nước cấp nước cấp nước cấp nước cấp nước cấp nước cấp

MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
DANH SÁCH SƠ ĐỒ

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
BOD

Nhu cầu oxy hóa sinh học

COD

Nhu cầu oxy hóa hóa học

TDS

Tổng chất rắn hòa tan

TSS

Tổng chất rắn lơ lửng

PAC

Poly Aluminium Chloride

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM

DANH SÁCH BẢNG SỐ LIỆU
Bảng 1. Tóm tắt QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước ăn uống ..........................................................................................................11
Bảng 2. Kết quả quan trắc chất lượng nước trạm quan trắc cầu Bình Triệu……...13
Bảng 3. TCXDVN 233:1999………………………………………………..…….14
Bảng 4. Tốc độ lắng của các hạt cát trong dòng chảy…………………….………21
Bảng 5. Liều lượng phèn để xử lý độ đục …………………………………..……23
Bảng 6. Các giá trị G cho trộn nhanh……………………………………….…….28
Bảng 7. Đặc trưng của lớp vật liệu lọc………………………………………...….39

2


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM

DANH SÁCH SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1. Quy trình công nghệ nhà máy nước Thủ Đức……………………………....15
Sơ đồ 2. Quy Trình công nghệ nhà máy nước Tân Hiệp……………………………..16
Sơ đồ 3. Quy trình công nghệ được đề xuất………………………………………….17

3

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
I. TÌNH HÌNH Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC CẤP HIỆN
NAY Ở VIỆT NAM
Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng
trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng
tình trạng ô nhiễm nước là vấn đề rất đáng lo ngại.
•
Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây
áp lực ngày càng nặng nề dối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ. Môi
trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô
nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. ở các thành phố lớn, hàng trăm
cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có
công trình và thiết bị xử lý chất thải. Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp
là rất nặng. Ví dụ: ở ngành công nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy và
bột giấy, nước thải thường có độ pH trung bình từ 9-11; chỉ số BOD, COD
có thể lên đến 700mg/1 và 2.500mg/1; hàm lượng chất rắn lơ lửng... cao gấp
nhiều lần giới hạn cho phép.
•
Tình trạng ô nhiễm nước ở các đô thị thấy rõ nhất là ở thành phố Hà Nội và
thành phố Hồ Chí Minh. Nước thải sinh hoạt đổ thẳng ra các con sông như là
sông Tô Lịch ( thành phố Hà Nội ), sông Thị Vải ( thành phố Hồ Chí Minh )
Mặt khác, còn rất nhiều cơ sở sản xuất không xử lý nước thải, phần lớn các
bệnh viện và cơ sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải; một lượng rác
thải rắn lớn trong thành phố không thu gom hết được… là những nguồn quan
trọng gây ra ô nhiễm nước. Hiện nay, mức độ ô nhiễm trong các kênh, sông,
hồ ở các thành phố lớn là rất nặng. Ở thành phố Hà Nội, tổng lượng nước
thải của thành phố lên tới 300.000 - 400.000 m3/ngày; hiện mới chỉ có 5/31
bệnh viện có hệ thống xử lý nước thải, chiếm 25% lượng nước thải bệnh

viện; 36/400 cơ sở sản xuất có xử lý nước thải; lượng rác thải sinh hoại chưa
được thu gom khoảng 1.200m3/ngày đang xả vào các khu đất ven các hồ,
kênh, mương trong nội thành; chỉ số BOD, oxy hoà tan, các chỉ số amoni,
nitrat, nitrit ở các sông, hồ, mương nội thành đều vượt quá quy định cho phép
ở thành phố Hồ Chí Minh thì lượng rác thải lên tới gần 4.000 tấn/ngày; chỉ
có 24/142 cơ sở y tế lớn là có xử lý nước thải; khoảng 3.000 cơ sở sản xuất
gây ô nhiễm thuộc diện phải di dời.
• Về tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp,
hiện nay Việt Nam có gần 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ
sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không
được xử lý nên thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm
•

4


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM

nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao. Theo báo cáo của
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số vi khuẩn Feca coliform trung
bình biến đổi từ 1.500-3.500MPN/100ml ở các vùng ven sông Tiền và sông
Hậu, tăng lên tới 3800-12.500MPN/100ml ở các kênh tưới tiêu.
• Trong sản xuất nông nghiệp, do lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật, các
nguồn nước ở sông, hồ, kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi
trường nước và sức khoẻ nhân dân.
 Sự ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng gây trở ngại rất lớn cho việc lựa
chọn nguồn nước cũng như quy trình công nghệ xử lí nước cấp. Những nhà
máy xử lí nước cũ phải liên tục nâng cấp hệ thống để có thể xử lí được nguồn
nước đang ngày càng ô nhiễm.

II. ĐẶC TÍNH CỦA NGUỒN NƯỚC CẤP
1. Giới thiệu khái quát về nước mặt
•

Nước mặt dùng để chỉ các loại nước lưu thông hoặc chứa trên bề mặt lục
địa, mặt nước tiếp xúc với không khí: nước sông, suối, ao, hồ…

•

Thành phần hóa học của nước mặt phụ thuộc vào tính chất đất đai nơi mà
dòng nước chảy qua đến các thủy vực, chất lượng nước mặt còn chịu ảnh
hưởng bởi các quá trình tự nhiên (mưa lũ, hoạt động sống và chết đi của hệ
sinh vật nước…) cũng như hoạt động của con người. Trên cùng một con
sông, chất lượng nước thường xuyên thay đổi đáng kể theo thời gian và
không gian.

