ĐỒ án xử lý nước Cấp

Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
1


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
2


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

..........................................................................................................................................................................

LỜI NÓI ĐẦU
Nước sạch là một trong những nhu cầu không thể thiếu của con người. Nhưng
nguồn nước hiện nay không đủ cung cấp cho sinh hoạt ở một số nơi bởi sự ô nhiễm
của nguồn nước mặt. Nhu cầu dùng nước của người dân thì không thể dừng lại vì vậy
nguồn nước cấp cho sinh hoạt cần được đảm bảo về chất lượng nguồn nước là hết sức
cần thiết. Do đó, đồ án này thực hiện với mục đích nhằm đem lại nguồn nước cấp cho
sinh hoạt được đảm bảo về chất lượng đồng thời giúp người sử dụng có được sự tin
tưởng tuyệt đối vào nguồn nước mà họ đang sử dụng hằng ngày.

LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu và đề xuất đưa ra phương án cho một hệ thống xử lý nước cấp
không phải là một điều dễ dàng. Là một sinh viên đang ngồi trên ghế nhà trường thì

càng khó khăn hơn nữa. Vì vậy, em chân thành cảm ơn nhà trường đã tạo điều kiện
cho chúng em được học tập và có kiến thức thực hiện được nhiệm vụ này.
Chúng em, những sinh viên ngành Kỹ thuật môi trường trong tương lai đang rất
cần những đồ án như thế này để có thể thu thập và tích lũy cho mình những kiến thức
cơ bản về các hệ thống xử lý nước. Khi có được một nền kiến thức thì sẽ thực hiện
được tốt công việc sau này. Trong quá trình thực hiện đồ án, vì chưa có kinh nghiệm,
chưa nắm vững và còn thiếu hụt về mặt kiến thức nên không thể tránh khỏi những sai
sót. Thời gian qua nhờ có sự giúp đỡ chỉ dạy của TS. Nguyễn Xuân Trường đã giúp
em có thêm nhiều kiến thức, kỹ năng chuyên ngành cũng như hoàn thành xong đồ án
này. Em xin chân thành cảm ơn!
Đồ án được tham khảo, sử dụng một số tài liệu quý giá từ các giáo sư, tiến sĩ,
thầy cô giáo và các anh chị học các khóa trước. Vì vậy, em xin cảm ơn tất cả mọi
người đã cho chúng em nguồn tài liệu quý giá này để em có thể hoàn thành tốt đồ án
và quá trình học tập sau này.
Thay mặt cho tất cả các sinh viên đang học tập và nghiên cứu xin cảm ơn chân
thành đến nhà trường và quý thầy cô.

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
3


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

1. MỤC TIÊU ĐỒ ÁN
Nghiên cứu lựa chọn xây dựng nhà máy nước mang tính khả thi cao, phù hợp với
phương án bảo vệ môi trường và phát triển bển vững.
Cung cấp đầy đủ nước cho các nhu cầu sinh hoạt, công nghiệp, tưới tiêu, thương
mại, dịch vụ và chữa cháy.
2. NỘI DUNG THIẾT KẾ CỦA ĐỒ ÁN
- Lập bản thuyết minh tính toán bao gồm:
+ Đề xuất 2 phương án công nghệ xử lý nước cấp cho khu dân cư 18000 người, từ
đó phân tích lựa chọn công nghệ thích hợp.
+ Tính toán toàn bộ công trình đơn vị chính của sơ đồ công nghệ.
+ Tính toán và lựa chọn thiết bị (bơm nước, thiết bị khuấy trộn,…) cho các công
trình đơn vị tính toán trên.
- Các bản vẽ kỹ thuật:
+ Vẽ bản vẽ mặt cắt công nghệ của phương án chọn: 1 bản vẽ khổ A1.
+ Vẽ chi tiết 1 công trình đơn vị hoàn chỉnh: 1 bản vẽ khổ A1.

