Nghiên cứu sử dụng PAC (Poly Aluminium Chloride) thay thế phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O) trong quá trình xử lý nước cấp tại Nhà máy nước Võ Cạnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MƠI TRƢỜNG


NGUYỄN THỊ THANH THU

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PAC (POLY ALUMINIUM CHLORIDE)
THAY THẾ PHÈN NHÔM (AL2(SO4)3.18H2O) TRONG QUÁ TRÌNH
XỬ LÝ NƯỚC CẤP TẠI NHÀ MÁY NƯỚC VÕ CẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

GVHD:ThS. TRẦN HẢI ĐĂNG

Nha Trang, 06/2013


i

LỜI CẢM ƠN
Trong q trình thực hiện đề tài, tơi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận
tình của các thầy cô giáo thuộc Viện nghiên cứu sinh học và mơi trường trường Đại
học Nha Trang để tơi có thể hồn thành tốt bài báo cáo của mình.
Đặc biệt tôi xin cảm ơn giáo viên hướng dẫn Th.s Trần Hải Đăng đã tận tình
hướng dẫn, tư vấn và giúp đỡ trong suốt q trình thực hiện đề tài này.
Tơi cũng xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo công ty TNHH MTV cấp thốt
nước Khánh Hịa cũng như ban lãnh đạo nhà máy nước Võ Cạnh. Các cán bộ cơng
nhân viên tại nhà máy đã giúp đỡ nhiệt tình, quan tâm và trợ giúp về máy móc, thiết
bị, hóa chất trong quá trình thực tập tạo điều kiện tốt nhất để tơi có thể hồn thành

bài báo cáo này.
Em xin chân thành cảm ơn!


ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... i
MỤC LỤC ........................................................................................................ ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................ v
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................... vi
DANH MỤC HÌNH ....................................................................................... vii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ........................................................................... 4
1.1 Tổng quan về nhà máy nước Võ Cạnh ..............................................................4
1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển .................................................................4
1.1.2 Phương hướng đầu tư và phát triển: ...........................................................5
1.1.3 Chức năng và nhiệm vụ ..............................................................................5
1.1.4. Hoạt động cấp nước sạch ..........................................................................6
1.2 Tổng quan về công nghệ xử lý nước cấp trên thế giới và Việt Nam .................6
1.2.1 Công nghệ xử lý nước cấp trên Thế giới ....................................................6
1.2.2 Công nghệ xử lý nước cấp ở Việt Nam ......................................................7
1.3 Hiện trạng xử lý nước của nhà máy nước Võ Cạnh ........................................12
1.3.1 Khảo sát quy trình xử lý nước cấp ...........................................................12
1.3.2 Chất lượng nước đầu ra của nhà máy nước Võ cạnh ...............................16
1.4 Cơ sở lý thuyết của các quá trình xử lý nước ..................................................18
1.5 Cơ sở lý thuyết về quá trình keo tụ ..................................................................19
1.5.1 Cơ sở khoa học về quá trình keo tụ ..........................................................19
1.5.1.1 Phân loại tạp chất trong nước .............................................................19

1.5.1.2 Cơ chế keo tụ - tạo bơng .....................................................................21
1.5.2 Phèn nhơm và hóa học của q trình keo tụ bằng phèn nhơm .................24
1.5.3 Phèn PAC và hóa học của q trình keo tụ bằng PAC ............................27
1.5.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ ........................................31


iii

CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....... 35
2.1 Đối tượng nghiên cứu, hóa chất và dụng cụ ....................................................35
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu ...............................................................................35
2.1.2 Hóa chất sử dụng ......................................................................................35
2.1.3 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ................................................................35
2.2 Cơ sở của q trình tối ưu hóa theo phương án trực giao cấp hai ...................36
2.2.1 Thiết kế thí nghiệm ..................................................................................36
2.2.2 Xác định điều kiện tối ưu .........................................................................38
2.3 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................39
2.3.1 Khảo sát quy trình xử lý nước cấp ...........................................................39
2.3.2 Phân tích một số chỉ tiêu chất lượng nước mặt và một số chỉ tiêu đầu ra
nước sau quá trình lắng .....................................................................................39
2.3.2.1 Phân tích độ đục ..................................................................................39
2.3.2.2 Phương pháp đo pH ............................................................................39
2.3.2.3 Phương pháp đo độ màu .....................................................................40
2.3.2.4 Phân tích hàm lượng Amoni ...............................................................40
2.3.2.5 Phân tích hàm lượng Nitrit ..................................................................41
2.3.2.6 Phân tích hàm lượng Sắt tổng số ........................................................41
2.3.2.7 Phân tích hàm lượng Sunfat ................................................................41
2.3.3 Thí nghiệm tối ưu hóa q trình keo tụ ....................................................42
2.3.3.1 Thí nghiệm Jartest ...............................................................................42
2.3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của liều lượng PAC và pH đến hiệu suất keo tụ 43

2.3.3.3 Tối ưu hóa q trình keo tụ theo phương án trực giao cấp hai ...........45
2.3.4 Xử lý số liệu .............................................................................................47
2.3.4.1 Đối với kết quả phân tích các chỉ tiêu .................................................47
2.3.4.2 Đối với mơ hình hồi quy cấp hai.........................................................47

