Báo cáo tốt nghiệp cấp thoát nước trong nhà

Phần I

Cấp nớc
Chơng I

Những khái niệm cơ bản về
hệ thống cấp nớc

1.1. Các hệ thống cấp nớc và tiêu chuẩn dùng nớc
1.1.1. Các hệ thống cấp nớc, phân chia và lựa chọn
Hệ thống cấp nớc là tổ hợp những công trình có chức năng thu nớc, xử lý
nớc, vận chuyển, điều hoà và phân phối nớc.
Hệ thống cấp nớc có thể phân loại nh sau:
1- Theo đối tợng phục vụ: hệ thống cấp nớc đô thị, công nghiệp, nông
nghiệp, đờng sắt ...
2- Theo chức năng phục vụ: hệ thống cấp nớc sinh hoạt, sản xuất, chữa
cháy.
3- Theo phơng pháp sử dụng nớc: Hệ thống trực tiếp, hệ thống tuần hoàn.
4- Theo nguồn nớc: hệ thống nớc ngầm, nớc mặt ....
5- Theo nguyên tắc làm việc: hệ thống có áp, không áp tự chảy ...
6- Theo phạm vi cấp nớc: hệ thống cấp nớc thành phố, khu nhà ở, tiểu khu
nhà ở ....
Mỗi loại hệ thống nh vậy về yêu cầu, quy mô, tính chất và thành phần
công trình có khác nhau, nhng dù có phân chia theo cách nào thì sơ đồ của nó
tựu trung cũng có thể là hai loại cơ bản: sơ đồ hệ thống cấp nớc trực tiếp (hình 11) và sơ đồ hệ thống cấp nớc tuần hoàn (hình 1-2).
Qua hai sơ đồ (hình 1-1, 2) ta thấy: Công trình thu đón nhận nớc tự chảy
từ nguồn vào, trạm bơm cấp I hút nớc từ công trình thu bơm lên khu xử lý rồi dự
trữ ở bể chứa, trạm bơm cấp II bơm nớc từ bể chứa vào hệ thống dẫn đến đài và
hệ thống mạng lới phân phối.
Về chế độ công tác thì hố thu, trạm bơm cấp I và khu xử lý làm việc điều
hoà trong ngày. Bể chứa có chức năng điều hoà, chỉnh lu lợng giữ khu xử lý và

yêu cầu trong ngày. Đài nớc dùng để điều hoà áp lực và một phần lu lợng.
Tuỳ theo chất lợng nớc yêu cầu, điều kiện tự nhiên, nhất là của nguồn nớc
và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật có thể thêm hoặc bớt các công trình trong các sơ
đồ trên. Có thể kết hợp công trình thu và t rạm bơm cấp I vào một công trình khi
1


địa chất và địa hình cho phép. Đối với những hệthống cấp nớc nhỏ giản đơn có
thể kết hợp đặt cả máy bơm cấp II vào công trình ấy. Nếu chất lợng nớc ngầm
thoả mãn yêu cầu tiêu thụ, phụ thuộc vào tình hình đất đai và yêu cầu phân phối
nớc dọc tuyến. Nếu khu xử lý đặt ở độ cao đảm bảo đợc áp lực phân phối, thì
không cần trạm bơm cấp II và đài nớc. Khi công suất của hệ thống cấp nớc lớn,
nguồn cung cấp điện đảm bảo, trong trạm bơm cấp II đặt máy bơm ly tâm và đợc
cơ giới hoá hay tự động hoá thì có thể không cần đài nớc ...
Để chọn sơ đồ cho một hệ thống cấp nớc cần căn cứ:
- Điều kiện tự nhiên: Nguồn nớc, địa hình, khí hậu ...
- Yêu cầu của các đối tợng dùng nớc. Thông thờng cần nghiên cứu các
mặt: Lu lợng, chất lợng, tính liên tục, dây chuyển xử lý, áp lực, phân
phối đối tợng theo yêu cầu chất lợng....
- Về khả năng thực thi, cần nghiên cứu: khối lợng xây dựng và thiết bị
kỹ thuật, thời gian, giá thành xây dựng và quản lý.
Để có một sơ đồ tối u ta phải so sánh kinh tế kỹ thuật nhiều phơng án.
Phải tiến hành so sánh toàn bộ cũng nh từng bộ phận của sơ đồ. Chọn đợc sơ đồ
hệ thống cấp nớc hợp lý sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao, bởi thế đòi hỏi chúng ta
phải có kiến thức chuyên môn sâu cũng nh những kiến thức tổng hợp về các
chuyên môn khác.
1.1.2 Tiêu chuẩn dùng nớc ( cấp nớc)
Tiêu chuẩn dùng nớc là lợng nớc trung bình tính cho một đơn vị trong
một đơn vị thời gian ( thờng là trong mnột ngày) hay cho một đơn vị sản phẩm
(lít/ ngời ngày, lít/ đơn vị sản phẩm).

Muôna thiết kế một hệ thống cấp nớc cần xác định tổng lu lợng theo tiêu
chuẩn trong tiêu chuẩn cấp nớc hiện hành (bằng 1-1) TCXD -33-68.
Tiêu chuẩn ở bảng 1-1 dùng cho các nhu cầu ăn uống sinh hoạt trong các
nhà ở, phụ thuộc vào mức độ trang bị kỉ thuật vệ sinh trong nhà, điều kiện khí
hậu, tập quán sinh hoạt và các điều kiện có ảnh hởng khác của mỗi địa phơng.
Nớc cấp tiêu dùng trong sinh hoạt, ăn uống là không đồng đều theo thời
gian. Để phản ánh chế độ làm việc của các hạng mục công trình trong hệ thống
cấp nớc theo thời gian, nhất là trạm bơm cấp II, mà không làm tăng hay giảm
công suất của hệ thống, ngời ta đa ra hệ thống không điều hoà giờ(kg) - là tỷ số
giữa lu lợng tối đa và lu lợng trung bình giờ trong ngày cấp nớc tối đa.

2


Để phản ánh công suất của hệ thống trong ngày dùng nớc tối đa, thờng là
về mùa nóng, với công suất dùng nớc trong ngày trung bình (tính trong năm) ngời ta đa ra hệ số không điều hoà ngày (kg), theo TCXD -33-68, Kng = 3,35 - 1,5
Khi họ chọn tiêu chuẩn cấp nớc sinh hoạt cần lu ý vùng khí hậu và xét
khả năng phục vụ cuả hệ thống ít nhất là 5 - 10 năm sau.
2/ Nớc công nghiệp : Tiêu chuẩn cấp nớc công nghiệp phải đợc xác định
trên cơ sở dây chuyền công nghiệp của xí nghiệp do cơ quan thiết kế hay quản lý
cấp. Tiêu chuẩn nớc công nghiệp đợc tính theo đơn vị sản phẩm. Cùng một loại
xí nghiệp , nhng do dây chuyền công nghệ và trang thiết bị khác nhau, lợng nớc
dùng cho nhu cầu sản xuất có thể chênh lệch nhau. Bảng (1-2) nêu ví dụ tiêu
chuẩn nớc dùng cho nhu cầu sản xuất.
Bảng (1-1)
Trang bị tiện nghi trong nhà

Tiêu chuẩn dùng

Hệ số

Nớc trung bình

không điều

(1/ngời ngày đêm)

hoà giờ (Kg)

40 - 60

2,5 - 2,0

80 - 100

2 - 1,8

120 - 150

1,8 - 1,5

150 - 200

1,7 - 1,4

200 - 300

1,5 - 1,3

Loại I Các nhà bên trong không có hệ thống

cất thoát nớc và dụng cụ vệ sinh. Nớc
dùng thờng ngày lấy từ vòi nớc công
cộng ngoài phố.
Loại Các nhà bên trong chỉ có vòi lấy nớc
II
không có dụng vụ vệ sinh
Loại Các nhà bên trong có hệ thống cấp
III
thoát nớc, có dụng cụ vệ sinh nhng
không có thiết bị tắm
Loại Các nhà bên trong có hệ thống cấp
IV
thoát nớc, có dụng cụ vệ sinh và có
thiết bị tắm thông thờng
Loại Các nhà bên trong có hệ thống cấp
V
thoát nớc, có dụng cụ vệ sinh có chậu
tắm và cấp nớc oo nóng cục bộ

Bảng (1-2)
Các loại nớc

Đơn vị đo

Tiêu chuẩn

Chú thích

cho một đơn
3

vị đo (m3/l đ
vị đo)
Trị số nhỏ dùng
- Nớc làm lạnh trong nhà máy nhiệt điện.
1000KW/h
160 - 400
cho công suất
- Nớc cấp nồi hơi nhà máy nhiệt điện
1000KW/h
3-5
nhiệt điện lớn
- Nớc làm nguộn động cơ đốt trong
1 ngựa/h
0,015 - 0,04
- Nớc khai thác than.
1 tấm than
0,2 - 0,5
- Nớc làm giàu than.
1 tấm than
0,3 - 0,7
Bổ sung cho hệ
- Nớc vận chuyển than theo máng.
1 tấm than
1,5 - 3
thống tuần hoàn
- Nớc làm nguội lò luyện gang.
1 tấm gang
24 - 42