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
4


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP
1.1. CÁC NGUỒN CẤP NƯỚC Ở NƯỚC TA
Năm 1896, hệ thống xử lý nước đầu tiên của Hà Nội được chính thức đưa vào vận

hành. Hiện nay, hệ thống cấp nước của thành phố Hà Nội đã được cải tạo và xây dựng
mới với trang thiết bị hiện đại, nâng công suất lên 390.000 m 3/ngày. Đối với các thành
phố khác ở miền Bắc, nhiều hệ thống cấp nước cũng đã được cải tạo và phát triển. Ở
miền Nam, các hệ thống cấp nước cho các đô thị lớn cũng được cải tạo và nâng cấp.
Nhiều nhà máy nước xây dựng từ thời Pháp thuộc đã được cải tạo, thay đổi công nghệ
xử lý.
Hiện nay, ở thành phố Hồ Chí Minh, nhà máy nước Thủ Đức I có công suất
700.000 m3/ngày đang hoạt động, nhà máy nước Tân Hiệp, nhà máy nước ngầm Hóc
Môn và nhà máy nước Thủ Đức II có công suất 300.000 m 3/ngày đang khởi công xây
dựng đảm bảo cung cấp nước sạch sinh hoạt và sản xuất của toàn thành phố. Trong
thời điểm hiện nay, nhiều trạm cấp nước đã được xây dựng mới, áp dụng những công
nghệ tiên tiến của các nước phát triển như Pháp, Phần Lan, Australia, Singapore,….
Các loại công trình xử lý như bể lắng ngang có các tấm lamen, bể lắng kiểu accelator,
kiểu pulsator, bể lọc sử dụng vật liệu nổi, bể lọc kiểu Aquazuz V đã được áp dụng ở
nhiều nơi. Trong công nghệ xử lý nước ngầm, áp dụng ejector thu khí, tháp oxy hóa,
nước chảy chuyển bậc để oxy hóa sắt thay cho giàn mưa cổ điển. Những trạm cấp
nước cho các thành phố lớn đã áp dụng công nghệ tiên tiến và tự động hóa cao. Trong
tương lai, các hệ thống cấp nước sẽ được nâng cấp để theo kịp các nước trong khu vực.
1.1.1. Nước dùng cho sinh hoạt
Là loại nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người như nước dùng để ăn
uống, tắm rửa, giặt, chuẩn bị nấu ăn, cho các khu vệ sinh, tưới đường, tưới cây,….
Loại nước này chiếm đa số trong các khu dân cư. Nước dùng cho sinh hoạt phải đảm
bảo các tiêu chuẩn về hóa học, lý học và vi sinh theo các yêu cầu của quy phạm đề ra,
không chứa các thành phần lý, hóa học và vi sinh ảnh hưởng đến sức khỏe của con
người.

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
5

Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

1.1.2. Nước dùng cho sản xuất
Có rất nhiều ngành công nghiệp dùng nước với yêu cầu về lưu lượng và chất lượng
nước rất khác nhau. Có ngành yêu cầu chất lượng nước không cao nhưng số lượng lớn,
ngược lại có những ngành yêu cầu số lượng nước không nhiều nhưng chất lượng nước
rất cao, ví dụ nước cho các ngành công nghiệp dệt, phim ảnh, nước cấp cho các nồi
hơi, nước cho vào sản phẩm là các đồ ăn uống,…. Nước cấp cho các ngành công
nghiệp luyện kim, hóa chất yêu cầu lượng nước lớn nhưng yêu cầu chất lượng thường
không cao. Lượng nước cấp cho sản xuất của một nhà máy có thể tương đương với
nhu cầu dùng nước của một đô thị hàng ngàn dân.
1.1.3. Nước dùng cho chữa cháy
Dù là khu vực dân cư hay khu công nghiệp đều có khả năng xảy ra cháy. Vì vậy, hệ
thống cấp nước cho sinh hoạt hay sản xuất đều phải tính đến trường hợp có cháy.
Nước dùng cho việc chữa cháy luôn được dự trữ trong bể chứa nước sạch của thành
phố.
1.2.THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC CẤP
1.2.1. Nước ngầm cấp cho sinh hoạt
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 hổng 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 mưa…. Nước ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chục mét, hay
hàng trăm mét. Đối với các hệ thống cấp nước cộng đồng thì nguồn nước ngầm luôn là
nguồn nước được ưa thích. Bởi vì, các nguồn nước mặt thường bị ô nhiễm và lưu
lượng khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa. Nguồn nước ngầm ít chịu
ảnh hưởng bởi các tác động của con người. 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 lơ
lửng và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp.
Bảng 1.1: Một số đặc điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt
Thông số