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................................... 47
3.1 Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng PAC và pH đến hiệu
quả keo tụ ...............................................................................................................48


iv

3.1.1 Kết quả thí nghiệm 1 ................................................................................48
3.1.2 Kết quả thí nghiệm 2 ................................................................................50
3.2 Kết quả thí nghiệm tối ưu hóa .........................................................................51
3.2.1 Thiết kế thực nghiệm................................................................................51
3.2.2 Kết quả thí nghiệm Jartest ........................................................................52
3.2.3 Xây dựng mơ hình hồi quy cấp hai ..........................................................53
3.2.4 Kiểm tra tính tương thích của mơ hình ...................................................54
3.3 Đánh giá hiệu quả xử lý nước bằng PAC ........................................................57
3.4 Đánh giá hiệu quả xử lý nước bằng phèn nhôm của nhà máy nước Võ Cạnh 58
3.5 So sánh hiệu quả xử lý của phèn nhơm và PAC……………………………..59
3.6 Khai tốn kinh tế………………………………………………...…………...61

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ .......................................................................... 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt

Tên đầy đủ

TNHHMTV

Trách nhiệm hữu hạn một thành viên

VCWSP

Kế hoạch cấp nước an toàn nhà máy nước Võ Cạnh

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

BYT

Bộ Y tế

NMN

Nhà máy nước

PCCC

Phòng cháy chữa cháy

NN

Nano

PAC

Poly Aluminium Chloride

PFC

Poly Ferric Chloride

PFS

Poly Ferric Sulphate

PASS

Poly Aluminium Silicate Sulphate

STT

Số thứ tự

TCN

Trước công nguyên

PLC

Programmable Logic Controller


vi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.2 Các quá trình xử lý nước ..................................................................... 18
Bảng 1.3 Phân loại nước theo kích thước tạp chất .............................................. 20
Bảng 1.4 Số lượng phèn sử dụng theo từng độ đục của nước ............................... 31
Bảng 2.1 Bảng kế hoạch thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng PAC đến
hiệu suất keo tụ khi giữ nguyên giá trị pH ........................................................... 44
Bảng 2.2: Bảng kế hoạch thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất keo
tụ khi giữ nguyên giá trị nồng độ PAC................................................................ 45
Bảng 2.3 Ma trận quy hoạch trực giao cấp hai, hai yếu tố. ................................... 46
Bảng 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng PAC đến hiệu suất keo tụ .. 48
Bảng 3.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất keo tụ ...................... 50
Bảng 3.3 Bảng thiết kế quy hoạch thực nghiệm ................................................... 51
Bảng 3.4 Bảng kế hoạch thực nghiệm tối ưu hóa ................................................. 52
Bảng 3.5 Kết quả thí nghiệm tối ưu hóa trên máy Jartest ..................................... 53
Bảng 3.6 Các hệ số hồi quy thu được từ thực nghiệm .......................................... 53
Bảng 3.7 So sánh hiệu suất keo tụ theo thực nghiệm và theo mơ hình hồi quy cấp
hai .................................................................................................................... 54
Bảng 3 Bảng kết quả phân tích các chỉ tiêu nước sau lắng khi sử dụng PAC......... 58
Bảng 3.9 Kết quả phân tích các chỉ tiêu khi sử dụng chất keo tụ là phèn nhôm ..... 59
Bảng 3.10 Hiệu suất xử lý của PAC và phèn nhôm của nước sau lắng.................. 60
Bảng 3.11 Bảng khái toán kinh tế ....................................................................... 61

vii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước ngầm ở huyện Xuân Lộc – Đồng Nai. ......... 9
Hình 1.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ xử lý nước nhà máy nước Cầu Đỏ . .............. 11
Hình 1.3 Sơ đồ quy trình cơng nghệ xử lý nước của nhà máy nước Võ Cạnh cơng
suất 75.000m3/ngày.đêm. ................................................................................... 13
Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm theo phương pháp trực giao cấp II ..................... 38
Hình 2.2 Thiết bị Jartest ..................................................................................... 43
Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng PAC đến hiệu suất keo tụ .... 49
Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến hiệu suất keo tụ........................ 51
Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn kết quả tối ưu hố ....................................................... 56
Hình 3.4 Đồ thị và hình chiếu tương ứng mối quan hệ giữa hàm lượng phèn PAC và
pH đến hiệu suất keo tụ ...................................................................................... 57
Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước sau lắng bằng PAC ...................... 58
Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý nước sau lắng bằng phèn nhơm ............. 59
Hình 3.7 Biểu đồ so sánh hiệu suất xử lý của PAC và phèn nhôm của nước sau lắng.

......................................................................................................................... 60
Hình 3.8 So sánh hiệu quả kinh tế giữa nhà máy và kết quả nghiên cứu. .............. 61


1

MỞ ĐẦU
Nước là nhu cầu tất yếu của mọi sinh vật. Khơng có nước cuộc sống trên Trái
Đất khơng thể tồn tại được. Hàng ngày trung bình mỗi người cần từ 3 – 10 lít đáp
ứng cho nhu cầu ăn uống và sinh hoạt hằng ngày. Trong sinh hoạt nước cấp dùng
đáp ứng nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí và các hoạt động cơng