- Nớc làm nguội lò Mác tanh.
1 tấm thép
13 -43
- Nớc cho xởng cán ống
1 tấm
9 - 25
- Nớc cho xởng đúc thép
1 tấm
6 - 20
- Nớc để xây các loại gạch
1000 viên
0,09 - 0,21
- Nớc rửa sỏi để đổ bê tông
1m3
1 - 1,5
- Nớc rửa cát để đổ bê tông
1m3
1,2 - 1,5
- Nớc phục vụ để đổ 1m3 bê tông
1m3
2,2 - 3,0
- Nớc để sản xuất các loại gạch
1000 viên
0,7 -1,0
- Nớc để sản xuất ngói
1000 viên
0,8 -1,2
Nớc cấp cho công nghiệp địa phơng: trờng hợp ở phân tán và không tính

cụ thể đợc, cho phép lấy bằng 5 ữ10% (theo TCXD33-68) lợng nớc ăn uống và

sinh hoạt trong ngày dùng nớc tối đa của điểm dân c.
Tiêu chuẩn dùng nứoc cho nhu cầu ăn uống và sinh hoạt của công nhân
sản xuất tại các xí nghiệp công nghiệp lấy theo bảng (1-3)
Bảng 1-3
Loại phân xờng

Tiêu chuẩn

Hệ số không điều

(1/ngời ca)

Hoà giờ (kh)

- Phân xởng nóng toả nhiệt lớn
hơn 20 K.calo - 1m3/h
35
2,5
- Phân xởng khác
25
3,0
Lợng nớc tắm của công nhân sau giờ làm việc tính theo kíp đồng hồ nhất
với tiêu chuẩn 40 ngời một vòi tắm 500l/h với thời gian tắm là 45 phút.
3/ Nớc tới cây, tới đờng ... Tiêu chuẩn nớc dùng để tới cây, vờn hoa,
quảng trờng, đờng phố trong các đô thị, thì tuỳ theo loại mặt đờng, loại cây trồng
đieuè kiện khí hậu .. để chọn. Nói chung có thể lấy từ 0,5 ữ11 l/m2 diện tích đợc
tới.
4

4/ Nớc dùng trong các nhà công cộng: Tiêu chuẩn nớc dùng trong các nhà
công cộng lấy theo quy định cho từng loại (TCXD - 33 - 68).
5/ Nớc rò rỉ của mạng lới phân phối: Lợng nớc nàykhông có tiêu chuẩn rõ
rệt, tuỳ theo tình trạng của mạng lới mà có thể lấy từ 5 ữ10% tổng công suất của
hệ thống. Thực tế lợng nớc rò rỉ của mạng lới phân phối có khi lên tới 15 ữ 25%.
6/ Nớc dùng trong khu xử lý: Để tính toán sơ bộ có thể chọn tỷ lệ 5ữ10%
công suất của trạm xử lý (trị số nhỏ dùng cho công suất lớn hơn 20.000m 3/ngày
đêm). Lợng nớc này dùng cho nhu cầu kỹ thuật của trạm, phụ thuộc vào từng
loại công trình: bể lắng 1,5 ữ 3%; bể lọc 3ữ 5%; bể tiếp xúc 8 ữ10%.
7/ Nớc chữa cháy: Lu lợng nớc, số đám cháy đồng thời, thời gian cháy, áp
lực nớc để chữa cháy cho một điểm dân c phụ thuộc vào quy mô dân số, số tầng
cao, bậc chịu lửa và mạng lới đờng ống nớc chữa cháy đã quy định trong TCVN11 - 63; có thể tham khảo bảng (4-2) tài liệu [10].
1.2. Lu lợng và áp lực trong mạng lới cấp nớc.
1.2.1. Xác định lu lợng nớc tính toán
Lợng nớc tính toán cho khu dân c có thể xác định theo công thức:
Qmax.ngàyđêm =
Qmax.h =
qmax.s =

qtb .N
kng
1000

Qmax .ng .d
24

Qmax .h 1000
3600

;

m3/ngày đêm

(1)

;

m3/h

(2)

;

1/s

(3)

Trong đó:
Qmax.ng.đ ; Qmax.h ; q

- Lu lợng nớc lớn nhất ngày đêm, giờ và giây.
kng; kh - hệ số không điều hoà ngày đêm, giờ;
qtb - tiêu chuẩn dùng nớc trung bình (1/ngời ngày đêm);
N - Dân số tính toán của khu dân c (ngời)
Lu lợng nớc tới đờng, tới cây có thể tính theo công thức sau:
Qt.max.ng =
Qt.max.h =
qt.max.s =

max.s

10.000 F .qt
= 10.Fqt
1000

Qt . max .ng
T
Qt . max .ng 1000
3600

; m3/ngày
; m3/h
; 1/s

(4)
(5)
(6)

Trong đó:
5


Qt.max.ng ; Qt.max.h ; qt.max.s - lu lợng nớc tới lớn nhất ngày đêm, giờ và giây;
F - diện tích cây xanh hoặc mặt đờng cần tới, ha;
qt - tiêu chuẩn nớc tới, (1/m2 ngày đêm);
T - thời gian tới trong ngày, (giờ)
Lu lợng nớc dùng cho sản xuất thờng ngời ta coi nh phân bố đều trong quá
trình sản xuâts và đợc xác định theo tiêu chuẩn tính trên đơn vị sản phẩm.
1.2.2. áp lực trong mạng lới cấp nớc
Muốn đa nớc tới các nơi tiêu dùng thì tại mỗi điểm của mạng lới cấp nớc

bên ngoài phải có một áp lực tự do dự trữ cần thiết. áp lực này do máy bơm hoặc
đài nớc tạo ra. Muốn việc cấp nớc đợc liên tục thì áp lực của máy bơm hoặc
chiều cao của đài nớc phải đầy đủ để đảm bảo đa nớc tới những vị trí bất lợi nhất
của khu dân c, tức là điểm đa nớc tới ngôi nhà nằm ở vị trí cao nhất, xa nhất so
với trạm bơm và đài nớc (trên ranh giới cấp nớc), đồng thời tại điểm đó phải có
một áp lực tự do cần thiết để đa nớc tới các thiết bị dụng cụ vệ sinh ở vị trí bất lợi
nhất bên trong nhà.
áp lực tự do cần thiết tại vị trí bất lợi nhất trên mạng lới cấp nớc bên
ngoài, còn gọi là áp lực cần thiết của ngôi nhà, có thể lấy sơ bộ nh sau: nhà một
tầng 10m; nhà hai tầng 12m; nhà ba tầng 16m ... cứ nh vậy, khi tăng thêm một
tầng thì áp lực cần thiết tăng thêm 4m.
Trong hệ thống cấp nớc chữa cháy áp lực thấp, áp lực cần thiết ở các cột
lấy nớc chữa cháy bất lợi nhất tối thiẻu phải là 10m. Còn trong trờng hợp chữa
cháy áp lực cao, áp lực cần thiết của cột lấy nớc chữa cháy bất lợi nhất phải đảm
bảo đa nớc qua các ống vải gai chữa cháy (1-50 ữ100m) đến vị trí bất lợi nhất
của ngôi nhà có cháy và tại đó cũng phải có áp lực đầy đủ tói thiểu là 10m.
Để dễ theo dõi mối liên hệ về phơng diện áp lực giữa các công trình cấp nớc có thể xem sơ đồ giới thiệu ở hình (1-3)
Từ sơ đồ trên có thể tính đợc chiều cao đặt dài nớc Hđ và áp lực công tác
của máy bơm.
Hđ + Zđ = Znh + H ctnh + h1

(7)

Hđ + Znh - Zđ +H ctnh +h1
Hb + Zb = Hđ + hđ + Zđ + h2
Hb = Zđ - Zb + Hđ + hđ + h2

(8)

Trong đó:

6


Zb, Zđ, Znh - cốt mặt đất tại trạm bơm, đài nớc và ngôi nhà bất lợi nhất;
H ctnh - áp lực cần thiết của ngôi nhà bất lợi nhất;
Hđ, Hb - Độ cao đài nớc và áp lực công tác của máy bơm;
hd - chiều cao của thùng chứa nớc trên đài;
h1 - Tổng sóo tổn thất áp lực trên đờng ống dẫn nớc từ đài đến ngôi nhà
bất lợi nhất.
h2 - tổng sóo tổn thất áp lực trên đờng ống dẫn nớc từ trạm bơm đến đài.

Chơng II

Nguồn nớc và công trình xử lý
2.1. Nguồn cung cấp nớc và công trình thu nớc
2.1.1. Nguồn cung cấp nớc
Khi thiết kế hệ thống cấp nớc, một trong những vấn đề có tầm quan trọng
bậc nhất là chọn nguồn nớc. Nguồn nớc quyết định tính chất và thành phần các
hạng mục công trình, quyết định kinh phí đầu t xây dựng và giá thành sản phẩm.

