Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước cấp 12000 m3ngày đêm

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
LỜI NÓI ĐẦU
Con người và môi trường có mối quan hệ mật thiết với nhau.Trong lịch sử phát triển
của con người, để giải quyết các nhu cầu thiết yếu của cuộc sống cũng như sự gia tăng
dân số một cách nhanh chóng trong thời gian gần đây đã và đang gây ra nhiều tác động
cân bằng sinh học trong hệ sinh thái. Thiên nhiên bị tàn phá môi trường ngày càng xấu
đi, đã ảnh hưởng trực tiếp lên đời sống của con người, mỹ quan đô thị cũng như các
loài động thực vật, việc xây dựng hệ thống thoát nước cũng như trạm xử lí nước cấp
cho các khu dân cư trở thành yêu cầu hết sức cần thiết, đặt biệt là trong giai đoạn đô
thị hóa và phát triển mạnh mẽ như hiện nay.
Chúng em những sinh viên ngành kỹ thuật môi trường tương lai rất cần những đồ
án như thế này để tự hình thành khái quát trong đầu một hệ thống xử lí nước, thu thập
thêm nhiều kiến thức cho bản thân. Từ đó có cơ sở tốt để hoàn thành tốt cho công việc
sau này. Đây là lần đầu tiên em làm một đồ án, do thiếu kinh nghiệm cũng như kiến
thức, nên không tránh khỏi những sai xót, mong thầy chỉ dạy thêm. Thời gian qua nhờ
sự chỉ dạy tận tình của thầy Biện Văn Tranh đã giúp em thêm nhiều kiến thức, kỹ năng
chuyên ngành, cũng như giúp em hoàn thành xong đồ án này. Em xin chân thành cảm
ơn !

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 1


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
MỤC LỤC

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM………………………………...
1.1.Giới thiệu về nước ngầm……………………………………………………
1.2. Đặc điểm, thành phần và tính chất của nguồn nước ngầm……………...
1.2.1. Đặc trưng của nguồn nước ngầm………………………………………..
1.2.2. Thành phần và tính chất nước ngầm…………………………………..
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
NƯỚC NGẦM………………………………………………………………….
2.1. Các công trình thu nước ngầm……………………………………………
2.2. Công trình vận chuyển nước ngầm……………………………………….
2.3. .Xử lý nước cấp bằng phương pháp cơ học………………………………
2.3.1. Hồ chứa và lắng sơ bộ……………………………………………………
2.3.2. Song chắn rác và lưới chắn rác………………………………………….
2.3.3. Bể lắng cát………………………………………………………………...
2.3.4. Lắng……………………………………………………………………….
2.3.5. Lọc…………………………………………………………………………
2.4. Khử sắt trong nước ngầm………………………………………………….
2.4.1. Trạng thái tồn tại của sắt trong nguồn nước ngầm……………………
2.4.2. Các phương pháp khử sắt trong xử lý nước ngầm…………………...
Chương 3: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH
ĐƠN VỊ…………...……………………………………………………………...

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 2


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.

3.1. Đề xuất phương án xử lý………………………………………………….
3.2. Lý do lựa chọn phương án xử lý………………………………………….
3.3. Thuyết minh công nghệ…….…………………………………………….
3.4. Tính toán lượng hóa chất và các công trình đơn vị……………………………..
…………….……………………………………
3.4.1. Tính toán lượng hóa chất...……………………………………………...
3.4.2. Thùng quạt gió…………………………………………………………….
a. Nhiệm vụ ………………………………………………………………...
b. Tính toán…………………………………………………………………
3.4.3. Bể lắng ngang……………………………………………………………...
a. Nhiệm vụ………………………………………………………………....
b. Tính toán…………………………………………………………………
3.4.4. Bể lọc nhanh……………………………………………………………….
a. Nhiệm vụ…………………………………………………………………
b. Tính toán…………………………………………………………………
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………….
6.1. Kết luận…………………………………………………………………….
6.2. Kiến nghị…………………………………………………………………...

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 3


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM

1.1.GIỚI THIỆU VỀ NƯỚC NGẦM
Nước là vai trò và nhu cầu rất cần thiết trong đời sống con người và sinh vật,nó tham
gia vào mọi hoạt động của quá trình tự nhiên và tác động đến mọi sự biến đổi của sinh
vật trên trái đất,không có nước sẽ không có sự sống.Xã hội ngày càng phát triển thì
nhu cầu về nước của con người cũng ngày càng tăng.
Do đó nguồn nước sử dụng trong sinh hoạt của con người lại được phân chia ra nhiều
loại khác nhau:nước cho nhu cầu ăn uống đòi hỏi phải có chất lượng cao,đảm bảo
không gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người;các nguồn nước dùng cho tắm
giặt,rửa có thể yêu cầu thấp hơn.Ngoài ra thì nước ta là một nước nông nghiệp nên nhu
cầu nước dùng cho sản xuất nông nghiệp là rất lớn;bên cạnh đó nước còn sử dụng cho
công nghiệp,giao thông vận tải và các hoạt động khác…Nước dùng để cấp cho nhu
cầu sinh hoạt và sản xuất có chất lượng rất khác nhau bao gồm nước mặt và nước
ngầm.Các nguồn nước này hầu như không đáp ứng được các yêu cầu chất lượng ;do
đó phải biết được thành phần tính chất của chúng để tiến hành xử lý nhằm đạt được
các yêu cầu về chất lượng,đáp ứng mục đích sử dụng nước.Trong mục đích cấp nước
cho sinh hoạt người ta thường sử dụng nguồn nước ngầm,do đó có rất nhiều công nghệ
xử lý nước ngầm đã được áp dụng để đáp ứng nhu cầu cuộc sống của con người.
Nước ngầm được con người khai thác và sử dụng từ hàng nghìn năm qua.Qua các thời
đại,ở khắp mọi miền trên thế giới,loài người đã sang tạo ra nhiều phương pháp khác
nhau để khai thác nước ngầm,dùng đến đủ mọi năng lượng (sức động vật,sức
người,sức gió,sức nước,năng lượng mặt trời…).Ngày nay , trên toàn thế giới khoảng
60% nước ăn uống,15% nước dùng trong gia đình và 20% nước tưới lấy từ các nguồn
nước ngầm.Tại hầu hết các vùng khô cằn trên thế giới,nước ngầm là nguồn cung cấp
nước chủ yếu .Ngoài ra nó còn cung cấp ít nhất 20% và nhiều khi hơn 30% tổng khối
lượng nước sử dụng ở các nước công nghiệp.Hiện nay trên thế giới hàng năm người ta
khai thác khoảng từ 600-700 tỷ m3 nước ngầm,nhiều hơn bất kỳ một nguồn tài nguyên
nào khác được khai thác từ lồng đất.Còn ở Việt Nam nguồn nước ngầm tương đối
phong phú,nhiều nơi có chất lượng nước tốt có thể khai thác lên sử dụng trực tiếp mà
không cần phải qua xử lý.