cộng như cứu hỏa, phun nước, tưới đường…cịn trong cơng nghiệp nước cấp được
dùng cho quy trình làm lạnh, sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước giải khát,
rượu…Hầu như mọi ngành công nghiệp đều sử dụng nước cấp như một nguồn
nguyên liệu khơng gì thay thế được trong sản xuất.
Ngày nay với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số nguồn
nước ngày càng bị ô nhiễm và cạn kiệt. Vì vậy con người cần phải biết cách xử lý
các nguồn nước cấp để đáp ứng cả về số lượng và chất lượng cho hoạt động hằng
ngày và sản xuất công nghiệp.
Nhà máy nước Võ Cạnh là đơn vị trực thuộc của cơng ty TNHHMTV Cấp
thốt nước Khánh Hòa, là nhà máy chủ lực cung cấp nước cho TP Nha Trang và
khu vực phụ cận thuộc huyện Diên Khánh. Nhà máy hiện đang sử dụng nguồn
nước mặt là sông Cái Nha Trang để xử lý. Đặc trưng của nguồn nước ít bị thay đổi
về thành phần tính chất nhưng cần phải giám sát chặt chẽ các nguồn gây ơ nhiễm
bên ngồi để đánh giá mức độ ảnh hưởng đến nguồn nước thô trước khi xử lý,
đồng thời trong dây chuyền cơng nghệ, hóa chất sử dụng phải thay đổi cho phù
hợp với chất lượng nước đầu vào theo từng thời kì, cụ thể là sự thay đổi về hóa
chất trong q trình keo tụ.
Trên nền tảng kiến thức đã học từ nhà trường và muốn vận dụng vào thực tế
em thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sử dụng PAC (Poly Aluminium Chloride)
thay thế phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O) trong quá trình xử lý nƣớc cấp tại nhà
máy nƣớc Võ Cạnh”.


2

1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây với sự phát triển của công nghiệp, đô thị và nhu
cầu sử dụng lượng nước lớn cho quá trình sản xuất, sinh hoạt, vui chơi…Điều này
có nghĩa là trong tương lai lượng nước sạch cần cung cấp sẽ gia tăng đáng kể.
Trong đó, nhà máy nước Võ Cạnh là một đơn vị sản xuất nước cấp, cung cấp nước

cho toàn bộ thành phố Nha Trang và một phần địa phận của huyện Diên Khánh
được đưa vào hoạt động năm 1994 và công suất hiện nay của nhà máy là 75.000
m3/ngày đêm và nhà máy sử dụng phèn nhôm là chất keo tụ chủ yếu trong quá trình
xử lý nước cấp. Để đáp ứng được nhu cầu cấp nước sạch trong tương lai nhà máy
đang muốn nâng công suất lên 98.000 m3/ngày.đêm và muốn thay thế hóa chất keo
tụ chính là phèn nhôm bằng phèn PAC. So sánh về hiệu quả kinh tế và hiệu quả xử
lý của PAC và phèn nhơm truyền thống thì PAC ln cho hiệu quả cao hơn, trong
q trình dùng phèn nhơm tốn nhiều nhân cơng, thiết bị, hóa chất và để nâng cao
hiệu quả xử lý và tiết kiệm chi phí cho nhà máy, tơi tìm hiểu, khảo sát và thực hiện
thí nghiệm tối ưu hóa để đánh giá hiệu quả keo tụ của PAC so với phèn nhôm và để
sử dụng trong công nghệ xử lý của nhà máy.

2. Đối tƣợng – thời gian – địa điểm nghiên cứu
 Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là nước thô lấy từ trạm bơm cấp I của nhà máy nước
Võ Cạnh.
 Thời gian nghiên cứu
Thời gian bắt đầu: 25/02/2013
Thời gian kết thúc: 02/06/2013
 Địa điểm nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng PAC (Poly Aluminium Chloride) thay thế phèn nhơm
(Al2(SO4)3.18H2O) trong q trình xử lý nước cấp tại nhà máy nước Võ Cạnh.


3

Địa chỉ: Thôn Võ Cạnh, Xã Vĩnh Trung, Tp Nha Trang, Tỉnh Khánh Hòa.
Điện thoại: 058 3813180

3. Mục tiêu của đề tài

Phân tích được một số chỉ tiêu chất lượng nước từ quá trình lắng của quá
trình keo tụ bằng phèn nhôm và phèn PAC tại nhà máy nước Võ Cạnh.
Đánh giá hiệu quả xử lý nước bằng phèn PAC so với phèn nhôm.

4. Nội dung nghiên cứu
 Khảo sát quy trình xử lý nước cấp
 Khảo sát danh mục, nồng độ hóa chất sử dụng
 Phân tích một số chỉ tiêu đầu vào nước thô và đầu ra của nước sau quá trình
lắng ở Nhà máy và từ kết quả tối ưu hóa bằng phèn PAC.
 Thực hiện thí nghiệm để xác định khoảng pH và hàm lượng PAC tối ưu
 Xác định giá trị pH và hàm lượng PAC tối ưu theo phương pháp quy hoạch
thực nghiệm.

5. Phƣơng pháp nghiên cứu
 Khảo sát quy trình xử lý nước cấp
 Phân tích một số chỉ tiêu như độ đục, pH, độ màu, hàm lượng Amoni, hàm
lượng Nitrit, hàm lượng Sunfat, Sắt tổng số.
 Thực hiện thí nghiệm tối ưu hóa q trình keo tụ
 Xử lý số liệu


4

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về nhà máy nƣớc Võ Cạnh
Tên gọi: NHÀ MÁY NƯỚC VÕ CẠNH, Trực thuộc Cơng ty TNHH MTV
Cấp thốt nước Khánh Hịa
Địa điểm: Thơn Võ Cạnh, Xã Vĩnh Trung, Thành phố Nha Trang, Tỉnh
Khánh Hịa
Quản đốc Nhà máy: KS. VŨ VĂN BÌNH