•

Trong nước thường xuyên có các chất khí hòa tan, chủ yếu là ôxy. Ôxy hòa
tan trong nước có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống của các thủy sinh vật.

•

Nước mặt thường có hàm lượng chất rắn lơ lửng đáng kể với các kích thước
khác nhau, một số trong chúng có khả năng lắng tự nhiên, chất lơ lửng có
kích thước hạt keo thường gây ra độ đục của nước sông, hồ.
-

-

Có nhiều chất hữu cơ do sinh vật bị phân hủy
-

Có nhiều rong tảo, thực vật nổi, động vật nổi

-

Chất lượng nước thay đổi theo mùa

Bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi hoạt động hai bên bờ của con người (công
5


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM

nghiệp, nông nghiệp…)
2. Các đặc trưng chính của nguồn nước cấp

a) Về lí học
• Nhiệt độ
Nhiệt độ nước là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu.Nhiệt
độ có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lí nước. Nước mặt có nhiệt độ thay
đổi theo nhiệt độ môi trường.
• Độ màu

-

Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo nên: hợp chất sắt, mangan
không hòa tan làm nước có màu đỏ; các chất mùn humic gây ra màu vàng;
nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải sinh hoạt hay công nghiệp thường có màu

xanh hoặc đen.

-

Đơn vị đo độ màu thường dùng là độ theo màu Platin - Coban.

-

Nước thiên nhiên có độ màu thấp hơn 200 độ. Độ màu biểu kiến trong nước
thường do các chất lơ lững trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng
phương pháp lọc. Để loại bỏ màu thực của nước (do các chất hòa tan tạo
nên) phải dùng các biện pháp hóa lí kết hợp.

• Độ đục
Nước có độ đục lớn chứng tỏ nước có nhiều cặn bẩn. Đơn vị đo độ đục thướng là
mgSiO2/l, NTU, FTU. Nước đục thường có độ đục 20-100 NTU. Nước dùng ăn uống
thường có độ đục không vượt quá 5 NTU. Hàm lượng chất rắn lơ lững cũng là một
đại lượng tương quan đến độ đục của nước.
• Mùi vị

6


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM

-

Mùi trong nước thường do các hợp chất hóa học chủ yếu là các hợp chất
hữu cơ hay sản phẩm từ quá trình phân hủy vật chất gây nên. Nước thiên
nhiên thường có mùi đất, mùi tanh, mùi thối. Nước sau khi khử trùng

thường nhiễm mùi clo hay clophenol.

-

Tùy theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hòa tan nước có thể có
các vị mặn, ngọt, chát ,đắng.

b) Về hóa học
• Độ pH
Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hoà tan
trong nước. Ở độ pH < 5, tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồn nước
có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hoà tan và một số loại khí như CO2, H2S tồn
tại ở dạng tự do trong nước.
• Độ kiềm

-

Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của các ion hydrocacbonat (HCO3-),
hyđroxyl (OH -) và ion muối của các axit yếu khác. Ở nhiệt độ nhất định,
độ kiềm phụ thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO2 tự do có trong nước.

-

Độ kiềm là một chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước. Để xác
định độ kiềm thường dùng phương pháp chuẩn độ mẫu nước thử bằng axit
clohydric (HCl) hay axit sunfuric (H2SO4) và theo dõi theo chất chỉ thị màu,
đầu tiên là phenolphatalein sau dó là metylloran.

• Độ cứng

-

Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magiê
có trong nước. Trong kỹ thuật xử lý nước sử dụng ba loại khái niệm độ
cứng:
7


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM

 Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi và magiê có trong
nước.

 Độ cứng tạm thời biểu thị tổng hàm lượng các ion Ca 2+, Mg2+ trong các
muối cacbonat và hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magiê có trong
nước.

 Độ cứng vĩnh cửu biểu thị tổng hàm lượng các ion Ca 2+, Mg2+ trong các
muối axit mạnh của canxi và magie.

• Các hợp chất nitơ

-

Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ tạo ra amoniac (NH 4+) , nitrit (NO2– )
và nitrat (NO3–). Do đó các hợp chất này thường được xem là những chất
chỉ thị dùng để nhận biết mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Khi mới bị
nhiễm bẩn, ngoài các chỉ tiêu có giá trị cao như độ oxy hoá, amoniac, trong
nước còn có một ít nitrit và nitrat. Sau một thời gian NH4+ , NO2– bị oxy
hoá thành NO3– .

-

Nồng độ NO3– cao là môi trường dinh dưỡng tốt cho tảo, rong phát triển,
gây ảnh hưởng đến chất lượng nước dùng trong sinh hoạt.

• Các hợp chất Silic

-

Trong nước thiên nhiên thường có các hợp chất silic. Ở pH < 8, silic tồn tại
ở dạng H2SiO3. Khi pH = 8-11, silic chuyển sang HSiO– .

