiêu chuẩn
để xử lý, lưu lượng nước không đảm bảo. Nếu có xử lý được thì tốn rất nhiều
kinh phí.
 Theo kết quả đánh giá tác động môi trường thì nước ngầm ở khu vực này lượng
nước có thể khai thác lâu dài, và chất lượng nước ngầm ở đây có thể xử lý
được.
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 36 -
Theo hiện trạng cấp nước tại Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh Đồng Bằng
Sông Cửu Long, có thể nhận thấy là nước ngầm đang là nguồn cấp nước chủ yếu
cho các huyện thành Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng và các đô thò vùng Đồng
Bằng Sông Cửu Long nói chung. So với nước mặt thì nước ngầm có ưu điểm như
sau:
 Nước ngầm là một tài nguyên thường xuyên, ít chòu ảnh hưởng của các nhân tố
khí hậu như hạn hán. Chất lượng nước ổn đònh ít bò biến động theo mùa như
nước mặt.
 Việc xây dựng các công trình xử lý tương đối đơn giản và ít tốn kinh phí so với
nước mặt.
 Chủ động trong vấn đề cấp nước cho các vùng hẻo lánh, dân cư thưa thớt.
Bên cạnh những ưu điểm đó, khi sử dụng nước ngầm cho mục đích cấp nươc
cũng có một số nhược điểm sau:
 Một số nguồn nước ngầm ở các tầng sâu, được hình thành qua hàng ngàn năm
và ngày nay được rất ít nước bù đắp từ nước mưa.
 Việc khai thác nước ngầm với cường độ cao, sẽ làm cho mực nước ngầm hạ
thấp xuống.

 Khi khai thác nước ngầm không hợp lý sẽ làm ảnh hưởng tới chất lượng nước
ngầm.

1.4 CHẤT LƯNG NƯỚC NGẦM KHU VỰC TP.HCM
Yếu tố thủy văn
Vì đang giữa muà khô, mực nước ngầm tầng nông của hầu hết các trạm ở khu
vực Tp.HCM qua kết quả quan trắc kỳ 1/2006 đều thấp hơn so với lần quan trắc
trước (tháng 11/2005). Tuy nhiên, so với độ sâu mực nước tónh ở đợt quan trắc cùng
kỳ năm 2005 lại không có sự chênh lệch lớn.
Nhiệt độ
Nhiệt độ nước ghi nhận ở các giếng qua kỳ quan trắc 1/2006 dao động trong
khoảng từ 28,8 – 32,6
o
C. Khoảng nhiệt độ này phù hợp điều kiện tự nhiên của khu
vực khảo sát và có sự thay đổi theo mùa và thời gian trong ngày.
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 37 -
pH
Giá trò pH đo đạc ở các giếng kỳ 1/2006 dao động từ 4,4 – 6,8. Chỉ trạm Bãi rác
Đông Thạnh (GMS1) đạt tiêu chuẩn cho phép đối với nước ngầm (TCVN 5994 –
1995 pH: 6,5-8,5), các trạm còn lại không đạt tiêu chuẩn cho phép là do đặc tính của
nguồn nước ngầm ở hầu hết các khu vực trên đòa bàn thành phố bò phèn tiềm tàng.
Phèn sắt
Nồng độ sắt tổng đo được ở các trạm quan trắc nước ngầm trong kỳ quan trắc
này dao động rất lớn trong khoảng từ 0,3 – 107 mg/l. Ngoại trừ trạm Gò Cát
(GMS2), Phú Nhuận (GMS7), Bàu Cát (GMS8), Phú Thọ (GMS9) đạt tiêu chuẩn
cho phép đối với nước ngầm (TCVN 5944 – 1995 Fe: 1-5mg/l), các trạm còn lại
vượt tiêu chuẩn cho phép, đặc biệt là các trạm GMS1, GMS5, GMS4, vượt tiêu

chuẩn cho phép từ 1,7 – 21,4 lần. Bên cạnh đó, nếu so sánh nồng độ sắt tổng với
kết quả quan trắc cùng kỳ năm 2005 cho thấy phần lớn các trạm đều có giá trò cao
hơn (Hình1). Điều này chứng tỏ mức độ ảnh hưởng của phèn tiềm tàng trong đất
đến chất lượng nước ngầm ngày càng cao.