7


Nguồn nớc thiên nhiên đợc sử dụng vào mục đích cấp nớc, có thể chia làm
hai loại:
- Nớc mặt : sông ngòi, ao hồ và biển
- Nớc ngầm: Mạch nông, mạch sâu, giếng phun.
a/ Nguồn nớc mặt
Nguồn nớc mặt chủ yếu do các sông, hồ chứa và trờng hợp đặc biệt mới
dùng đến biển. Nớc ma, hơi nớc trong không khí ngng tụ và một phần do nớc

ngầm tập trung lại thành những dòng suối và thành sông. Chảy qua nhiều miền
đất khác nhau, nớc sông vì thế mang theo nhiều tạp chất. Nớc sông có hàm lợng
cao về màu lũ, chứa lợng hữu cơ và vi trùng lớn khi chịu ảnh hởng nớc thải thành
phố đổ ra, có độ màu cao khi thợng nguồn có nhiều đầm lầy.
Nớc ao hồ thờng có hàm lợng cận bé, nhng độ màu, các tạp chất hữu cơ,
phù du, rong tảo lại lớn.
Nớc biển chứa lợng muối cao chủ yếu là NaCl và nhiều phù du trong tảo ở
vùng nớc gần bờ.
ở nớc ta, với lợng ma trung bình hàng năm khoảng 2000 mm phân bố tơng
đối đều so với nhiều nớc trên thế giới. Hệ thống sông ngòi chằng chịt có lu lợng
nớc rất phong phú. Nớc ta hẹp, từ Trờng Sơn ra biển Đông độ dốc lớn, lại ít hồ
thiên nhiên và nhân tạo nên lợng nớc phân phối không đều trong năm. Về mùa
ma nớc thừa gây ra lụt, úng, về mùa khô nớc không đủ cung cấp cho nông
nghiệp, công nghiệp và đô thị. Trong những năm qua Nhà nớc đã đầu t xây dựng
nhiều hồ lớn dùng trị thuỷ và điều tiết nớc, nhằm phục vụ cho nhiều mục đích,
trong đó có cấp nớc cho dân dụng và công nghiệp. Về phơng diện chất lợng,
nguồn nớc sông ở ta có hàm lợng cặn quá lớn về mùa ma lũ, còn các chỉ tiêu vi
trùng và hoá lý khác không đòi hỏi phải xử lý phức tạp. Các hồ có dung tích lớn
nằm ngoài phạm vi ảnh hởng của các khu dân c có thể dùng làm nguồn cấp nớc.
Các ao hồ nhỏ ở nông thôn tuy hàm lợng cặn bé, nhng độ màu rất cao, các hợp
chất hữu cơ và phù du, rong tảo rất lớn, nên không dùng làm nguồn nớc cấp.
Nớc ta có khoảng 3000km bờ biển. Nớc biển làm mặn những quãng sông
dài 20 ữ 25 km sâu vào trong lục địa. Nớc ngầm vùng đồng bằng ven biển cũng
bị nhiễm mặn do ảnh hởng của biển trớc đây và hiện nay thấm sau vào lục địa có
nơi tới 100km.

8


Khi nghiên cứu nguồn nớc mặn cần lu ý các khái niệm: lu lợng tối đa ứng

với mực nớc cao nhất; lu lợng tối thiểu ứng với mực nớc thấp nhất; tốc độc dòng
chảy và tình trạng bồi lở của các triều sông.
b/ Nguồn nớc ngầm.
Nớc ma, nớc mặt và hơi nớc trong không khí ngng tụ lại thẩm thấu vào
lòng đất tạo thành nớc ngầm. Nớc ngầm đợc giữ ại hoặc chuyển động trong các
lỗ rỗng hay khe nứt của các tầng đất đá tạo nên tầng ngậm nớc. Khả năng ngậm
nớc của các tầng đá phục thuộc vào độ nứt nẻ. Các loại đất sét, hoàng thổ không
chứa nớc.
trong quá trình thấm qua các lớp đất, các tạp chất, vi trùng đợc giữ lại, nên
nớc ngầm thờng có chất lợng tốt.
ở nớc ta, một số nơi phát hiện nớc ngầm phong phú trong các tầng trầm
tích biển, trầm tích sonog và trong tanàg đá vôi nứt nẻ. Nớc ngầm ở ta có hàm lợng muối cao ở các vùng đồng bằng ven biển, ở các nơi khác phổ biến có hàm lợng sắt, mangan, canxi và manhê lớn hơn tiêu chuẩn cho phép nên phải xử l ý
mới dùng đợc. Nớc ngầm trong các tầng đá vôi nuét nẻ phần lớn có chất lợng tốt.
Nớc ngầm mạch sâu đợc các tầng trên bảo vệ nên ít bị nhiễm bẩn bởi các hợp
chất hữu cơ và vi trùng. Nớc ngầm cũng vì thế mà có nhiệt độ ổn định
(18ữ270C). So với mớc mặt, nớc ngầm ấm về mùa rét và mát mẻ về mùa nóng,
ngoài ra nớc ngầm thờng đợc khai thác phân tán, ít ảnh hởng khi có chiến tranh,
các khu xử lý phân bố đều, mạng lới đờng ống ít tốn kém.
Một số khái niệm cần thiết khi nghiên cứu nguồn nớc ngầm:
- Mực nớc tĩnh: mực nớc trong giếng cha bơm trùng với mực nớc ngoài
giếng.
- Mực nớc động: nớc rong giếng khi đang bơm hạ xuống và ổn định tơng
ứng với lu lợng nớc hút đi.
- Đờng cong giảm áp: do bơm, mực nớc tĩnh bên ngoài giếng giảm dần
xuống đến mực nớc động trong giếng tạo nên đờng cong giảm áp.
- Bán kính giảm áp còn gọi là bán kính ảnh hởng, là khoảng cách từ tâm
giếng đến hết đờng cong giảm áp.
Địa tầng không thấm nớc nằm dới tầng ngậm nớc gọi là đáy không ngậm
nớc và nằm trên gọi là tầng mái không ngậm nớc.

9


Theo áp l ực nớc ngầm đợc chia ra nớc ngầm có áp và không có áp. ở ta có
khái niệm nớc ngầm mạch nông, mạch sâu.
Nớc ngầm khong áp là khi chứa không đầy tầng ngậm nớc hoặc chứa đầy
mà trên nó không có tầng mái không thấm nớc. Trờng hợp đó nớc ngầm có mặt
nớc tự do gọi là mặt thoáng, có áp lực bằng áp lực khí quyền. Chiều dày tầng
ngậm nớc đợc tính từ mặt thoáng đến đáy không ngậm nớc (hình 2-1)
Nớc ngầm có áp là khi chứa đầy tầng ngậm nớc mà trên nó có tầng mái
không thấm nớc và có đờng mực nớc đi trong hay trên tầng mái. áp lực nớc trong
tầng ngậm nớc lớn hơn áp lực khí quyển. ở những nơi tầng mái thủng, nớc phun
lên trên mặt đất tạo nên những giếng phun, vết lỗ ...
c/ Chọn nguồn nớc.
Chọn nguồn nớc phải dựa trên cơ sở kinh tế kỹ thuật của các phơng án,
nhng cần lu ý các điểm sau:
- Nguồn nớc phải có lu lợng trung bình nhiều năm theo tần suất yêu cầu
của đối tợng tiêu thụ, bảng (2-1). Trữ lợng nguồn nớc phải đảm bảo khai thác
nhiều nắm.
- Chất lợng nớc đáp ứng yêu cầu vệ sinh theo TCXD-33-68, u tiên chọn
nguồn nớc nào dễ xử lý và ít dùng hoá chất.
- Ưu tiên chọn nguồn nớc ngầm nếu lu lợng đáp ứng yêu cầu sử dụng. Vì
nớc ngầm kinh tế trong khai thác, quản lý và có những u điểm khác nh đã nêu ở
trên.
Cùng với việc điều hoà và khai thác các nguồn nớc hiện có, chúng ta phải
quan tâm đúng mức đến việc bảo vệ các nguồn nớc khỏi bị nhiễm bẩn do nớc
thải công, nông nghiệp và thành phố. Nhà nớc đã ban hành các quy định bảo vệ
vệ sinh nguồn nớc. có các nội dung chủ yếu.
Bảng (2-1)
Tần suất lu

Đối tợng dùng nớc

Cấp an toàn

lợng trung bình
(%)

- Nhà máy luyện kim, lọc dầu, nhiệt điện, nớc
sinh hoạt đô thị có dân số lớn hơn 50.000 ngời,
cho phép giảm lu lợng 30% từ 1 ữ3 ngày

1

95

- Nhà máy sàng than, làm giàu quặng, lọc dầu,
máy xây dựng và các công nghiệp khác cũng nh
10


cấp nớc sinh hoạt đô thị có dân số bé hơn 50.000
ngời, các xí nghiệp công nghiệp cho phép giảm lu
lợng không quá 30% trong một tháng và cắt nớc 3
ữ 5 giờ

II

90

- Các xí nghiệp công nghiệp nhỏ, các hệ thống tới

trong nông nghiệp cũng nh cấp nớc diểm dân c
không quá 500 ngơì cho phép giảm 30% lu lợng
trong một tháng và cắt nớc một ngày