8


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM

Ở pH > 11, silic tồn tại ở dạng HSiO – và SiO2- .Do vậy trong nước ngầm,

-

hàm lượng silic thường không vượt quá 60mg/l, chỉ có ở những nguồn
nước có pH > 9,0 hàm lượng silic đôi khi cao đến 300mg/l.

-

Trong nước cấp cho các nồi hơi áp lực cao, sự tồn tại của các hợp chất silic
rất nguy hiểm do cặn silic đóng lại trên thành nồi, thành ống làm giảm khả
năng truyền nhiệt và gây tắc ống.

• Clorua

-

Clorua làm cho nước có vị mặn. Ion này thâm nhập vào nước qua sự hoà
tan các muối khoáng hoặc bị ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng
chứa nước ngầm hay ở đoạn sông gần biển.

-

Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thể gây ra bệnh về thận. Ngoài
ra, nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bê tông.

• Sunfat

-

Ion sunfat thường có trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc
hữu cơ.

-

Với hàm lượng sunfat cao hơn 400mg/l, có thể gây mất nước trong cơ thể.

• Hợp chất sắt
Nước mặt thường chứa sắt (Fe3+), tồn tại ở dạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù.
Trong nước thiên nhiên, chủ yếu là nước ngầm, có thể chứa sắt với hàm lượng đến 40
mg/l hoặc cao hơn. Với hàm lượng sắt cao hơn 0,5mg/l, nước có mùi tanh. Các cặn
sắt kết tủa có thể làm tắc hoặc giảm khả năng vận chuyển của các ống dẫn nước.

• Các hợp chất mangan.
Cũng như sắt, mangan thường có trong nước ngầm dưới dạng ion Mn 2+ nhưng với
hàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5mg/l. Tuy nhiên, với hàm lượng mangan

9


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM

trong nước lớn hơn 0,1mg/l sẽ gây nguy hại trong việc sử dụng, giống như trường
hợp nước chứa sắt với hàm lượng cao.
• Nhôm
Vào mùa mưa, ở những vùng đất phèn, đất ở trong điều kiện khử không có oxy,
nên các chất như Fe2O3 và jarosite tác động qua lại, lấy oxy của nhau vào tạo thành
sắt, nhôm sunfat hoà tan vào nước. Do đó, nước mặt ở vùng này thường rất chua,
pH =2,5 – 4,5, sắt tồn tại chủ yếu là Fe2+ (có khi cao đến 300mg/l), nhôm hoà tan ở
dạng ion
Al3+ (5 – 7mg/l). Khi chứa nhiều nhôm hoà tan, nước thường có màu trong xanh và
vị rât chua. Nhôm có độc tính đối với sức khoẻ con người.
• Khí hoà tan
Các loại khí hoà tan thường thấy trong nước thiên nhiên là khí cacbonic (CO2), khí
oxy (O2) và sunfua huyđro (H2S)..
Sự có mặt của khí H2S trong các nguồn nước mặt, chứng tỏ nguồn nước đã bị
nhiễm bẩn và có quá thừa chất hữu cơ chưa phân huỷ, tích tụ ở đáy các vực nước. Khi
độ pH tăng, H2S chuyển sang các dạng khác là HS- và S-.

III.

QUY CHUẨN VỀ NƯỚC CẤP SAU KHI XỬ LÝ
Áp dụng QCVN 01:2009/BYT : Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng

nước ăn uống

Bảng 1. Tóm tắt QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước ăn uống
STT

Tên chỉ tiêu
Màu sắc(*)

Đơn
vị

Giới hạn tối
đa cho phép

TCU

15

Phương pháp thử
TCVN 6185 - 1996

Mức độ
giám sát
A

10


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM

(ISO 7887 - 1985) hoặc
SMEWW 2120
2.

Mùi vị(*)

(*)

3.

Độ đục

4.

pH(*)

5.

Clo dư

6.

-

Hàm lượng Amoni(*)

Không có
mùi, vị lạ

Cảm quan, hoặc SMEWW

2150 B và 2160 B

A

A

NTU

2

TCVN 6184 - 1996
(ISO 7027 - 1990)
hoặc SMEWW 2130 B

-

Trong
khoảng
6,5-8,5

TCVN 6492:1999 hoặc
SMEWW 4500 - H+

A

mg/l

Trong
khoảng
0,3 - 0,5

SMEWW 4500Cl hoặc US
EPA 300.1

A

mg/l

3

SMEWW 4500 - NH3 C
hoặc

B

SMEWW 4500 - NH3 D
7.

Tổng chất rắn hoà tan (TDS) (*)

mg/l

1000

8.

Chỉ số Pecmanganat

mg/l

2

9.

Độ cứng, tính theo CaCO3(*)

mg/l

300

mg/l

250
300(**)

10.

Hàm lượng Clorua(*)

SMEWW 2540 C

B

TCVN 6186:1996 hoặc ISO
8467:1993 (E)

A

TCVN 6224 - 1996 hoặc
SMEWW 2340 C

A

TCVN6194 - 1996
(ISO 9297 - 1989) hoặc
SMEWW 4500 - Cl- D

A

TCVN 6195 - 1996
11.

Hàm lượng Florua

mg/l

1,5

12.