Diễn biến nồng độ sắt
0
10
20
30
40
50
60
GMS1 GMS2 GMS3 GMS4 GMS5 GMS6 GMS7 GMS8 GMS9 GMS10
Trạm
mg/l
Ky 1/2004 Ky 2/2005 TCVN TCVN

Hình 1.2: Diễn biến nồng độ Fe nước ngầm ở Tp.HCM kỳ quan trắc đợt 1
năm 2005 và 2006
Độ cứng tổng
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 38 -
Ngoại trừ trạm Tân Tạo GMS10 có độ cứng tổng (580 mgCaCO
3
/l) không đạt
tiêu chuẩn cho phép đối với nước ngầm (TCVN 5994 – 1995, độ cứng tổng 300 –
500 mgCaCO

3
/l), các trạm còn lại đều có độ cứng đạt tiêu chuẩn cho phép của chỉ
tiêu này (8,5 – 100 mgCaCO
3
/l). Nguồn nước ngầm ở những khu vực có độ cứng
cao sẽ hạn chế mục đích sử dụng cho sinh hoạt và sản xuất.
Mức độ nhiễm mặn
Kết quả phân tích tổng chất rắn hoà tan (TDS) ở các giếng trên đòa bàn thành
phố qua kỳ quan trắc này dao động từ 104 – 2.641 mg/l. Ngoại trừ trạm ở Tân Tạo
(GMS10) có nồng độ TDS khá cao và đã xác đònh bò nhiễm mặn qua các lần quan
trắc trước, các giếng còn lại đều đạt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5944 – 1995 TDS
750–1500 mg/l). Ở các kỳ quan trắc trước cho thấy khu vực bãi rác Đông Thạnh
(GMS1) đã có xu hướng bò nhiễm mặn, trong đợt quan trắc cuả kỳ 1 năm nay mặc
dù nồng độ TDS đo được ở trạm GMS1 không vượt tiêu chuẩn cho phép nhưng vẫn
ở mức cao (Hình 2).
Diễn biến nồng độ TDS
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
GMS1 GMS2 GMS3 GMS4 GMS5 GMS6 GMS7 GMS8 GMS9 GMS10
Trạm
mg/l
Ky 1/2004 Ky 1/2005 TCVN TCVN

Hình 1.3. Diễn biến nồng độ TDS nước ngầm ở Tp.HCM kỳ quan trắc đợt 1
năm 2005 và 2006

Hàm lượng dinh dưỡng (NO
3
-
, NH
4
+
, ∑P)
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 39 -
Nồng độ các chất dinh dưỡng như NO
3
-
, NH
4
+
, ∑P đo được ở các giếng trong đợt
quan trắc này đều đạt tiêu chuẩn cho phép đối với nước ngầm (TCVN 5944 –
1995). Một số trạm ở Phú Nhuận (GMS7), Phú Thọ (GMS9) tuy có nồng độ NO
3
-
,
NH
4
+
đạt tiêu chuẩn cho phép nhưng vẫn ở mức cao (NO
3
-

: 16,7 – 40,1 mg/l).
Tổng Cacbon hữu cơ (TOC)
Kết quả phân tích nồng độ TOC ở các trạm quan trắc nước ngầm kỳ 1/2005 dao
động trong khoảng từ 2,1 – 89,8 mg/l. Theo tài liệu Đánh giá chất lượng nước cuả
Deborah Chapman (1995), nồng độ TOC trong nước ngầm thường < 2mg/l, điều
này cho thấy nước ngầm ở Tp.HCM đã có biểu hiện cuả ô nhiễm hữu cơ, đặc biệt
là các trạm khu vực Bãi rác Đông Thạnh – GMS1 (63,6 - 71,9 mg/l), Đông Hưng
Thuận – GMS2 (2.4 - 89,8 mg/l) (Hình 3).













Hình 1.4. Diễn biến nồng độ TOC nước ngầm ở Tp.HCM kỳ quan trắc đợt 1
năm 2005 và 2006
Kim loại nặng
Kết quả phân tích kim loại nặng ở các trạm quan trắc nước ngầm trên đòa bàn
Tp.HCM đều đạt tiêu chuẩn cho phép đối với nước ngầm (TCVN 5944 – 1995).

