Tính toán thiết kế trạm xử lý nước cấp cho thị trấn Cửa Tùng, huyện Vĩnh Linh, tỉnh Quảng Trị với công suất 1500m3 1ngày đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
oOo






NGUYỄN THỊ THÙY TRANG



TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC
CẤP CHO THỊ TRẤN CỬA TÙNG, HUN
VĨNH LINH, TỈNH QUẢNG TRỊ VỚI
CƠNG SUẤT 1500M
3
/NGÀY.ĐÊM




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chun ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG

Nha Trang, tháng 07 năm 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
oOo




NGUYỄN THỊ THÙY TRANG



TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC
CẤP CHO THỊ TRẤN CỬA TÙNG, HUN
VĨNH LINH, TỈNH QUẢNG TRỊ VỚI
CƠNG SUẤT 1500M
3
/NGÀY.ĐÊM




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chun ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG
Niên khóa: 2009 – 2013

GVHD: TS. NGUYỄN PHƯỚC HỊA





Nha Trang, tháng 07 năm 2013



NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Thị Thùy Trang Lớp: 51CNMT
Chuyên nghành : Công nghệ Kỹ thuật Môi trường MSSV : 51131687
Tên đề tài: “Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Thị trấn Cửa Tùng, huyện Vĩnh
Linh, tỉnh Quảng Trị với công suất 1500m
3
/ngày đêm”.
Số trang: 100 Số chương: 3 Số tài liệu tham khảo: 12
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………
Kết luận:…

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………


Nha Trang, ngày…tháng…năm 2013
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)


TS. Nguyễn Phước Hòa




ĐIỂM
Bằng số Bằng chữ





PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Thị Thùy Trang Lớp : 51CNMT
Chuyên nghành : Công nghệ Kỹ thuật Môi trường MSSV : 51130991
Tên đề tài: “Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Thị trấn Cửa Tùng, huyện Vĩnh
Linh, tỉnh Quảng Trị với công suất 1500m
3

/ngày đêm”.
Số trang: 100 Số chương: 3 Số tài liệu tham khảo: 12
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………………… ………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
Điểm phản biện……………………………………………………………

Tp. Nha Trang, ngày…tháng…năm 2013
Cán bộ phản biện



Tp. Nha Trang, ngày…tháng…năm 2013
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG


ĐIỂM
Bằng số Bằng chữ



i

LỜI CẢM ƠN

Trong khoảng thời gian 4 năm học tập tại trường Đại học Nha Trang
em đã được quý Thầy, Cô Viện Công nghệ Sinh học và Môi Trường trang bị
một hành trang vào đời quý báu. Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô đã
hết lòng giảng dạy, truyền đạt những kiến thức hữu ích trong suốt quá trình
học tập cũng như động viên góp ý giúp em hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Thầy hướng dẫn T.S
Nguyễn Phước Hòa đã tận tình hướng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến thiết thực
trong suốt quá trình thực hiện Đồ án.
Trong quá trình thực hiện các nghiên cứu trong đề tài em cũng nhận
được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ từ các anh chị, cô chú trong phòng Tài
nguyên và Môi trường huyện Vĩnh Linh, em xin chân thành cảm ơn sự giúp
đỡ của các anh chị và cô chú.
Cuối cùng, xin gởi lời tri ân đến cha mẹ, anh em trong gia đình cùng tất
cả bạn bè trong lớp, trong khoa, những người đã động viên, giúp đỡ tôi trong
suốt thời gian tôi học tập cũng như trong quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn !
Nha Trang, tháng 06 năm 2013
Sinh Viên:
Nguyễn Thị Thùy Trang







ii

MỤC LỤC

Trang
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH vii

LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ
NƯỚC NGẦM 3
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGUỒN CẤP NƯỚC.
3
1.1.1 Tầm quan trọng của nước cấp 3
1.1.2 Các loại nguồn nước dùng để cấp nước 4
1.1.3 Các biện pháp xử lý nước cơ bản 5
1.2. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
NƯỚC NGẦM 6
1.2.1 Tổng quan về nước ngầm 6
1.2.2 Ưu nhược điểm khi sử dụng nguồn nước ngầm 8
1.2.3 Các thông số đánh giá chất lượng nước 9
1.2.3.1 Các chỉ tiêu vật lý 9
1.2.3.2 Các chỉ tiêu hoá học 11
1.2.3.3 Các chỉ tiêu vi sinh 15
1.2.4 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước ngầm 17
1.2.4.1 Quá trình khử sắt 17
1.2.4.2 Quá trình lắng 22
1.2.4.3 Quá trình lọc 24
1.2.4.4 Quá trình khử trùng nước 24
1.2.5 Một số công nghệ xử lý nước ở Việt Nam 26
1.3 CÁC CHỈ TIÊU VỀ NƯỚC CẤP 28

