thiết kế hệ thống nước cấp với công suất 1000m3/ngày đêm

Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
LờI Mở ĐầU
Nớc là nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá và là yếu tố không thể
thiếu đợc cho mọi cuộc sống trên trái đất. Hằng ngày cơ thể con ngời cần từ 7 đến
10lít nớc cho các hoạt động bình thờng. Nhng nớc không phải là nguồn tài nguyên
vô hạn, nếu nh chúng ta không biết khai thác và sử dụng tài nguyên này một cách
hợp lý thì dần dần sẽ bị cạn kiệt. Không có nớc cuộc sống trên trái đất sẽ không
thể tồn tại đợc. Ngày nay nớc đợc thừa nhận nh một nguồn tài nguyên chiến lợc
của mỗi quốc gia và đó là một trong những nguồn tài nguyên chủ chốt nhất của
trái đất, đảm bảo sự an toàn thực phẩm, duy trì sự công bằng của các hệ sinh thái
và đảm bảo sự hoạt động của con ngời trong một thế giới đầy những biến động
nhanh chóng về địa lý, xã hội và môi trờng. Hội nghị môi trờng và phát triển của
liên hợp quốc năm 1992 tại Rio de Janeiro khẳng định Tiền đề cho sự phồn vinh
của dân tộc là nớc sạch.
Thị trấn Khánh Yên thuộc huyện Văn Bàn của tỉnh Lào Cai. Thị trấn đó đợc
quy hoạch và đang từng bớc đô thị hóa nhng cha có hệ thống cấp nớc sạch hoàn
chỉnh. Nguồn nớc tự chảy cha qua xử lý, lu lợng và áp lực cha đáp ứng yêu cầu.
Chất lợng nớc cha qua xử lý không đảm bảo vệ sinh, ảnh hởng xấu tới sức khỏe
của nhân dân và nh vậy cũng ảnh hởng xấu đến đời sống, kinh tế và xã hội.
Một đô thị trong thời kỳ đổi mới không thể không có hệ thống cấp nớc
sạch. Vì vậy việc đầu t cải tạo và mở rộng hệ thống cấp nớc thị trấn Khánh Yên là
rất cần thiết, đáp ứng nguyện vọng của nhân dân các dân tộc trong thị trấn. Do đó,
Tôi đó chọn đề tài thiết kế hệ thống nớc cấp với công suất 1000m
3
/ngày.đêm tới
thị trấn Khánh Yên nhằm mục đích nâng cao chất lợng nớc cấp, góp phần đảm bảo
đủ nớc, có chất lợng tốt để phục vụ cho mục đích ăn uống, sinh hoạt và các hoạt
động giải trí của nhân dân trong thị trấn. Đề tài hình thành dựa trên phơng pháp
thu thập tài liệu, tính toán thiết kế, phân tích, tổng hợp các số liệu.
PHầN 1: TổNG QUAN

1.1. Tổng quan về nguồn nớc
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
Có thể khai thác các nguồn nớc thiên nhiên (thờng gọi là nớc thô) từ nớc
mặt, nớc ngầmđể xử lý thành nớc sạch để cung cấp.
* Nớc bề mặt
Nớc bề mặt là nguồn nớc tự nhiên gần gũi với con ngời nhất và cũng chính
vì vậy mà nớc bề mặt cũng là nguồn nớc dễ bị ô nhiễm nhất.
- Nguồn nớc chủ yếu là nớc sông, hồ, suối và biển.
Thành phần và chất lợng của nớc bề mặt chịu nhiều ảnh hởng của các yếu
tố tự nhiên, nguồn gốc xuất xứ, các điều kiện môi trờng xung quanh và các tác
động của con ngời khi khai thác và sử dụng nguồn nớc.
- Nớc mặt có các đăc trng là:
+ Chứa khí hoà tan đặc biệt là khí oxy
+ Chứa nhiều chất rắn lơ lửng, riêng trờng hợp nớc chứa trong các ao đầm,
hồ do sẩy ra quá trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại trong nớc có nồng độ t-
ơng đối thấp và chủ yếu ở dạng keo.
+ Có hàm lợng chất hữu cơ cao
+ Có sự hiện diện của nhiều loại tảo
+ Chứa nhiều vi sinh vật.
* Nớc ngầm
Nớc ngầm đợc khai thác từ những tầng chứa nớc dới đất, chất lợng nớc

ngầm phụ thuộc vào thành phần khoáng hoá và cấu trúc địa tầng mà nớc thấm qua.
Do vậy nớc chảy qua các địa tầng chứa cát và granit thờng có tính axit và chứa ít
chất khoáng. Khi nớc ngầm chảy qua địa tầng chứa đá vôi thì nớc thờng có độ
cứng và độ kiềm hydrocacbonat cao. Đặc trng chung của nớc ngầm là:
- Độ đục thấp.
- Nhiệt độ và thành phần hoá học tơng đối ổn định.
- Không có oxy nhng có thể chứa nhiều khí tan nh: CO
2
,

H
2
S
- Chứa nhiều khoáng chất hoà tan chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magie,
flo.
- Không có hiện diện của vi sinh vật.
* Nớc biển:
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
Nớc biển thờng có độ mặn rất cao (độ mặn ở Thái Bình Dơng là 32 35
g/l). Hàm lợng muối trong nớc biển thay đổi theo mùa tùy theo vị trí địa lý nh: cửa
sông gần bờ hay xa bờ, ngoài ra trong nớc biển còn chứa nhiều chất lơ lửng, càng