Nước ngầm

Nước mặt

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
6


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

Nhiệt độ

- Tương đối ổn định.

Chất rắn lơ lửng

- Rất thấp, hầu như không - Thường cao và thay đổi
có.
theo mùa.

Chất khoáng hoà tan

- Ít thay đổi, cao hơn so với - Thay đổi tuỳ thuộc chất
nước mặt.
lượng đất, lượng mưa.

2+

Hàm lượng Fe , Mn

2+

- Thay đổi theo mùa.

- Thường xuyên có trong - Rất thấp, chỉ có khi nước ở
nước, hàm lượng tùy thuộc sát dưới đáy hồ.
vào địa chất của mạch nước.

Khí CO2 hoà tan

- Có nồng độ cao (hàm - Rất thấp hoặc bằng 0.
lượng tùy thuộc vào địa
chất của mạch nước).

Khí O2 hoà tan

- Thường không tồn tại.

Khí NH3

- Thường có (hàm lượng tùy - Có khi nguồn nước bị

thuộc vào địa chất của mạch nhiễm bẩn.
nước).

Khí H2S

- Thường có.

- Không có.

SiO2

- Thường có ở nồng độ cao.

- Có ở nồng độ trung bình.

NO3

-

Vi sinh vật

- Gần như bão hoà.

- Có ở nồng độ cao, do bị - Thường rất thấp.
nhiễm bởi phân bón hoá
học.
- Chủ yếu là các vi trùng do - Nhiều loại vi trùng, virut
sắt gây ra.
gây bệnh và tảo.

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

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
7


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

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. 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. Đã 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. pH nước ngầm khá thấp, thường dao
động từ 3 – 6.
1.2.2. Thành phần nước mặt
1.2.2.1. Nhiệt độ
Là yếu tố liên quan đến sự tồn tại và phát triển của các sinh vật thủy sinh, đồng
thời là nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy sinh học các chất ô nhiễm hữu cơ
trong nước, ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan. Qua đó, ảnh hưởng đến khả năng tự

làm sạch của nguồn nước tự nhiên nên những thay đổi của nhiệt độ ảnh hưởng nhiều
mặt đến chất lượng nước. Nhiệt độ là yếu tố quyết định loài sinh vật nào chiếm ưu thế
trong môi trường nước (ở Việt Nam, nhiệt độ nước dao động từ 13-34 oC “theo Trịnh
Xuân Lai”). Theo độ sâu, nhiệt độ phân thành 3 tầng rõ rệt: Tầng mặt, tầng chuyển tiếp
và tầng đáy.
Trong tầng mặt: nước có nhiệt độ cao nên tỷ khối thấp. Do ảnh hưởng của gió nên
nước trong tầng mặt xáo trộn mạnh làm cho nhiệt độ tương đối đồng đều, nồng độ oxy
hòa tan cao, tiếp nhận ánh sáng tốt nên quang hợp diễn ra mạnh mẽ. Tầng này rất
thuận lợi cho quá trình phân hủy sinh học.
Tầng chuyển tiếp: có nhiệt độ giảm rõ rệt theo độ sâu.
Tầng đáy, nước không bị khuấy đảo và tách biệt với tầng mặt bởi tầng chuyển tiếp
nên nồng độ oxy hòa tan thấp, ánh sáng mặt trời không xuyên tới. Trong tầng này, quá
trình phân hủy hữu cơ diễn ra trong điều kiện yếm khí, sản phẩm phân hủy có mùi và
độc hại H2S, NH3.