Điện thoại: 058 3813180
Tổng số cán bộ cơng nhân viên: 26 người.
Trong đó: 02 Kỹ sư, 1 trung cấp và 23 công nhân vận hành.
1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển
Nhà máy nước Võ Cạnh được xây dựng và đưa vào hoạt động từ tháng
1/1994. Công suất thiết kế là 23.000 m3/ngày.đêm. Đến năm 2003 nhà máy được cải
tạo nâng công suất lên 30.000 m3/ngày.đêm và xây thêm một đơn nguyên mới công
suất 29.000 m3/ngày.đêm, nâng tổng công suất lên khoảng 75.000 m3/ngày.đêm.
Nhà máy nước Võ Cạnh là nhà máy chủ lực cung cấp nước cho TP Nha
Trang và khu vực phụ cận thuộc huyện Diên Khánh.
Cam kết áp dụng, duy trì và thường xuyên nâng cấp tài liệu VCWSP nhằm
đáp ứng yêu cầu theo từng giai đoạn phát triển của của Nhà máy.
Cam kết thường xuyên đánh giá năng lực đáp ứng của nhà máy đối với
VCWSP, trên cơ sở đó xây dựng và thực hiện các chương trình hỗ trợ cho từng thời
kỳ, nhằm luôn đáp ứng và đảm bảo cho VCWSP được duy trì bền vững.


5

1.1.2 Phƣơng hƣớng đầu tƣ và phát triển
 Không ngừng nâng cao hiệu quả hoạt động sản xuất cung cấp nước sạch của
nhà máy nhằm liên tục phát triển một cách bền vững.
 Đảm bảo chất lượng nước sạch đạt tiêu chuẩn quy định theo QCVN 01:
2009/BYT của Bộ Y tế.
 Luôn đổi mới công nghệ và cải tiến công tác quản lý, ứng dụng khoa học kỹ thuật
và công nghệ thông tin vào hoạt động sản xuất, cung cấp nước sạch khuyến
khích sáng kiến, cải tiến, hợp lý hóa sản xuất và tiết kiệm chi phí, hạ giá thành sản
phẩm.
 Đào tạo, phát triển và sử dụng nguồn nhân lực có hiệu quả để đáp ứng yêu cầu
phát triển và hội nhập, nâng cao đời sống vật chất và tinh thần của người lao

động.
 Xây dựng môi trường văn hoá nhà máy lành mạnh để mọi người phấn khởi
thi đua lao động, sáng tạo, phát triển thể chất và tăng cường mối quan hệ
cộng đồng, khuyến khích các thành phần kinh tế và toàn xã hội tham gia vào
việc bảo vệ nguồn nước, bảo vệ và phát triển hệ thống cấp nước.
1.1.3 Chức năng và nhiệm vụ
a. Chức năng
Sản xuất, cung cấp nước sạch đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn: QCVN
01: 2009/BYT của Bộ Y tế.
b. Nhiệm vụ


Đảm bảo cung cấp nước liên tục, theo đúng quy định về áp lực, lưu lượng

của công ty đã ban hành.


Đảm bảo an toàn trong sản xuất nước về con người, thiết bị, thực hiện

nghiêm túc các quy định về PCCC, an tồn lao động, phịng chống cháy nổ.


6



Đảm bảo duy tu, bảo dưỡng các thiết bị theo đúng quy định. Bảo đảm môi

trường trong khuôn viên nhà máy, cảnh quan xanh, sạch, đẹp.


Thực hiện tốt nội quy lao động, thỏa ước lao động tập thể, nghị quyết của

chi bộ, Đảng bộ cơ sở.


Tham gia các phong trào thể dục thể thao, văn hóa thẩm mỹ của ban chỉ huy

cơng đồn cơ sở và các đồn thể tổ chức.
1.1.4 Hoạt động cấp nƣớc sạch
Nhà máy nước Võ Cạnh thực hiện hoạt động cấp nước cho 90.000 hộ dân ở Tp
Nha Trang và địa phận thuộc huyện Diên Khánh.

1.2 Tổng quan về công nghệ xử lý nƣớc cấp trên thế giới và Việt Nam
1.2.1 Công nghệ xử lý nƣớc cấp trên Thế giới
Theo lịch sử ghi nhận hệ thống cấp nước đô thị xuất hiện sớm nhất tại La Mã
vào những năm 800 TCN. Điển hình là cơng trình dẫn nước vào thành phố bằng
kênh tự chảy, trong thành phố nước được đưa đến các bể tập trung, từ đó theo
đường ống dẫn nước đến các nhà quyền q và bể chứa công cộng cho người dân sử
dụng. Khoảng 300 TCN đã biết khai thác nước ngầm bằng cách đào giếng. Người
babilon có phương pháp nâng nước lên độ cao khá lớn bằng ròng rọc, guồng nước.
Thế kỷ thứ XIII, các thành phố ở châu Âu đã có hệ thống cấp nước. Thời đó
chưa có hóa chất phục vụ cho việc keo tụ xử lý nước mặt, người ta phải xây dựng
các bể lắng có kích thước rất lớn (gần như lắng tĩnh) mới lắng được các cặn bé. Do
đó cơng trình xử lý rất cồng kềnh, chiếm diện tích và kinh phí xây dựng lớn. Năm
1600 việc dùng phèn Nhôm để keo tụ nước được các nhà truyền giáo Tây Ban Nha
phổ biến tại Trung Quốc. Năm 1800 các thành phố ở châu Âu, châu Mỹ đã có hệ
thống cấp nước khá đầy đủ thành phần như công trình thu, trạm xử lý, mạng lưới…
Năm 1810 hệ thống lọc nước cho thành phố được xây dựng tại PaisayScotlen. Năm 1908 việc khử trùng nước uống với quy mô lớn tại Niagara Falls, phía