Hàm lượng Asen tổng số

mg/l

0,01

13.

Coliform tổng số

Vi
khuẩn
/100
ml

14.

E.coli hoặc Coliform chịu
nhiệt

Vi
khuẩn
/100
ml

Ghi chú:

(ISO10359 - 1 - 1992) hoặc
SMEWW 4500 - FTCVN 6626:2000 hoặc
SMEWW 3500 - As B

B

B

TCVN 6187 - 1,2 :1996
0

(ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc
SMEWW 9222

A

TCVN6187 - 1,2 : 1996
0

(*)

Là chỉ tiêu cảm quan.

(**)

Áp dụng đối với vùng ven biển và hải đảo.

(ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc
SMEWW 9222

A

11


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM

CHƯƠNG 2 : CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC CẤP
I.

KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG SÀI GÒN
1. Giới thiệu sông Sài Gòn

Sông Sài Gòn bắt nguồn từ khu vực Lộc Ninh (Biên giới Việt Nam Campuchia) tỉnh Bình Phước chảy qua địa phận hai tỉnh Tây Ninh và Bình
Dương, Thành phố Hồ Chí Minh, rồi đổ vào sông Đồng Nai ở mũi Đèn Đỏ
thuộc huyện Nhà Bè và gọi là sông Nhà Bè.
Sông Sài Gòn dài 256 km, chảy dọc trên địa phận thành phố dài khoảng 80
km, có lưu lượng trung bình vào khoảng 54 m³/s, bề rộng tại thành phố
khoảng 225 m đến 370 m, độ sâu có chỗ tới 20 m, diện tích lưu vực trên
5.000 km².
2. Chất lượng nước tại trạm Bình Triệu sông Sài Gòn

Bảng 2. Kết quả quan trắc chất lượng nước trạm quan trắc cầu Bình Triệu
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Chỉ tiêu
Độ đục
Độ màu
TDS
TSS

DO
COD
BOD5
pH
Photpho hữu cơ
Nitrit (NO2-)
Nitrat (NO3-)
Amoni (NH3)
Tổng Coliform

Đơn vị
NTU
Pt-Co
mg/l
mg/l
mgO2/l
mgO2/l
mgO2/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
MPN/100ml

Kết quả
43
60
277
29
1.6

42
24
6.99
0.073
0.062
0.176
0.236
1900

QCVN 01:2009/BYT
2
15
6 - 8.5
12
3
0


THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM

(Nguồn: Kết quả quan trắc chất lượng nước sông Sài Gòn tại trạm quan trắc
cầu Bình Triệu – Chất lượng quan trắc phòng EMSLab đợt 4 năm 2011)
3. Chỉ tiêu lựa chọn nguồn nước mặt phục vụ hệ thống cấp nước sinh hoạt

Áp dụng TCXDVN 233:1999: Các chỉ tiêu lựa chọn nguồn nước mặt, nước
ngầm phục vụ hệ thống cấp nước sinh hoạt

Bảng 3. TCXDVN 233:1999
STT

Các thông số

1

pH

2
3

Độ đục
Độ màu

4

Độ cứng toàn phần

5
Nitrit
6
Nitrat
7
Sắt tổng
8 Độ oxy hóa KMnO4
9
Amonium
10
E.Coli

Đơn vị

Loại A
6,5 - 8,5

NTU
mg/l Pt
o

< 20
< 10

dH

4 đến 8

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
MPN/100 ml

< 0,1
0
< 0,3
< 0,2
< 0,2
< 20

Các loại nước
Loại B

Loại C
pH > 9 và
6,0 - 9,0
pH < 6
< 500
< 1000
< 100
< 200
<4
< 28
hoặc 8 - 13
<1
<2
<6
< 10
<1
<2
< 0,5
<1
< 0,5
<1
< 100
< 200

Cột A: nguồn nước có chất lượng tốt, chỉ xử lí đơn giản trước khi cấp
cho ăn uống và sinh hoạt.
Cột B: nguồn nước có chất lượng bình thường, có thể khai thác, xử lí
để cấp cho ăn uống sinh hoạt.
Cột C: nguồn nước có chất lượng xấu. Nếu dùng vào mục đích cấp
nước ăn uống và sinh hoạt thì cần được xử lí bằng các công nghệ đặc

biệt, phải được giám sát nghiêm ngặt và thường xuyên về chất lượng
nước.
Nếu thông số, nồng độ các chất thành phần có giá trị lớn hơn hoặc nằm
ngoài giới hạn quy định ở cột C thì không được sử dụng để cấp nước cho
ăn uống, sinh hoạt.
Nhận xét: Chất lượng nước sông Sài Gòn nằm trong giá trị giới hạn quy định ở
cột B. Nên nguồn nước có chất lượng bình thường, cần phải xử lí thì mới sử
dụng được cho ăn uống và sinh hoạt.
-

13


II.