gần bờ nồng độ càng tăng, chủ yếu là các phiêu sinh động thực vật.
* Nớc nợ:
ở cửa sông và các vùng ven bờ biển, nơi gặp nhau của các dòng nớc ngọt
chảy từ sông ra, các dòng chảy từ đất liền ra hòa trộn với nớc biển.
* Nớc khoáng: Khai thác từ tầng dới sâu hay từ các suối do phun trào từ
lòng đất ra, nớc có chứa một vài nguyên tố ở nồng độ cao hơn nồng độ cho phép
đối với nớc uống nhng có tác dụng chữa bệnh.
* Nớc chua phèn: Những nơi gần biển (ví dụ nh Đồng bằng sông Cửu
Long) ở nớc ta thờng có nớc chua phèn. Nớc bị nhiễm phèn do tiếp xúc với đất
phèn, loại này giàu nguyên tố lu huỳnh ở dạng sunfua hay sunfat và một vài
nguyên tố kim loại nh nhôm, sắt.
* Nớc ma: nớc ma có thể xem nh nớc cất tự nhiên nhng không hoàn toàn
tinh khiết bởi vì nớc ma có thể bị ô nhiễm khí, bụi và thậm chí cả vi khuẩn có
trong không khí.
1.2. Các thông số đánh giá chất lợng nớc
1.2.1. Chỉ tiêu vật lý
* Độ đục: Nớc nguyên chất là một môi trờng trong suốt và có khả năng
truyền ánh sáng tốt nhng khi trong nớc có các tạp chất huyền phù, chất rắn lơ
lửng, các vi sinh vật và cả các hóa chất hòa tan thì khả năng truyền ánh sáng của
nớc giảm đi. Dựa trên nguyên tắc đó ngời ta xác định độ đục của nớc.
* Độ màu của nớc: Nớc nguyên chất không màu, nớc có màu là do có các
chất bẩn hòa tan trong nớc gây nên. Màu thờng gặp trong nớc là màu vàng hoặc
nâu.
* Hàm lợng chất rắn trong nớc: Bao gồm tổng hàm lợng cặn lơ lửng TSS
(Total suspended solid), cặn lơ lửngSS (Suspended solid), chất rắn hòa tan trong n-
ớc DS (Dissolved solid), chất rắn bay hơi VS (Volatile solid).
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
* Mùi, vị của nớc: các chất khí và chất hòa tan trong nớc làm cho nớc có
mùi vị. Nớc thiên nhiên có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối hoặc mùi đặc trng
của các hóa chất hòa tan trong nớc nh mùi amoniac, mùi hydrosulfuaNớc có thể
có vị mặn, ngọt, cháttùy theo thành phần và hàm lợng các muối hòa tan trong n-
ớc.
* Độ phóng xạ trong nớc: Nớc nhiễm phóng xạ do sự phân hủy phóng xạ
trong nớc thờng có nguồn gốc từ các nguồn nớc thải.
* Độ cứng của nớc: Là đại lợng biểu thị hàm lợng các ion canxi, mgie có
trong nớc. Có ba loại độ cứng khi xử lý: độ cứng toàn phần, độ cứng tạm thời và
độ cứng vĩnh cửu.
1.2.2. Các chỉ tiêu hóa học
* Hàm lợng oxy hòa tan DO (Dissolved oxygen): oxy hòa tan trong nớc
phụ thuộc vào các yếu tố nh ánh sáng, nhiệt độ, đặc tính của nguồn nớc bao gồm
các thành phần hóa học, vi sinh, thủy sinh. Các nguồn nớc mặt có bề mặt thoáng
tiếp xúc trực tiếp với không khí nên thờng có hàm lợng oxy hòa tan cao. Nớc
ngầm thờng có hàm lợng oxy hòa tan thấp do có các phản ứng oxy hóa khử xảy ra
trong lòng đất đã tiêu thụ một phần oxy.
* Nhu cầu oxy hóa học COD (chemical oxygen demand): COD là một đại
lợng dùng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nớc. COD biểu thị các
lợng chất hữu cơ không thể bị oxy hóa bằng VSV.
* Nhu cầu oxy sinh hóa BOD (Biological oxygen demand): BOD cũng chỉ
là một chỉ tiêu dùng để xác định mức độ nhiễm bẩn của nớc.
* Các hợp chất của nito: Các hợp chất này thờng tồn tại dới dạng amoni,
nitrit, nitrat và cả dạng nguyên tố nito (N

2
).
* Các hợp chất sắt và mangan: Trong nớc ngầm tồn tại ở dạng hóa trị (II)
của các muối bicacbonat sunfat, clorua hòa tan, đôi khi sắt tồn tại trong keo của
axit humic hoặc keo silic. Cũng nh Fe, Mn thờng có trong nớc ngầm với hàm lợng
nhỏ hơn.
1.2.3. Các chỉ tiêu vi sinh
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
* Các vi trùng gây bệnh: Đó là các vi trùng trong nớc gây bệnh lỵ, thơng
hàn, dịch tả, bại liệt Việc xác định sự có mặt của các vi trùng gây bệnh thờng rất
khó và mất nhiều thời gian do sự đa dạng về chủng loại. Vì vậy trong thực tế thờng
áp dụng phơng pháp xác định chỉ số vi trùng đặc trng. Việc xác định số lợng vi
khuẩn Ecoli thờng đơn giản và nhanh chóng cho nên loại vi khuẩn này đợc chọn
làm vi khuẩn đặc trng cho việc xác định mức nhiễm bẩn do vi trùng gây bệnh
trong nớc.
* Các loại rong, tảo: Các loại rong, tảo phát triển trong nớc làm cho nớc
nhiễm bẩn chất hữu cơ và làm cho nớc có màu xanh. Trong kỹ thuật xử lý nớc cấp
các loại tảo thờng đi qua bể lắng và đọng lại trên bề mặt lọc làm cho tổn thất áp
lực trong bể tăng nhanh và thời gian giữa hai lần rửa loc ngắn đi. Khi phát triển
trong đờng ống dẫn nớc rong tảo có thể làm tắc ống, tạo ra các chất gây mùi vị
trong nớc.