7

Tây Nam New York. Thế kỷ XX kỹ thuật cấp nước ngày càng đạt tới trình độ cao
và cịn tiếp tục phát triển, các loại thiết bị cấp nước ngày càng đa dạng phong phú
và hoàn thiện. Thiết bị dùng nước trong nhà luôn được cải tiến để phù hợp và thuận
tiện cho người sử dụng. Kỹ thuật điện tử và tự động hóa cũng được sử dụng rộng rãi
trong cấp thốt nước. Có thể nói kỹ thuật cấp nước đã đạt đến trình độ rất cao về
cơng nghệ xử lý, máy móc trang thiết bị và hệ thống cơ giới hóa, tự động hóa trong
vận hành, quản lý [8].
1.2.2 Công nghệ xử lý nƣớc cấp ở Việt Nam
Ở Việt Nam, hệ thống cấp nước đô thị được bắt đầu bằng khoan giếng mạch
nông tại Hà Nội, Thành Phố Hồ Chí Minh (Sài Gịn cũ) vào năm 1894. Nhiều đơ thị
khác như Hải Phòng, Đà Nẵng…hệ thống cấp nước đã xuất hiện, khai thác cả nước
ngầm và nước mặt. Nhiều trạm cấp nước đã áp dụng công nghệ tiên tiến của các
nước phát triển như Pháp, Phần Lan, Australia…Những trạm cấp nước cho các
thành phố lớn đã áp dụng công nghệ tiên tiến và tự động hóa.
Cơng nghệ đang áp dụng
Trong toàn quốc tỉ lệ sử dụng nguồn nước mặt khoảng 60%, nước ngầm
khoảng 40%. Ở các thành phố lớn, các nhà máy nước (NMN) có cơng suất khoảng
từ vài chục ngàn m3/ngày.đêm tới vài trăm ngàn m3/ngày.đêm. Tiêu biểu như: NMN
Thủ Đức (TP HCM) có tổng cơng suất 1.200.000 m3/ngày.đêm, các nhà máy xử lý
nước ngầm có cơng suất 30.000 – 60.000 m3/ngày.đêm (thường chia thành đơn
nguyên 30.000 m3/ngày.đêm, xây dựng thành từng đợt, MNN Sông Đà 600.000
m3/ngày.đêm, giai đoạn I đã xây dựng 1 đơn nguyên 300.000 m3/ngày.đêm đã hoạt
động). Tại các thành phố, thị xã trực thuộc tỉnh, các nhà máy nước có cơng suất phổ
biến từ 10.000 m3/ngày.đêm tới 30.000 m3/ngày.đêm. Các trạm cấp nước của các thị
trấn thường có cơng suất từ 1000 m3/ngày.đêm tới 5000 m3/ngày.đêm, phổ biến
nhất xung quanh 2000 m3/ngày.đêm.

8

Cơng nghệ và cơng trình xử lý nước
Cơng nghệ xử lý nước mặt phổ biến là:
Keo tụ + lắng + lọc nhanh trọng lực + khử trùng
Công nghệ xử lý nước ngầm chủ yếu là khử Sắt (hoặc khử Mangan) bằng
phương pháp:
Làm thoáng + lắng tiếp xúc + lọc nhanh trọng lực + khử trùng
Các cơng trình đơn vị trong trạm xử lý đa dạng
 Các cơng trình keo tụ (đa số dùng phèn nhôm, PAC) với bể trộn đứng, trộn
cơ khí, bể tạo bơng có vách ngăn ziczac, tạo bơng có tầng cặn lơ lửng, tạo bơng kiểu
cơ khí.
 Các cơng trình lắng: bể lắng đứng (cho trạm cơng suất nhỏ), bể lắng ngang
thu nước cuối bể, thu nước bề mặt được sử dụng rộng rãi ở các dự án thành phố, thị
xã, bể lắng ngang Lamen được sử dụng tại 6 tỉnh miền núi phía Bắc: Lào Cai, n
Bái, Phú Thọ, Hịa Bình, Hưng n và sân bay Đà Nẵng. Loại bể đang được phổ
biến ở một số địa phương khác như bể lắng Pulsator (công nghệ Pháp) được dùng ở
Nam Định, Cần Thơ.
 Các cơng trình lọc: Bể lọc nhanh trọng lực (lọc hở với vật liệu lọc là cát)
được dùng rộng rãi, được dùng khá nhiều ở các dự án cấp tỉnh, cấp thành phố.
 Khử trùng: phổ biến dùng clo lỏng, một số trạm nhỏ dùng nước giaven hoặc
ozone.
 Trạm bơm cấp 2: một số trạm dùng máy biến tần để điều chỉnh chế độ hoạt
động của máy bơm, một vài nơi có dùng đài nước trong trường hợp địa hình thuận
lợi, một số nơi tận dụng đài nước đã có trước.
 Các cơng trình làm thoáng: Phổ biến dùng tháp làm thoáng tự nhiên (dàn
mưa), một số ít dùng thùng quạt gió (làm thống cưỡng bức), một số trạm khác