CÁC QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ĐANG ĐƯỢC ÁP
DỤNG THỰC TẾ
1. Nhà máy nước Thủ Đức
Sông Đồng Nai
Công trình thu và
trạm

Cl2

Clo hóa sơ bộ

Hầm giao liên
Bể tiếp nhận

PAC

Trộn nhanh

Ngăn phản ứng
Bể tuần hoàn nước rửa
lọc
Bể lắng

Bể chứa bùn

Bể lọc

Bể tiếp xúc, bể
chứa

Trạm bơm nước
sạch

Cl2, vôi , Fluor

Mạng lưới phân phối nước

Sơ đồ 1. Quy trình công nghệ nhà máy nước Thủ Đức
2. Nhà máy xử lý nước Tân Hiệp

Hồ
chứa
nước
thải

Sơ đồ 2. Quy Trình công nghệ nhà máy nước Tân Hiệp

III. ĐỀ XUẤT QUY
TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Sơ đồ công nghệ

Sông Sài Gòn
Song chắn rác

Phèn nhôm
sunfat + vôi

Bể trộn cơ khí
Trạm bơm cấp I

Bể tiếp nhận

Trạm xử lí nước
thải tập trung

Bể lọc nhanh
Bể tạo bông

Bể lắng ngang

Bể chứa bùn

Bể tiếp xúc

Trạm
bơm
cấpsạch
II
Bể
chứa
nước

Nước sông Sài Gòn
Cl2, vôi , Fluor

Vôi

Công trình thu nước
Sơ đồ 3. Quy trình công nghệ
được rác
đề xuất
Hầm chắn

Nhà bơm nước thô
CloClo
khử

Bùn xả


2. Thuyết minh quy trình công nghệ
• Nguồn nước sông Sài Gòn qua song chắn rác và lưới chắn rác để loại bỏ rác

•

•

•

•

và các vật thể có kích thước lớn trước khi được đưa vào bể tiếp nhận và lưu
trữ một thời gian nhằm ổn định chất lượng nước trước khi đưa vào dây
chuyền xử lý.
Sau đó, nước sẽ theo kênh dẫn vào bể trộn cơ khí có bổ sung nhôm sunfat.
Mục đích của quá trình này nhằm xáo trộn đều giữa nước và nhôm sunfat.
Tiếp tục nước được dẫn đến bể tạo bông. Mục đích của quá trình tạo bông
cặn là tạo điều kiện thuận lợi để các hạt keo phân tán trong nước sau quá
trình pha trộn với phèn sẽ mất ổn định và có khả năng kết dính va chạm với
nhau để tạo thành các hạt cặn có kích thước đủ lớn có thể lắng trong bể
lắng hoặc được giữ lại trong bể lọc. Đồng thời tại đây các vi sinh vật sẽ
bám dính vào các hạt keo tụ làm giảm đáng kể lượng vi sinh trong nước.
Tiếp theo đó, nước theo hệ thống phân phối đến bể lắng ngang. Bể lắng
ngang có nhiệm vụ loại trừ các hạt cặn lơ lửng có khả ngăn lắng xuống đáy
bể bằng trọng lực. Phần cặn sẽ chuyển vào bể chứa bùn và đem đi tới nơi
xử lý.
Sau khi qua bể lắng nước sẽ được dẫn qua bể lọc nhanh để tách các hạt lơ
lửng, các thể keo tụ và ngay cả vi sinh vật trong nước còn xót lại. Trong
quá trình lọc các chất bẩn trong nước được tách ra khỏi nước, tích tụ dần
trong bề mặt vật liệu lọc và trong các lỗ mao quản, dần dần gây cản trở quá
trình lọc, trở lực qua lớp vật liệu lọc tăng lên và năng suất lọc giảm xuống
khi đó phải tiến hành rửa lớp vật liệu lọc, loại bỏ hết cặn bẩn để phục hồi
lại năng lực của lớp vật liệu lọc. Nước để rửa lọc mang nhiều bông cặn và
màng vi sinh vật sẽ được xả vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.

Nước sau khi xử lý tiếp tục dẫn đến bể tiếp xúc. Tại đây nước sẽ được
châm thêm clo để khử trùng, flo để tang hàm lượng flo trong nước, vôi để
ổn định pH trong nước. Sau đó nước được dẫn qua bể chứa nước sạch và
được châm thêm Clo dư trước khi bơm vào mạng lưới phân phối.


CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH
ĐƠN VỊ
I.

CÔNG TRÌNH THU
1. Họng thu nước

Ở đầu họng thu đặt lưới chắn, mắt lưới 5mm×5mm, bằng sợi dây đồng, đường kính 2mm,
khung thép hàng có thể tháo lắp dễ dàng để làm sạch và thay thế khi cần.
Diện tích lưới chắn rác:
F (m 2 ) = K1 ×

Q
v

( tr26 sách “Tính toán các công trình xử lý và
phân phối nước cấp” - Trịnh Xuân Lai)

-

Q: Lưu lượng cần thu, Q = 500 m3/ngày= 5,787.10-3 m3/s
-

v: Tốc độ nước chảy qua cửa thu, v < 0,6 m/s, chọn v = 0,5 m/s để

tránh hiện tượng kéo rác vào ống.

-

K1: Hệ số thu hẹp diện tích cho các dây làm lưới choán chỗ và rác
bám, K1 = 1,5 – 1,6; chọn K1 = 1,5.
⇒ F1 = 1.25 ×

5,787 .10 −3
= 0,0145
0,5

( m2 )

Kích thước lưới chắn rác hình vuông :
a=
⇒

F1 = 0.868 = 0.93(m)

Kích thước của lưới chắn rác : 930 mm × 930 mm.