iii

1.3.1 Chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt 28
2.3.2 Chất lượng nước cấp cho sản xuất 30
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 31
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu. 31
2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 31
2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34
3.1 TỔNG QUAN VỀ THỊ TRẤN CỬA TÙNG, HUYỆN VĨNH LINH, TỈNH
QUẢNG TRỊ 34
3.1.1 Đặc điểm tự nhiên. 34
3.1.1.1 Vị trí địa lý. 34
3.1.1.2 Địa hình, địa mạo. 35
3.1.1.3 Thổ nhưỡng. 35
3.1.1.4 Đặc điểm khí hậu. 36
3.1.1.5 Mạng lưới thủy văn 36
3.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hôi. 36
3.1.2.1 Dân số 36
3.1.2.2 Đặc điểm kinh tế. 36
3.1.2.3 Cơ sở hạ tầng 37
3.1.2.4 Đặc điểm nguồn nước dưới đất 38
3.1.3 Hiện trạng cấp nước của huyện Vĩnh Linh. 39
3.2 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP
CHO TRẠM XỬ LÝ 40
3.2.1 Đặc điểm nguồn nước tại Thị trấn Cửa Tùng. 40
3.2.2 Đề xuất và lựa chọn công nghệ xử lý 41
3.2.2.1 Đề xuất công nghệ 41

3.2.2.2 Lựa chọn công nghệ xử lý 43
3.3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ 44

iv

3.3.1 Tính toán công suất thiết kế cho hệ thống cấp nước 44
3.3.2 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị. 48
3.3.2.1 Thiết kế giàn mưa 48
3.3.2.3 Thiết kế bể lắng tiếp xúc đứng 57
3.3.2.4 Tính toán bể lọc nhanh trọng lực: 65
3.3.2.5 Tính toán khử trùng: 80
3.3.2.6 Tính toán bể chứa: 82
3.3.2.7 Tính toán bể chứa cặn. 87
3.3.4 Bố trí mặt bằng 88
3.4 TÍNH TOÁN CHI PHÍ ĐẦU TƯ, VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ 89
3.4.1 Chi phí xây dựng, thiết bị 89
3.4.2 Suất đầu tư cho 1m3 nước cấp. 94
3.4.3 Chi phí xử lý 1m
3
nước cấp 94
3.4.3.1 Chi phí nhân sự. 94
3.4.3.2 Chi phí điện năng. 94
3.4.3.3 Chi phí hóa chất. 95
3.4.3.4 Khấu hao tài sản cố định. 95
3.4.3.5 Chi phí quản lý, vận hành. 95
3.4.3.6 Giá thành sản phẩm 96
4.4.4 PHÂN TÍCH LỢI ÍCH KINH TẾ 96
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98
KẾT LUẬN 98
KIẾN NGHỊ 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………100







v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CP : Chính phủ
NQ : Nghị quyết
NTU : Nephelometric Turbidity Unit (đơn vị đo màu sắc)
QĐ : Quyết định
QCVN : Quy chuẩn Việt Nam
SMEWW : Standard Methods for the Examination of Water and Waste
Water
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng
TC : Tiêu chuẩn
TT : Thông tư
TTg : Thủ tướng
UBND : Ủy ban nhân dân

vi

DANH MỤC BẢNG
Trang

Bảng 1.1 Thành phần có trong nước ngầm, nước mặt. 7
Bảng 1.2 Giới hạn các chỉ tiêu chất lượng 28
Bảng 3.1 Đặc điểm nguồn nước tại thị trấn Cửa Tùng 40
Bảng 3.2 Phân tích ưu nhược điểm của hai phương án: 43
Bảng 3.3 Thống kê lưu lượng nước chữa cháy 47
Bảng 3.4 Thống kê nhu cầu dung nước khu vực thiết kế trạm xử lý 48
Bảng 3.5 Tóm tắt các thông số của giàn mưa. 55
Bảng 3.6 Tóm tắt các thông số của bể lắng tiếp xúc đứng 65
Bảng 3.7 Tóm tắt các thông số của bể lọc nhanh trọng lực 80
Bảng 3.8 Bảng xác định dung tích điều hòa của bể 83
Bảng 3.9 Tóm tắt các thông số của bể chứa 87
Bảng 3.10 Chi phí xây dựng, thiết bị 89
Bảng 3.11 Bảng tính toán giá thành sản phẩm 96

vii

DANH MỤC HÌNH
Trang


Hình 1.1 Sơ đồ làm thoáng đơn giản – lọc 19
Hình 1.2 Sơ đồ làm thoáng, lắng, lọc nhanh 20
Hình 1.3 Sơ đồ làm thoáng cưỡng bức, lắng tiếp xúc, lọc 20
Hình 1.4 Sơ đồ xử lý nước ngầm bằng máy nén khí, lọc áp lực 21
Hình 1.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại xã Hưng Long 26
Hình 1.6 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm tại xã Phước Kiễng 27
Hình 3.1 Bản đồ hành chính huyện Vĩnh Linh 34
Hình 3.2 Quy trình 1 40
Hình 3.3 Quy trình 2 41
Hình 3.4 Bể lọc nhanh trọng lực 77