1.3. Tiêu chuẩn về chất lợng nớc cấp.
Bảng1: Tiêu chuẩn vệ sinh của nớc cấp cho ăn uống và sinh hoạt.
505BHYT/QĐ ban hành ngày 13/4/1992 Bộ Y tế.
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
TT
Thôngsố
chất lợng
Đơn vị
Giới hạn tối đa
Đối với đô
thị
Đối với nông
thôn
1
2
3
4
5
6
7
8

9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Độ pH
Độ trong
Độ màu(thang màu cơ
bản)
Mùi vị(đậy kín sau khi
đun 50-60
o
c)
Hàm lợng cặn hòa tan
Độ cứng
Muối mặn
Vùng ven biển
Vùng nội địa
Độ oxy hóa
Amôniac
Đối với nớc mặt
Đối với nớc ngầm

Nitrat
Nitrit
Nhôm
Đồng
Sắt
Mangan
Natri
Sulphat
Kẽm
Hydro sulphua
Arsen
Cadmi
cm
độ
mg/L
mg/L
CaCO
3
mg/LNaCl
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L

mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
6,5-8,5
>30
<10
0
500
500
400
250
0,5-2
0
3
10
0
0,2
1
0,3
0,1
200
400
0
0
0,05
0,005
6,5-8,5
>25

<10
0
100
500
500
250
2-4
0
3
10
0
0,2
1
0,5
0,1
200
400
0
0
0,05
0,005
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp

Khoa CNSH & MT
22
23
24
25
26
27
28
29
Crôm
Xianua
Florua
Chì
Thủy ngân
Sêlen
Fecal coliforms
Facal Straptoccocus
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
0,05
0,1
1,5
0,05
0,001

0,01
0
0
0,05
0,1
1,5
0,05
0,001
0,01
0
0
Bảng 2: Tiêu chuẩn chất lợng nớc dùng trong ăn uống và sinh hoạt của
tổ chức Y tế thế giới WTO.
STT Tiêu chuẩn Gía trị quy định,
mg/L
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
pH
Tổng cặn hòa tan
Amôniac
Sắt toàn phần
Canxi

Magie
Độ cứng CaCO
3
Clo
Sulphat
Mangan
Nhôm
Arsen
Bari
Bery
Cadmi
Crôm
Coban
Đồng
Cacbon clorofom
Hydro sulphua
Chì
Thủy ngân
Niken
Phenol và các dẫn xuất
Selen
Kẽm
Bạc
Nitrat
Florua
Fecal coliforms N/100ml
6,5-8,5
500
Cha có quy định
0,1

75
30-150
100
200
200
0,05
Cha có quy định
50
Cha có quy định
Cha có quy định
10
Cha có quy định
Cha có quy định
50
Cha có quy định
Cha có quy định
100
1
Cha có quy định
1
10
100
Cha có quy định
Đơn vị mg/l
0,6-1,7
0
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
1.4. Các công nghệ xử lý nớc cấp
1.4.1. Nguyên tắc chọn công nghệ xử lý nớc cấp
- Lựa chọn công nghệ xử lý nớc phụ thuộc rất nhiều vào chất lợng và đặc tr-
ng của nguồn nớc thô, yêu cầu chất lợng nớc cấp và công suất trạm nớc cần xử lý.
Hầu hết các chất bẩn trong nớc có kích thớc hạt từ minimet đến nanomet hoặc nhỏ
hơn. Các hạt có kích thớc nhỏ hơn đợc gọi là hạt keo (10
-4
ữ 10
-6
mm).
- Chất lợng của nguồn nớc thay đổi theo vị trí và thời gian, từ chỗ này đến
chỗ khác và từ mùa này qua mùa khác, do vậy công nghệ xử lý nớc và quy trình
vận hành cũng phải thay đổi dựa vào tính chất vật lý, hóa sinh của nớc thô. Trong
một nguồn nớc ngời ta cố gắng giữ chất lợng nớc đa vào xử lý không thay đổi theo
mùa, bằng các qua trình xử lý sơ bộ.
- Lựa chon công nghệ xử lý nớc trớc hết đợc tiến hành trong phòng thí
nghiệm để tìm ra các thông số tối u và hóa chất sử dụng, liều lợng sử dụng, chất
xúc tác, độ pH sau đó để đánh giá các thông số thiết kế và các điều kiện vận
hành tối u, thử nghiệm công nghệ trên mô hình thực nghiệm là cần thiết. Tuy
nhiên công việc nói trên cần đền nhiều thời gian, đặc biệt khi có xử lý vi sinh.
- Các vấn đề trên cần đề cập đến khi thiết kế quá trình xử lý nớc bao gồm:
+ Chất lợng nớc thô, yêu cầu và tiêu chuẩn của nớc sau xử lý. Dựa vào các
số liệu đã có so sánh chất lợng nớc thô và nớc sau xử lý để quyết định cần tách gì
ra khỏi nớc, chọn các thông số chính về chất lợng nớc và đa ra kỹ thuật xử lý cụ

thể, chọn hóa chất và liều lợng hóa chất cần dùng, tối u hóa các điều kiện vận
hành cho từng bớc xử lý và sắp xếp các bớc xử lý cho thật hợp lý.
1.4.2. Các quá trình xử lý sơ bộ, xử lý nớc ngầm, nớc mặt.
1.4.2.1. Các quá trình xử lý sơ bộ
a. Xử lý sơ bộ trong hồ chứa n ớc bề mặt .
- Khử vi khuẩn, vi rút nhờ các quá trình tự nhiên trong các hồ chứa nớc. Các
quá trình tự nhiên xảy ra trong hồ chứa nớc có thể làm giảm đi đáng kể lợng vi
sinh vật gây bệnh trong nớc, vì nớc không phải là môi trờng tốt cho sự phát triển
của vi khuẩn, vi rút gây bệnh nh ở trong ngời và động vật.
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
- Ngăn ngừa sự phát triển của tảo
+ Sử sụng hóa chất để diệt tảo nh: CuSO
4
nồng độ 0,1 ữ 10mg/L, hóa chất
của clo nồng độ 0,3 đến 1,0mg/Na
2
SO
4
, chất diệt cỏ 2,4Dkhi đa các loại hóa chất
vào nớc tảo sẽ bị hủy diệt và lắng xuống đáy hồ. Tuy nhiên đây không phải là
biện pháp tối u để sản xuất nớc sinh hoạt.