Ô nhiễm vi sinh
Nồng độ TOC
0

20
40
60
80
100
120
140
160
GMS1 GMS2 GMS3 GMS4 GMS5 GMS6 GMS7 GMS8 GMS9 GMS10
Trạm
mg/l
Ky 1/2004 Ky 1/2005
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 40 -
Từ kết quả phân tích Coliform và Fecal Coliform ở các trạm quan trắc năm kỳ
1/2005 cho thấy chỉ có trạm Gò Cát và Đông Hưng Thuận có dấu hiệu nhiễm vi
sinh, các trạm còn lại đều đạt tiêu chuẩn cho phép.
Như vậy, qua kết quả phân tích chất lượng nước ngầm những tháng đầu năm 2006
cho thấy nước ngầm tầng nông ở hầu hết các vò trí quan trắc trên đòa bàn Tp.HCM
tiếp tục bò ô nhiễm hữu cơ, hàm lượng sắt tổng cao và nhiễm mặn ở một số khu vực.
Bảng 1.1: Chất lượng nước ngầm tại Thành phố Hồ Chí Mính
Đòa điểm
pH
Fe
tc
(mg/l)
Cứng
(mgCaCO

3
/l)
Quận Thủ Đức
3,92 – 6,99
Vét – 34,2
Vét – 400
Quận Bình Chánh
2,82 – 7,82
Vét – 26,2
4 – 600
Quận Gò vấp
3,89 – 4,54
0,2 – 0,4
6 – 22
Quận Tân Bình
4,2 – 6,94
Vét – 7,6
14 – 42
Hóc Môn
3,67 – 6,97
Vét – 5,4
Vét – 180
Củ Chi
3,84 – 6,49
Vét – 7,3
10 – 230
Quận 8
4,26 – 6,86
Vét – 26,2
42 – 261

(Nguồn: Trung Tâm Y tế Dự Phòng)
1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM
Tùy thuộc vào hàm lượng Fe
2+
có trong nước ngầm mà ta có thể lựa chọn các
phương pháp khử sắt khác nhau:
1.5.1 Làm thóang:
 Làm thoáng đơn giản trên bề mặt lọc:
Dàn phun mưa cao 0.7m, lỗ phun đường kính 5- 7mm; lưu lượng 10m
3
/m
2
h.
Lượng oxy hòa tan sau làm thoáng = 40% lượng oxy hòa tan bão hòa (Ở 25
0
C lượng
oxy bão hòa = 8.4 mg/l).
 Làm thoáng bằng dàn mưa tự nhiên:
Dàn một bậc hay nhiều bậc với sàn rải xỉ hoặc tre gỗ. Lượng oxy hòa tan sau
làm thoáng = 55% lượng oxy hòa tan bão hòa. Hàm lượng CO
2
giảm 50%.
 Làm thoáng cưỡng bức:
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 41 -
Tháp làm thoáng cưỡng bức lưu lượng 30 – 40 m
3
/h, lượng không khí tiếp xúc 4 –

6 m
3
/m
3
H
2
O. Lượng oxy hòa tan sau làm thoáng = 70% lượng oxy hòa tan bão hòa.
Hàm lượng CO
2
giảm 75%.
Trong nước ngầm, ngoài Fe
2+
còn có HS
-
, S
2-
(H
2
S) có tác dụng khử đối với sắt
nên ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa sắt.
2H
2
S + O
2
 2S + 2H
2
O
Nếu trong nước có oxy hòa tan thì phản ứng oxy hóa S
2-
xảy ra trước sau đó mới

tiếp tục oxy hóa Fe
2+
thành Fe
3+
. Vì vậy, ta phải tính toán lượng oxy cung cấp để đủ
oxy hóa Fe
2+
thành Fe
3+
để đạt tiêu chuẩn cấp nước.

1.5.2 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 Fe
2+
quá cao, tồn tại đồng thời cả H
2
S thì
lượng oxy thu được bằng làm thoáng không đủ để oxy hóa toàn bộ H
2
S và sắt nên
cần dùng hóa chất để khử bổ sung.

 Khử sắt bằng vôi:
Khi cho vôi vào, pH của dung dòch tăng, Fe
2+
thủy phân thành Fe(OH)
2
, thế oxy

hóa khử tiêu chuẩn của Fe(OH)
2
/Fe(OH)
3
giảm, Fe
2+
chuyển thành Fe
3+
. Fe(OH)
3

kết thành bông cặn, lắng trong bể lắng và được tách riêng.
Phương pháp này đòi hỏi thiết bò pha chế cồng kềnh, quản lý phức tạp. Tuy
nhiên có thể kết hợp khử sắt với quá trình xử lý khác (Ổn đònh nước bằng kiềm hóa,
làm mềm nước bằng vôi kết hợp sôđa …)

 Khử sắt bằng Clo:
Khi cho clo vào nước, clo sẽ oxy hóa sắt (II) thành sắt (III)
2Fe(HCO
3
)
2
+ Cl
2
+ Ca(HCO
3
)
2
+ 6H
2