1

LỜI MỞ ĐẦU

Nước, đó là thứ không thể thiếu được đối với đời sống con người, trong
sinh hoạt hằng ngày cũng như trong lao động sản xuất. Con người sẽ không
thể sống, tồn tại và phát triển tới ngày này nếu thiếu nước. Từ xa xưa con
người đã biết sử dụng trực tiếp nguồn nước mặt để uống, để sinh hoạt và phục
vụ sản xuất nhưng ngày nay dưới sự phát triển nhanh chóng của ngành công
nghiệp hóa – hiện đại hóa, xã hội ngày càng phát triển, chất lượng cuộc sống
của con người ngày càng tăng lên rõ rệt, nhu cầu sử dụng nước sạch ngày một
nhiều nhưng không phải ở đâu nguồn nước cũng đủ để cung cấp và đáp ứng
nhu cầu về chất lượng nước của con người một cách tốt nhất.
Thị trấn Cửa Tùng hiện nay còn có trên 30% hộ đân chưa được tiếp cận
với nguồn nước sạch. Nguồn nước mạch nông ở các khu vực này bị ô nhiễm
do tàn dư của chiến tranh, một số nơi có độ mặn xâm nhập cao, người dân
phải mất nhiều thời gian để đi lấy nước và có khi phải mua với giá rất cao so
với thu nhập của họ. Thiếu nguồn nước sạch, đời sống nhân dân khó khăn,
hơn nữa tỉ lệ người mắc các bệnh về da liễu, về măt, bệnh phụ nữ khá cao.
Theo Quyết định số 1929/QĐ-TTg của Chính phủ Việt Nam phê duyệt định
hướng phát triển Cấp nước Đô thị và Khu Công nghiệp tại Việt Nam đến năm
2025 và tầm nhìn đến năm 2050 đặt ra các mục tiêu phát triển cấp nước và mục
tiêu cụ thể đến năm 2015, 2020 và 2050 bao gồm cả mức độ bao phủ, mức tiêu
thụ theo đầu người tối thiểu và các mục tiêu đối với thất thoát nước.
Trước tình hình đó, việc xây dựng một trạm xử lý nước cấp để cung cấp
nước sạch cho thị trấn Cửa Tùng là việc cấp bách trước mắt, hơn nữa đây
cũng là nhu cầu và nguyện vọng từ lâu của người dân thị trấn Cửa Tùng. Đó
là lý do mà đề tài “Tính toán thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Thị trấn Cửa
Tùng, huyện Vĩnh Linh, tỉnh Quảng Trị với công suất 1500m
3
/ngày.đêm”

2


Với nội dung:
- Tổng quan về nước cấp và các phương pháp xử lý nước ngầm.
- Tổng quan về Thị trấn Cửa Tùng và nhu cầu cấp nước.
- Đề xuất quy trình công nghệ tính toán công trình đơn vị
- Khai toán kinh phí đầu tư, vận bhành của hệ thống
- Thực hiện các bản vẽ chi tiết
được hình thành nhằm đáp ứng nhu cầu, đồng thời góp phần thực hiện các
mục tiêu kinh tế xã hội của địa phương và từng bước hoàn thành các nhiệm
vụ chung của tỉnh nhà.
Bước đầu làm quen với việc nghiên cứu đề tài khoa học, do kinh nghiệm
thực tế chưa nhiều, cũng có sự hạn chế về thời gian và điều kiện thực hiện nên
không tránh khỏi có những thiếu sót. Vì vây, đề tài rất mong nhận được sự
đóng góp ý kiến chân thành của quý thầy cô và bạn đọc để đề tài này được
hoàn chỉnh hơn.