+ Giảm các chất dinh dỡng cho tảo trong nớc.
Các chất dinh dỡng nh nito, phôtphat trong nớc đợc giảm bằng cách ngăn
ngừa việc thải nớc sinh hoạt, chất thải của ngời và động vật cũng nh các chất thải
công nghiệp có chứa NH
4
+
, NO
3
-
, PO
4
3-
vào nguồn nớc hoặc trớc khi thải các
nguồn nớc đó vào hồ phải xử lý tách chúng ra khỏi nớc thải.
b. Quá trình oxy hóa sơ bộ.
- Quá trình oxy hóa sơ bộ có tác dụng nâng cao hiệu suất của các quá trình
tiếp theo nh khử phenol mà trong quá trình keo tụ không thể khử đợc, tăng hiệu
suất tách trong quá trình tiếp theo, giảm số lợng tảo trong nớc, tăng hàm lợng tích
tụ cặn bẩn trong cột lọc, tăng cờng độ trong quá trình keo tụ tạo bông với các tạp
chất nh đất, vi trùng, tảo, chất mùn humic, tăng chất lợng nớc lọc.
- Trong xử lý nớc uống ngời ta thờng dùng ozon là chất oxy hóa. Do đặc
tính oxy hóa của ôzon mạnh nên trong xử lý nớc ozon dùng nhiều mục đích: khử
trùng, oxy hóa sắt và mangan, loại bỏ tảo
1.4.2.2. Xử lý nớc ngầm.
- Chất lợng nớc ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc của nớc ngầm, cấu trúc địa
tầng của khu vực và chiều sâu địa tầng nơi khai thác nớc. Chia làm hai loại nớc
ngầm:
+ Nớc ngầm hiếu khí (có oxy): là nớc có chất lợng tốt. Trong nớc không có
chất khử nh: H
2

S, CH
4
, NH
4
.
+ Nớc ngầm yếm khí (không có oxy): oxy bị tiêu thụ trong quá trình nớc
thấm qua tầng đất đá. Khi lợng oxy hòa tan trong nớc bị tiêu thụ hết các chất hòa
tan nh: Fe
2+
, Mn
2+
tạo thành, Qúa trình khử: NO
3
-
NH
4
+
, SO
4
2-
H
2
S, CO
2
CH
4
cũng xảy ra.
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Nc thụ
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
- Xử lý nớc ngầm:
+ Trờng hợp nớc ngầm có đủ oxy dùng trực tiếp, làm mềm nớc, điều chỉnh
độ pH và khử trùng vẫn cần thiết.
+ Nớc ngầm không đủ oxy hòa tan thì hợp chất Fe
2+
, Mn
2+
, NH
4
+
và H
2
S
xuất hiện. Khi đó cần phải trao đổi khí và quá trình lọc trở nên rất cần.
Trong trờng hợp thời gian lu của lọc không đủ để khử Fe
2+
kết hợp với oxy
tạo thành Fe
3+
phải dùng dung dịch chất oxy hóa khử để oxy hóa Fe nh clo,
kalipermanganat, ozon.
Fe9mg/l Cl

2
,Ca(OH)
2
,
phốn
Fe9mg/l
vụi

V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Lm thoỏngt nhiờn
hoc cng bc
Lm thoỏng n
gin+lc nhanh
Lng tip xỳc
Trn
lc nhanh
Lng
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
Khử trùng
Khử trùng
Hình 1: Công nghệ xử lý nớc ngầm
1.4.2.3. Xử lý nớc bề mặt.

Thành phần và chất lợng nớc bề mặt phụ thuộc vào chất lợng của nguồn n-
ớc, môi trờng tự nhiên, bản chất của nớc thải và chất thải vào nguồn nớc Các
thông số chính cần quan tâm đến nớc bề mặt bao gồm: chất lợng về mặt vi trùng
học, chất lợng thành phần huyền phù và độ pH. Chất hữu cơ (độ màu), hàm lợng
Fe, Mn
- Đối với nớc sông suối, ở thợng nguồn sạch hơn so với nơi đông dân c,
trong trờng hợp nớc rất sạch vẫn phải khử trùng bằng nớc clo, nớc bề mặt cần có
đủ thời gian lu để lắng các chất vô cơ và các chất mùn, làm trong nớc.
- Các xử lý sơ bộ đối với nớc bề mặt rất quan trọng, nếu nớc nhiều rong tảo
thì nhất thiết phải xử lý rong tảo trớc khi cho vào xử lý.
-Có thể cho bột cacbon hoạt tính trớc quá trình lắng lọc cát nhanh để khử
mùi vị.
- Công nghệ xử lý nớc bề mặt thay đổi theo thời gian vì chất lợng nớc bề mặt th-
ờng thay đổi theo mùa và nhu cầu nớc sinh hoạt cũng thay đổi theo thời gian.
- Các khả năng xử lý nớc bề mặt thờng dùng là lọc ngầm qua đất, vi lọc khử
tảo, ozon hóa và lọc, khử trùng. Với nớc hồ sạch chỉ cần keo tụ tạo bông, lọc và
khử trùng. Với nớc sông thờng cho lắng lọc qua đất, ôxy hóa bằng ozon, lọc qua
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Trm bm II
Mng li cp nc
B cha nc sch
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT

than hoạt tính và khử trùng. Với nớc sông bình thờng thì ôxy hóa sơ bộ, keo tụ, tạo
bông, lắng, lọc qua than hoạt tính và khử trùng.
Nớc thô
Co>2500mg/l
Co < 2500mg/l
Co<50mg/l,M<50
o
Coban

xử lý chất keo tụ
Chất keo tụ
Co<150mg/l, M<150
o
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Song chắn, lới chắn
Khuâý trộn
Keo tụ, tạo bông
Lắng sơ bộ
Lọc chậm
Lọc tiếp xúc
Hình 2 : Công nghệ xử lý nớc mặt
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT

Cl2

Cl2
1.4.3. Một số phơng pháp chủ yếu xử lý nớc cấp cho sinh hoạt.
1.4.3.1. Phơng pháp lắng.
Giai đoạn lắng giữ lại phần lớn (80%) các hạt cặn trong nớc. Bể lắng hoạt
động dựa trên nguyên tắc sau: Nớc chảy từ từ qua bể, dới tác dụng của trọng lực,
bản thân các hạt cặn sẽ rơi xuống đáy bể. Theo phơng pháp chuyển động của nớc
ngời ta chọn ra hai loại bể lắng.
a. Bể lắng đứng.
Trong bể lắng đứng, nớc chuyển động theo phơng thẳng đứng từ dới lên với
tốc độ 0,5. 10
-3
đến 0,7.10
-3
m/s còn cặn lắng xuống đáy bể và đợc xả ra ngoài.
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Lắng
Lọc nhanh
Bể chứa nớc sạch
Trạm bơm II
khử trùng
Trạm bơm II

Mạng lới cấp nớc
§å ¸n tèt nghiÖp
Khoa CNSH & MT
BÓ l¾ng ®øng thêng cã mÆt b»ng h×nh vu«ng hoÆc h×nh trßn, ®îc sö dông
vµo tr¹m cã c«ng suÊt nhá.
V
ũ
Th
ị
Huy
ề
n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
D
h
3
(5) (6)
(7)
sang bể lọc nhanh
(4)
Nớc từ bể
trộn tới H
2
=H
1 (


(3)

h
1
(8)

40-60
o

Hình 3: Sơ đồ hoạt động bể lắng đứng.
Chú thích:
(1) Năng phản ứng xoáy
(2) Vùng lắng
(3) Vùng chứa cặn
(4) Vòi phun
(6) Máng thu
(7) ống nớc ra
(8) ống xả cặn
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
(1)
(2)
(5)
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
Nguyên lý hoạt động

Nớc chảy vào ống phun trung tâm giữa bể (ngăn phản ứng) đi xuống dới
vào bể lắng. Nớc chuyển động theo chiều từ dới lên trên, cặn rơi từ trên xuống đáy
bể. Nớc đã lắng trong đợc thu vào máng vòng bố trí xung quanh thành bể và đa
sang bể lọc.
b. Bể lắng ngang
So với bể lắng đứng thì hiệu quả làm việc của bể lắng ngang đạt cao hơn, n-
ớc chảy vào một đầu, chuyển động ở bên trong bể theo chiều ngang và chảy ra ở
đầu kia của bể với tốc độ 0,005 đến 0,01 m/s.
(3) (6)
(7)
Bể phản ứng Sang bể lọc
(1) (2) (4
(8)
(9)
Hình4: Sơ đồ hoạt động bể lắng ngang.
Chú thích:
(1) ống dẫn nớc từ bể phản ứng sang
(2) Máng phân phối nớc
(3) Vách phân phối đầu bể
(4) Vùng lắng
(5) Vùng chứa cặn
(6) Vách ngăn thu nớc cuối bể
(7) Máng thu nớc
(8) ống dẫn nớc sang bể lọc
(9) ống xả cặn
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
(4)
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
Nguyên lý hoạt động
Nớc chảy vào vùng lắng, khi đó các hạt cặn có khối lợng riêng lớn hơn nớc,
nó sẽ tách ra khỏi nớc và lắng xuống vùng chứa cặn và đợc xả ra ngoài
Ngoài hai loại bể trên ngời ta còn dung bể lắng ly tâm và bể lắng trong với
tầng cặn lơ lửng.
1.4.3.2. Phơng pháp lọc
Lọc là một quá trình làm sạch nớc thông qua lớp vật liệu lọc nhằm tách các
hạt cặn lơ lửng, các thể keo tụ và ngay cả vi sinh vật trong nớc. Kết quả là sau quá
trình lọc nớc sẽ có đợc chất lợng tốt hơn cả về mặt vật lý, hoá học, sinh học. Ta th-
ờng gặp các loại bể sau:
a. Bể lọc nhanh
Tốc độ lọc rất nhanh khoảng 6 đến 10 m/h. Trong bể lọc nhanh cặn đợc giữ
lại nhờ lực kết dính của nó với các hạt cát lọc. Do đó tốc độ lọc lớn nên bể chóng
bị nhiễm bẩn nên phải rửa luôn (1 đến 2 lần trong ngày). Việc rửa bể đợc cơ giới
hoá, ngời ta bơm nớc cho chảy ngợc chiều khi lọc với tốc độ lớn gấp 7 đến 10 lần
khi lọc (đôi khi thổi thêm không khí) làm cho cát lọc bị sục lên, cặn bẩn tách ra
khỏi cát và đợc cuốn vào máng ở phía trên rồi đợc xả vào hệ thống thoát nớc. Bể
chiếm ít diện tích và đợc sử dụng phổ biến hiện nay trong các nhà máy nớc.
b. Bể lọc chậm
Nớc lọc qua bể lọc chậm khoảng 0,2 đến 0,5 m/h. Trên bề mặt lớp cát lọc
hình thành lớp màng cặn, có tác dụng hấp thụ các hạt keo cặn và vi khuẩn trong n-
ớc. Các yếu tố ảnh hởng đến quá trình lọc là kích thớc của hạt cát, cát càng nhỏ thì
nhanh tắc, trái lại cát càng lớn thì những hạt lơ lửng nhỏ không giữ lại đợc. Ngoài
tốc độ lọc, thời gian cũng ảnh hởng đến hiệu quả lọc. Bể lọc chậm có kết quả rất