O  2Fe(OH)
3
+ CaCl
2
+ 6H
+
+ 6HCO
3
-
Quá trình oxy hóa bằng clo tăng nhanh khi giảm [H
+
], tức là pH tăng. Do clo là
chất oxy hóa mạnh nên phản ứng vẫn xảy ra nhanh ở pH  5.
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 42 -
Ngoài ra, trong nước còn có amoni hòa tan, clo sẽ kết hợp tạo thành cloramin
làm quá trình oxy hóa chậm lại. Ở pH =7, quá trình oxy hóa sắt (II) bằng cloramin
kết thúc sau 60 phút. Vì vậy, với nước có hàm lượng hợp chất amoni hòa tan nồng
độ đáng kể, sử dụng clo để khử là hoàn toàn không hiệu quả. Liều lượng clo cần
thiết phụ thuộc hàm lượng chất hữu cơ có trong nước, cần bổ sung lượng clo đề khử
tạp chất hữu cơ.
M
Cl
= 0.5 [O
2
] (mg/l)
[O
2

]: độ oxy hóa bằng kali permanganat của muối tính chuyển ra oxy.

 Khử sắt bằng KMnO
4
:
Khi khử sắt bằng KMnO
4
, quá trình khử sắt kết thúc rất nhanh vì cặn mangan
(IV) hroxit vừa được tạo thành là nhân tố xúc tác cho phản ứng khử.
5Fe
2+
+ MnO
4
-
+ 8H
+
 5Fe
3+
+ Mn
2+
+ 4H
2
O
Trong quá trình oxy hóa sắt, các ion Fe
3+
được tạo thành sẽ bò thủy phân và tạo
bông cặn ngay nên nồng độ Fe
3+
hòa tan trong nước còn lại không đáng kể. Do đó,
phản ứng trên là phản ứng không thuận nghòch, xảy ra nhanh và triệt để. Vì vậy,

khử sắt bằng KMnO
4
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.
Ngoài ra, còn 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 công suất nhỏ ít sử dụng.


Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 43 -
1.6 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM

trạm bơm
giếng
Bể lắng
tiếp xúc
Bể lọc
nhanh
Bể chứa
nước sạch
Chất khử trùng
Dàn mưa
hay thùng
quạt gió
trạm bơm
giếng
Bể lọc
nhanh
Bể chứa
nước sạch
Chất khử trùng
Dàn mưa hay
thùng quạt gió
trạm bơm
giếng

Bầu trộn
khí
Bể lọc
áp lực
Bể chứa
nước sạch
Chất khử trùng
Ejector thu
khí hay máy
nén khí
trạm bơm
giếng
Bể lọc
nhanh
Bể chứa
nước sạch
Chất khử trùng
Phun mưa trên
mặt bể lọc
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 44 -
1.7 CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC NGẦM Ở TP.HCM
1.7.1 Công nghệ xử lý nước ngầm của nhà máy nước ngầm Hóc Môn
Các thông số :
 Sắt: hàm lượng 14 ÷ 15 mgl/l.
 Mn: hàm lượng 0,6 ÷ 0,7 mgl/l.
 pH: 5 ÷ 6
Sơ đồ công nghệ:

Nước từ giếng khoan được đưa lên 4 đường ống 800 để đưa lên giàn phun
mưa. Tại đây người ta có thêm Clo và vôi để tăng pH nhằm tạo môi trường để Fe
2+

chuyển thành Fe
3+
. Sau đó nước được chuyển qua bể trộn đứng, rồi đưa sang bể
lắng ngang tiếp xúc, nước sau lắng cho qua bể lọc nhanh. Sau đó nước được đưa vào
bể chứa. Nước trước khi vào bể chứa được châm Clo để khử trùng.
Cặn (Fe
3+
) phát sinh từ giàn mưa, bể trôn đứng, bể lắng tiếp xúc, bể lọc nhanh,
bề chứa được đưa vào một ống dẫn ra ao lắng. Tại đây nước được xả ra kênh, còn
cặn sẽ được nạo vét đònh kỳ một năm một lần.
Ngoài ra công ty công ty còn áp dụng công nghệ xử lý mới, đó là sử dụng
Zeolit để hấp phụ trực tiếp Fe
2+
mà không cần phải biến Fe
2+
thành Fe
3+
.