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
8


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

1.2.2.2. Màu sắc
Màu của nước là do các chất tạo ra trong quá trình phân hủy các mảnh vụn hữu cơ
như lá cây, gỗ… hoặc các hợp chất vô cơ chứa Fe(III) khi có trong mẫu nước. Những
thành phần gây màu tự nhiên trong nước dưới dạng những hạt keo mang điện tích âm,
nên có thể loại bỏ bằng quá trình đông tụ bởi muối của các ion kim loại hóa trị III như

của Fe, Al. Màu của nước do các chất lơ lửng tạo nên loại bỏ bằng phương pháp lọc.
Màu của nước do các chất hòa tan tạo nên loại bỏ bằng phương pháp hóa lý kết hợp.
Nước bị nhiễm bẩn do nước thải sinh hoạt và công nghiệp thường có màu xanh
đậm hoặc màu đen.
Độ màu đo bằng đơn vị Pt-Co (Platin-Coban). Nước tự nhiên có độ màu nhỏ hơn
200 mgPt-Co/l.
Dựa vào màu nước để quyết định mức độ xử lý và lựa chọn phương pháp xử lý hóa
chất dùng trong xử lý (theo Trịnh Xuân Lai thì nước thiên nhiên thường có độ màu
thấp hơn 2000(Pt-Co)).
1.2.2.3. Độ đục
Độ đục của nước là do trong nước có nhiều loại chất lơ lửng dạng keo hoặc dạng
phân tán thô bị cuốn trôi từ bề mặt lưu vực xuống thủy vực. Độ đục xác định thông
qua khả năng lan truyền của ánh sáng qua nước. Nó phản ánh mức độ ngăn cản ánh
sáng xuyên qua nước của các chất lơ lửng vô cơ và hữu cơ. Thông qua độ đục có thể
đánh giá tình trạng nhiễm bẩn của nước.… Đơn vị đo độ đục là NTU. Nước mặt có độ
đục 20-100 NTU. Mùa lũ tới 500 NTU. Nước cấp cho ăn uống nhỏ hơn 5 NTU.
1.2.2.4. Mùi vị
Nước ô nhiễm có mùi do các hợp chất hóa học chủ yếu các hợp chất hữu cơ hay
các sản phẩm từ phân hủy vật chất. Nước bị ô nhiễm nặng do các chất hữu cơ có mùi
hôi thối rất khó chịu; do các khí độc hại như SO2, H2S sản phẩm từ phân hủy yếm khí.

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
9


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

1.2.2.5. Độ dẫn điện
Độ dẫn điện tăng theo hàm lượng các chất khoáng hòa tan trong nước và dao động
theo nhiệt độ. Dùng để đánh giá tổng lượng các chất khoáng hòa tan trong nước.
1.2.2.6. Tính phóng xạ
Tính phóng xạ do sự phân hủy các thành phần có chất phóng xạ trong nước tạo
nên. Xác định thông qua độ phóng xạ anpha và beta.
1.2.2.7. Tổng số chất rắn
Tống số chất rắn là toàn bộ các chất có mặt trong nước, xác định bằng cách sấy
mẫu nước ở nhiệt độ 103 – 105 0C, sau khi nước bay hơi hết, phần còn lại là chất rắn.
Các chất rắn có mặt trong nước gồm chất rắn hòa tan và lơ lửng, trong đó quan trọng
nhất là chất rắn lơ lửng.
1.2.2.8. Chất rắn lơ lửng
Lượng chất rắn lơ lửng là thông số đánh giá cường độ nước thải, hiệu quả của thiết
bị xử lý. Xác định dùng phương pháp lọc mẫu nước bằng chén Gút, sau đó đo khối
lượng chất rắn có trong màng lọc của chén (mg/l).

CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP
2.1. CÁC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC
Công trình thu nước có nhiệm vụ thu nước từ nguồn nước. Công trình thu nước
mặt có các dạng kết hợp hoặc phân ly, thu nước sát bờ bằng cửa thu hoặc thu nước
giữa dòng bằng ống tự chảy, xiphông. 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.