9

dùng tháp làm thoáng tải trọng cao theo nguyên lý làm việc của Ejector. Chất lượng
nước sau xử lý hầu hết đạt tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn của tổ chức y tế thế
giới.
Cấp nước nông thôn – các loại mơ hình cấp nước nơng dân
Người dân nơng thơn Việt Nam tùy điều kiện của mình đã sử dụng cả 3 loại
nguồn nước (nước mưa, nước ngầm và nước mặt) cho nhu cầu cấp nước phục vụ
sinh hoạt. Từ những đặc điểm riêng biệt từng vùng ở nông thôn Việt Nam hiện đang
tồn tại 2 loại hệ thống công trình cấp nước cơ bản:
 Các cơng trình cấp nước phân tán: Các cơng trình cấp nước nhỏ lẻ truyền
thống phục vụ cho từng hộ gia đình, những nhóm hộ dùng nước hay các cụm dân cư
sống độc lập, riêng rẻ mật độ thấp…
 Các cơng trình cấp nước theo kiểu công nghiệp tập trung: Hệ thống dẫn nước
tự chảy và hệ thống bơm dẫn nước phục vụ cho các thị trấn, thị tứ, các cụm dân cư
sống tập trung ở các xã [6].
Một số quy trình cơng nghệ xử lý nước cấp:
Quy trình xử lý nước ngầm cơng suất 1000 m3/ngày.đêm phục vụ cho khu
dân cư Xuân Thành – huyện Xuân Lộc – Đồng Nai.
Quy trình: Xử lý nước ngầm có hàm lượng sắt cao (4 – 10 mg/l)
Châm phèn
Nước ngầm

Làm thống

Lắng

Châm Clo
Lọc

Bể ổn định nước

Cấp nước
Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm ở huyện Xuân Lộc – Đồng Nai.


10

Thuyết minh quy trình cơng nghệ
Nước bơm từ giếng lên được đưa qua hệ thống làm thoáng tự nhiên bằng
giàn mưa. Tiếp tục nước được đưa qua bể lắng cùng với dung dịch phèn, sau công
đoạn này hàm lượng sắt trong nước giảm từ 60 – 75%. Sau đó nước được đưa qua
bể lọc với mục đích loại trừ các hạt cặn nhỏ không lắng được trong bể lắng. Sau quá
trình lọc nước được đưa vào bể ổn định nước, dung dịch Clo được đưa vào trên
đường ống dẫn đến bể ổn định nước nhằm khử trùng. Nước rửa lọc được dẫn đến hồ
chứa nước rửa, tại đây quá trình lắng xảy ra. Cặn thu được từ bể lắng và hồ chứa
nước rửa được xả ra ngoài.


11

Quy trình xử lý nước mặt:
Quy trình xử lý nước nhà máy nước Cầu Đỏ công suất 120.000 m3/ngày.đêm
Sông Cầu Đỏ
Hồ sơ lắng
Trạm bơm cấp I
Hóa chất
PAC

Bể trộn

Bể trộn

Bể phản ứng

Bể phản ứng

Bể lắng lamen

Bể lắng lamen

Bể lọc

Bể lọc

Clo khử
trùng

Bể chứa

Clo khử
trùng

Trạm bơm cấp II

Mạng lưới tiêu thụ
Mạng lưới tiêu thụ
Hình 1.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ xử lý nước nhà máy nước Cầu Đỏ [8].
Thuyết minh quy trình công nghệ:
Nước từ sông Cẩm Lệ sẽ chảy vào cửa thu nước đặt sát mép sông. Tiếp đến

nước sẽ tự chảy vào hồ sơ lắng xây dựng phía trong cửa thu nước theo đường ống D


12

= 900 mm. Tại đây nước được trung hòa và lắng sơ bộ. Các máy bơm của trạm bơm
cấp I bơm nước và đẩy lên bể trộn. Hoá chất được châm vào trong đường ống từ
trạm bơm cấp I vào bể hịa trộn bằng bơm định lượng có Q = 2000 l/h và áp lực đẩy
4kg/cm.
Nước từ bể trộn sẽ chảy qua 4 ngăn phản ứng. Nhờ các vách ngăn nước
chuyển động trong bể ln thay đổi theo chiều dịng chảy làm cho dòng chảy bị xáo
trộn, dẫn đến các hạt cặn trong nước có điều kiện va chạm với nhau tạo thành các
bơng cặn lơ lửng. Nước có chứa các bông cặn lơ lửng được đưa sang bể lắng
Lamen. Tại đây nước chuyển động theo chiều từ dưới lên trên tạo phương ngang
theo chiều nghiêng 600. Nước được di chuyển trong các tấm Lamen nhờ đó dịng
chảy khơng bị xáo trộn và các bông cặn được liên kết tạo các bông cặn lớn và lắng
xuống.
Tiếp đến phần trên của bể lắng Lamen được đưa qua cụm bể lọc nhanh một
lớp vật liệu lọc với chiều cao lớp cát lọc là 1,2 m. Trong quá trình lọc cặn sẽ được
giữ lại trong lớp vật liệu lọc. Nước lọc sẽ được thu bằng các chụp lọc. Nước sau lọc
được Clo hóa bằng định lượng 20 kg/h để diệt tất cả các vi khuẩn trong nước và đưa
vào bể chứa nước sạch để dự trữ. Từ đó trạm bơm cấp II sẽ cung cấp cho mạng lưới
cấp nước của thành phố [8].