III

85

Đối với nớc ngầm: khu vực bảo vệ I, nếu tầng bảo vệ dày hơn 6m thì bán
kính bảo vệ lấy 50m, nếu tầng bảo vệ 6m thì bán kính 100m. Trong khu vực I
nghiêm cấm xây dựng và ngời không đợc lui tới nếu không có trách nhiệm. Khu
vực II là khu vực hạn chế quanh khu vực I, chỉ cho phép xây dựng các công trình
của hệ thống cấp nớc nếu tầng bảo vệ có bán kính 300m. Nếu đất ở khu vực II
thấm nớc thì tuỳ theo độ thấm mà bán kính bảo vệ lấy 50 ữ 300m và phụ thuộc
vào cỡ hạt của tầng bảo vệ.
Đối với nớc mặt: Khu vực I nghiêm cấm xây dựng, tắm giặt, làm bến bãi
và xả nớc vào nguồn trong phạm vi: thợng nguồn 200 ữ 500m, hạ lu 100
ữ200 m và tuỳ theo lu lợng, tốc độ ảnh hởng của thuỷ triều đến dòng sông. Khu
vực II không cho phép xả nớc bẩn vào phía thợng nguồn của sông lớn 15 ữ
20km, sông vừa 20 ữ 40km và toàn bộ thợng nguồn các sông nhỏ. Khu vực III
hạn chế nhng cho phép xả nớc thải có xử lý và phải tính toán hiệu quả tự làm
sạch của nguồn.
Đối với hồ chứa đập nớc: nghiêm cấm nuôi cá, xả nớc bẩn vào hồ, nghiêm
cấm xây dựng, chăn nuôi trồng trọt trong phạm vi 300 ữ 500m gần bờ nếu vùng
đất bằng phẳng và toàn bộ lu vực nếu mặt đất dốc về phía hồ. Khu vực hạn chế là
300 ữ 500m kế tiếp theo.
2.1.2. Công trình thu nớc.
a. Công trình thu nớc mặt
Phần lớn công trình thu nớc mặt là công trình thu nớc sông. Công trình thu
nớc sông nhất thiết phải đặt ở đầu dòng nớc phía bắc khu dân c và khu công

nghiệp theo dòng chảy của sông. Công trình thu nớc hợp lý nhất là đặt ở nơi
11


dòng sông ít hay đổi, có chiều sâu mực nớc lớn để nớc đợc trong, ngời ta thờng
bố trí ở phía bờ lõm của sông. Bờ lõm hay xói lở nên phải gia cố cẩn thận.
Công trình thu nớc thực chất là một bể chứa nớc thờng chia làm nhiều gian
để có thể thay đổi nhau làm việc khi sửa chữa hoặc rửa bể (xem hình 2-2).
Mỗi gian chia làm hai ngăn: Ngăn thu nớc ở ngoài có tác dụng lắng cặn sơ
bộ cho nớc trong, ngăn ở trong - ngăn hút là nơi bố trí các đờng ống hút của máy
bơm. Cửa thu nớc phía trên đợc mở trong mùa lũ vì phía dới đục hơn do cặn lắng
xuống. Đến mùa cạn thì mở cửa dới cho nớc chảy vào ngăn thu. Song chắn rác
có nhiệm vụ chắn giữ các loại rác, củi gỗ và xác xúc vật trôi sông ... còn lới chắn
giữ các loại rác rởi nhỏ hơn.
2. Công trình thu nớc giữa lòng sông. Nếu ở bờ sông mực nớc quá nông,
bờ thoải, mực nớc lại dao động lớn ngời ta thờng lấy nớc ở giữa lòng sông (khác
với loại nằm sát bờ ở chỗ cửa thu nớc đa ra giữa sông), dùng đờng ống hút tự
chảy vào công trình thu nớc nằm ở sát bờ. Trạm bơm có thể tách ly hoặc kết hợp
với công trình thu nớc,. hình (2-3).
Cửa thu nớc là một phễu thuật ống miệng loe đầu bị song cắn rác ngợc lên
trên và đợc số định dới đây bằng khung gỗ hoặc bê tông. ở cửa thu nớc phải có
phao, cờ báo hiệu tránh cho tàu bè đi lại khỏi va chạm.
3. Công trình thu nớc vịnh. Khi cần thu nhiều nớc mà sông có nhiều phù
sa thì ngời ta thờng cho nớc sông chảy vào một cái vịnh hình lòng chảo có tác
dụng lắng trong sơ bộ rồi xây dựng công trình thu nớc và trạm bơm, hình (2-5).
Tuỳ theo tình hình cụ thể mà có thể đào sông vào hoặc đắp kè ra để tạo vinh,
hoặc đào mơng nối với sông để lấy nớc, đồng thời để lắng sơ bộ.
b/ Công trình thu nớc ngầm
Tuỳ theo yêu cầu dùng nớc, tơng ứng với các loại nớc ngầm, trong kỹ
thuật cấp nớc ngời ta thờng sử dụng các loại công trình thu nớc ngầm sau đây:

1. Đờng hầm ngang thu nớc: loại này dùng để thu nớc ngầm nông hoặc ở
những nơi nớc ngầm sâu bị nhiễm mặn đào giếng khó khăn.
Đờng ống ngang thu nớc gồm những ống có lỗ hoặc khe ở thành ống, đặt
nằm ngang trong lớp đất có nớc ngầm nông, có độ dốc hớng về phía giếng tập
trung nớc, từ đó dùng gầu múc hoặc máy bơm đa nớc đi tiêu dùng. Trên đờng nớc chảy về giếng tập trung cách nhau 25 ữ 50m, ngời ta làm một giếng thăm để
kiểm tra xem xét và để thông hơi, hình (2-6).

12


ống thu nớc có thể làm bằng sành hoặc bê tông có lỗ với đờng kính 8mm,
hoặc khe hở với kích thớc 10 x 1000mm, thờng đặt thẳng góc với chiều nớc
ngầm chảy. Để cho nớc đợc trong sạch chung quanh ống nên có tầng lọc nớc
gồm: đá dăm, sỏi, cuội và cát bao bọc. Thay thế cho ống có thể làm các đờng
hầm thu nớc bằng cách xếp đá dăm, đá tảng thành các hành lang cho nớc chảy,
(hình 2-7). Nếu dùng ống bê tông xốp thì không cần có tầng lọc ở ngoài.
2. Giếng khơi: Loại này thích hợp để thu nớc ngầm mạch nông hay lng
chừng khi lợng nớc không cần nhiều, có thể dùng cho một gia đình hoặc nhóm
gia đình. Khi cần lợng nớc nhiều có thể dùng một nhóm giếng rồi tập trung nớc
vào một giếng chính nhờ các ống si phông nối các giếng với nhau, (hình 2-8),
hoặc dùng giếng có đờng kính lớn với các ống thu nớc nằm ngang, tập trung vào
giếng nh hình cánh quạt.
Đờng kính giếng khơi thờng lấy khoảng 1 ữ 1,5m. Nớc chảy vào giếng
có thể từ dới đáy chiu lên hoặc từ các khe hở ở thành giếng chiu vào. Để tránh nớc ma trên mặt phủ kéo theo chất bẩn chiu vào giếng phải xây thành và xung
quanh thành giếng cách mặt đất 1,2m ngời ta d dắp motọ lớp đất sét nhão dày
khoảng 0,5 ữ 1,0m để bảo vệ. Thành giếng có thể xây bằng gạch, bê tông xỉ, bê
tông đá hộc, bê tông cốt thép, đá ong .... (tùy theo vật liệu địa phơng). Trong trờng hợp đất dễ sụt lở, để dễ dàng nhanh chóng và an toàn trong khi thi công, ngời ta thờng chế tạo sẵn các khẩu giếng bằng gạch bằng bê tông ... có chiều cao
từ 0,5 ữ 1,0m, rồi đánh thụt từng khẩu giếng xuống theo phơng pháp hạ giếng
chìm. Các khẩu giếng nối với nhau bằng vữa xi măng.
Bờ giếng thờng xây cách mặt đất 0,8m, xung quanh lát sàn gạch có độ dốc

0,02 để thoát và có hàng rào bảo vệ.
Khi chọn vị trí giếng cần kết hợp với địa chất, địa chất thuỷ văn để lấy đợc
nớc ngầm tốt, đỡ phải đào sâu. Vị trí giếng phải gần nhà, xa các chuồng trâu bò,
xí ... để đảm bảo vệ sinh.
3. Giếng khoan: Dùng để thu nớc ngầm sâu khi cần lợng nớc nhiều, đờng kính
giếng khoan từ 150 ữ 600mm (phần cuối cùng), công suất của giếng từ 5ữ500l/s.
Giếng khoan gồm có: giếng khoan hoàn chỉnh (đào sâu xuống lớp đất cản nớc)
và không hàn chỉnh (khoan lng chừng lớp đất chứa nớc), giếng khoan có áp và
không áp. Khi cần một lu lợng nớc lớn có thể phải thực hiện một nhóm giếng
13