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường

10


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

2.2. CÔNG TRÌNH VẬN CHUYỂN NƯỚC
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, có trường hợp lấy
nước từ xa, khoảng cách đến trạm xử lý có thể tới vài kilomet thậm chí hàng chục
kilomet. Trường hợp sử dụng nguồn nước mặt, trạm bơm cấp I có thể kết hợp với công
trình thu hoặc xây dựng riêng biệt. Công trình thu nước sông hoặc hồ có thể dùng cửa
thu và ống tự chảy, ống xiphông hoặc cá biệt có trường hợp chỉ dùng cửa thu và ống tự
chảy đến trạm xử lý khi mức nước ở nguồn nước cao hơn cao độ ở trạm xử lý. 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.
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
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 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

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
11


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

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. Lắng
Bể lắng có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành
quá trình làm trong nước. Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng
ngang, bể lắng đứng, bể lắng lớp mỏng và bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng. Trong bể
lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận tốc không lớn hơn
16,3 mm/s. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước lớn hơn 3.000
m3/ngày. Đối với bể lắng đứng, nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới
lên đến vách tràn với vận tốc 0,3-0,5 mm/s. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường
thấp hơn bể lắng ngang từ 10 đến 20%. 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 45 0 ÷ 600 so với mặt phẳng nằm ngang và
song song với nhau. Do có cấu tạo thêm 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
SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
12


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

5,26 lần so với bể lắng ngang thuần túy. 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. Lọc
Bể lọc được dùng 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.
Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại, làm tăng tổn thất áp lực, tốc độ
lọc giảm dần. Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc, phải thổi rữa bể lọc bằng
nước hoặc gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu 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 bể lọc T (h). Để thực hiện
quá trình lọc nước có thể sử dụng một số loại bể lọc có nguyên tắc làm việc, cấu tạo
lớp vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau. Thiết bị lọc có thể được phân loại
theo nhiều cách khác nhau: theo đặc tính như lọc gián đoạn và lọc liên tục; theo dạng
của quá trình như làm đặc và lọc trong; theo áp suất trong quá trình lọc như lọc chân
không (áp suất 0,085 MPa), lọc áp lực (từ 0,3 đến 1,5 MPa) hay lọc dưới áp suất thủy
tĩnh của cột chất lỏng,…. Trong các hệ thống xử lý nước công suất lớn không cần sử
dụng các thiết bị lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt. Vật liệu
lọc có thể sử dụng là cát thạch anh, than cốc, hoặc sỏi nghiền, thậm chí cả than nâu
hoặc than gỗ. Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa
phương. Quá trình lọc xảy ra theo những cơ chế sau:
+ Sàng lọc để tách các hạt rắn hoàn toàn bằng nguyên lý cơ học.
+ Lắng trọng lực.
+ Giữ hạt rắn theo quán tính.
+ Hấp phụ hóa học; Hấp phụ vật lý.

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
13


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

+ Quá trình dính bám.
+ Quá trình lắng tạo bông.
Thiết bị lọc với lớp hạt có thể được phân loại thành thiết bị lọc chậm, thiết bị lọc
nhanh, thiết bị lọc hở và thiết bị lọc kín. Chiều cao lớp vật liệu lọc trong thiết bị lọc hở
dao động trong khoảng 1-2 m và trong thiết bị lọc kín từ 0,5 – 1 m.
2.4. XỬ LÝ NƯỚC CẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ
2.4.1. Làm thoáng
Bản chất của quá trình làm thoáng là hòa tan oxy từ không khí vào nước để oxy
hóa sắt hóa trị II, sắt hóa trị II thành sắt hóa trị III, mangan hóa trị IV tạo thành các
hợp chất hydroxyl sắt hóa trị III và hydroxyl mangan hóa trị IV Mn(OH) 4 kết tủa dễ
lắng đọng để khử ra khỏi nước bằng lắng, lọc. Làm thoáng để khử CO 2, H2S có trong
nước, làm tăng pH của nước, tạo điều kiện thuận lợi và đẩy nhanh quá trình oxy hóa
và thủy phân sắt và mangan, nâng cao công suất của các công trình lắng và lọc trong
quy trình khử sắt và mangan. Quá trình làm thoáng làm tăng hàm lượng oxy hòa tan
trong nước, nâng cao thế oxy hóa khử của nước để thực hiện dễ dàng các quá trình oxy
hóa các chất hữu cơ trong quá trình khử mùi và mùi của nước. Có hai phương pháp
làm thoáng: Đưa nước vào trong không khí: cho nước phun thành tia hay thành màng
mỏng chảy trong không khí ở các dàn làm thoáng tự nhiên, hay cho nước phun thành
tia và màng mỏng trong các thùng kín rồi thổi không khí vào thùng như ở các dàn làm
thoáng cưỡng bức. Đưa không khí vào nước: dẫn và phân phối không khí nén thành