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 4


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
1.2.ĐẶC ĐIỂM, THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NGUỒN NƯỚC NGẦM
1.2.1. Đặc trưng của nước ngầm.
Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng và khá
tốt về chất lượng. Nước ngầm tồn tại trong các lỗ và các khe nứt của đất đá, được
tạo thành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn
nước mặt, nước mua… Nước ngầm là nước xuất hiện ở tầng sâu dưới dất, thường từ
30 – 40 m, 60 – 70 m có khi 120 – 150 m và cũng có khi tới 180 m.
Ðối với các hệ thống cấp nước tập trung thì nguồn nước ngầm luôn là loại nguồn
nước được ua tiên lựa chọn nếu có thể. Bởi vì các nguồn nước mặt thuờng bị ô
nhiễm và lưu lượng khai thác phụ thuộc vào sự biến động theo mùa. Trong khi đó,
nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hưởng bởi các tác động của con nguời. Chất lượng
nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước mặt nhiều. Trong nước ngầm hầu như
không có các hạt keo hay các hạt lo lửng, và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp.
Nước ngầm (nước dưới đất) được hình thành do nước mưa thấm qua các lớp đất đá
trong lòng đất và được giữ ở tầng chứa nước bên dưới bề mặt đất ở các độ sâu khác
nhau. Nước ngầm gồm có nước ngầm tầng nông và nước ngầm tầng sâu.
Các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những nguyên
nhân gây ô nhiễm nguồn nước. Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các
tạp chất hoà tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mưa, các quá
trình phong hoá và sinh hoá trong khu vực. Ở những vùng có điều kiện phong hoá
tốt, có nhiều chất bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi

các chất khoáng hoà tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa ngấm vào đất.

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 5


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
Ngoài ra, nước ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do tác động của con người. Các
chất thải của con người và động vật, các chất thải sinh hoạt, chất thải hoá học, và
việc sử dụng phân bón hoá học…Tất cả những loại chất thải đó theo thời gian nó sẽ
ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần và làm ô nhiễm nguồn nước ngầm. Ðã có không ít
nguồn nước ngầm do tác động của con người đã bị ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ
khó phân huỷ, các vi khuẩn gây bệnh, nhất là các hoá chất độc hại như các kim loại
nặng, dư lượng thuốc trừ sâu và không loại trừ cả các chất phóng xạ.
1.2.2. Thành phần, tính chất nước ngầm.
Thành phần chất luợng của nuớc ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc của nuớc ngầm,
cấu trúc dịa hình của khu vực và chiều sâu dịa tầng nơi khai thác nuớc. Ở các khu
vực duợc bảo vệ tốt, ít có nguồn thải gây nhiễm bẩn, nuớc ngầm nói chung duợc
dảm bảo về mặt vệ sinh và chất luợng khá ổn dịnh. Nguời ta chia làm 2 loại khác
nhau:
a.Nước ngầm hiếu khí .
Thông thuờng nuớc có oxy có chất luợng tốt, có truờng hợp không cần xử lý mà
có thể cấp trực tiếp cho nguời tiêu thụ. Trong nuớc có oxy sẽ không có các chất khử
nhu H2S,CH4,NH4+,…
b. Nước ngầm yếm khí.
Trong quá trình nước thấm qua các tầng đá , oxy bị tiêu thụ. Khi lượng oxy hòa tan

trong nước bị tiêu thụ hết, các chất hòa tan như Fe2+ , Mn2+ sẽ được tạo thành.Mặt khác
các quá trình khử NO 3- -> NH4+; SO42- -> H2S ; CO2 -> CH4 cũng xảy ra.
b1. Các ion trong nước ngầm.
• Ion Canxi Ca 2+.

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 6


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
Nước ngầm có thể chứa Ca2+ với nồng độ cao.Trong đất thường chứa nhiều CO2 do
quá trình trao đổi chất của rễ cây và quá trình thủy phân các tạp chất hữu cơ dưới tác
động của vi sinh vật.Khí CO2 hòa tan trong nước mưa theo phản ứng sau:
CO2 + H2O -> H2CO3
Axít yếu sẽ thấm sâu xuống đất và hòa tan canxicacbonat tạo ra ion Ca2+.
2H2CO3 + 2CaCO3 -> Ca(HCO3)2 + Ca2+ + 2HCO3-.
• Ion magie Mg 2+.
Nguồn gốc của các ion Mg 2+ trong nước ngầm chủ yếu từ các muối magie silicat và
CaMg(CO3)2, chúng hòa tan chậm trong nước chứa khí CO2 .Sự có mặt Ca2+ và Mg2+
tạo nên độ cứng của nước.
• Ion Na+ .
Sự hình thành của Na+ trong nước chủ yếu theo phương trình phản ứng sau:
2NaAlSi3O3 + 10H2O -> Al2Si2(OH)4 + 2Na+ + 4H4SiO3
Na+ cũng có thể có nguồn gốc từ NaCl, Na2SO4 là những muối có độ hòa tan lớn trong
nước biển.
• Ion NH4+.