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ
CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGUỒN CẤP NƯỚC.
1.1.1 Tầm quan trọng của nước cấp.
Nước là một nhu cầu thiết yếu đối với mọi sinh vật trên trái đất. Không
có nước cuộc sống trên trái đất không thể tồn tại. Nhu cầu dùng nước của con
người là từ 100-150 l/ngày.đêm cho các hoạt động bình thường chưa kể đến
hoạt động sản xuất .
Nước cấp cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh và các hoạt động giải trí, các hoạt
động như cứu hoả, phun nước, tưới cây, rửa đường… và mọi ngành công
nghiệp hầu như sử dụng nguồn nước cấp như là một nguồn nguyên liệu không
thể thay thế được trong sản xuất.
Hiện nay tổ chức liên hiệp quốc đã thống kê có một phần ba dân số trên
thế giới thiếu nước sạch sinh hoạt, khi đó người dân phải sử dụng các nguồn
nước không sạch. Điều này này dẫn tới hàng năm có tới 500 triệu người mắc
bệnh và một triệu người (chủ yếu là trẻ em) bị chết, 80% các trường hợp mắc
bệnh tại các nước đang phát triển có nguyên nhân từ việc sử dụng nguồn nước
không hợp vệ sinh.
Việc cung cấp nước sạch, chống ô nhiễm nguồn nước do tác động của
nước thải sinh hoạt và sản xuất đang là vấn đề quan tâm đặc biệt. Mỗi quốc
gia đều có những tiêu chuẩn riêng về chất lượng nước cấp, trong đó các chỉ
tiêu có thể sai khác nhau nhưng nhìn chung phải đảm bảo an toàn vệ sinh về
một số vi trùng trong nước, không có chất độc hại làm ảnh hưởng tới sức
khoẻ con người, các chỉ tiêu về độ pH, nồng độ oxy hoà tan, độ đục, hàm
lượng kim loại hoà tan, độ cứng, mùi vị Ngoài ra nước cấp cho công nghiệp
bên cạnh các chỉ tiêu chung về chất lượng nước cấp còn tuỳ thuộc vào từng

4


mục đích sử dụng mà đặt ra những yêu cầu riêng.
Các nguồn nước trong thiên nhiên ít khi đảm bảo các tiêu chuẩn yêu cầu,
do tính chất có sẵn của nguồn nước hay bị ô nhiễm. Do vậy, tuỳ thuộc vào
chất lượng nguồn nước và chất lượng về nước cấp mà cần thiết phải có quá
trình xử lý nước thích hợp đảm bảo cung cấp nước có chất lượng theo yêu cầu
đặt ra.
1.1.2 Các loại nguồn nước dùng để cấp nước.
Để cung cấp nước sạch có thể khai thác các nguồn nước thiên nhiên
(thường được gọi là nước thô) từ nước mặt, nước ngầm và nước biển.
• Nước mặt: bao gồm các nước trong ao, hồ, đầm chứa, sông suối. Do kết
hợp với dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên có
các đặc trưng của nước mặt là:
- Chứa hàm lượng oxy hòa tan tương đối cao.
- Chứa nhiều chất rắn lơ lững.
- Có hàm lượng chất hữu cơ cao.
- Có sự hiện diện của nhiều vi sinh vật.
- Chứa nhiều vi sinh vật.
• Nước ngầm: được khai thác từ các tầng chứa nước dưới đất, chất lượng
nước ngầm phụ thuộc vào các thành phần khoáng hóa và cấu trúc địa tầng mà
nước ngầm thấm qua. Do vậy nước chảy qua các địa tầng chứa cát và đá
granit thường có tính chất acid và chứa ít chất khoáng. Khi nước ngầm chảy
qua địa tầng chứa đá vôi thì nước thường có độ cứng và độ kiềm
hydrocacbonat cao. Ngoài ra, nước ngầm còn có một số đặc trưng chung là:
- Độ đục thấp.
- Nhiệt độ và thành phần hóa học tương đối ổn định.
- Không có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí như CO

2
. H
2
S…
- Chứa nhiều khoáng chất hòa tan chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magie

5


- Không có sự hiện diện của vi sinh vật
• Nước biển: Nước biển thường có độ mặn rất cao (độ mặn ở Thái Bình
Dương là 32 -35 g/l). Hàm lượng muối trong nước biển thay đổi theo mùa tùy
theo vị trí địa lý như: cửa sông gần hay xa bờ, ngoài ra trong nước biển còn
chứa nhiều chất lơ lững, càng gần bờ nồng độ càng tăng, chủ yếu là các phiêu
sinh động thực vật.
• Nước lợ: Ở cửa sông và các vùng ven bờ biển, nơi gặp nhau của các dòng
nước ngọt chảy từ sông ra, dòng chảy từ đất liền ra hòa trộn với nước biển.
• Nước khoáng: Khai thác từ tầng dưới sâu nước cất hay từ các suối do
phun trào từ lòng đất ra, nước có chứa một vài nguyên tố ở nồng độ cao hơn
nồng độ cho phép đối với nước uống và đặc biệt có tác dụng chữa bệnh.
• Nước chua phèn: Những nơi gần biển (ví dụ như Đồng bằng sông Cửu
Long) ở nước ta thường có nước chua phèn. Nước bị nhiễm phèn do tiếp xúc
với đất phèn, loại này giàu nguyên tố lưu huỳnh ở dạng sunfua hay sunfat và
một vài nguyên tố kim loại như nhôm sắt.
• Nươc mưa: nước mưa có thể xem như nước cất tự nhiên không hoàn toàn
tinh khiết bởi vì nước mưa có thể bị ô nhiễm khí, bụi và thậm chí cả vi khuẩn
có trong không khí. Nước mưa có thể dự trữ trong các bể chứa có mái che để
dùng quanh năm.
1.1.3 Các biện pháp xử lý nước cơ bản
• Biện pháp cơ học: Dùng các công trình và thiết bị để làm sạch nước như:

song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc…
• Biện pháp hóa học: Dùng các hóa chất để xử lý nước: keo tụ bằng phèn,
kiềm hóa bằng vôi, khử trùng bằng clor…
• Biện pháp lý học: Dùng các tác nhân vật lý để khử trùng nước như: tia tử
ngoại, sóng siêu âm, điện phân nước để khử muối, làm thoáng để khử khí.

6


Trong 3 biện pháp xử lí nước nêu trên đây thì biện pháp cơ học là biện
pháp xử lí nước cơ bản nhất. Có thể dùng biện pháp cơ học để xử lí nước một
cách độc lập hoặc kết hợp với biện pháp hóa học và lí học để rút ngắn thời
gian và nâng cao hiệu quả xử lí nước. Trong thực tế, để đạt được mục đích xử
lí một nguồn nước nào đấy một cách kinh tế và hiệu quả nhất phải thục hiện
quá trình xử lí bằng sự kết hợp của nhiều phương pháp.
Thực ra cách phân chia các biện pháp xử lí như trên chỉ là tương đối,
nhiều khi bản thân biện pháp xử lí này lại mang cả tính chất của biện pháp
khác.
1.2. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ
LÝ NƯỚC NGẦM
1.2.1 Tổng quan về nước ngầm.
Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng
và khá tốt về chất lượng. Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt
của đất đá, được tạo thành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm
thấu, thấm của nguồn nước mặt nước mưa… nước ngầm có thể tồn tại cách
mặt đất vài mét, vài chục mét, hay hàng trăm mét.
Đối với các hệ thống cấp nước cộng đồng thì nguồn nước ngầm luôn là
nguồn nước được ưa thích. Bởi vì, các nguồn nước nặt thường bị ô nhiễm và
lưu lượng khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa. Nguồn nước
ngầm ít chịu ảnh hưởng bởi các tác động của con ng ười. Chất lượng nước

ngầm thường tốt hơn chất lượng nước mặt nhiều. Trong nước ngầm hầu như
không có các hạt keo hay các hạt lơ lửng, và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp.

7


Bảng 1.1 Thành phần có trong nước ngầm, nước mặt.
Thông số Nước bề mặt Nước ngầm
Nhiệt độ Thay đổi theo mùa Tương đối ổn định
Hàm lượng chất rắn lơ
lửng
Thường cao và thay đổi
theo mùa
Thấp hoặc hầu như
không có
Chất khoáng hoà tan
Thay đổi theo chất
lượng đất, lượng mưa
Ít thay đổi, cao hơn
nước bề mặt ở cùng
một vùng
Hàm lượng sắt (Fe
2+
)
mangan(Mn
2+
)
Rất thấp, trừ dưới đáy
hồ
Thường xuyên có

Khí CO
2
hoà tan
Thường rất thấp hoặc
gần bằng không
Thường xuất hiện ở
nồng độ cao
Khí 0
2
hoà tan Thường gần bão hoà Thường không tồn tại
Khí NH
3

Xuất hiện ở các nguồn
nước nhiễm bẩn
thường có
Khí H
2
S Không Thường có
SiO
2
Thường có ở nồng độ
trung bình
Thường có ở nồng độ
cao
N0
3
-
Thường thấp Thường ở nồng độ cao,
do phân bón hoá học

Các vi sinh vật Vi khuẩn azotobacter,
vk amon hoá, nitrat
hoá
Các vi khuẩn sắt như
leptothrix ochracea,
Nguồn: Nguyễn Thị Thu Thuỷ, Xử lý nước cấp sinh hoạt và công nghiệp, Nhà
xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2000.
Các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những
nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước. Thành phần đáng quan tâm trong nước

8


ngầm là các tạp chất hoà tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết,
nắng mưa, các quá trình phong hoá và sinh hoá trong khu vực. Ở những vùng
có điều kiện phong hoá tốt, có nhiều chất bẩn và luợng mưa lớn thì chất lượng
nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan, các chất hữu cơ, mùn
lâu ngày theo nước mưa ngấm vào đất.
Ngoài ra, nước ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do tác động của con
người. Các chất thải của con người và động vật, các chất thải sinh hoạt, chất
thải hoá học, và việc sử dụng phân bón hoá học…tất cả những loại chất thải
đó theo thời gian nó sẽ ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần và làm ô nhiễm
nguồn nước ngầm. Đã có không ít nguồn nước ngầm do tác động của con
người đã bị ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ khó phân huỷ, các vi khuẩn gây
bệnh, nhất là các hoá chất độc hại như các kim loại nặng, dư lượng thuốc trừ
sâu và không loại trừ cả các chất phóng xạ.
1.2.2 Ưu nhược điểm khi sử dụng nguồn nước ngầm
 Ưu điểm
- Nước ngầm là tài nguyên thường xuyên, ít chịu ảnh hưởng của các yếu tố
khí hậu như hạn hán.