Clo



Clo

Đưa vào mạng lưới
cấp nước thành phố

Cặn Cặn Cặn Cặn Cặn
Ao lắng
Giếng
khoan
Giàn
mưa
Bể trộn
đứng
Bể lắng
tiếp xúc
Bể lọc
nhanh
Bể
chứa
Trạm bơm
cấp 2
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 45 -
Nhận xét:
Nhìn chung, công nghệ xử lý nước ngầm ở nhà máy nước hóc môn đơn giản nhưng
hiệu quả. Mặc khác, nước ngầm của khu vực này được đánh giá là nguồn cung cấp
nước tốt nhất.
Tuy nhiên, công ty nên có kế hoạch tái sử dụng Zeolit sau khi đã dùng nó để hấp
phụ Fe

2+
thay vì thải bỏ như hiện nay, bởi vì hoá chất này tương đối đắt tiền.

1.7.2 Công nghệ xử lý nước ngầm của KCN Tân Tạo công suất 20 m
3
/h

Al
2
O
4




Xả cặn
Sơ đồ công nghệ:
Nước từ giếng khoan được đưa lên giàn phun mưa. Tại đây người ta có thêm
chất keo tụ Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
và Clo để tăng pH nhằm chuyển Fe
2+
chuyển thành Fe
3+

.
Sau đó nước được dẫn qua bể lắng tiếp xúc, tại đây xảy ra quá trình keo tụ thủy lực,
sau đó được bơm qua bể lọc áp lưc. Sau đó nước được đưa vào bể chứa. Nước trước
khi vào bể chứa được châm Clo để khử trùng.
Cặn (Fe
3+
) phát sinh từ bể lắng tiếp xúc, bể lọc nhanh, bề chứa được đưa vào
một ống dẫn ra cống.
Nhận xét:
Nhìn chung, công nghệ xử lý nước ngầm ở khu công nghiệp Tân Tạo đơn giản
nhưng hiệu quả. Tuy nhiên hóa chất keo tụ ở đây sử dụng nhiều.

1.8 PHƯƠNG TIỆN VÀ CÔNG TRÌNH THU NƯỚC:
Khi thiết kế giếng lấy nước mạch sâu, người kỹ sư cấp thoát nước được cơ quan
thăm dò đòa chất- thủy văn cung cấp các số liệu sau đây:
 Trữ lượng cho phép khai thác đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt.
Giếng bơm
Thùng
quạt gió
Lắng
tiếp xúc
Lọc nhanh
Bể chứa
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 46 -
 Mặt cắt đòa tầng, chiều dày tầng chứa nước.
 Sơ đồ bố trí giếng và công suất cho phép khai thác của mỗi giếng.
 Các thông số đòa chất- thủy văn như hệ số thấm K (m/ngày.đêm), hệ số

truyền áp a (m
2
/ngày.đêm).
 Bảng phân tích thành phần hạt của tầng chứa nước để thiết kế ống lọc.
Nhiệm vụ của người kỹ sư cấp nước là thiết kế cấu tạo giếng và trạm bơm giếng.
Nước ngầm được đặc biệt chú ý khai thác rộng rãi như một nguồn bổ cập quan
trọng bên cạnh nguồn nước mưa và nước mặt. Nước ngầm thường ít bò ô nhiễm, diện
phân bố rộng, ít dao động. Tuy nhiên, chi phí khảo sát, thăm dò, khai thác và xử lý
nước ngầm thường là cao.
C¸c lo¹i c«ng tr×nh thu n-íc ngÇm cã thĨ sư dơng lµ:
 GiÕng kh¬i dïng ®Ĩ thu n-íc m¹ch n«ng vµo tõ xung quanh hc tõ ®¸y ë ®é
s©u thÝch hỵp.
 Häng hay giÕng thu n-íc ngÇm ch¶y lé thiªn
 §-êng hÇm hc èng thu n-íc n»m ngang dïng ®Ĩ khai th¸c tÇng n-íc ë ®é s©u
kh«ng qu¸ 8m, hc thu n-íc ë c¸c líp ®Êt chøa n-íc n»m gÇn c¸c dßng n-íc
mỈt (nh- s«ng si, hå chøa…) thi c«ng b»ng ph-¬ng ph¸p ®µo më, nÕu s©u h¬n
vµ mùc n-íc ngÇm cao dïng ph-¬ng ph¸p khoan Ðp, ®-êng kÝnh giÕng ®øng ®Ĩ
khoan Ðp ngang  2m.
 GiÕng khoan m¹ch s©u cã ¸p hc kh«ng cã ¸p, hoµn chØnh hay kh«ng hoµn
chØnh.



Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 47 -

Chương 2 :
LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ

Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 48 -
2.1. CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ
Để lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp có thể dựa vào các điều kiện sau :
 Dựa vào lưu lượng, thành phần, tính chất nguồn nước.
 Yêu cầu mức độ xử lý đạt tiêu chuẩn cấp nước cho ăn uống sinh hoạt của
bộ y tế.
 Các điều kiện tự nhiên, khí tượng và thuỷ văn tại khu vực.
 Tình hình thực tế và khả năng tài chính.
 Qui mô và xu hướng phát triển
 Khả năng đáp ứng thiết bò cho hệ thống xử lý.
 Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì.
 Tận dụng tối đa các công trình sẵn có.
 Quỹ đất, diện tích mặt bằng sẵn có của các nhà máy.

2.2. ĐẶC TÍNH NGUỒN NƯỚC
Viện Vệ Sinh – Y Tế Công cộng đã kiểm tra mẫu nước lấy tại Khu công nghệ
cao TP. HCM, kết quả thử nghiệm thể hiện trong bảng 2.1
Nhận xét
Mẫu nước giếng khoan thăm dò 216m được xét nghiệm có chỉ tiêu Sắt không
đạt tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống theo Quyết đònh 1329/2002/QĐ-BYT do Bộ Y
tế ban hành ngày 18 tháng 4 năm 2002.

2.3. YÊU CẦU THIẾT KẾ
Dựa vào đặc tính nguồn nước ở trên thì yêu cầu của luận văn là thiết kế hệ
thống xử lý nước ngầm khử Sắt với công suất 500 m
3

/ ngày.

Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 49 -
Bảng
2.1:
Đặc tính nguồn nước
Stt
Tên chỉ tiêu
Phương pháp thử
Kết quả
Tiêu chuẩn
1
Màu sắc (đơn vò TCU)
APHA 2120 C
10
 15
2
Độ đục (đơn vò NTU)
APHA 2130 B
0,11
 2,0
3
Độ pH
TCVN 6492:1999
6,3
6,5 – 8,5
4

Độ cứng (mg/l)
APHA 2340 C
55
 300
5
Độ oxy hóa (mg/l)
TCVN 6186:1996
0,4
 2
6
Sắt (mg/l)
APHA 3500 – Fe B
5,44
 0,5
7
Amoni (mg/l)
APHA 4500 NH
3
D
0,5
 1,5
8
Clorua (mg/l)
APHA 4500 - Cl
-
B
3
 250
9
Nitrit (mg/l)

APHA 4500 – NO
2
-
B
0
 3
10
Nitrat (mg/l)
TCVN 4562 : 1988
0,06
 50
11
Sunphát (mg/l)
EPA – 375.4
30,31
 250
12
Mangan (mg/l)
APHA 3500
0,347
 0,5

2.4. LỰA CHỌN CÁC CÔNG TRÌNH TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ
 Trước hết, đối với quá trình làm thoáng có thể sử dụng giàn mưa hoặc tháp oxy
hóa (thùng quạt gió)
 Nếu sử dụng giàn mưa thì tốn diện tích cũng như chi phí xây dựng ban đầu
nhưng khi hoạt động thì việc quản lý tương đối dễ dàng và thuận tiện. Việc
duy tu, bảo dưỡng và vệ sinh đònh kỳ giàn mưa cũng không gặp nhiều khó
khăn. Cần tiến hành vệ sinh thường xuyên do các cặn Fe dễ dàng bám trên
các sàn tung làm chít các lỗ dẫn đến giảm hiệu quả giàn mưa.

 Nếu sử dụng tháp oxy hóa thì sẽ tiết kiệm được mặt bằng xây dựng và chi
phí xây dựng ban đầu nhưng khi vận hành thì tốn chi phí hơn so với sử dụng
giàn mưa (do phải cung cấp điện năng để hoạt động máy thổi khí), quản lý
cũng gặp khó khăn hơn. Việc duy tu bảo dưỡng cũng khó khăn do lâu ngày
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 50 -
cặn Fe dễ bám chít trên lớp vật liệu tiếp xúc (hay sàn tiếp xúc). Lúc này
phải ngừng hoạt động của tháp để tiến hành vệ sinh.