Các ion NH4+ có trong nước ngầm có nguồn gốc từ các chất thải rắn và nước sinh
hoạt, nước thải công nghiệp,chất thải chăn nuôi,phân bón hóa học và quá trình vận
động của nitơ.
• Ion bicacbonat HCO3-.
Được tạo ra trong nước nhờ quá trình tan đá vôi khi có mặt khí CO 2
CaCO3 + CO2 + H2O ->Ca2+ + 2HCO3• Ion sunfat SO42-.
GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 7


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
Có nguồn gốc từ muối CaSO4.7H2O hoặc do quá trình oxy hóa FeS2 trong điều kiện
ẩm với sự có mặt của O2.
2FeS2 + 2H2O +7O2 -> 2Fe2+ + 4SO42- + 4H+
• Ion clorua Cl-.
Có nguồn gốc từ quá trình phân ly muối NaCl hoặc nước thải sinh hoạt.
• Ion sắt.
Sắt trong nước ngầm thường tồn tại dưới dạng ion Fe2+ ,kết hợp với gốc
bicacbonat,sunfat,clorua,đôi khi tồn tại dưới keo của axit humic hoặc keo silic.Các ion
Fe2+ từ các lớp đất đá được hòa tan trong nước ttrong điều kiện yếm khí sau:
4Fe(OH)3 + 8H+ ->4Fe2+ + O2 + 10H2O
Sau khi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hóa,ion Fe2+ bị oxy hóa thành ion Fe3+
và kết tủa thành các bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ.Vì vậy,khi vừa bơm ra khỏi
giếng, nước thường trong và không màu, nhưng sau một thời gian để lắng trong chậu
và cho tiếp xúc với không khí, nước trở nên đục dần và đáy chậu xuất hiện cặn màu đỏ
hung.

Trong các nguồn nước mặt sắt thường tồn tại thành phần của các hợp chất hưu cơ.
Nước ngầm trong các giếng sâu có thể chứa sắt ở dạng hóa trị II của các hợp chất
sunfat và clorua. Nếu trong nước tồn tại đồng thời đihyđrosunfua (H2S) và sắt thì sẽ
tạo ra cặn hòa tan sunfua sắt FeS. Khi làm thoáng khử khí CO2, hyđrocacbonat sắt hóa
trị II sẽ dễ dàng bị thủy phân và bị oxy hóa để tạo thành hyđroxyt sắt hóa trị III.
4Fe2+ + 8HCO3- + O2 + 2H2O –> 4Fe(OH)3 + 8CO2
Với hàm lượng sắt cao hơn 0.5mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi
giặt, làm hỏng sản phẩm của các ngành dệt may, giấy, phim ảnh, đồ hộp. trên giàn làm
nguội trong các bể chứa, sắt hóa trị II bị oxy hóa thành sắt hóa trị III,tạo thành bông
cặn, các cặn sắt kết tủa có thể làm tắc hoặc giảm khả năng vận chuyển của các ống dẫn
nước. Đặc biệt là có thể gây nổ nếu nước đó dùng làm nước cắp cho nồi hơi.Một số
ngành công nghiệp có yêu cầu nghiêm ngặt đối với hàm lượng sắt như dệt,giấy,sản
xuất phim ảnh…
Nước có chứa ion sắt,khi trị số pH<7.5 là diều kiện thuận lợi để vi khuẩn sắt phát triển
trong các đường ống dẫn,tạo ra cặn lắng gồ ghề bám vào thành ống làm giảm khả năng
vận chuyển và tăng sức cản thủy lực của ống.

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 8


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
• Ion mangan .
Mangan thường tồn tại song song với sắt ở dạng ion hóa trị II trong nước ngầm
và dạng keo hữu cơ trong nước mặt. Do vậy việc khử mangan thường được tiến
hành đồng thời với khử sắt. Các ion mangan cũng được hòa tan trong nước từ các

tầng đất đá ở điều kiện yếm khí như sau:
6MnO2 + 12H+ -> 6Mn2+ +3O2 +6H2O
Mangan II hòa tan khi bị oxy hóa sẽ chuyển dần thành mangan IV ở dạng
hydroxyt kết tủa, quá trình oxy hóa diễn ra như sau:
2Mn(HCO3)2 + O2 + 6H2O -> 2Mn(OH)4 + 4HCO3Khi nước ngầm tiếp xúc với không khí trong nước xuất hiện cặn hydroxyt sắt sớm hơn
vì sắt dễ bị oxy hóa hơn mangan và phản ứng oxy hóa sắt bằng oxy hòa tan
trong nước xảy ra ở trị số pH thấp hơn so với mangan. Cặn mangan hóa trị cao là
chất xúc tác rất tốt trong quá trình oxy hóa khử mangan cũng như khử sắt. Cặn
hydroxyt mangan hóa trị IV Mn(OH)4 có màu hung đen.
Trong thực tế cặn và chất lắng đọng trong đường ống, trên các công trình là do
hợp chất sắt và mangan tạo nên. Vì vậy, tùy thuộc vào tỷ số của chúng, cặn có thể
có mà từ hung đỏ đến màu nâu đen.
Với hàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5 mg/l. Tuy nhiên, với hàm lượng
mangan trong nước lớn hơn 0,1 mg/l sẽ gây nhiều nguy hại trong việc sử dụng
giống như trường hợp nuớc chứa sắt với hàm lượng cao.
b2. Các chất khí hòa tan trong nuớc ngầm .
• O2 hòa tan.