- Chất lượng nước tương đối ổn định, ít bị biến động theo mùa
- Chủ động hơn trong vấn đề cấp nước cho các vùng hẻo lánh, dân cư thưa,
nhất là trong hoàn cảnh hiện nay bởi vì nước ngầm có thể khai thác với
nhiều công suất khác nhau.
- Để khai thác nước ngầm có thể sử dụng các thiềt bị điện như bơm ly tâm,
máy nén khí, bơm nhúng chìm hoặc các thiết bị không cần điện như các
loại bơm tay. Ngoài ra nước ngầm còn đươc khai thác tập trung tại các
nhà máy nuớc ngầm, các xí nghiệp, hoặc khai thác phân tán tại các hộ dân
cư. Đây là ưu điểm của nước ngầm trong vấn đề cấp nước nông thôn.
- Giá thành xử lý nước ngầm nhìn chung rẻ hơn so với nước mặt.

9


 Nhược điểm
- Một số nguồn nước ngầm ở tầng sâu được hình thành từ hàng trăm, hàng
nghìn năm và ngày nay nhận được rất ít sự bổ cập từ nước mưa. Và tầng
nước này nói chung không thể tái tạo hoặc khả năng tái tạo rất hạn chế.
Do vậy trong tương lai cần phải tìm nguồn nước khác thay thế khi các
tầng nước này bị cạn kiệt.
- Việc khai thác nước ngầm với qui mô và nhịp điệu quá cao cũng sẽ làm
cho hàm lượng muối trong nước tăng lên từ đó dẫn đến việc tăng chi phí
cho việc xử lý nước trước khi đưa vào sử dụng.
- Khai thác nước ngầm với nhịp điệu cao sẽ làm cho mực nước ngầm hạ
thấp xuống, một mặt làm cho quá trinh nhiễm mặn tăng lên, mặt khác làm
cho nền đất bị võng xuống gây hư hại các công trình xây dựng - một trong
các nguyên nhân gây hiện tượng lún sụt đất.
- Khai thác nước ngầm một cách bừa bãi cũng dễ dẫn tới tình trạng ô nhiễm
nguồn nước ngầm.
1.2.3 Các thông số đánh giá chất lượng nước.

1.2.3.1 Các chỉ tiêu vật lý
 Độ đục
Nước nguyên chất là một môi trường trong suốt và có khả năng truyền
ánh sáng tốt, nhưng khi trong nước có các tạp chất huyền phù, cặn rắn lơ
lửng, các vi sinh vật, các hoá chất hoà tan thì khả năng truyền ánh sáng của
nước giảm đi. Dựa trên nguyên tắc đó mà người ta xác định độ đục của nước.
- Có nhiều đơn vị đo độ đục, thường dùng : mg SiO
2
/l, NTU, FTU.
- Nước cấp cho ăn uống độ đục không vượt quá 5 NTU. Nước mặt thường
có độ đục 20 – 100 NTU, mùa lũ có khi cao đến 500 – 600 NTU.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam, độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước
thấy được gọi là độ trong, ở độ sâu đó người ta có thể đọc được hàng chữ tiêu

10


chuẩn. Đối với nước sinh hoạt độ đục phải lớn hơn 30 cm.
 Độ màu (tính bằng độ màu coban)
Được xác định theo phương pháp so màu với thang độ màu Coban.
Độ màu của nước bị gây bởi các hợp chất hữu cơ, các hợp chất sắt và
mangan không hoà tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất mùn humic gây ra
màu vàng còn các loại thuỷ sinh tạo cho nước có màu xanh lá cây. Nước bị
nhiễm bẩn nước thải công nghiệp hay sinh hoạt có màu đen.
 Mùi, vị của nước
Các chất khí và các chất hoà tan trong nước làm cho nước có mùi vị. Nước
thiên nhiên có thể có, mùi tanh, mùi thối hoặc mùi đặc trưng của các hoá chất
hoà tan trong nó như mùi clo, amoniac, sunfua hydro… Nước có thể có vị
mặn, ngọt, chát…tuỳ theo thành phần và hàm lượng muối hoà tan trong nước.
 Hàm lượng cặn không tan (mg/l)