tốt, hiệu quả làm sạch nớc cao, loại trừ đợc 95 99 % cặn bẩn và vi khuẩn có
trong nớc, lọc đợc nớc tự nhiên không cần xử lý hoá chất, không đòi hỏi thiết bị
phức tạp. Nhng bể chiếm nhiều diện tích, khối lợng xây dựng lớn, khó khăn trong
việc cơ giới hoá và tự động hoá quá trình rửa lọc, chỉ thích hợp với trạm bơm công
suất nhỏ.
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
Ngoài ra, ngời ta còn sử dụng các loại bể lọc nh bể lọc hai chiều, bể lọc hạt
thô, bể lọc áp lực, bể lọc tiếp xúc.
1.4.3.3. Phơng pháp khử sắt
Trong thiên nhiên, sắt tồn tại dới nhiều dạng khác nhau. Trong nớc ngầm
sắt thờng tồn tại ở dạng ion sắt hoá trị (II), là thành phần của muối hoà tan nh bi
cacbonat, sunfat, clorua.
Có nhiều phơng pháp để khử sắt, nhng tất cả các phơng pháp đều dựa trên
nguyên tắc chuyển Fe (II) ở dạng hoà tan trong nớc sang dạng Fe (III) kết tủa, sau
đó để lắng và lọc. Phổ biến nhất hiện nay là phơng pháp khử sắt bằng làm thoáng.
Nguyên tắc của phơng pháp này là trộn nớc với không khí. Muốn vậy ngời
ta phun nớc lên các giàn ma hoặc bơm nớc lên các tháp làm thoáng với mục đích
làm cho oxi của không khí thực hiện phản ứng oxy hoá với Fe (II) tạo ra dạng Fe
(III) kết tủa. Có thể tóm tắt các phản ứng:
Fe(HCO
3

)
2
+ 2H
2
O Fe(OH)
2
+ 2H
2
CO
3
H
2
CO
3
CO
2
+ H
2
O
4Fe(OH)
2
+ 2H
2
O + O
2

4Fe(OH)
3
Fe(OH)
3

kết tủa màu vàng.
Phơng pháp này rất đơn giản ở đây không cần phun nớc mà chỉ cần cho nớc
tràn qua miệng ống đặt cao hơn bể lọc chừng 0.5m. Dần dần trên bề mặt các hạt
cát lọc sẽ tạo thành một lớp màng có cấu tạo từ các hợp chất của sắt, màng này có
tác dụng xúc tác đối với quá trình phản ứng oxy hóa và thủy ngân Fe xảy ra trong
lớp cát lọc. Tuy vậy phơng pháp này chỉ sử dụng đợc khi nớc ngầm có Fe < 9mg/l.
pH > 6,8 và tỉ lệ Fe
3+
/Fe tổng số trong nớc lọc không vợt quá 30% tức là đảm bảo
những điều kiện để tạo thành lớp màng xúc tác. Khi nớc nguồn có độ kiềm hoặc
pH thấp ngời ta đa thêm vôi vào để kiểm hóa nớc.
1.4.3.4. Phơng pháp keo tụ.
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
a. Keo tụ bằng các chất điện ly đơn giản.
Bản chất của phơng pháp là cho vào nớc các chất điện ly ở dạng ion đơn
giản ngợc dấu. Khi nồng độ các ion ngợc dấu tăng lên thì càng có nhiều ion đợc
chuyển từ lớp khuyếch tán vào lớp điện tích kém, dẫn tới việc giảm điện thế zeta,
đồng thời lực đẩy tĩnh điện cũng giảm đi.Nhờ chuyển động Brow các hạt keo với
điện tích nhỏ khi va chạm dễ kết dính bằng lực hút phân tử Van der Walls, tạo lên
các bông cặn lớn hơn. Khi kích thớc của bông cặn đạt đến 1àm thì chuyển động
Brow hết tác dụng. Đây là phơng pháp có hiệu quả cao nhng đòi hỏi liều lợng chất

điện ly cho vào nớc phải thật chính xác. Vì vậy phơng pháp này ít đợc sử dụng.
b. Keo tụ bằng hệ keo ng ợc dấu.
Trong quá trình này ngời ta sử dụng muối nhôm sắt hoặc sắt (III), còn gọi là
phèn nhôm hoặc sắt làm chất keo tụ, đây là hai loại hóa chất rất thông dụng trong
xử lý nớc cấp, nhất là xử lý nớc sinh hoạt. Chất keo tụ thờng sử sụng nh: Al
2
SO
3
,
Fe
2
(SO
4
)
3
, FeSO
4
, AlCl
3
, FeCl
3
. Để hiệu quả tách phèn tốt cần đạt đợc một số điều
kiện cần thiết.
+ Nớc có pH > 7,0
+ Thêm một lợng Ca(OH)
2
nếu thấy cần thiết.
+ Nhiệt độ của nớc ở khoảng 20 - 30
o
c.

+ Tìm lợng phèn thích hợp với độ đục (test phèn).
+ Có đủ thời gian cho cặn lắng.
1.4.3.5. Các phơng pháp làm mềm nớc
Quá trình làm mềm nớc (khử độ cứng) có thể thực hiện bằng cách tạo kết
tủa không tan hoặc bằng phơng pháp trao đổi ion. Quá trình làm mềm nớc cũng có
thể kết hợp với quá trình khử khoáng bằng cách sử dụng màng bán thấm. Màng
lọc bán thấm áp suất thấp có thể đợc dùng cho việc làm mềm nớc có TDS thấp.
Phơng pháp làm mềm bằng kết tủa
Tác nhân làm mềm nớc thờng sử dụng là vôi hoặc soda. Sự lựa chọn tác
nhân này hay tác nhân kia là phụ thuộc vào chất lợng nguồn nớc và tính toán kinh
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
tế. Khi độ kiềm cacbonat chiếm u thế, quá trình làm mềm có thể thực hiện bằng
cách tăng pH và cả CaCO
3
, Mg(OH)
2
đều kết tủa. Khi độ kiềm cacbonat quá thấp,
hàm lợng cacbonat phải đợc bổ sung bằng bột soda.
Các phản ứng:
Ca(OH)
2