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 9


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
Tồn tại rất ít trong nước ngầm. Tùy thuộc vào nồng độ của khí oxy trong nước ngầm,
có thể chia nước ngầm thành 2 nhóm chính sau:
+ Nước ngầm yếm khí: trong quá trình lọc qua các tầng đất đá, oxy trong nước bị tiêu

thụ, khi lượng oxy bị tiêu thụ hết, các chất hòa tan như Fe2+, Mn2+ sẽ tạo thành
nhanh hơn.
+ Nước dư luợng oxy hòa tan: trong nước có oxy sẽ không có các chất khử như NH4+,
H2S, CH4. Ðó chính là nước ngầm mạch nông. Thường khi nước có dư lượng oxy sẽ
có chất luợng tốt. Tuy nhiên, nuớc ngầm mạch nông phụ thuộc nhiều vào nguồn nước
mặt, nếu nước mặt bị ô nhiễm thì nó cũng sẽ bị ảnh hưởng.
• H2S.
Hydrosunfua được tạo thành trong điều kiện yếm khí từ các hợp chất humic với
sự tham gia của vi khuẩn.
2SO42- + 14H+ + 8e- -> 2H2S + 2H2O + 6OH+ Metan CH4 và khí CO2.
Ðược tạo thành trong điều kiện yếm khí từ các hợp chất humic với sự tham gia
của vi khuẩn:
4C10H18O10 + 2H2O -> 21CO2 + 19CH4
Nồng độ các tạp chất chứa trong nước ngầm phụ thuộc và các vị trí địa lý của
nguồn nước, thành phần các tầng đất đá trong khu vực, độ hòa tan của các hợp chất
trong nước, sự có mặt của các chất dễ bị phân hủy bằng sinh hóa trong chất đó.
Nước ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do các tác động của con người như phân
bón,chất thải hóa học, nước thải sinh hoạt và công nghiệp, hóa chất bảo vệ thực vật.
Do vậy các khu vực khai thác nước ngầm cấp cho sinh hoạt và công nghiệp cần phải
được bảo vệ cẩn thận, tránh bị nhiễm bẩn nguồn nước. Ðể bảo vệ nguồn nước ngầm
cần khoanh vùng khu vực bảo vệ và quản lý, bố trí các nguồn thải ở khu vực xung
quanh.

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 10


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
Tóm lại, trong nước ngầm có chứa các cation chủ yếu là Na +, Ca2+,Mn2+, NH4+ và các
anion HCO3-, SO42-, Cl-.
Trong đó các ion Ca2+ , Mg2+ chỉ tồn tại trong nước ngầm khi nước này chảy qua tầng
đá vôi. Các ion Na+,Cl- ,SO42- có trong nước ngầm trong các khu vực gần bờ biển,
nước bị nhiễm mặn. Ngoài ra,trong nước ngầm có thể có nhiều nitrat do phân bón hóa
học của người dân sử dụngquá liều lượng cho phép. Thông thường thì nước ngầm chỉ
có các ion Fe2+,Mn2+,khí CO2, còn các ion khác đều nằm trong giới hạn cho phép của
TCVN đối với nước cấp cho sinh hoạt.
b3. Một số phương pháp xử lý nước ngầm nhiễm sắt.
Tùy thuộc vào hàm lượng Fe2+ có trong nước ngầm mà người ta lựa chọn các
phương pháp khử sắt khác nhau:
• Làm giàu oxy cho nước, tạo điều kiện để oxy hóa Fe2+ thành Fe3+.
Làm thoáng đơn giản trên bề mặt lọc: dàn phun nước cao 0.7m, lỗ phun đường
kính 5-7 mm; lưu lượng 10m3/m2h. Lượng oxy hòa tan sau làm thoáng =40 % lượng
oxy hòa tan bão hòa ( ở 250C lượng oxy bão hòa =8.4 mg/l). Làm thoáng bằng dàn
mưa tự nhiên: dàn một bậc hay nhiều bậc với sàn rải xỉ hoặc tre gỗ. Lượng oxy hòa tan
sau làm thoáng=55% lượng oxy hòa tan bão hòa. Hàm lượng CO2 giảm 50%.
Làm thoáng cưỡng bức: tháp làm thoáng cưỡng bức lưu lượng 30 – 40 m3/h,lượng
không khí tiếp xúc 4- 6m3/m3 H2O.Lượng oxy hòa tan sau làm thoáng =70% lượng oxy
hòa tan bão hòa. Hàm lượng CO2 giảm 75%.
Trong nước ngầm, ngoài Fe 2+còn có HS- , S2-(H2S) có tác dụng khử dối với sắt
nên ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa sắt.
2H2S + O2 → 2S + 2H2O
Nếu trong nước có oxy hòa tan thì phản ứng oxy hóa S2- xảy ra trước sau đó mới tiếp
tục oxy hóa Fe2+ thành Fe3+. Vì vậy, ta tính toán lượng oxy cung cấp để dủ oxy hóa
Fe2+ thành Fe3+ để đạt tiêu chuẩn cấp nước.
• Khử sắt bằng phương pháp dùng hóa chất.