Lấy kích thước buồng thu là 1m × 1m


Phía ngoài cửa đặt phao nổi để chắn các rác nổi như lục bình, hộp xốp, phao nổi
được đặt trước song chắn rác, khoảng cách giữa các song chắn rác là 100mm để
ngăn xác xúc vật và những rác có kích thước lớn.

2. Ngăn lắng cát (ngăn thu)



Ống dẫn nước vào ngăn thu:

-

Vận tốc nước chảy trong ống dẫn là v = 0,7 – 1,5 m/s, chọn v = 1 m/s.

-

Chọn chiều dài ống L = 50 m.

-

Đường kính ống dẫn được xác định theo công thức:
Chọn D = 90 mm.
-

Kiểm tra lại vận tốc trong ống dẫn:

v=



4×Q
4 × 5,787 .10 −3
=
= 0,91(m / s )
π × D2
π × 0,09 2

(thỏa mãn điều kiện v = 0,7 – 1,5 m/s )

Ngăn lắng cát (ngăn thu):

Ngăn lắng cát có cấu tạo như một mương lắng hình chữ nhật, có vai trò giữ lại các
hạt cát có kích thước d = 0,4 mm.
-

-

Chọn vận tốc chảy ngang của dòng là 0,3 m/s.
Bảng 4. Tốc độ lắng của các hạt cát trong dòng chảy
Đường kính hạt
(cm)

0,005 0,01 0,02 0,03 0,04

0,05 0,1 0,2 0,3

0,5

1,0

Vận tốc lắng tĩnh của
hạt Uo (cm/s)

0,2

0,7

2,3

4,0

5,6

7,2

15

27

35

47

74

Vận tốc lắng của hạt
Uo (cm/s) khi vận
tốc dòng chảy ngang
vng = 30 cm/s

0

0

1,6

3,0

4,5

6,0

13

25

33

45

65


Vận tốc chảy ngang
tới hạn (cm/s)

15

20

27

32

3,8

42

60

83

100

130

190

Vận tốc lắng của hạt
Uo (cm/s) khi vận
tốc dòng chảy ngang
tới hạn

0

0,5

1,7

3,0

4,0

5,0

11

21

26

33

-

(Nguồn: Bảng 2-1/Tính toán các công trình xử lý và phân phối nước cấp – Trịnh Xuân Lai)
-

Tra bảng 4.1, ứng với vận tốc dòng chảy ngang v ng = 0,30 m/s vận tốc lắng
của hạt cát có đường kính d = 0,4 mm là Uo = 4,5 cm/s = 0,045 m/s.

-

Diện tích bề mặt cần thiết của ngăn lắng cát xác định theo công thức:

-

Diện tích mặt cắt ngang của ngăn lắng cát được xác định theo công thức:
Chọn chiều rộng ngăn lắng cát: B = 0,2 m, ta có:

-

Chiều dài ngăn lắng cát:
Chọn L = 0,7 m.

-

Chiều sâu của ngăn lắng cát:
Chọn H = 0,1 m.

-

II.

Vậy ngăn lắng cát có kích thước :

CÔNG SUẤT CỦA TRẠM BƠM
Công suất của trạm bơm được tính theo công thức:
N (kW ) =

Q×γ × H
102 × η

( tr41 sách “Tính toán các công trình xử lý và phân phối nước cấp” - Trịnh Xuân Lai)
Trong đó :


-

: Lưu lượng bơm, Q = m3/s.

Q
γ

: Khối lượng thể tích của nước,
: áp lực, chọn H= 30m.

H
η

: hiệu suất chung của bơm
⇒N=

η

γ = 1000kg / m 3 .

= 0,72 – 0,93. Chọn η= 0,8.

5,787.10 -3 × 1000 × 30
= 2,13(kW )
102 × 0.8

Máy bơm lắp đặt là loại bơm chìm gồm 2 bơm (1 công tác và 1 dự phòng) công
suất mỗi bơm 2,13 kW, hai bơm này được mắc song song với nhau.
III.

BỂ TIẾP NHẬN
Chọn thời gian lưu nước: t = 15 phút = 0,25 h
Thể tích bể
•
•
•
•
•
•

IV.

Chọn chiều dài bể L = 2,5 m
Chiều rộng B = 1,5 m
Chiều cao H = 1,39 m
Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3 m
Chiều cao thực của bể Ht = 1,39 + 0,3 = 1,69 m
Thể tích thực của bể

TÍNH TOÁN HÓA CHẤT CẦN DÙNG
1. Phèn nhôm

Nhiệm vụ của bể hòa trộn là hòa tan phèn cục và lắng cặn bẩn. Nồng độ dung
dịch phèn trong bể hòa trộn thường cao nhưng không vượt quá nồng độ bão hòa.
Theo TCXD 33-2006 có thể lấy nồng độ dung dịch phèn trong bể hòa trộn trong
khoảng 10-17%. Để hòa tan phèn trong bể có thể dung không khí nén, máy khuấy
hoặc bơm tuần hoàn.
Nhưng đối với trường hợp này thì ta hòa trộn phèn bằng máy khuấy, bể xây
bằng bê tong cốt thép, bộ phận khuấy trộn gồm: động cơ điện, bộ phận truyền
động và cánh khuấy kiểu phẳng.