= CaCO
3
+ H
2
O
Ca(HCO
3
) + Ca(OH)
2
= 2CaCO
3
+ H
2
O
Mg(HCO
3
)
2
+ 2Ca(OH)
2
= Mg(OH)
2
+ 2Ca(CO
3
) + H
2
O
MgSO
4
+ Ca(OH)

2
= Mg(OH)
2
+ CaSO
4
Quá trình làm mềm nớc bằng vôi soda
Khi độ kiềm cacbonat không đủ để phản ứng với vôi thì cần phải cung cấp
từ nguồn bên ngoài, thông thờng sử dụng soda bột Na
2
CO
3
. Phơng trình phản ứng:
CaSO
4
+ Na
2
CO
3
= CaCO
3
+ Na
2
SO
4
Quá trình làm mềm bằng xút
Xút cũng đợc sử dụng khi độ cứng cacbonat không đủ để phản ứng với vôi.
Sự lựa chọn giữa soda bột và xút không chỉ phụ thuộc vào lý do kinh tế mà còn
phụ thuộc vào các yếu tố nh vận hành dễ dàng hệ thống xử lý và hàm lợng magiê
trong nguồn nớc.
Các phản ứng:

CO
2
+ 2NaOH = Na
2
CO
3
+ H
2
O
Ca(HCO
3
)
2
+ 2NaOH = CaCO
3
+ Na
2
CO
3
+2H
2
O
Mg(HCO
3
)
2
+ 2NaOH = Mg(OH)
2
+ Na
2

CO
3
+ H
2
O
MgSO
4
+ 2NaOH = Mg(OH)
2
+ Na
2
SO
4
CaSO
4
+ Na
2
CO
3
= CaCO
3
+ Na
2
SO
4
1.4.3.6. Phơng pháp khử khuẩn.
Khử khuẩn nớc là giai đoạn cuối cùng trong quá trình xử lý nớc dùng ăn
uống và sinh hoạt. Sau khi đã đánh phèn, lắng lọc, nớc đã giảm nhiều vi khuẩn nh-
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
ng cha hết do đó phải khử khuẩn trớc khi dùng. Chúng ta có rất nhiều phơng pháp
để khử khuẩn nh: phơng pháp vật lý, phơng pháp hóa học.
a. ph ơng pháp vật lý.
Phơng pháp vật lý có nhiều u điểm nh không làm cho nớc có mùi, vị khác,
không gây độc hại cho ngời sử dụng.
* Phơng pháp nhiệt: Đây là phơng pháp đun sôi nớc đến nhiệt độ 100
o
c.
Phơng pháp này rất phổ biến, đơn giản, áp dụng rộng rãi, hiệu quả diệt khuẩn tốt.
* Phơng pháp dùng tia tử ngoại: Nớc cần khử trùng cho chảy qua thiết bị
trong đó có đặt các đèn bức xạ tia tử ngoại. Tùy thuộc vào cờng độ bức xạ, số lợng
vi sinh có trong nguồn nớc và thời gian lu trong thiết bị mà chất lợng nớc ra khỏi
thiết bị có mức độ khử trùng cao hay thấp. Phơng pháp này đơn giản nhng thiết bị
đắt tiền hay hỏng và tốn điện (10-30kw/1000m
3
nớc) và hiệu quả bị hạn chế khi
trong nớc có tạp chất hữu cơ và các cặn lơ lửng.
Khử trùng bằng sóng siêu âm.
Khử trùng bằng sóng siêu âm là một phơng pháp khử trùng triệt để nhng tốn
kém. Ngời ta dùng sóng siêu âm có cờng độ tác dụng không nhỏ hơn 2w/cm
2
trong thời gian 5 phút. Trong điều kiện đó toàn bộ vi sinh vật có trong nớc bị tiêu

diệt.
* Khử trùng bằng phơng pháp lọc
Đem nớc lọc qua lớp lọc có kích thớc khe lọc nhỏ hơn 1#m thì có thể loại
trừ đợc chúng ra khỏi nguồn nớc. Lớp lọc trong trờng hợp này thờng là vật liệu
sành, sứ, xốp có khe hở cực nhỏ.
b. Ph ơng pháp hóa học.
Đây là phơng pháp đợc dùng rộng rãi trong và ngoài nớc. Tuy nhiên thờng
gây mùi khó chịu cho ngời dùng nớc, mặc dù nguồn nớc rất an toàn.
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
* Khử khuẩn bằng clo: Khử khuẩn bằng clo là phơng pháp phổ biến nhất,
đã áp dụng từ lâu, hiện nay là phơng pháp thịnh hành hơn cả. Clo dùng để khử
khuẩn có thể ở dạng sau: nớc giaven, clo dạng khí hoặc dạng bột nh cloranin,
clorua vôi. Tác dụng khử khuẩn của clo là làm tăng thế năng oxy hóa. Khi cho clo
vào nớc vì thế năng oxy hóa tăng lên nhờ đó nguyên sinh chất của tế bào vi khuẩn
bị oxy hóa, clo vào nớc tạo ra axit hypoclorit HOCl, axit này không bền vững,
phân chia thành HCl và O
2
. Oxy đợc tạo ra sẽ tác dụng lên vi khuẩn.
Cl
2
+H