các bọt nhỏ theo dàn phân phối đặt ở đáy bể chứa nước, các bọt khí nổi lên, nước được
làm thoáng. Hỗn hợp hai phương pháp trên: làm thoáng bằng máng tràn nhiều bậc và
phun trên mặt nước.

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
14


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

Hình 2.1: Quá trình làm thoáng
2.4.2. Clo hóa sơ bộ
Clo hóa sơ bộ là quá trình cho clo vào nước trước bể lắng và bể lọc. Clo hóa sơ bộ
có tác dụng tăng thời gian khử trùng khi nguồn nước nhiễm bẩn nặng, oxy hóa sắt hòa
SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
15


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo thành các kết tủa tương
ứng, oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu, ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu, phá

hủy tế bào của các vi sinh sản ra chất nhầy nhớt trên mặt bể lọc.
2.4.3. Keo tụ - Tạo bông
Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân
tán, kích thước của hạt ø < 1µm. Các hạt này không nổi cũng không lắng, và do đó
tương đối khó tách loại. Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của
chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng. Theo nguyên tắc,
các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt.
Lực này có thể dẫn đến sự dính kết giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ
nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra do chuyển động Brown và do tác động của sự
xáo trộn. Tuy nhiên, trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán
nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tích điện, có thể là điện tích âm hoặc
điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa
các nhóm hoạt hóa. Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh
điện. Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá
trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên
kết với những hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và
lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông. Những chất keo tụ thường
dùng nhất là các muối sắt và muối nhôm như: Al 2(SO4)3, Al2(SO4)2.18H2O, NaAlO2,
Al2(OH)5Cl, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O, FeCl3, Fe2(SO4)2.2H2O,
Fe2(SO4)2.3H2O, Fe2(SO4)2.7H2O
2.4.3.1. Muối nhôm
Trong các loại phèn nhôm, Al2(SO4)3 được dùng rộng rãi nhất do có tính hòa tan tốt
trong nước, chi phi thấp và hoạt động có hiệu quả trong khoảng pH = 5,0 – 7,5. Quá
trình điện ly và thủy phân Al2(SO4)3 xảy ra như sau:
Al3+ + H2O <=> + H+
+ H2O <=> + H+
Al(OH)2+ + H2O <=> Al(OH)3+ H+
+ 3H2O <=> Al(OH)3 + 3H+

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh

LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
16


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

Ngoài ra, Al2(SO4)3 có thể tác dụng với Ca(HCO3)2 trong nước theo phương trình
phản ứng sau:
Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2
Trong phần lớn các trường hợp, người ta sử dụng
NaAlO2vàAl2(SO4)3theotỷ lệ (10:1) – (20:1). Phản ứng xảy ra như sau:

hỗn

hợp

6NaAlO2 + Al2(SO4)3 + 12H2O → 8Al(OH)3 + 3Na2SO4
Việc sử dụng hỗn hợp muối trên cho phép mở rộng khoảng pH tối ưu của môi
trường cũng như tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông.
2.4.3.2. Muối sắt
Các muối sắt được sử dụng làm chất keo tụ có nhiều ưu điểm hơn so với các muối
nhôm do:
+ Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp;
+ Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn;
+ Có thể khử mùi H2S.
Tuy nhiên, các muối sắt cũng có nhược điểm là tạo thành phức hòa tan có màu do
phản ứng của ion sắt với các hợp chất hữu cơ. Quá trình keo tụ sử dụng muối sắt xảy

ra do các phản ứng sau:
• FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + HCl
• Fe(SO4)3 + 6H2O → 2Fe(OH)3 + 3H2SO4
Trong điều kiện kiềm hóa:
• 2FeCl3 + 3Ca(OH)2 → 2Fe(OH)3 + 3CaCl2
• FeSO4 + 3Ca(OH)2 → Fe(OH)3 + 3CaSO4
2.4.3.3. Chất trợ keo tụ
Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợ
keo tụ (flucculant). Việc sử dụng chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ,
giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo. Các chất trợ keo

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
17


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin (C 6H10O5)n, các ete,
cellulose, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O). Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường
dùng là polyacrylamit (CH2CHCONH2)n. Tùy thuộc vào các nhóm ion khi phân ly mà
các chất trợ đông tụ có điện tích âm hoặc dương như polyacrylic acid (CH 2CHCOO)n
hoặc polydiallyldimetyl-amon.
2.4.4. Khử trùng nước
Khử trùng nước là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt.
Trong nước thiên nhiên chứa rất nhiều vi sinh vật và khử trùng. Sau các quá trình xử
lý cơ học, nhất là nước sau khi qua bể lọc, phần lớn các vi trùng đã bị giữ lại. Song để

tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nước. Hiện nay
có nhiều biện pháp khử trùng có hiệu quả như: khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh,
các tia vật lý, siêu âm, phương pháp nhiệt, ion kim loại nặng,…
2.4.4.1. Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của Clo
Clo là một chất oxy hóa mạnh ở bất cứ dạng nào. Khi Clo tác dụng với nước tạo
thành axit hypoclorit (HOCl) có tác dụng diệt trùng mạnh. Khi cho Clo vào nước, chất
diệt trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và gây phản ứng với men bên
trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt.
Khi cho Clo vào nước, phản ứng diễn ra như sau:
Cl2 + H2O <=> HOCl + HCl
Hoặc có thể ở dạng phương trình phân ly:
Cl2 + H2O <=> 2H+ + OCl- + ClKhi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra như sau:
Ca+ H2O <=> CaO + 2HOCl
2HOCl <=> 2H+ + 2OCl2.4.4.2. Dùng ozone để khử trùng
Ozone là một chất khí có màu ánh tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đối với
con người. Ở trong nước, ozone phân hủy rất nhanh thành oxy phân tử và nguyên tử.
Ozone có tính hoạt hóa mạnh hơn Clo, nên khả năng diệt trùng mạnh hơn Clo rất
SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
18


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

nhiều lần. Thời gian tiếp xúc rất ngắn do đó diện tích bề mặt thiết bị giảm, không gây
mùi vị khó chịu trong nước kể cả khi trong nước có chứa phênol.
2.4.4.3. Khử trùng bằng phương pháp nhiệt