1.3 Hiện trạng xử lý nƣớc của nhà máy nƣớc Võ Cạnh
1.3 Khảo sát quy trình xử lý nƣớc cấp
Nhà máy nước Võ Cạnh với công suất lên khoảng 75.000 m3/ngày.đêm, là
nhà máy chủ lực cung cấp nước cho Tp Nha Trang và khu vực phụ cận thuộc huyện
Diên Khánh.
Nguồn nước cung cấp cho nhà máy là nguồn nước mặt lấy từ sông Cái bơm

trực tiếp lên khu xử lý của nhà máy. Hiện tại nhà máy đang sử dụng phèn Nhơm
(Al2(SO4)3.18H2O) làm chất keo tụ cho q trình xử lý nước. Sau đây là quy trình
cơng nghệ xử lý nước cấp của nhà máy nước Võ Cạnh:


13

Nước thơ sơng Cái

Cơng trình thu

Trạm bơm cấp I

Bể tách dịng
Phèn và Clo

Bể trộn thủy lực

Bể trộn cơ khí

Bể phản ứng

Bể phản ứng

Bể lắng ngang

Bể lọc nhanh
Bể chứa A

Trạm bơm cấp II A

Bể lắng Lamen
Bể lọc nhanh
Clo và vôi
Bể chứa B

Trạm bơm cấp II B

Hình 1.3 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước của nhà máy nước Võ Cạnh công
suất 75.000 m3/ngày.đêm.


14

Thuyết minh sơ đồ:
Nguồn nước đầu vào là nước mặt sông Cái, nhà máy đã xây Trạm bơm cấp I
để thu nước, cơng trình thu dài 3,5 m, rộng 1,5 m, sâu 4 m, ba mặt có lưới chắn rác,
mặt hướng vào bờ chắn tôn dày 4 mm, tại đây ống hút sẽ dẫn nước từ cơng trình thu
vào máy bơm cấp I. Tiếp đến nước được trạm bơm cấp I bơm lên bể tách dịng có
dung tích 300 m3, có 4 ngăn: 1 ngăn trung tâm, 2 ngăn phân phối và 1 ngăn dự
phòng. Tại đây lưu lượng nước thô sẽ được chia đôi sang khu xử lý A và B theo yêu
cầu xử lý. Sau đó nước sẽ đưa đến bể trộn, tại bể trộn nước sẽ được châm phèn, vơi
và tiền clo hóa.
Phèn và vơi được pha chế theo nồng độ thích hợp từ bể trộn hóa chất keo tụ
và hồ vơi tơi. Hóa chất keo tụ được sử dụng là phèn nhôm 10%, vôi được sử dụng
với mục đích nâng pH của nước về mức trung bình. Sau khi pha chế xong sẽ dùng
bơm định lượng đưa phèn và vôi theo đường ống dẫn vào bể trộn hóa chất hịa trộn
với nước thơ đầu vào. Liều lượng hóa chất trung bình: vơi là 20 g/m3, phèn Nhôm là
18 g/m3, Clo là 2 g/m3 và thay đổi tùy thuộc vào nước thơ.
Bể trộn hóa chất có cấu tạo các vách ngăn liên tiếp nhằm tạo điều kiện tiếp

xúc giữa nước và hóa chất. Nước và hóa chất được đưa vào bể trộn khi đi qua các
vách ngăn sẽ tiến hành trộn thủy lực đối với khu xử lý A và trộn cơ khí đối với khu
xử lý B. Nước sẽ được đưa qua bể phản ứng. Khi trộn đều phèn với nước lập tức
xảy ra các phản ứng hóa học và lý hóa tạo thành hệ keo dương phân tán đều trong
nước, khi được trung hòa, hệ keo dương này là các hạt nhân có khả năng dính kết
với các keo âm phân tán trong nước và dính kết với nhau tạo thành các bơng cặn lơ
lững có kích thước khác nhau.
Tại khu xử lý A: 2 bể phản ứng có vách ngăn mỗi bể có kích thước: L = 20
m, B = 5,4 m, H = 3,5 m, dung tích 350 m3. Khu xử lý B có 2 bể phản ứng, mỗi bể
có kích thước: L = 5,3 m, B = 9 m, H = 3,35 m, dung tích 160 m3, có 2 bộ cánh
khuấy trộn hóa chất, vận tốc 1,1 – 8 vịng/phút.


15

Thời gian lưu nước trong bể ở khu A là 0,42 h, vận tốc trung bình là 12
mm/s. Ở khu B thời gian lưu nước trong bể là 0,19 h, vận tốc trung bình là 7,5 mm/s
và tiếp tục được đưa qua bể lắng.
Tại bể lắng các tạp chất trong nước được lắng theo tốc độ 0,5 – 0,6 mm/s và
xả cặn ra ngoài bằng hệ thống cào và van xả tự động, sau khi lắng sẽ tiếp tục châm
thêm dung dịch vơi để trung hịa pH.
Ở khu xử lý A có 2 bể lắng ngang mỗi bể có kích thước L = 60 m, B = 5,4 m,
H = 3,5 m, dung tích 1134 m3. Trong bể lắng có hệ thống cào và xả bùn tự động có
chức năng cào và gom bùn về hố thu rồi xả ra ngoài bằng van xả tự động, chu kỳ
hoạt động được cài đặt theo độ đục nước thô. Gồm 2 bộ cào bằng thép đạt dưới đáy
bể và chuyển động trên hai đường ray, hai động cơ giảm tốc công suất 1,5 kw, tốc
độ 1450/1,1 vòng/phút. Thời gian cào bùn chạy từ cuối bể đến đầu bể lắng là 120
phút, vận tốc cào 11,5 mm/s.
Ở khu xử lý B có 2 bể lắng Lamen, mỗi bể có kích thước L = 39,25 m, B = 9
m, H = 3 m, dung tích 1066 m3. Trong bể lắng có 2 bộ cào bằng thép đặt dưới đáy