2
O=2HOCl
2HOCl=2HCl+O
2
.
Mặt khác clo cũng tác dụng trực tiếp tác dụng lên tế bào vi khuẩn và kết
hợp với các chất có trong nguyên sinh chất của tế bào làm cho vi khuẩn chết. Với
hệ thống cấp nớc sinh hoạt lợng clo d để ngăn ngừa sự nhiễm bẩn trở lại thờng lấy
từ 0,2 đến 0,3mg/l tính theo clo tự do.
* Khử sắt bằng vôi: Phơng pháp này áp dụng cho cả nớc mặt và nớc ngầm.
Khi cho vôi vào nớc, độ pH của nớc tăng lên. ở điều kiện giàu ion OH
-
, các ion
Fe
2+
thủy phân nhanh chóng thành Fe(OH)
2
và lắng xuống một phần, thế oxy hóa
khử tiêu biểu của hệ Fe(OH)
2
, Fe(OH)
3
giảm xuống. Do đó Fe(II) dễ dàng chuyển
hóa thanh Fe(III). Sắt (III) hydroxit kết tụ thành bông cặn, lắng trong bể lắng và có
thể dễ dàng tách ra khỏi nớc.
Phần 2: ĐốI TƯợNG CấP NƯớC Và LựA CHọN CÔNG NGHệ.
2.1. Đối tợng cấp nớc.
2.1.1. Đặc điểm tự nhiên và hiện trạng.
a. Đặc điểm tự nhiên.
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
Khánh yên là thị trấn huyện lỵ của huyện Văn Bàn-tỉnh Lào Cai. Thị trấn đ-
ợc hình thành từ thời Pháp thuộc với tổng diện tích: 595ha.
+ Phía bắc giáp với núi cao.
+ Phía nam giáp với xã Khánh Yên Thợng.
+ Phía đông giáp với xã Tân Cơng.
+ Phía tây giáp với xã Làng Giàng.
Thị trấn Khánh Yên nằm trên trục lộ 279 là đờng liên huyện Bảo Hà-Than
Uyên. Cách Sông Hồng 20km, cách đờng xe lửa Hà Nội - Lào Cai 24km về phía
đông và cách khu công nghiệp Tằng Lỏong 45km.
Thị trấn Khánh Yên có địa hình tơng đối bằng phẳng, độ dốc bình quân
15%, xây dựng thuận lợi. Có thể chia làm hai cấp, với độ chênh lệch từ 7 đến 10m.
Khí hậu Khánh Yên nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, ảnh hởng của khí
hậu Tây Bắc nhiệt đới gió mùa.
+ Mùa ma từ tháng 5 đến tháng 10
+ Mùa khô từ tháng 11 đến tháng t
- Độ ẩm không khí trung bình 87%.
b. Hiện trạng.
* Đất Đai:
- Diện tich toàn thị trấn: 595ha.
* Dân số: Dân số hiện nay là 5000 ngời
+ Cán bộ nhân viên: 1450 ngời

+ Tự do: 250 ngời
+ Lâm, nông nghiệp: 300 ngời
+ Ăn theo, hu trí: 3000 ngời
+ Mật độ trung bình: 310 ngời/km
2
.
* Kinh tế: Chủ yếu vẫn là nông nghiệp. Những năm gần đây do tốc độ đô
thị hóa, một số dân đã tách khỏi sản xuất nông nghiệp chuyển sang các lĩnh vực:
dịch vụ, chế biến thực phẩm, sản xuất vật liệu xây dựng
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028
Đồ án tốt nghiệp
Khoa CNSH & MT
2.1.2. Thực trạng hiện nay về sử dụng nớc sinh hoạt tại thị trấn Khánh
Yên-Văn Bàn.
Từ năm 1980 trở về trớc, dân c thị trấn Khánh Yên rất tha thớt do nguồn n-
ớc rất khan hiếm. Khu vực thị trấn và lân cận có mỏ Felspar và mỏ sắt nên nếu đào
giếng khơi thi sẽ không có nớc hoặc là có ít nớc chứa cặn bẩn, gỉ sắt màu vàng
sẫm.
- Nguồn nớc chủ yếu là nguồn nớc ma, nớc từ các khe núi với trữ lợng rất
nhỏ lẻ, phụ thuộc vào mùa ma.
- Năm 1980 thị trấn đa vào sử dụng một hệ thống dẫn nớc tự chảy từ nguồn
Nậm Xỏm về thị trấn gồm có họng thu, hố thu nớc đầu nguồn, ống truyền tải bằng
ống gang 200 dài 1731 m từ hố thu về đồi Cóc. (phía sau UBND huyện).

- Do đặc điểm của hệ thống này là hệ thống dẫn nớc thô tử chảy để dùng
trực tiếp không qua xử lý, vật liệu chắp vá không đợc bảo dỡng thờng xuyên, thời
gian sử dụng đã lâu năm nên các mối nối và van khóa đã bị rò rỉ nhiều, đờng ống
bị lắng cặn giảm tiết diện dẫn nớc. Mặt khác đờng ống bị chôn lấp quá sâu do
nhiều lần tôn nền đờng nên không thể đào bới và sửa chữa đợc. Mùa ma lũ, công
trình thu nớc đầu nguồn bị xói lở, cây củi, xác súc vật chếtTrôi nổi tràn qua hố
thu, nớc rất đục có khi hàng tuần không sử dụng đợc. Nhiều cơ quan, hộ gia đình
phải mua nớc chở bằng ô tô đến.
- Năm 1995 Thị trấn xây dựng một bể chứa (bể 4 van) ở đồi Cóc và cải tạo
đầu nguồn bằng cách xây dựng thêm một đầu mối lấy nớc ở nguồn Nậm Đén.
- Do lu lợng và áp lực nớc hạn chế nên hiện nay hệ thống này chỉ đa tới 118
vòi, điều hành van khóa để cấp làm ba lần trong ngày (trong đó có 50 vòi do ở chỗ
cao nên nớc đến thất thờng).
2.1.3. Nguồn cung cấp nớc.
* Nớc ngầm ở Khánh Yên cha đợc thăm dò và đánh giá trữ lợng, để tìm
nguồn nớc ngầm phục vụ cấp nớc cho nhu cầu sinh hoạt với công suất nhỏ mà phải
đầu t nhiều trăm triệu đồng để khoan thăm dò là việc cha làm đợc.
V

Th

Huy

n
MSSV: 505303028