khoan. Khi đó các giếng sẽ tác động ảnh hởng lẫn nhau và công suất từng giếng
giảm đi so với khi nó làm việc độc lập.
- Cửa giéng hay miệng giếng, để xem xét hay kiểm tra và đặt máy bơm,
động cơ, thờng xây nhà để che phủ.
- Thân giếng, gồm có một số ống thép không rỉ - gọi là ống vách đợc nối
với nhau bằng ống lồng, mặt bích hoặc hàn.
- ống lọc, nằm trong lớp đất ngậm nớc có tác dụng làm trong nớc sơ bộ trớc khi nó chảy vào giếng. ống lọc có rất nhiều loại khác nhau. Thông dụng nhất
là loại ống lọc - loại lới đan. Loại này gồm một ống lõi bằng théo có chân lỗ với
đờng ống 10 ữ 20 lần chiều rộng. Bên ngoài ống có bọc một lớp lới thép không rỉ
hay lới đồng có đờng kính 0,25 ữ1mm. Giữa ống thép và lới thờng có một sợi
dây đồng ngăn cách, soị dây đồng có 2 ữ6mm đợc quấn quanh ống thép theo
hình xoắn ốc, cách nhau 10 ữ 15 mm, hình (2-9).
- ống lắng cặn, ở cuối ống lọc cao 2 ữ 5m, dùng để lắng cặn, cặn lắng khi
chiu vào ống lọc thì rơi xuống ống lắng cặn.
2.2. Các quá trình xử lý cơ bản
2.2.1. Yêu cầu về chất lợng nớc và các biện pháp xử lý.
Nớc thiên nhiên dùng cho các hệ thống cấp thoát nớc thờng có chất lợng
khác nhau. Nớc mặt có nhiều cặn, vi trùng, độ đục và hàm lợng muối cao. Nớc

ngầm trong, ít vi trùng, nhiệt độ ổn đinh, nhiều muối khoáng và thờng có hàm lợng sắt, mangan và các khí hoà tan cao.
Chất lợng nứoc thiên nhiên đợc đặc trng bởi các chỉ tiêu hoá lý và vi trùng.
Chỉ tiêu hoá lý gồm: nhiệt độ, độ đục, độ màu, mùi vị. Chỉ tiêu hóa học: loại và
nồng độ các chất hoà tan.
- Nhiệt độ, khácnhau về các mùa và các loại nớc nguồn, phụ thuộc vào
không khí ở giới hạn rộng 4 ữ 400C và thay đổi theo độ sâu nguồn nớc. Nớc
ngầm có nhiệt độ tơng đối ổn định 17 ữ 270C. Nhiệt độ đợc xác định bằng nhiệt
kế.
- Hàm lợng cặn: nớc mặt luôn chứa một hàm lợng cặn nhất định- là các
hạt sét, cát ... do dòng nớc xói rửa mang theo và các chất hữu cơ nguồn gốc
động, thực vật mục nát hoà vào trong nớc. Cũng một nguồn nớc hàm lợng cặn
(mg/l) khác nhau theo các mùa - mùa khô ít và mùa ma lũ nhiều. Hàm lợng cặn

14


của nớc ngầm chủ yếu là do cát mịn, giới hạn tối đa 30 ữ 50mg/l. Hàm lợng cặn
của nớc sông dao động lớn, có khi lên tới 3000 mg/l.
Hàm lợng cặn đợc tính bằng mg/l sau khi đã qua giấy lọc đun sấy ở nhiệt
độ 105 ữ 1100C. Khi hàm lợng cặn ít có thể đo bằng độ trong, xác định bằng
cách đổ nớc vào một bình thuỷ tinh cao 30cm ở đáy có đặt các chữ tiêu chuẩn
màu đen (phơng pháp Sneller) hoặc cao 350mm ở đáy có đặt chữ thập đen rộng
1mm trên nền trắng đợc chiếu sáng bằng một bóng điện 300W (phơng pháp
Diener). Độ trong đợc đo bằng cột nớc tối đa mà qua nó từ trên nhìn xuống ngời
ta đọc đợc chữ tiêu chuẩn hay thấy rõ chữ thập.
- Độ màu, do các chất gumid, các hợp chất keo của sắt, nớc thải của một
số công nghiệp hay do sự phát triển mạnh của rong tảo trong các nguồn thiên
nhiên tạo nên. Độ màu đợc xác định bằng phơng pháp so màu theo thang Pla-tincoban và tính bằng độ.
- Mùi và vị: nớc thiên nhiên có nhiều mùi vị khác nhau, có thẻe có vị vay
nhẹ, mặn, chua có khi hơi ngọt. Vị của nớc có thể do các chất hoà tan trong nớc

tạo nên. Mùi của nớc có thể do nguồn tự nhiên tạo nên nhu mùi bùn, đất sét, vi
sinh vật, phù du cỏ dại hay xác xúc vật ... có thể do nguồn nhân tạo nh clo, fênol,
nớc thải sinh hoạt .... mùi và vị có thể xác định bằng cách ngửi và nếm của ngời
thí nghiệm và đợc phân biệt làm 5 cấp: rất yếu, yếu, rõ, rất rõ và mạnh.
Thành phần hóa học của nớc thiên nhiên muôn màu muôn vẻ thờng đặc trng bời các chỉ tiêu cơ bản sau:
- Cặn toàn phần, mg/l, bao gồm tất cả các chất hữu cơ và vô cơ ở trong nớc, không kể các chất khí. Cặn toàn phần đợc xác định bằng cách đun cho bay
hơi một dung tích nớc nguồn nhất định và lấy ở nhiệt độ 105 0C ữ 110oC cho đến
khi trọng lợng không đổi.
Cặn hoà tan và tinh cặn: cặn hoà tan cũng đợc xác định bằng phơng pháp
trên, nhng trớc khi đun cho bốc hơi, cần lọc bỏ cặn không hoà tan. Tinh cặn là
các cặn thuộc nguồn gốc vô cơ, đợc xác định bằng cách đun một dung tích nớc
nguồn nhất định rồi đem đốt sấy ở nhiệt độ 8000C.
Phụ thuộc vào phơng pháp xác định, nếu lọc rồi đem đun sấy ta đợc tinh
cặn hòa tan, còn nếu đem đun sấy nớc không lọc ta đợc tinh cặn toàn phần.
- Độ cứng của nớc, mgđl/l, độ cứng của nớc do hàm lợng canxi (Ca++) và
manhê (Mg++) hoà tan trong nớc tạo nên. Ngời ta phân biệt độ cứng toàn phần,
độ cứng cacbonát và không cacbonát. Độ cứng cacbonnát do các muối canxi,
15


manhê bicacbonnát tạo nên. Độ cứng không cacbonát do các muối khác của
canxi và manhê tạo nên - nh các sulfát clorua, nitrát tạo nên.
Nớc pH, đặc trng bởi nồng độ ion H+ trong nớc (pH = -lg[H+]), phản ánh
tính chất của nớc là axits, trung hoà hay kiềm. Nếu pH < 7 nớc có tính axít, pH =
7 là nớc trung tính, pH> 7 là nớc có tính kiềm.
- Độ kiềm, mgdl/l, đặc trng bởi các muối của axit hữu cơ nh bicacbônát,
gumát, cacbônát, hydrát ... Vì vậy ngời ta cũng phân biệt độ kiềm theo tên gọi
của các muối.
- Độ ôxy hoá, my/l O2 hay KMnO4, đặc trng bởi nồng độ các chất hữu cơ
hoà tan và một số chất vô cơ dễ ôxy hoá.

- Sắt, mg/l, tồn tại trong nớc dạng sắt Fe2+ hay Fe3+ . Trong nớc ngầm sắt
thờng ở dạng Fe2+ hoà tan, còn trong nớc mặt nó ở dạng keo hay hợp chất và
cũng có ở dạng ôxit gumid sắt. Nớc ngầm ở ta thờng có hàm lợng sắt lớn.
- Mangan, mg/l, thờng gặp trong nớc ngầm cùng với sắt ở dạng bicabonát
Mn2+
- Axit xilicic, mg/l, thờng gặp trong nớc thiên nhiên ở nhiều dạng khác
nhau (từ keo đến ion). Nồng độ axit xilicic trong nớc lớn thì cản trở việc sử dụng
nớc cho nồi hơi áp lực cao. Trong nớc ngầm thờng gặp nồng độ silis cao khi 6,5
pH 7,5 gây khó khăn cho viêc xử l ý sắt.
- Các hợp chất của Nitơ: HNO 2, HNO3, NH3, những hợp chất này có trong
nớc chứng tỏ nguồn nớc bị nhiễm bẩn bởi nớc mặt và thông thơnừg là nớc thải
sinh hoạt. Các amôniac là nguồn nớc đang bị nhiễm bẩn, có nitrit là mới nhiễm
bẩn và có nitrat là nớc nhiễm bẩn đã lâu. Những hợp chất Nitơ có trong nớc đồng
thời cũng có thể do nguồn vô cơ gây nên.
- Clorua và Sulfat, mg/l, có trong nớc thiên nhiên thờng dới dạng các muối
natri, canxi và manhê.
- Iốt và fluo, mg/l, có trong nớc thiên nhiên thờng dới dạng ion, chúng có
ảnh hởng tới sức khoẻ và trực tiếp gây lệnh. Fluo cho phép 1mg/l, vì thiếu fluo sẽ
sinh bệnh đau răng, nhiều fluo sinh hỏng men răng. Thiếu iôt sinh bệnh biếu cổ,
iôt cho phép 0,005 ữ 0,007 mg/l.
- Các chất khí hoà tan: O2, H2S, CO2 trong nớc thiên nhiên dao động rất
lớn. Nhiều O2, CO2 không làm chất lợng nớc uống xấu đi, nhng chúng ăn mòn
kim loại và phá huỷ bêtông. H2S có trong nớc sẽ gây mùi hôi thối khó chịu và
cũng ăn mòn tài liệu.
16