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 11


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
+ Khử sắt bằng các chất oxi hóa mạnh.
Các chất oxi hóa mạnh thường sử dụng dể khử sắt là: Cl2, KMnO4,O3…Khi cho
các chất oxi hóa mạnh vào nước, phản ứng diễn ra như sau:
3Fe2+ + Cl2 + 6H2O -> 2Fe(OH)3 + 2Cl- + 6H+
2Fe 2+ + KMnO4 + 7H2O -> 3Fe(OH)3 + MnO 2 + K+ + 5H+
Trong phản ứng, để oxy hóa 1 mg Fe 2+, cần 0,64 mg Cl2 hoặc 0,94 mg KMnO4 và
đồng thời độ kiềm của nước giảm di 0,018 mgđl/l.
So sánh với phương pháp khử sắt bằng làm thoáng ta thấy, dùng chất oxy hóa
mạnh phản ứng nhanh hơn, pH môi trường thấp hon (pH < 6). Nếu trong nước tồn
tại các hợp chất như: H2S, NH3 thì chúng sẽ gây ảnh hưởng đến quá trình khử sắt.
+ Khử sắt bằng vôi
Phương pháp khử sắt bằng vôi thường không đứng độc lập, mà kết hợp với các quá
trình làm ổn định nước hoặc làm mềm nước. Khi cho vôi vào nước, quá trình khử sắt
xảy ra theo 2 trường hợp:
Trường hợp nước có oxy hòa tan: vôi được coi là chất xúc tác , phản ứng khử sắt
diễn ra như sau:
4Fe(HCO3)2 + O2+ 2H2O +4Ca(OH)2 → 4Fe(OH)3↓ + 4 Ca(HCO3)2

Sắt (III) hydroxit được tạo thành, dễ dàng lắng lại trong bể lắng và giữ lại hoàn
toàn trong bể lọc.
Trong trường hợp không có oxy hòa tan: khi cho vôi vào nước phản ứng diễn ra

như sau:

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 12


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2 → FeCO3 + CaCO3 +H2O.
Hệ thống xử lý nước cấp từ nước ngầm có công suất 12000m3/ngày.đêm cấp cho khu
dân cư A tại Đồng Nai có thành phần tính chất nước ngầm được quan trắc như sau:

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM.
2.1. CÁC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC NGẦM

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 13


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
Công trình thu nước có nhiệm vụ thu nước từ nguồn nước.
Công trình thu nước ngầm thường là giếng khoan, thu nước từ nguồn nước ngầm mạch

sâu có áp. Chọn vị trí công trình thu nước dựa trên cơ sở đảm bảo lưu lượng, chất
lượng, độ ổn định, tuổi thọ công trình và thuận tiện cho việc bảo vệ vệ sinh nguồn
nước.
2.2. CÁC CÔNG TRÌNH VẬN CHUYỂN NƯỚC NGẦM.
Trạm bơm cấp I có nhiệm vụ đưa nước thô từ công trình thu lên trạm xử lý nước.
Trạm bơm cấp I thường đặt riêng biệt bên ngoài trạm xử lý nước.
Khi sử dụng nước ngầm, trạm bơm cấp I thường là các máy bơm chìm có áp lực cao,
bơm nước từ giếng khoan đến trạm xử lý.
Trạm bơm cấp II có nhiệm vụ đưa nước sạch đã qua xử lý phân phối đến các hộ trong
khư dân cư.
2.3. XỬ LÝ NƯỚC CẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC.
2.3.1.Hồ chứa và lắng sơ bộ.
Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) là: tạo điều kiện thuận lợi
cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tác
động của các điều kiện môi trường, thực hiện các phản ứng oxy hóa do tác dụng của
oxy hòa tan trong nước, và làm nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn
nước vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước thô bơm cấp cho nhà máy xử lý
nước.
2.3.2. Song chắn rác và lưới chắn rác.
Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụ loại trừ
vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu quả
làm sạch của các công trình xử lý. Vật nổi và vật lơ lửng trong nước có thể có kích
thước nhỏ như que tăm nổi, hoặc nhành cây non khi đi qua máy bơm vào các công
trình xử lý có thể bị tán nhỏ hoặc thối rữa làm tăng hàm lượng cặn và độ màu của
nước. Song chắn rác có cấu tạo gồm các thanh thép tiết diện tròn cỡ 8 hoặc 10, hoặc

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 14

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
tiết diện hình chữ nhật kích thước 6 x 50 mm đặt song song với nhau và hàn vào
khung thép. Khoảng cách giữa các thanh thép từ 40 ÷ 50 mm. Vận tốc nước chảy qua
song chắn khoảng 0,4 ÷ 0,8 m/s. Song chắn rác được nâng thả nhờ ròng rọc hoặc tời
quay tay bố trí trong ngăn quản lý. Hình dạng song chắc rác có thể là hình chữ nhật,
hình vuông hoặc hình tròn. Lưới chắn rác phẳng có cấu tạo gồm một tấm lưới căng
trên khung thép. Tấm lưới đan bằng các dây thép đường kính 1 ÷ 1,5 mm, mắt lưới 2 x
2 ÷ 5 x 5 mm. Trong một số trường hợp, mặt ngoài của tấm lưới đặt thêm một tấm lưới
nữa có kích thước mặt lưới 25 x 25 mm đan bằng dây thép đường kính 2 – 3 mm để
tăng cường khả năng chịu lực của lưới. Vận tốc nước chảy qua băng lưới lấy từ 0,15 ÷
0,8 m/s. Lưới chắn quay được sử dụng cho các công trình thu cỡ lớn, nguồn nước có
nhiều. Cấu tạo gồm một băng lưới chuyển động liên tục qua hai trụ tròn do một động
cơ kéo. Tấm lưới gồm nhiều tấm nhỏ nối với nhau bằng bản lề. Lưới được đan bằng
dây đồng hoặc dây thép không gỉ đường kính từ 0,2 ÷ 0,4. Mắt lưới kích thước từ 0,3 x
0,3 mm đến 0,2 x 0,2 mm. Chiều rộng băng lưới từ 2 ÷ 2,5 m. Vận tốc nước chảy qua
băng lưới từ 3,5 ÷ 10 cm/s, công suất động cơ kéo từ 2 ÷ 5 kW.
2.3.3.Bể lắng cát
Ở các nguồn nước mặt có độ đục lớn hơn hoặc bằng 250 mg/l sau lưới chắn, các hạt
cặn lơ lửng vô cơ, có kích thước nhỏ, tỷ trọng lớn hơn nước, cứng, có khả năng lắng
nhanh được giữ lại ở bể lắng cát. Nhiệm vụ của bể lắng cát là tạo điều kiện tốt để lắng
các hạt cát có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng
2,5; để loại trừ hiện tượng bào mòn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn
nặng tụ lại trong bể tạo bông và bể lắng.
2.3.4 Bể lắng.
Quá trình lắng: Lắng là quá trình tách hạt rắn lơ lửng ra khỏi nước dưới tác dụng của
trọng lực, nhằm làm sạch sơ bộ nguồn nước trước khi thực hiện quá trình lọc. Quá