Bể hòa trộn phèn dung cánh khuấy kiểu phẳng, số cánh khuấy là 2, số vòng
quay là 60 vòng/phút
Tính toán:
Liều lượng phèn để xử lý nước đục theo bảng sau:
Bảng 5. Liều lượng phèn để xử lý độ đục
Hàm lượng cặn của nước nguồn
(mg/l)

Liều lượng phèn nhôm Al2(SO4)3

Đến 100

25-35

101-200

30-45

201-400

40-60

401-600

45-70

601-800

55-80

801 -1000

60-90

1001 -1400

65-105

không chứa nước (mg/l)

(Bảng 6.3. Liều lượng phèn để xử lý nước)

Ứng với hàm lượng cặn nước nguồn 29 mg/l, chọn lượng phèn P = 25 mg/l
Căn cứ vào độ màu của nước nguồn là 60 Pt.Co, xác định được lượng phèn
nhôm Al2(SO4)3 cần thiết để khử màu theo công thức:
PAl = 4 = 4. = 30 mg/l
Vậy chọn lượng phèn là 30 mg/l
Lượng phèn thô ( theo thị trường P= 35%) tính theo sản phẩm không ngậm
nước cần dùng một ngày là:
P .Q.100 30.500.100
G1 = Al
=
= 42,86
1000.P
1000.35
kg/ngày
Lượng phèn lưu trữ trong một tháng:
G2 = G1.30 = 42,86.30 = 1285,8

kg/tháng = 1,2858 tấn/tháng

Diện tích sàn kho cần thiết:
Fkho =

Q.P.T .α
500.30.30.1,3
=

= 0,375
10000.Pk .h.G0 10000.65.2.1, 2

m2

Trong đó:
Q: công suất trạm xử lý (m3/ngày); Q= 500 m3/ngày
P: liều lượng hóa chất tính toán (g/m3); PAl = 30 mg/l = 30 g/m3
T: thời gian giữ hóa chất trong kho; chọn T = 1 tháng = 30 ngày
α: hệ số tính đến tiết diện đi lại và thao tác trong kho; α = 1,3
G0: khối lượng riêng của hóa chất (tấn/m3 ); G0 = 1,2 tấn/m3


Pk : độ tinh khiết của hóa chất (tấn/m3 ); Pk = 65%
H: chiều cao cho phép của lớp hóa chất; phèn nhôm cục có h=2m.
2. Công trình chuẩn bị dung dịch phèn
a. Dung tích bể hoà trộn phèn
W1 =

Q.n.Pp
10000.bh .γ

(m3 )

Trong đó:
Q: lưu lượng nước xử lý (m3/h), Q = 20,83 m3/h
n: thời gian giữa hai lần hòa tan phèn, lấy n= 24 giờ
Pp: liều lượng lượng phèn dự tính cho vào nước (g/m 3), Pp = 30 mg/l = 30
g/m3
bh: nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa trộn (%). Theo TCXD 33-2006 có

thể lấy nồng độ dung dịch phèn trong bể hòa trộn trong khoảng 10-17 %,
chọn bh = 10%
γ: khối lượng riêng của dung dịch, γ = 1 tấn/m3
Trong bài toán này loại phèn sử dụng để làm chất keo tụ là phèn nhôm
Al2(SO4)3 không chứa nước.
Vậy dung tích bể hòa trộn phèn là:
Wh =

20,83 × 24 × 30
= 0,15m3
10000 ×10 ×1

Chọn kích thước bể 0,60,6 0,42 = 0,15 m3
Chọn chiều cao an toàn cho bể hòa trộn phèn là: 0,4m. Theo tiêu chuẩn chọn chiều
cao an toàn nằm trong khoảng (0,3-0,5 m)
b. Dung tích bể tiêu thụ
W2 =

W1.b h 3
(m )
bt

Trong đó: bt : nồng độ dung dịch phèn trong bể tiêu thụ (%). Theo TCXD 332006 lấy khoảng 4-10%, chọn bt = 4%
Vậy dung tích bể tiêu thụ là:
W2 =

0,15.10
= 0,375(m3 )
4

Chọn kích thước bể 0,8 x 0,8 x 0,6 = 0,375 m3
c. Bơm định lượng phèn

Lưu lượng dung dịch phèn 5% cần thiết đưa vào nước trong 1 giờ:


qb =

Q.P
20,83.30
=
= 12,5
1000.b 1000. 5
100

l/h = 0,35.10-7 m3/s

Công suất bơm:
N (kW ) =

qb × ρ× g × H
1000 × η

qb: lưu lượng bơm, qb= 0,35.10-7
ρ: khối lượngt riêng của dung dịch, ρ= 997 kg/m3
g: gia tốc trọng trường, g= 9,81 m/s2
H: cột áp bơm, H= 8m
η: hiệu suất chung của bơm, η= 0,72 – 0,93, chọn η= 0,8

Suy ra:

0,35 ×10−7 × 997 × 9,81× 8
N (kW ) =
1000 × 0,8

= 3,42.10-6 kW= 3,42.10-3 W

Chọn bơm định lượng dạng màng có lưu lượng 12 l/h, công suất bơm 12W
3. Vôi

Vôi được dùng để kiềm hóa nước, làm mềm nước hoặc ổn định nước. Vôi cho
vào nước có thể ở dạng vôi sữa hay vôi bão hòa. Ở đây ta chọn phương pháp dùng
vôi sữa châm vào bể trộn cùng lúc với dung dịch phèn nhôm.
Liều lượng vôi dùng để kiềm hóa
D = e2 .(

P
100
− K 0 + 1).
e1
c

(mg/l)

( theo TCXD 33-2006 mục 6.15)
Trong đó:
e2: trọng lượng đương lượng của vôi CaO, e2 = 28
P: liều lượng phèn sử dụng (mg/l); Pal = 30 mg/l
e1: trọng lượng đương lượng của phèn nhôm, e1 = 57
K0: độ kiềm nhỏ nhất của nguồn nước, K = 1,2 mgđl/l

1: độ kiềm dự phòng của nước (mgđl/l)
e: tỉ lệ chất kiềm hóa nguyên chất có trong sản phẩm sử dụng, c = 75%
Vậy liều lượng vôi dùng để kiềm hóa:
D = 28.(

30
100
− 1, 2 + 1).
= 12,18
57
75

mg/l

Lượng vôi cần sử dụng trong 1 ngày

G1 = Q.D = 500.

12,18
1000

= 6,09 kg/ngày

Lượng vôi dự trữ trong một tháng
G2 = 30.6,09 = 182,7 kg = 0,1827 tấn
Diện tích kho sàn cẩn thiết
Fkho =

Q.P.T .α
500.12,18.30.1,3
=
= 0,176
10000.Pk .h.G0 10000.75.1,5.1, 2

m3

Trong đó:
Q: công suất trạm xử lý (m3/ngày); Q= 500 m3/ngày
P: liều lượng hóa chất tính toán (g/m3); P = 30 mg/l = 30 g/m3
T: thời gian giữ hóa chất trong kho; chọn T = 1 tháng = 30 ngày
α: hệ số tính đến tiết diện đi lại và thao tác trong kho; α = 1,3
G0: khối lượng riêng của hóa chất (tấn/m3 ); G0 = 1,2 tấn/m3
Pk : độ tinh khiết của hóa chất (tấn/m3 ); Pk = 75%
h: chiều cao cho phép của lớp hóa chất; phèn nhôm cục có h=1,5m.
4. Công trình chuẩn bị dung dịch vôi
a. Rọ tôi vôi

Mỗi lần tôi, dùng băng tải vận chuyển 80kg vôi đưa vào rọ, thể tích rọ cần thiết
W=

0, 08
= 0, 067
1, 2

m3
Rọ có tiết diện chữ nhật 0,5 x 0,4 x 0,4; thể tích rọ
W= 0,5 x 0,4 x 0,4 = 0,08 m3
Rọ làm bằng thép không rỉ

b. Bể tiêu thụ chứa dung dịch vôi sữa 5%
Sau mỗi lần tôi, sữa vôi từ bể vôi tự chảy theo máng hở về bể tiêu thụ chứa sữa
vôi.


Mỗi lần tôi 10 mẻ liên tục được 800kg.
Mỗi lần tôi 800kg vôi thị trường tức: 800.75% = 600kg vôi tinh khiết
Thể tích bể tiêu thụ chứa sữa vôi nồng độ 5% sẽ là
W=

600.100
= 12000
5

lít = 12 m3
Chọn kích thước bể: 2 x 2 x 3 = 12m3
c. Bơm định lượng vôi
Lưu lượng vôi sữa 5% phải đưa vào nước trong 1 giờ
qb =

Q.D
20,83.12,18
=
= 5, 074
5
1000.b
1000.
100

l/h = 0,141.10-7

Công suất bơm:
N (kW ) =

qb × ρ× g × H
1000 × η

qb: lưu lượng bơm, qb= 0,35.10-7
ρ: khối lượngt riêng của dung dịch, ρ= 997 kg/m3
g: gia tốc trọng trường, g= 9,81 m/s2
H: cột áp bơm, H= 8m
η: hiệu suất chung của bơm, η= 0,72 – 0,93, chọn η= 0,8
N (kW ) =

Suy ra:

0, 35 ×10−7 × 997 × 9,81× 8
1000 × 0,8

= 1,38.10-6 kW= 1,38.10-3 W

Chọn bơm định lượng dạng màng có lưu lượng 5 l/h, công suất bơm 12W

V.

BỂ TRỘN CƠ KHÍ
Mục đích:
So với lượng nước cần xử lý, lượng hoá chất sử dụng thường chỉ chiếm một tỷ
lệ rất nhỏ. Mặt khác phản ứng của chúng lại xảy ra rất nhanh ngay sau khi tiếp xúc
với nước.Vì vậy, cần phải khuấy trộn để phân phối nhanh và đều hoá chất ngay

sau khi chúng vào nước nhằm đạt được hiệu quả xử lý cao nhất.
Chọn bể trộn vuông, với Q= 500 m3/ngày = 20,83 m3/h = 0,00579 m3/s, nhiệt
độ t=200C