- Vi trùng và vi khuẩn: nguồn nớc bị nhiễm bẩn bởi vi trùng và vi khuẩn là
do chịu ảnh hởng trực tiếp sinh hoạt của con ngời và động vật. Nớc thải sinh
hoạt, nớc ma nơi có ngời và động vật ở đợc đánh giá bởi số lợng vi trùng và vi

khuẩn trong 1ml nớc gọi là colitit (còn gọi là coli chuẩn độ). Trong nớc có
những loại vi trùng và vi khuẩn thì có thể gây ra các thứ bệnh truyền nhiễm nh
dịch tả, thơng hàn ...
- Phù du rong tảo: trong các nguồn nớc mặt và nhất là các ao hồ thờng có
các loại phù du, rong tảo. Chúng ở dạng lơ lửng hay bám vào đáy hồ làm cho
chất lợng nớc ngầm kém đi và khó xử lý.
Các yêu cầu về chất lợng nớc nh sau:
1. Nớc dùng cho sinh hoạt:
- Mùi và vị ở 200C
không
- Độ màu theo Platin colbal
100
- Độ đục, hàm lợng cặn
5mg/l
- pH
6,5 - 8,5
- Hàm lợng sắt
0,3 mg/l
- Hàm lợng mangan
0,2mg/l
- Độ cứng
120 đức
Các chỉ tiêu khác, kể cả hàm lợng kim loại độc hạii ấy theo TCXD - 33 68. Các chỉ tiêu nào của nguồn nớc không thoả mãn những yêu cầu trên đều phải
xử lý trớc khi đa vào sử dụng.
2. Nớc dùng cho công nghiệp.
Yêu cầu về chất lợg rất khác nhau phụ thuộc vào loại công nghiệp và dây
chuyển sản xuất. Phần lớn nớc dùng trong công nghiệp là làm nguội máy. Nớc
để làm nguội máy có hai yêu cầu cơ bản là ít độ cứng cacbonat và hàm lợng cặn
nhỏ.
Nớc bổ sung cho lợng nớc tuần hoàn yêu cầu độ cứng cabonnat bé, sắt

không quá 0,5mg/l. Để tránh lắng đọng các muối Ca ++ và Mg++ không nên đa
nhiệt độ của nớc lên đến 50 ữ 600C. Nớc cho nồi hơi có yêu cầu nghiêm khắc
hơn là không đợc có cặn, H2CO3, H2SiO3 và O2.
Những biện pháp xử lý nớc cơ bản thờng dùng để xử lý nớc sinh hoạt là:
Khử đục, khử màu, khử sắt và sát trung. Trong công nghiệp do nhu cầu về chất
lợng nớc là đa dạng nên những biện pháp xử lý cũng đa dạng và phức tạp hơn.

17


- Khử đục hay làm trong là quá trình tách các hạt lơ lửng ra khỏi nớc làm
giảm hàm lợng cặn. Phụ thuộc vào yêu cầu làm giảm lợng cặn, ngời ta có thể
dung các phơng pháp: lắng nớc trong các bể lắng, trong các xiclôn thuỷ lực, tách
cặn ra khỏi nớc bằng cách cho qua cặn lơ lửng đã đợc tạo nên trớc đó và lọc nớc
qua một một trờng hạt trong bể lọc hay lọc qua vải và lới.
Để đạt đợc hiệu quả làm trong các, ngời ta dùng hoá chất để keo tụ các hạt
cặn nhỏ và cực nhỏ thành các hạt lớn hơn, nhng lại dễ tách ra khỏi nớc. Trong
quá trình làm giảm độ đục thì độ màu cũng giảm đi đáng kể.
- Khử màu. muốn tách các chất gây nên màu ở dạng keo và hoà tan ra
khỏi nớc việc đầu tiên phải làm cho chúng mất tính ổn định bằng phơng pháp
keo tụ, ôxy hoá để đa chúng về các hạt nhỏ rồi dùng các phơng pháp khử đục ở
trên để tách chúng ra khỏi nớc hay cũng có thể dùng các chất hấp thụ nh than
hoạt tính.
- Khử sát. Trong nớc mặt sắt ở dạng Fe3+ không hoà tan, khử sắt cũng tiến
hành nh quá trình tách cặn lơ lửng ra khỏi nớc. Trong nớc ngầm sắt ở dạng Fe2+
hoà tan là chủ yếu, muốn khử phải ôxy hoá sắt Fe 2+ thành Fe3+ rồi khử chúng nh
trên. Trong qúa trình khử sắt cũng có thể khử một phần hay toàn bộ mangan.
- Sát trùng nhằm mục đíchh khử hết vi trùng, vi khuẩn trong nớc. Thông
thờng ngời ta dùng clo dới dạng clo hơi, clo trong quá trình điện phân hay clorua
vôi để sát trùng. Ngoài ra cũng có thể sát trùng bằng 0zôn, bằng tia cực tím,

bằng siêu âm...
Ngoài những biện pháp thờng dùng trong hệ thống cấp nớc sinh hoạt nêu
trên, cũng còn rất nhiều biện pháp đặc biệt khác nh khử mùi vi, khử fluo... Để
cung cấp nớc cho công nghiệp còn có nhiều biện pháp xử lý phức tạp hơn nh khử
muối, khử độ cứng, tăng độ cứng, ổn định nớc, khử silic, khử các chất khí hoà
tan...
2.2.2 - Các sơ đồ công nghệ cơ bản.
Sự tập hợp những công trình x lý theo một quy trình công nghệ gọi là sơ
đồ công nghệ xử lý nớc. Các cơ đồ công nghệ xử lý nớc cấp có thể chia ra.
- Sơ đồ công nghệ cso keo tụ và không keo tụ.
- Sơ đồ công nghệ theo hiệu quả xử lý.
- Sơ đồ công nghệ theo số biẹne pháp xử lý.
- Sơ đồ công nghệ theo chuyển động dòng nớc.

18


a- Sơ đồ công nghệ keo tụ và không keo tụ đều có thể dùng cho dân dụng
và công nghiệp. Sơ đồ không keo tụ thờng dùng cho công xuất bé và quản lý
bằng thủ công hay cơ giới. Trong cơ đồ thờng có bể sơ lắng không keo tụ hay
xiclôn thuỷ lực để lắng bớt một số cặn thô và bể lọc chậm dùng để xử lý nớc sinh
hoạt (hình 2-10). Cũng có hay xiclôn thuỷ lực và có thể có bể lọc thô qua lớp học
cỡ hạt lớn.
Sơ đồ không keo tụ về nguyên tắc không xử lý đợc độ màu. Trong sơ đồ
có keo tự, (hình 2-11) các công trình hoạt động với tốc độ lớn hơn và hiệu qủa
cao hơn, có thể dùng cho công suất bất kỳ với mực độ cơ giới hoá khác nhau,
thậm chí tự động hoá hoàn toàn.
b/ Sơ đồ công nghệ theo hiệu quả xử lý: Phân biệt làm 2 sơ đồ: sơ đồ công
nghệ xử lý triệt để và không triệt để. Khi hiệu quả đạt yêu cầu cho nớc sinh hoạt
và các yêu cầu công nghiệp cao hơn thờng gọi là triệt để, còn khi hiệu quả xử lý

thấp hơn yêu cầu cho nớc sinh hoạt thì dùng sơ đồ công nghiệp xử lý không triệt
để. Thông thờng sơ đồ công nghệ xử lý triệt để là những sơ dồ có keo tụ.
c/ Sơ đồ công nghệ theo số biện pháp xử lý: Trong một số sơ đồ công nghệ
có thể có một hay nhiều biện pháp xử lý nh vừa khử đục, khử màu hay vừa khử
sắt vừa khử trùng. Cũng có thể trong một sơ đồ công nghê có nhiều quá trình nh
lắng, lọc và một quá trình có thể lặp lại nhiều lần. Khi nớc ít đục có thể chỉ cần
một lần lọc, khi nớc đục nhiều cần hai lần lắng một lần lọc. Khi nớc có rong tảo
cần hai lần lọc, một lần lắng ..... xem hình (2-11) ; (2-12) và (2-13).
d/ Sơ đồ công nghệ theo chuyển dòng nớc: Có thể chia ra sơ đồ tự chảy và
áp lực. Sơ đồ tự chảy dùng phổ biến trong hệ thống cấp nớc thành phố và công
nghệp có công suất lớn. Sơ đồ áp lực bình thờng dùng trong hệ thống cấp nớc
tạm thời hay công suất bé. Chọn sơ đồ tự chảy hay có áp lực phụ thuộc chủ yếu
vào công suất, vật liệu xây dựng, khả năng cung cấp và gia công công xởng các
thiết bị áp lực. Nói chung hệ thống tự chảy thờng làm bằng gạch, đá, bê tông cốt
thép mà rất ít khi dùng thép, còn hệ thống áp lực dùng hoàn toàn bằng thép.
Chọn sơ đồ công nghệ phụ thuộc vào chất lợng nớc ngầm, yêu cầu của
tiêu thụ, công suất, vật liệu xây dựng, địa hình ... và phải dựa vào kết quả so sánh
kinh tế kỹ thuật các phơng án. Để lựa chọn nêu phơng án có thể tham khảo bảng
(2-1).
Bảng (2-1)
Thành phần công trình

Điều kiện sử dụng
19


Nguồn nớc
Lợng cặn
Độ màu
(mg/l)