 Sau khi qua dàn mưa, nước được đưa sang công trình kế tiếp là công trình lắng
hay lọc tiếp xúc. Mục đích của công trình này là tạo thời gian để các phản ứng diễn
ra và thu hồi cặn của các phản ứng này. Đối với hệ thống xử lý nước công suất lớn
thì ta nên sử dụng bể lắng tiếp xúc và thời gian lưu trong bể tốt nhất là 2-3 tiếng. Bể
lắng thường được sử dụng trong hệ thống xử lý nước ngầm là bể lắng ngang với hệ
thống thu nước bề mặt. Tuy nhiên, đối với hệ thống xử lý có công suất nhỏ 500m
3
/
ngày thì ta nên sử dụng bể lắng đứng để tiết kiệm diện tích mặt bằng xây dựng.

 Sau khi ra khỏi bể lắng nước tiếp tục sang bể lọc. Bể lọc có nhiệm vụ giữ lại các
cặn còn sót lại sau bể lắng đồng thời khử Mn. Đối với hệ thống xử lý nước có công
suất lớn người ta thường sử dụng bể lọc nhanh với vận tốc lọc khoảng 5 – 8 m/h. Ở
đây ta có thể sử dụng bể lọc áp lực với vận tốc > 10 m/h nhưng nếu sử dụng loại bể
lọc này sẽ tốn chi phí đầu tư cao đồng thời chi phí bảo trì, sửa chữa cũng là 1 vấn
đề.

 Chọn bể chứa có mặt bằng dạng hình chữ nhật, nửa chìm nửa nổi để thuận tiện
cho việc bố trí bể lọc. Phía trên có nắp đậy, ống thông hơi và có thể phủ lên một lớp

đất để trống cây nhằm giữ cho nước khỏi nóng.

2.5. ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
Với công suất nhà máy là 500 m
3
/ngày và nồng độ các chất đo được, ta đề
xuất dây chuyền công nghệ xử lý cần thiết để khử Sắt.
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 51 -








2.6. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:
Nước từ giếng khoan được bơm lên giàn mưa để cung cấp oxy hòa tan tạo điều
kòên cho quá trình oxy hóa Fe
2+
thành Fe
3+
. Đồng thời để khử CO
2
, hòa tan O
2
và

nâng giá trò pH của nước. Công trình làm thoáng được thiết kế với mục đích chính là
khử CO
2
vì lượng CO
2
trong nước cao sẽ làm giảm pH mà môi trường pH thấp
không tốt cho quá trình oxy hoá Fe. Sau khi làm thoáng thì nước được đưa sang công
trình kế tiếp là công trình lắng. Bể lắng đứng có nhiệm vụ giữ lại các cặn tạo ra
trong quá trình oxy hóa, cặn lắng xuống đáy và được xả theo đònh kỳ. Thời gian lưu
nước trong bể lắng thường là 2-3 tiếng. Và công trình tiếp theo là bể lọc nhanh. Bể
lọc này có nhiệm vụ giữ lại các cặn nhỏ mà không thể giữ lại trong bể lắng cũng
như là để khử Mn. Nước sau lọc đạt tiêu chuẩn lý hóa cấp cho sinh hoạt sẽ đi vào
bể chứa. Trước khi vào bể chứa, nước sẽ được khử trùng bằng Clo. Nước sau khi
vào bể chứa để ổn đònh lại, sẽ được trạm bơm cấp 2 đưa vào mạng lưới cấp nước.

2.7. TIÊU CHUẨN NƯỚC CẤP
TIÊU CHUẨN VỆ SINH NƯỚC ĂN UỐNG
(Ban hành kèm theo Quyết đònh của Bộ trưởng Bộ Y tế
số 1329/2002/BYT/QĐ ngày 18/4/2002)

Nước ngầm
Bể lắng
đứng
Bể lọc
nhanh
Bể chứa
nước sạch
Chất khử trùng
Dàn mưa

Trạm bơm
cấp 2
Mạng lưới
cấp nước

Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 52 -
Bảng 2.2: Tiêu chuẩn nước cấp
STT
Tên chỉ tiêu
Đơn vò tính
Giới hạn tối đa
I. Chỉ tiêu cảm quan và thành phần vô cơ
1
Màu sắc
TCU
15
2
Mùi vò