Được xác định bằng cách lọc một thể tích nước nguồn qua giấy lọc, rồi đem
sấy ở (105 - 110
o
C).
Hàm lượng cặn trong nước ngầm thường nhỏ 30 - 50mg/l, chủ yếu do cát mịn
trong nước gây ra.
Hàm lượng trong nước sông lớn dao động 20 - 5000 mg/l, có khi lên đến
30.000mg/l.
 Hàm lượng chất rắn trong nước
Gồm có chất rắn vô cơ (các muối hoà tan, chất rắn không tan như huyền
phù đất, cát…), chất rắn hữu cơ (gồm các vi sinh vật, vi khuẩn, động vật
nguyên sinh, tảo và các chất rắn hữu cơ vô sinh như phân rác, chất thải công
nghiệp…). Trong xử lý nước khi nói đến hàm lượng chất rắn, người ta đưa ra
các khái niệm:
- Tổng hàm lượng cặn lơ lửng TSS (Total Suspended Solid) là trọng lượng
khô tính bằng miligam của phần còn lại sau khi bay hơi 1 lít mẫu nước trên

11


nồi cách thuỷ rồi sấy khô ở 103
0
C cho tới khi có trọng lượng không đổi, đơn
vị là mg/l.
- Cặn lơ lửng SS (Suspended Solid), phần trọng lượng khô tính bằng
miligam của phần còn lại trên giấy lọc khi lọc 1 lít mẫu nước qua phễu, sấy
khô ở 103
0
C - 105
0

C tới khi có trọng lượng không đổi, đơn vị là mg/l.
- Chất rắn hoà tan DS (Disolved Solid) bằng hiệu giữa tổng lượng cặn lơ
lửng TSS và cặn lơ lửng SS
DS = TSS – SS
- Chất rắn bay hơi VS (Volatile Solid) là phần mất đi khi nung ở 550
0
C
trong một thời gian nhất định. Phần mất đi là chất rắn bay hơi, phần còn lại là
chất rắn không bay hơi.
1.2.3.2 Các chỉ tiêu hoá học
a. Độ pH của nước
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.
Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hoà tan trong
nước. pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước. Độ pH có
ảnh hưởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước.
Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường.
b. Độ kiềm
Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của các ion bicacbonat, cacbonat,
hydroxyl và anion của các muối axít yếu. Do hàm lượng các muối này rất nhỏ
nên có thể bỏ qua.
Ở nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụ thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO
2

tự do có trong nước. Độ kiềm là chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý
nước. Để xác định độ kiềm dùng phương pháp chuẩn độ mẫu nước thử bằng
axit clohydric.

12


c. Độ cứng của nước
Là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion Ca
2+
và Mg
2+
có trong nước.
Trong xử lý nước thường phân biệt ba loại độ cứng:
- Độ cứng toàn phần: biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie có mặt
trong nước.
- Độ cứng tạm thời: biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie trong các
muối cacbonat (hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magie ) trong nước.
- Độ cứng vĩnh cửu: biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie trong các
muối axit mạnh của canxi và magie.
Dùng nước có độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ gây lãng phí xà phòng do canxi
và magie phản ứng với các axit béo tạo thành các hợp chất khó tan. Trong sản
xuất, nước cứng có thể tạo lớp cáu cặn trong các lò hơi hoặc gây kết tủa ảnh
hưởng đến chất lượng sản phẩm.
d. Khí hydro sunfua (H
2
S)
Là sản phẩm của quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ, phân rác có
trong nước thải. Khí làm cho nước có mùi trứng thối khó chịu. Với nồng độ
cao khí mang tính ăn mòn vật liệu.
e. Các hợp chất của nitơ
Là kết quả của quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên, các
chất thải và các nguồn phân bón mà con người trực tiếp hoặc gián tiếp đưa
vào nguồn nước. Các hợp chất này thường tồn tại dưới dạng amoniac, nitric,

nitrat và cả dạng nguyên tố nitơ (N
2
). Tuỳ theo mức độ có mặt của các hợp
chất nitơ mà ta có thể biết được mức độ ô nhiễm nguồn nước. Khi nước mới
bị nhiễm bẩn bởi phân bón hoặc nước thải, trong nguồn nước có NH
3
, NO
2
-
,
NO
3
-
. Sau một thời gian NH
3
, NO
2
-
bị oxy hoá thành NO
3
-
. Nếu nước chứa
NH
3
và nitơ hữu cơ thì coi như nước mới bị nhiễm bẩn và nguy hiểm. Nếu
nước chủ yếu có NO
2
-
thì nước đã bị ô nhiễm thời gian dài hơn, ít nguy hiểm