(độ)
1- Xử lý có keo tụ
Sơ đồ có bể lọc nhanh:
Bể áp lực
Bể lọc hở
Bể lọc sơ bộ và bể lọc
Bể lắng đứng và bể lọc
Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng và bể lọc
Bể lắng ngang và bể lọc
Bể lọc tiếp xúc
2- Xử lý không keo tụ
Bể lọc chậm
Bể lọc chậm có lắng sơ bộ hay lọc sơ bộ

50

70

< 30
< 150
< 2500
300
< 50

< 3000
Bất kỳ

< 100

2500

Bất kỳ
150
Bất kỳ

150

100

< 3000
> 2000
Bất kỳ
Bất kỳ

50

50

2400

50 - 250

50

2400

2.2.3. Các quá trình xử lý cơ bản nớc cấp
a/ Keo tụ
Keo tụ là quá trình tạo hạt của các chất lơ lửng dạng keo va hạt lơ lửng có

trong nớc do lực dính kết lẫn nhau dới tác dụng của lực hút phân tử. Kết quả của
quá trình keo tụ là hình thành nên những hạt mà mắt thờng có thể thấy đợc và có
thể tách ra khỏi thể nớc. Trong nớc mặt có các tạp chất ở dạng huyền phù, hay
các chấtkeo không lắng đợc là hệ bền vững do lực đẩy thắng lực hút. Phân tử mặt
ngoiừ của nó tiếp xuác với môi trờng nớc có khả năng phân ly thành hai lớp ion
mang điện tích trái dấu. Lớp ion ngoài cùng mang điện tích, dấu của điện tích
đồng thời là dấu của tích hạt. Xác xuất dính kết tạo hạt - keo tụ- tăng lên khi
điện tích của hạt giảm xuống và keo tụ totó nhất khi điện tích của hạt bằng
không. Mức độ và đặc điểm của hiện tợng phân ly đó phụ thuuộc vào độ pH của
nớc. Nguồn nớc thờng có pH = 6,5 ữ 7,5 thì các hạt lơ lửng và keo mang điện
tích âm rất bền vững. Mặt khác các hạt này có khả năng hấp thụ các ion H +, Na+,
K+ cả Ca++ và Mg++ có ở trong nớc, nhất là Fe3+, Al3+ làm giảm độ bền vững của
chúng rất nhiều. Chính vì vậy sự tác dụng lẫn nhau giữa các hạt mang điện tích
khác nhau giữ vai trò chủ yếu trong keo tụ. Lực hút phân tử tăng nhanh khi giảm
khoảng cách giữa các hạt. Để các hạt có điều kiện gần nhau, va chạm vào nhau

20


nhiều hơn ngời ta tạo nên chuyển động với những tốc dộ khác nhau, riêng
chuyển động nhiệt mất dần tác dụng khi hạt có kích thớc tăng dần.
Ngời ta thờng phân biệt hai loại keo tụ:
- Keo tụ trong môi trờng nớc tự do nh trong bể phản ứng.
- Keo tụ trong môi trờng hạt hay keo tụ tiếp xúc, đợc tiến hành trong lớp
vật liệu hạt hay trong lớp cặn lơ lửng đợc tạo nên trớc đó.
Keo tụ trong môi trờng hạt có nhiều u việt hơn vì lý do hạt lớn hút hạt bé
nhanh và triệt để hơn là hạt bét hút hạt bé. Xác suất hạt bẻ rơi trên bề mặt hạt lớn
nhiều hơn là rơi trên bề mặt của hạt nhỏ cùng tạo nên một lúc nh keo tụ trong
môi trờng nớc tự do. Độ bền vững của hạt bé so với hạt lớn nhỏhơn so với hạt
cũng cỡ. Do đó nồng độ hoạt chất gây keo tụ cha đủ làm dính kết các hạt nhỏ với

nhau, nh có thể làm dính kết các hạt nhỏ với các hat lớn. Hiện tợng này chứng
minh rằng có cặn hạt lớn dễ keo tụ vì bản thân các hyđrôxid của chất gây keo tụ
bám lên hạt cặn nh hiện tợng keo tụ tiếp xúc.
Hiện quả của keo tụ tiếp xúc cao nên ngời ta phát huy nó bằng cách cho
phèn vào hai hay nhiều điểm theo tiến trình công nghệ. Chỉ cho phèn vào một
trong hai dòng chảy vào bể phản ứng hoặc cho phèn ngắt quãng.
Khi cho phèn vào nớc thì phản ứng diễn ra nh sau:
- Phèn nhôm Al2(SO4)3 18.H2O
Al2(SO4)3 + 6H2O = 2Al3++ 3SO2-4 + 6H+ + 6OH- =
2Al
(OH)3
3H2SO4
bông kết tủa
Các loại phèn thờng dùng là Al2(SO4)3 và phèn sắt FeSO4 ; FeCl3 ....
Giai đoạn keo tụ đợc thực hienẹ trong các công trình sau đây, hình (2-14):
1/ Các công trình để dự trữ, chuẩn bị và dịch lợng phèn: kho, máy nghiền,
cân, đong đo phèn ....
2/ Các công trình để hoà trộn phèn với nớc thành dung dịch: thùng hoà
trộn (hoa trộn sơ bộ phèn với nớc), thùng dung dịch (theo đúng nồng độ tính
toán) và các thiết bị đo lờng liều lợng phèn cho vào nớc.
3/ Các công trình để trộn đều phèn với nớc để tăng hiệu quả phản ứng kết
tủa: Các bể trộn (thời gian nớc chảy qua chừng 2 phút). Thông dụng nhất là loại
bể trộn có tấm chắn xiên hoặc vách ngăn đục lỗ, hình (2-15).
4/ Các công trình để tạo bông kết tủa: Bể phản ứng (nơiphản ứng hoàn
thành, bông kết tủa bắt đầu xuất hiện, thời gian nớc chảy qua ngăn phản ứng
21


chừng 10 ữ 20 phút). Thông dụng nhất là loại ngăn phản ứng có vách ngăn
ngang hoặc ngăn phản ứng kết hợp với bể lắng đứng.

b/ Lắng nớc
Trong nớc đứng yêu hay chuyển động với tốc độ rất nhỏ, các hạt lơ lửng
có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nớc dới tác dụng của trọng lợng bản thân đợc
lắng xuống. Các kết cấu bể lắng hiện tại đều dùng nguyên tắc lắng ở trong
chuyển động liên tục của dòng nớc với tốc độ bằng mm/s hay mấy phần mời của
mm/s. Với tốc độ đó dòng nớc mất khả năng "chuyển tải" do dòng rối gây nên và
gần đúng với quy luật lắng ở trong nớc tĩnh.
Ngời ta chia làm hai quy luật lắng:
- Quy luật lắng các hạt không thay đổi hình dạng và độ lớn trong quá trình
lắng. Lắng các hạt phù sa, cát của các nguồn nớc đục nh kiểu lắng sơ bộ không
dùng phèn.
- Quy luật lắng các hạt "không ổn định" có khả năng dính kết, thay đổi
hình dạng và độ lớn trong quá trình lắng - các hạt hình thành trong quá trình keo
tụ và cá hạt không đều.
Để lắng nớc ngời ta dùng các loại bể lăng sau:
a/ Bể lắng đứng, có dạng một bể chứa đáy vuông hoặc tròn bằng gạch hay
bê tông cốt thép gồm ba phần: ống trung tâm làm nhiệm vụ keo tụ và hình thành
bông cặn, phần lắng bên ngoài phần phản ứng - làm nhiệm vụ lắng nớc, phần đáy
bể hình chiếu - dùng để chứa cặn, hình (2-16).
b/ Bể lắng ngang, có dạng một bể chứa đáy hình chữ nhật làm bằng gạch
hay bằng bê tông cốt thép, hình (2-17), gồm bốn phần: ngăn phân phối nớc,
ngăn lắng, ngăn chúa cặn và ngăn thu nớc. Ngăn phân phối nớc thờng đi liền với
bể phản ứng có bề rộng 0,7 ữ2,0m phụ thuộc vào công suất. Nớc từ ngăn phân
phối đi qua vùng lắng, cặn rơi vào vùng chứa và đọng lại. Nớc sau khi lắng đi
qua tờng thu có lỗ vào ngăn thu để qua bể lọc. Bề rọng ngăn thu bằng hoặc bé
hơn ngăn phân phối.
Bể lắng ngang về nguyên tắc có thể cấu tạo một, hai hay nhiều tầng.
Ngoài bể lắng ngang thông thờng ngời ta còn dùng bể lắng ngang cải tiến
cho nhiều loại nguồn nớc, nhiều loại công suất khác nhau. Đó là loại bể lắng
ngang có kết hợp với ngăn phản ứng trong môi trờng hạt và thu nớc phân tán ở

2/3 cuối bể lắng, bể lắng ngang có lớp cặn lơ lửng.