Không có mùi vò lạ
3
Độ đục
NTU
2
4
pH

6,5 - 8,5
5
Độ cứng
mg/l
300
6
Tổng chất rắn hoà tan (TDS)
mg/l
1000
7
Hàm lượng nhôm
mg/l
0,2
8
Hàm lượng Amoni,
tính theo NH
4
+

mg/l
1,5
9
Hàm lượng Antimon
mg/l
0,005
10
Hàm lượng Asen
mg/l
0,01
11

Hàm lượng Bari
mg/l
0,7
12
Hàm lượng Bo tính chung
cho cả Borat và Axit boric
mg/l
0,3
13
Hàm lượng Cadimi
mg/l
0,003
14
Hàm lượng Clorua
mg/l
250
15
Hàm lượng Crom
mg/l
0,05
16
Hàm lượng Đồng (Cu)
mg/l
2
17
Hàm lượng Xianua
mg/l
0,07
18
Hàm lượng Florua

mg/l
0,7 - 1,5
19
Hàm lượng Hro sunfua
mg/l
0,05
20
Hàm lượng sắt
mg/l
0,5
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 53 -
21
Hàm lượng Chì
mg/l
0,01
22
Hàm lượng Mangan
mg/l
0,5
23
Hàm lượng Thuỷ ngân
mg/l
0,001
24
Hàm lượng Molybden
mg/l
0,07

25
Hàm lượng Niken
mg/l
0,02
26
Hàm lượng Nitrat
mg/l
50
27
Hàm lượng Nitrit
mg/l
3
28
Hàm lượng Selen
mg/l
0,01
29
Hàm lượng Natri
mg/l
200
30
Hàm lượng Sunphat
mg/l
250
31
Hàm lượng kẽm
mg/l
3
32
Độ ôxy hoá

mg/l
2
III. Hàm lượng của các chất hữu cơ
a.Nhóm Alkan clo hoá
33
Cacbontetraclorua
mg/l
2
34
Diclorometan
mg/l
20
35
1,2 Dicloroetan
mg/l
30
36
1,1,1-Tricloroetan
mg/l
2000
37
Vinyl clorua
mg/l
5
38
1,2 Dicloroeten
mg/l
50
39
Tricloroeten

mg/l
70
40
Tetracloroeten
mg/l
40
b. Hydrocacbua Thơm
41
Benzen
mg/l
10
42
Toluen
mg/l
700
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 54 -
43
Xylen
mg/l
500
44
Etylbenzen
mg/l
300
45
Styren
mg/l

20
46
Benzo(a)pyren
mg/l
0,7
c. Nhóm Benzen Clo hoá
47
Monoclobenzen
mg/l
300
48
1,2-diclorobenzen
mg/l
1000
49
1,4-diclorobenzen
mg/l
300
50
Triclorobenzen
mg/l
20
d. Nhóm các chất hữu cơ phức tạp
51
Di(2-etylhexyl) adipate
mg/l
80
52
Di(2-etylhexyl) phtalat
mg/l

8
53
Acrylamide
mg/l
0,5
54
Epiclohydrin
mg/l
0,4
55
Hexacloro butadien
mg/l
0,6
56
Axit adetic (EDTA)
mg/l
200
57
Axit nitritlotriaxetic
mg/l
200
58
Tributyl oxit
mg/l
2
IV. Hoá chất bảo vệ thực vật
59
Alachlor
mg/l
20

60
Aldicarb
mg/l
10
61
Aldrin/Dieldrin
mg/l
0,03
62
Atrazine
mg/l
2
63
Bentazone
mg/l
30
64
Carbofuran
mg/l
5
Thiết kế hệ thống xử lý nước ăn uống sinh họat công suất 500 m
3
/ngày đêm tại quận Thủ Đức
- 55 -
65
Clodane
mg/l
0,2
66
Clorotoluron

mg/l
30
67
DDT
mg/l
2
68
1,2-Dibromo - 3 Cloropropan
mg/l
1
69
2,4- D
mg/l
30
70
1,2- Dicloropropan
mg/l
20
71
1,3- Dichloroprropen
mg/l
20
72
Heptaclo và Heptaclo epoxit
mg/l
0,03
73
Hexaclorobenzen
mg/l
1

74
Isoproturon
mg/l
9
75
Lindane
mg/l
2
76
MCPA
mg/l
2
77
Methoxychlor
mg/l
20
78
Methachlor
mg/l
10
79
Molinate
mg/l
6
80
Pendimetalin
mg/l
20
81
Pentaclorophenol

mg/l
9
82
Permethrin
mg/l
20
83
Propanil
mg/l
20
84
Pyridate
mg/l
100
85
Simazine
mg/l
20
86
Trifuralin
mg/l
20
87
2,4 DB
mg/l
90
88
Dichloprop
mg/l
100

89
Fenoprop
mg/l
9