trình lắng phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng của các hạt, đồng
thời phụ thuộc vào trạng thái của nước Các hạt rắn không hòa tan này có tỷ trọng lớn
hơn tỷ trọng của nước.
Bể lắng thường được chia ra thành các loại khác nhau dựa theo chuyển động của dòng
nước: Bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm và các loại bể lắng khác như bể
lắng lớp mỏng, bể lắng cá cặn lơ lửng…

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 15


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
a. Bể lắng ngang.

Nhiệm vụ của bể lắng là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát kích thước lớn hơn hoặc
bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,6 để loại trừ hiện tượng bào mòn các cơ
cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể lắng.
Trong bể lắng ngang, quỹ đạo chuyển động của các hạt cặn tự do là tổng hợp của lực
rơi tự do và lực đẩy của nước theo phương nằm ngang và có dạng đường thẳng.
Trường hợp lắng có dùng chất keo tụ, do trọng lực của hạt tăng dần trong quá trình
lắng nên quỹ đạo chuyển động của chúng có dạng đường cong và tốc độ lắng của
chúng cũng tăng dần. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước lớn
hơn 3000 m3/ngày đêm.
Bể lắng ngang là bể lắng hình chữ nhật làm bằng gạch hoặc bê tong cốt thép.
Cấu tạo bể lắng ngang bao gồm bốn bộ phận chính: Bộ phận phân phối nước vào bể,
vùng lắng cặn, hệ thống thu nước đã lắng, hệ thống thu xả cặn.

Hình 2.1: Bể lắng ngang

Hình 2.2: Cấu tạo bể lắng ngang

b. Bể lắng đứng.

Bể lắng đứng nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên, còn các hạt
cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên xuống. Bể lắng

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 16


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
đứng thường có mặt bằng hình vuông hoặc hình tròn. Ứng dụng cho trạm có công suất
nhỏ (Q ≤ 5000 m3/ngđ).
Nước được chảy qua ống trung tâm ở giữa bể rồi đi xuống phía dưới qua bộ phận hãm
làm triệt tiêu chuyển động xoáy rồi đi vào vùng lắng, chuyển động theo chiều đứng từ
dưới lên trên. Các hạt cặn có tốc độ lắng lớn hơn tốc độ chuyển động của nước tự lắng
xuống, các hạt còn lại bị dòng nước cuốn lên trên, kết dính với nhau ( trường hợp có
sử dụng chất keo tụ) trở thành hạt có kích thước lớn dần, đến khi trọng lực đủ lớn,
thắng lực đẩy của nước thì chúng sẽ tự lắng xuống.
Bể lắng đứng được chia thành hai vùng: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở
trên và vùng chứa, nén cặn có dạng hình côn ở phía dưới, cặn được đưa ra ngoài theo
chu kỳ bằng ống qua van xả cặn.

Nước trong được thu ở phía dưới của bể lắng thông qua hệ thống máng vòng xung
quanh bể hoạc các ống máng có đục lỗ hình nan quạt, nước chảy trong ống hoặc trong
máng với vận tốc 0.6 – 0.7m/s. Hiệu suất thấp hơn bể lắng ngang từ 10 – 20%.

Hình 2.3: Bể lắng đứng

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 17


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.

Hình 2.4: Cấu tạo bể lắng đứng
c. Bể lắng ly tâm

Bể lắng li tâm có dạng hình tròn, đường kính từ 5m trở lên. Thường dùng để sơ lắng
nguồn nước có hàm lượng cặn cao, C o > 2000 mg/l. Áp dụng cho trạm có công suất
lớn Q ≥ 30.000 m3/ngđ và có hoặc không dùng chất keo tụ.
Nước được chuyển động theo nguyên tắc từ phía tâm bể ra phía ngoài và từ dưới lên
trên. Bể có hệ thống gạt bùn đáy nên không yêu cầu có độ dốc lớn nên chiều cao của
bể chỉ cần khoảng 1.5 – 3.5m, thích hợp với khu vực có mực nước ngầm cao, bể có thể
hoạt động liên tục vì việc xả cặn có thể tiến hành song song với quá trình hoạt động
của bể. Tốc độ của dòng nước giảm dần từ phía trong ra ngoài, ở vùng trong do tốc độ
lớn nên các hạt cặn khó lắng hơn, đôi khi xuất hiện chuyển động khối. Mặt khác, phần
nước trong chỉ được thu bằng hệ thống máng vòng xung quanh bể nên thu nước khó
đều. Ngoài ra hệ thống gạt bùn cấu tạo phức tạp và làm việc trong điểu kiện ẩm ướt

nên chóng bị hư hỏng.

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 18


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.

Hình 2.5: Bể lắng ly tâm

Hình 2.6: Cấu tạo bể lắng ly tâm
d. Bể lắng lớp mỏng.

Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang thông thường, nhưng khác với
bể lắng ngang là trong vùng lắng của bể lắng lớp mỏng được đặt thêm các bản vách
ngăn bằng thép không gỉ hoặc bằng nhựa. Các bản vách ngăn này nghiêng một góc
450 ÷ 600 so với mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau. Do có cấu tạo thêm

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 19


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho

khu dân cư A tại Đồng Nai.
các bản vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu suất cao hơn so với bể lắng
ngang. Diện tích bể lắng lớp mỏng giảm 5,26 lần so với bể lắng ngang thuần túy.
e. Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng.

Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng có ưu điểm là không cần xây dựng bể phản ứng, bởi
vì quá trình phản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong điều kiện keo tụ tiếp xúc, ngay
trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng. Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn ít
diện tích xây dựng hơn. Tuy nhiên, bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, kỹ thuật vận
hành cao. Vận tốc nước đi từ dưới lên ở vùng lắng nhỏ hơn hoặc bằng 0,85 mm/s và
thời gian lưu nước khoảng 1,5 – 2 giờ.
2.3.5.Bể lọc.
Bể lọc được dung để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước tùy thuộc vào
yêu cầu đối với chất lượng nước của các đối tượng dùng nước. Quá trình lọc nước là
cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định đủ để giữ lại trên bề mặt
hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước. Hàm
lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép ( ≤
3mg/l).
Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại, làm tốc độ lọc giảm dần. Để
khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió,
nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc. Bể lọc luôn luôn phải hoàn
nguyên. Chính vì vậy quá trình lọc nước được đặc trưng bởi thông số cơ bản: Tốc độ
lọc và chu kỳ lọc. Tốc độ lọc là lượng nước được lọc qua một đơn vị diện tích bề mặt
của bể lọc trong một đơn vị thời gian (m/h). Chu kỳ lọc là khoảng thời gian giữa hai
lần rửa lọc T (h).
Vật liệu lọc:
Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của các bể lọc, nó đem lại hiệu quả làm việc và tính
kinh tế của quá trình lọc. Vật liệu lọc hiện nay được dùng phổ biến nhất là cát thạch
anh tự nhiên. Ngoài ra còn có tể sử dụng một số vật liệu lọc khác như: Cát thạch anh
nghiền, đá hoa nghiền, than antraxit ( than giấy), polime,… Vật liệu lọc phải đảm bảo

các yêu cầu sau: Giá thành rẻ, dễ tìm, dễ vận chuyển; độ đồng nhất cao về thành phần;

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 20


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
độ đồng nhất về kich thước hạt càng co càng tốt; có độ bền cơ học cao; có độ bền hóa
học cao.

Hình 2.7: Thạch anh
Phân loại:

Hình 2.8. Cát tự nhiên

Hình 2.9: Than antraxit

Theo tốc độ lọc: Bể lọc nhanh, bể lọc chậm, bể lọc cao tốc.
Theo chế độ dòng chảy: Bể lọc trọng lực, bể lọc áp lực.
Theo chiều của dòng nước: Bể lọc xuôi, bể lọc ngược, bể lọc hai chiều.
Theo số lượng lớp vật liệu lọc: Bể lọc một lớp, bể lọc hai lớp…
Theo cỡ hạt lớp vật liệu lọc: Bể lọc hạt nhỏ ( d < 0.4mm), hạt vừa ( d = 0.4 – 0.8mm),
hạt thô ( d > 0.8mm).
Sau đây sẽ trình bày một số loại bể lọc:
+Bể lọc nhanh:
Theo nguyên tắc cấu tạo và hoạt động, bể lọc nhanh bao gồm bể lọc một chiều và bể

lọc hai chiều.
Nước từ bể lắng đưa vào lọc có thể đi qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống ( lọc xuôi), từ
dưới lên ( lọc ngược), hoặc cả hai chiều ( lọc hai chiều), qua hệ thống thu nước trong
sau đó được chuyển sang bể chứa nước sạch.
Sử dụng dòng chảy từ trên xuống (lọc xuôi) có ưu điểm là tạo được động lực cho quá
trình lọc nhờ áp lực của nước nhưng nhược điểm là sau khi rửa lọc hiệu quả lọc bị
giảm do khi rửa lọc có thể làm cho các hạt lọc bé bị đẩy lên trên và các hạt to bị giữ lại
ở đáy, do vậy khi lọc sẽ nhanh tắc bể lọc hơn.
Sử dụng dòng chảy ngược chiều từ dưới lên trên sẽ khắc phục được hiện tượng trên,
khả năng giữ lại chất bẩn cũng tăng lên vì tốc độ của hạt cặn chịu ảnh hưởng của hai
GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 21


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
lực ngược chiều nhau: lực đẩy của dòng nước và trọng lực của hạt cặn. Nhưng khuyết
điểm là khó vệ sinh và phải thay mới vật liệu lọc.
Hiệu quả làm việc của bể lọc phụ thuộc vào kết quả của quá trình rửa lọc. Nếu rửa
không sạch, bể lọc làm việc không đạt hiệu quả mong muốn, chu kỳ làm việc của bể bị
rút ngắn. Để rửa bể lọc nhanh có thể dùng hai phương pháp: rửa bằng nước thuần túy
hoặc rửa bằng nước và gió kết hợp.
Rửa lọc gồm 4 bước:
Bước 1: Xác định thời điểm rửa lọc bằng cách đo chênh lệch áp suất trước và sau bể
lọc.
Bước 2: Cho khí, nước hoặc dòng khí và nước qua hệ thống phân phối nước rửa lọc
ngược chiều với chiều lọc. Quá trình rửa lọc thực hiện đến khi nước trong rồi dừng lại

Cường độ rửa từ 2 – 20 l/s.m2.
Bước 3: Cho nước vào bể đến mực nước thiết kế, cho bể làm việc.
Bước 4: Xả bỏ lược nước ban đầu trong khoảng 10 phút vì chất lượng nước lọc ngay
sau rửa lọc không đảm bảo.

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 22


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.