bể và chuyển động trên hai đường ray. Hai động cơ giảm tốc công suất 1,5 kw, tốc
độ 1450/1,1 vòng/phút, thời gian cào bùn chạy từ cuối bể đến đầu bể lắng là 57 phút
và vận tốc cào 11,5 mm/s.
Thời gian lắng ở khu A là 1,38 h, vận tốc trung bình là 12 mm/s, thời gian
lắng ở khu B là 1,3 h, vận tốc trung bình là 8,4 mm/s, ở đây cũng gắn thiết bị cảm
quan về độ trong của nước sau khi lắng trước khi đi vào cơng trình lọc.
Nước được tiếp tục đưa vào bể lọc cát bằng cách cho nước đi qua lớp vật liệu
lọc, nhằm phân tách nhờ bề mặt hoặc một phần sâu trong các lớp vật liệu lọc các hạt
cặn lơ lửng, các chất keo tụ và một phần vi sinh vật trong nước. Vật liệu lọc là cát
và sỏi, thu nước lọc và phân phối nước rửa lọc qua các chụp lọc. Điều chỉnh tốc độ
lọc, rửa lọc tự động bằng hệ thống PLC, chu kì rửa lọc là 48 h.


16

Tại khu xử lý A gồm 9 bể lọc, mỗi bể có kích thước L = 8 m, B = 4 m, H = 4
m, diện tích mỗi bể lọc là F = 32 m. Tổng diện tích là 32  9 = 288 m2. Chiều dày
lớp cát lọc là 0,8 m, sỏi 6 mm, dày 0,025 m.
Khu xử lý B gồm 4 bể, mỗi bể có kích thước L = 9,73 m, B = 4,88 m, diện
tích mỗi bể lọc F = 47,48 m2. Tổng diện tích lọc 47,48×4 = 190 m2. Cát lọc có kích
thước 0,8 – 1,2 mm, dày 0,8 m và lớp sỏi 6 mm, dày 0,025 m.
Nước từ bể lọc được đưa vào bể chứa nước sạch. Tại đây nước được châm
vơi nhằm trung hịa độ pH (6,8 – 7,5) và khử trùng bằng Clo lỏng và kiểm tra tiêu
chuẩn đầu ra của nước trước khi đưa vào hệ thống phân phối nước.Tại hai bể chứa
nước sạch có thiết bị đo mực nước bể chứa với chức năng đo, hiển thị mực nước bể
chứa. Cảnh báo khi mực nước trong bể chứa quá thấp hoặc sắp tràn.
Trạm bơm cấp II sẽ bơm nước sạch từ bể chứa vào mạng lưới phân phối. Tại
khu A gồm 2 máy bơm có cơng suất 250 kw, lưu lượng 1000 m3/h, cột áp 50 m và 2
máy bơm có công suất 75 kw, lưu lượng 320 m3/h, cột áp 50 m. Các máy luân phiên
nhau hoạt động liên tục 7 ngày sau đó chuyển sang chế độ dự phịng. Khu B gồm 4

máy bơm có cơng suất 200 kw, lưu lượng 918 m3/h. Các máy luân phiên nhau hoạt
động liên tục 7 ngày sau đó đổi sang chế độ dự phòng. Hai máy biến tần 250 kw
(hiệu ABB), mỗi máy hoạt động 7 ngày liên tục sau đó đổi sang chế dộ dự phòng.
Biến tần sẽ tự động điều chỉnh tốc độ quay của máy bơm để duy trì áp lực mạng
được quy định theo giờ trong ngày và theo mùa trong năm.
1.3.2 Chất lƣợng nƣớc đầu ra của nhà máy nƣớc Võ cạnh
Chất lượng nước đầu ra của nhà máy đạt các chỉ tiêu theo quy chuẩn kỹ thuật
quốc gia về chất lượng nước ăn uống QCVN 01/2009/BYT.


17

Bảng 1.1 Kết quả phân tích nước đầu ra của nhà máy nước Võ Cạnh tháng 4/2013
ĐƠN VỊ
TÍNH

STT

TÊN CHỈ TIÊU

1

Mùi vị

2

Độ đục

3

Ph

4
5

Chỉ số Pecmanganat
Hàm lượng Clorua
Độ cứng, tính theo
CaCO3
Hàm lượng Amoni
Hàm lượng Nitrit
Hàm lượng Nitrat
Hàm lượng Sunphat
Hàm lượng Mangan
Hàm lượng sắt tổng số
(Fe2+ + Fe3+)

13

Hàm lượng Clo dư

14

Tổng số Coliforms

15

Coliforms chịu nhiệt

6

7
8
9
10
11
12

NTU

KẾT QUẢ
Không mùi
vị lạ
0,85

QCVN
01/2009/BYT
Không mùi vị lạ
2

7,03

Trong khoảng
6,5 – 8,5

mg /L
mg /L

0,16
12,78

2
 250

mg /L

12,4

 300

mg /L
mg /L
mg /L
mg /L
mg /L

0,01
0,001
3,1
1
0,02

3
3
 50
 250
 0,3

mg /L

0,001

 0,3

mg /L

1,13

Trong khoảng 0,3
– 0,5

0

0

0

0

Vi
khuẩn/100ml
Vi
khuẩn/100ml

(Nguồn: Trung Tâm Y tế Dự phòng tỉnh Khánh Hòa)
 Nhận xét:
Từ kết quả phân tích chất lượng nước đầu ra của nhà máy nước Võ Cạnh cho
thấy về phương diện hóa lý và vi sinh chất lượng nước đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc
gia về chất lượng nước ăn uống theo QCVN 01: 2009/BYT.