13


hơn. Nếu nước chủ yếu có NO
3
-
thì quá trình oxy hoá đã kết thúc.
Ở điều kiện yếm khí NO
3
-
sẽ bị khử thành N
2
bay lên. Amoniac là chất gây
nhiễm độc trầm trọng cho nước, gây độc cho loài cá.
Việc sử dụng rộng rãi các nguồn phân bón hoá học cũng làm cho hàm
lượng amoniac trong nước tự nhiên tăng lên. Trong nước ngầm và nước đầm
lầy hay gặp NO
3
-
và amoniac hàm lượng cao. Nếu trong nước uống chứa hàm
lượng cao NO
3
-
thường gây bệnh xanh xao ở trẻ nhỏ có thể dẫn đến tử vong.
f. Clorua
Tồn tại ở dạng Cl
-
, ở nồng độ cho phép không gây độc hại, nồng độ cao
(>250mg/l) nước có vị mặn. Nguồn nước ngầm có thể có hàm lượng clo lên
tới 500 ÷1000 mg/l. Sử dụng nước có hàm lượng clo cao có thể gây bệnh

thận. Nước chứa nhiều ion Cl
-
có tính xâm thực đối với bê tông. Ion Cl
-
có
trong nước do sự hoà tan muối khoáng, do quá trình phân huỷ các hợp chất
hữu cơ.
g. Các hợp chất của axit silic
Trong thiên nhiên thường có các hợp chất của axit silic, mức độ tồn tại của
chúng phụ thuộc vào độ pH của nước. Ở pH< 8 - 11 silic chuyển hoá dạng
HSiO
3
-
, các hợp chất này có thể tồn tại dạng keo hay dạng ion hoà tan.
Sự tồn tại của các hợp chất này gây lắng đọng cặn silicat trên thành ống,
nồi hơi, làm giảm khả năng vận chuyển và khả năng truyền nhiệt.
h. Sunfat SO
4
2-

Ion sunfat thường có nguồn gốc khoáng chất hay nguồn gốc hữu cơ. Nước
có hàm lượng sunfat hơn 250mg/l có tính độc hại cho sức khoẻ người dùng.
k. Sắt và mangan
Trong nước ngầm sắt tồn tại ở dạng Fe
2+
, kết hợp với gốc SO
4
2-
, Cl
-

. Đôi
khi tồn tại dưới dạng keo của axit humic hoặc silic. Khi tiếp xúc với oxy
không khí tạo ra Fe
3+
dễ kết tủa màu nâu đỏ. Nước mặt thường chứa sắt ở

14


dạng Fe
3+
, tồn tại keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù. Với hàm lượng sắt > 0,5
mg/l: nước có mùi tanh khó chịu, vàng quần áo, hỏng sản phẩm dệt.
Mangan có trong nước ngầm dưới dạng Mn
2+
. Nước có hàm lượng mangan
khoảng 1mg/l sẽ gây trở ngại giống như khi sử dụng nước có hàm lượng sắt
cao. Công nghệ khử mangan thường kết hợp với khử sắt trong nước. Mangan
thường gặp trong nước ngầm nhưng ít hơn sắt nhiều, ít khi lớn hơn 5 mg/l.
l. Các hợp chất photpho
Trong nước tự nhiên các hợp chất ít gặp nhất là photphat, khi nguồn nước
bị nhiễm bẩn bởi rác và các chất hữu cơ trong quá trình phân huỷ, giải phóng
ion PO
4
3-
, có thể tồn tại dưới dạng H
2
PO
4
-

, HPO
4
2-
, PO
4
3-
, Na
3
(PO
4
)
3
.
Photpho không thuộc loại độc hại với con người nhưng sự tồn tại của chất
này với hàm lượng cao trong nước sẽ gây cản trở cho quá trình xử lý, đặt biệt
là hoạt động của bể lắng.
m. Các hợp chất của florua
Nước ngầm ở giếng sâu hoặc ở các vùng đất có chứa cặn apatit thường có
hàm lượng các hợp chất florua cao (2 ÷ 2,5 mg/l), tồn tại dạng cơ bản là canxi
florua và magie florua.
Các hợp chất florua khá bền vững, khó bị phân huỷ ở quá trình tự làm
sạch. Hàm lượng florua trong nước cấp ảnh hưởng đến việc bảo vệ răng. Nếu
thường xuyên dùng nước có hàm lượng florua lớn hơn 1,3 mg/l hoặc nhỏ hơn
0,7 mg/l đều dễ mắc bệnh loại men răng.
n. Các chất khí hoà tan
Các chất khí hoà tan thường gặp trong nước thiên nhiên là khí cacbonic,
oxy và sufurhydro.
Trong nước ngầm khi pH < 5,5 thì nước chứa nhiều CO
2
. Hàm lượng CO

2

hoà tan trong nước cao thường làm cho nước có tính ăn mòn bê tông ngăn cản
sự tăng pH của nước.