Hình 2.10: Hình ảnh minh họa bể lọc nhanh
+Bể lọc chậm:
Lọc chậm thường được áp dụng cho xử lý nước uống, đôi khi còn được sử dụng cho
các mục đích cấp nước khác.
Do đặc điểm của bể là tốc độ lọc chậm nên hiệu quả làm sạch nước cao, loại trừ được
đến 90 – 95% cặn bẩn và vi trùng trong nước. Nhược điểm của phương pháp này là
tốn diện tích xây dựng do diện tích lọc lớn, khó khăn trong việc cơ giới hóa và tự động
hóa quá trình rửa lọc. Vì vậy, lọc chậm thường không được áp dụng đối với nhà máy
có công suất lớn.
Bể lọc chậm đạt được hiệu quả cao trong việc loại bỏ cặn bẩn lơ lửng vì vật liệu lọc là
các hạt cát mịn nhưng chỉ áp dụng đối với nguồn nước có độ đục dưới 50mg/l, trường
hợp nước có độ đục cao hơn cần có xử lý sơ bộ trước khi đưa vào bể lọc chậm ( lắng
keo tụ, lọc nhanh…), nếu nguồn nước bị nhiễm bẩn rong tảo cần có biện pháp ngăn
ngừa.
Nguyên lý làm việc của bể lọc chậm: Trước khi cho bể hoạt động cần đưa nước dâng

dần từ dưới lên để đuổi hết không khí ra khỏi lớp cát lọc. Khi nước dâng cao hơn mặt

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 23


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
cát lọc 20 – 30cm thì ngừng cấp nước và cho nước nguồn vào bể đến độ cao thiết kế.
Điều chỉnh tốc độ lọc cho bể làm việc theo đúng tốc độ tính toán. Trong quá trình lọc,
cặn bẩn trong nước thô sẽ được tích lũy ở lớp màng mỏng trên cùng của lớp vật liệu
lọc, tạo thành lớp màng làm giảm khe rỗng giữa các hạt vật liệu lọc làm tổn thất áp lực
tăng lên, đến khi đạt giới hạn nhất định cần ngừng vận hành và tiến hành rửa lọc. Mức
độ tổn thất áp lực càng tăng khi hàm lượng cặn trong nước càng lớn, vận tốc lọc càng
cao và kích thước hạt vật liệu càng nhỏ. Tổn thất áp lực của bể lọc thường được tính
bằng thực nghiệm.
Bể lọc chậm có thể rửa bằng thủ công hoặc bán cơ giới.

Hình 2.11: Bể lọc chậm
2.4. Khử sắt trong nước ngầm
2.4.1.Trạng thái tồn tại tự nhiên của sắt trong nguồn nước ngầm
Trong nước ngầm sắt thường tồn tại ở dạng ion, sắt có hoá trị 2 (Fe 2+) là thành phần
của các muối hoà tan như: Fe(HCO3)2; FeSO4…hàm lượng sắt có trong các nguồn
nước ngầm thường cao và phân bố không đồng đều trong các lớp trầm tích dưới đất
sâu. Nước có hàm lượng sắt cao, làm cho nước co mùi tanh và có màu vàng, gây ảnh
hưởng không tốt đến chất lượng nước ăn uống sinh hoạt và sản xuất. Do đó, khi mà

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 24


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 12000 m3/ngày.đêm cấp cho
khu dân cư A tại Đồng Nai.
nước có hàm lượng sắt cao hơn giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn thì chúng ta phải
tiến hành khử sắt.
Các hợp chất vô cơ của ion sắt hoá trị II.
FeS, Fe(OH)2, FeCO3, Fe(HCO3)2, FeSO4, v.v…
Các hợp chất vô cơ của ion sắt hoá trị III:
Fe(OH)3, FeCl3 …trong đó Fe(OH)3 là chất keo tụ, dễ dàng lắng đọng trong các bể
lắng và bể lọc. Vì thế các hợp chất vô cơ của sắt hoà tan trong nước hoàn toàn có thể
xử lý bằng phương pháp lý học: làm thoáng lấy oxy của không khí để oxy hoá sắt hoá
trị II thành sắt hoá trị III và cho quá trình thuỷ phân, keo tụ Fe(OH)3 xảy ra hoàn toàn
trong các bể lắng, bể lọc tiếp xúc và các bể lọc Các phức chất vô cơ của ion sắt với
silicat, photphat FeSiO(OH)3+3) Các phức chất hữu cơ của ion sắt với axit humic,
funvic,…Các ion sắt hoà tan Fe(OH)2, Fe(OH)3 tồn tại tuỳ thuộc vào giá trị thế oxy
hoá khử và pH của môi trường. Các loại phức chất và hỗn hợp các ion hoà tan của sắt
không thể khử bằng phương pháp lý học thong thường, mà phải kết hợp với phương
pháp hoá học. Muốn khử sắt ở dạng này phải cho thêm vào nước các chất oxy hoá
như: Cl-,KMnO4, Ozone, đã phá vỡ liên kết và oxy hoá ion sắt thành ion hoá trị III
hoặc cho vào nước các chất keo tụ FeCl 3 , Al(SO4)3 và kiềm hoá để có giá trị pH thích
hợp cho quá tr ình đồng keo tụ các loại keo sắt và phèn xảy ra triệt để trong các bể
lắng, bể lọc tiếp xúc và bể lọc trong.
2.4.2.Các phương pháp khử sắt trong xử lý nước ngầm
a.Phương pháp ô xy hóa sắt

Nguyên lý của phương pháp này là oxy hoá (II) thành sắt (III) và tách chúng ra khỏi
nước dưới dạng hyđroxyt sắt (III). Trong nước ngầm, sắt (II) bicacbonat là một muối
không bền, nó dễ dàng thuỷ phân thành sắt (II)hyđroxyt theo phản ứng:
Fe(HCO)3)2 + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H2CO3
Nếu trong nước có oxy hoà tan, sắt (II) hyđroxyt sẽ bị oxy hoá thành sắt (III) hyđroxyt
theo phản ứng:

GVHD: Biện Văn Tranh
SVTH: Phạm Thới Đông

Trang 25