22


c/ Bể lắng li tâm, có dạng một bể chứa tròn, nớc đi từ trung tâm chuyển
động chậm dần ra chung quanh thành bể và thu vào máng tròn. Để xả cặn có một
dàn cào bằng thép chuyển động, quay đa cặn vào trung tâm và theo chu kỳ xả ra
ngoài, hình (2-18).
d/ Xiclôn thuỷ lực, hình (2-19), dùng để lắng sơ bộ nớc có độ đục cao theo
chu kỳ và chủ yếu là những hạt cát có kích thớc lớn. Chúng có thể phân ra loại
xiclôn thuỷ lực có áp không áp. Điểm u việt của chúng là chiếm ít diện tích, kích
thớc bé, giá thành thấp. Khi đa nớc vào xiclôn thuỷ lực theo phuơng tiếp tuyến
có tốc độ 4 ữ 15m/s với áp lực khá lớn 0,5 ữ 3,0 at nớc chuyển động vòng nhanh,
các hạt dới tác động của sức ly tâm bắn vào thành rồi rơi vào đáy và đợc xả ra
ngoài. Nớc trong đi vào giữa theo ống trung tâm qua ngăn thu sang bể lắng. Nhợc điểm của xiclôn thuỷ lực là tổn thất thuỷ lực rất lớn 2,5 ữ 3,0 át, hiệu quả
lắng chỉ đạt đối với hạt cặn có tỷ trọng lớn. Hiện nay ngời ta đã dùng các loại
xiclôn thuỷ lực 100, 150, 200, và 500 mm.
đ. Các loại bể lắng khác.
Hiện nay trên thế giới sử dụng nhiều loại bể lắng có hiệu suất cao nh bể ac
- ce -le - ra - tơ, bể fluo rapít hay để lắng kiểu laml... Mỗi loại có những điểm u
việt riêng. Loại ac - ce - le - ta - tơ cơ dạng tròn, chịu lực tối, có dòng nớc lắng đi
theo chiều ngang. Ngăn phản ứng có tận dụng môi trờng bạt và có thể tạo luợng
hạt đó bao nhiêu tuỳ theo vận tốc máy khuấy. Loại bể lắng fluo rapít là loại bể sử
dụng khi nớc ít cặn nhiều màu, dùng cát mịn tạo nên môi trờng hạt dễ keo tụ và
đồng thời dùng làm tâm rơi.
Hiệu quả cao nhất là kiểu lamel. Nó là một loại bể lắng nhiều tầng có
dòng nớc đi theo chiêù rơi của cặn và có chiều cao lớp nớc rất bé nên công suất
rất cao.
Ngoài ra để quá trình khử đục và khử màu xẩy ra có hiệu quả ngời ta còn

sử dụng rộng rãi loại bể lắng trong hay còn gọi là loại bể lắng có lớp cặn lơ lửng.
Môi trờng lơ lửng có những u điểm về công nghệ.
- Các hạt căn đợc hình thành trớc có bề mặt tiếp xúc lớn thúc đẩy quá trình
keo tụ, dính kết, hấp thụ và tạo tinh thể.
- Tạo khả năng phân bố đều dòng nớc đi lên ở mọi điểm của diện tích bể
lắng làm cho chế độ thủy lực tốt hơn, tăng hệ số sử dụng dung tích công trình, có
tính lọc xuyên làm giảm ảnh hởng của dòng rối.

23


- Tạo nên những hạt tỏ và nặng hơn - dễ lắng, tốc độ lắng 2 ữ 3 lần so với
các bể lắng khác.
- Hiệu quả xử lý cao so với các loại bể lắng khác.
c - Lọc nớc.
Lọc nớc là giai đoạn kết thúc của quá trình làm trong nớc và đợc thực hiện
trong các bể lọc. Các bể lọc có nhiệm vụ giữ lại các hạt cặn nhỏ và một số vi
khuẩn còn lại sau khi qua bể lắng. Việc lọc nớc thực hiện bằng cách cho nớc đi
qua một lớp vật liệu lọc, thờng là cát thạch anh có cỡ hạt 0,5 ữ1,0mm hoặc ăng
tơ - ra - xít (than gầy đập vụn) có kích thớc tơng tự. Chiều dày lớp vật liệu lọc
khoảng 0,7 ữ 1,2 m (bể lọc chậm có cỡ hạt nhỏ và chiều dày lớn). Ngoài ra để
giữ cho cát khỏi chiu vào ống, trong bể lọc còn chất các vật liệu đỡ cát nh cuội
sỏi, đá dăm, ... có độ lớn tăng dần theo chiều nớc chảy khi lọc nớc.
Qua một thời gian làm việc, các lớp vật liệu lọc bị bẩn làm giảm công suất
của bể và ảnh hởng xấu đến chất lợng của nớc, khi đó ngời ta phải tiến hành rửa
bể lọc.
Tuỳ theo tính chất và nguyên tắc làm việc của bể mà ngời ta chia ra các
loại lọc sau đây:
Theo tốc độ lọc:
a. Bể lọc chậm, tốc độ lọc nớc rất chậm khoảng 0,1 ữ 0,3m3/, bể lọc này

có u điểm là nớc trong hơn, thời gian ocong tác lâu hơn (1ữ 2 tháng mới rửa bể
một lần) so với bể lọc nhanh. Tuy nhiên, do tốc độ lọc nớc chậm và kích thớc bể
phải lớn, giá thành xây dựng cao, quản lý vất vả (rửa bể thủ công mất 1 ữ 2
ngày) do đó hienẹ nay nó ít đợc sử dụng hoặc chỉ sử dụng khi công suất trạm
làm sạch nhỏ.
Nguyên tắc hoạt động của bể này nh sau: khi nớc đi qua các khe hở giữa
các hạt cát, cát hạt cặn trong nớc sẽ nằm lại giữa các khe hở đó và tạo nên một
lớp màng lọc. Lớp màng lọc này đợc hình thành sau khi cho nớc đi qua lớp vật
liệu lọc khoảng 1 ữ 2 ngày, nó có tác dụng giữ lại các hạt cặn nhỏ và vi trùng
khác khi đi qua và nớc đợc lọc sạch.
b. Bể lọc nhanh, hình (2-20) tốc độc lọc rất nhanh 6 ữ 10 m3/h. Các hạt
cặn đợc giữ lại nhờ lực dính của nó với các hạt cát. Do tốc độ nhanh nên bể này
có kích thớc nhỏ, giá thành xây dựng rẻ, chiếm ít diện tích đất đai, tuy nhiên nó
chống bẩn nên phải tẩy rử luôn (một ngày đêm phải 1ữ2 lần rửa bể). Việc rửa bể
24


lọc nhanh thờng đợc cơ giới hoá: Ngời ta bơm nớc ho chảy ngợc chiều với khi
lọc với tốc độ nhanh (gấp 7 ữ10 lần so với khi lọc) và cờng độ nớc rửa lớn (10 ữ
15 l/s - 1m2 diện tích bể), đôi khi thổi thêm không khí vào cho các cặn bẩn nổi
lên trên, tràn vào máng dẫn đến hệ thống thoát nớc.
Theo áp lực: bể lọc hở trọng lực và bể lọc áp lực.
Theo chiều dòng nớc; Bể lọc xuôi, bể lọc ngợc và bể lọc hai chiều.
Theo số lợng vật liệu lọc: Bể lọc có một lớp, hai lớp hay nhiều lớp lọc.
Theo độ lớn của vật liệu hạt: Bể lọc hạt bé, hạt trung và hạt thô.
Theo nguyên tắc: Lọc lới, lọc qua vật liệu xốp và qua vật liệu hạt.
d/ Khử trùng nớc.
Sau khi đi qua bể lắng, bể lọc phần lớn vi trùng trong nớc (90%) đã đợc
giữ lại và tiêu diệt, tuy nhiên để đảm bảo an toàn vệ sinh ta phải tiếp tục khử
trùng cho đến khi đạt giới hạn cho phép (nhỏ hơn 20 cm coli trong 1 lít nớc).

Phơng pháp khử trùng thờng dùng, nhất là clorua hóa tức là cho clo hơi
hoặc clorua vôi (25 ữ 30% Cl) vào nớc dới dạng dung dịch để khử trùng.
Khi cho clorua vôi (CaOCl2) vào nớc phản ứng xẩy ra nh sau:
2CaOCl2
Ca(OCl)2 + CaCl2 (tự phân huỷ)
Ca(OCl)2 + CO2 + H2O
CaCO3 + HOCL (Co2 có sẵn trong nớc)
HOCL
HCL + O2.
Ôxy tự do sẽ ôxy hoá các chất hữu cơ và tiêu diệt vi trùng. Các công trình
dể tạo thành dung dịch clorua vôi giống nh giai đoạn kết tủa. Để phản ứng xảy ra
hoàn toàn thì thời gian tiếp xúc giữa dung dịch clo và nớc tối thiểu là 30 phút.
Clo hoặc clorua vôi thờng cho vào đờng ống dẫn nớc từ bổ lọc sang bể chứa nớc
ngầm. Liều lợng Cl2 có thể bằng 0,5 ữ1 mg/l với nớc đã lọc, lợng Cl2 còn thừa
không vợt quá 0,3 ữ 0,5 mg/l để tránh cho nớc mùi clo.
Ngoài phơng pháp trên, hiện nay ngời ta còn dùng rất nhiều phơng pháp
khác để khử trùng:
- Điện phân muối NaCl để tạo ra Cl 2, Cl2 bay ra lại hoà vào dung dụng
NaOH thành nớc javen đi vào khử trùng.
- Dùng tia tử ngoại: dùng một loại đèn phát ra tia tử ngoại để giết chết vi
trùng. Phơng pháp này quản lý đơn giản, mức độ khử trùng cao, nhng thiết bị
đắt, dễ hỏng và tốn điện (10 ữ 30 KW/1000m3 nớc)

25