Đây là phương pháp khử trùng cổ truyền. Đun sôi nước ở nhiệt độ 100 oC có thể
tiêu diệt phần lớn các vi khuẩn có trong nước. Chỉ trừ nhóm vi khuẩn khi gặp nhiệt độ
cao sẽ chuyển sang dạng bào tử vững chắc. Tuy nhiên, nhóm vi khuẩn này chiếm tỉ lệ
rất nhỏ.
Phương pháp đun sôi nước tuy đơn giản, nhưng tốn nhiên liệu và cồng kềnh, nên
chỉ dùng trong quy mô gia đình.
2.4.4.4. Khử trùng bằng tia cực tím (UV)
Tia cực tím là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 4 – 400 nm, có tác dụng diệt
trùng rất mạnh. Dùng các đèn bức xạ tử ngoại, đặt trong dòng chảy của nước. Các tia
cực tím phát ra sẽ tác dụng lên các phân tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc
và mất khả năng trao đổi chất, vì thể chúng sẽ bị tiêu diệt. Hiệu quả khử trùng chỉ đạt
được triệt để khi trong nước không có các chất hữu cơ và cặn lơ lửng. Khử trùng bằng
tia cực tím không làm thay đổi mùi, vị của nước.
2.4.4.5. Khử trùng bằng siêu âm
Dòng siêu âm với cường độ tác dụng không nhỏ hơn 2W/cm 2 trong khoảng thời
gian trên 5 phút có khả năng tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật trong nước.
2.4.4.6. Khử trùng bằng ion bạc
Ion bạc có thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước. Với hàm lượng 2 – 10 ion
g/l đã có tác dụng diệt trùng. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là: nếu trong
nước có độ màu cao, có chất hữu cơ, có nhiều loại muối,…thì ion bạc không phát huy
được khả năng diệt trùng.
2.5. KHỬ SẮT TRONG NƯỚC NGẦM
2.5.1. Trạng thái tồn tại tự nhiên của sắt trong các nguồn nước
Trong nước ngầm sắt thường tồn tại ở dạng ion, sắt có hoá trị II (Fe 2+) là thành
phần của các muối hoà tan như: Fe(HCO 3)2; FeSO4…hàm lượng sắt có trong các

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
19

Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

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 có 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 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 có 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) +,
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
thông 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 thànhion 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 trình 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.
2.5.2. Các phương pháp khử sắt trong xử lý nước
2.5.2.1. Phương pháp oxy hoá 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:
Fe2 <=> 2 + Fe 2+
Nếu trong nước có oxy hoà tan, sắt (II) hyđroxyt sẽ bị oxy hoá thành sắt (III)
hyđroxyt theo phản ứng:

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
20


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

4Fe 2+ +O2+ 10H2O <=> 4 Fe(OH)3+ 8H+
Sắt (III) hyđroxyt trong nước kết tủa thành bông cặn màu vàng và có thể tách ra
khỏi nước một cách dễ dàng nhờ quá trình lắng lọc.
Kết hợp các phản ứng trên ta có phản ứng chung của quá trình oxy hoá sắt như sau:
4Fe2+ + 8HCO3 + O2 + 15H2O → 4Fe(OH)3 + 8H+ + 8HCO3Nước ngầm thường không chứa ôxy hoà tan hoặc có hàm lượng ôxy hoà tan rất
thấp. Để tăng nồng độ ôxy hoà tan trong nước ngầm, biện pháp đơn giản nhất là làm
thoáng. Hiệu quả của bước làm thoáng được xác định theo nhu cầu ôxy cho quá trình
khử sắt.
2.5.2.2. Phương pháp khử sắt bằng quá trình ôxy hoá
 Làm thoáng đơn giản bề mặt lọc:

Nước cần khử sắt được làm thoáng bằng dàn phun mưa ngay trên bề mặt lọc. Chiều
cao giàn phun thường lấy cao khoảng 0,7m, lỗ phun có đường kính từ 5-7mm, lưu
lượng tưới vào khoảng 10 m3/h Lượng ôxy hoà tantrong nước sau khi làm thoáng ở

nhiệt độ 250C lấy bằng 40% lượng ôxy hoà tan bão hoà (ở 25 0C lượng ôxy bão hoà
bằng 8,1 mg/l).
 Làm thoáng bằng giàn mưa tự nhiên:

Nước cần làm thoáng được tưới lên giàn làm thoáng một bặc hay nhiều bặc với các
sàn rải xỉ hoặc tre gỗ.Lưu lượng tưới và chiều cao tháp cũng lấy như trường hợp trên.
Lượng ôxy hoà tan sau làm thoáng bằng 55% lượng ôxy hoà tan bão hoà. Hàm lượng
CO2 sau làm thoáng giảm 50%.
 Làm thoáng cưỡng bức:

Cũng có thể dùng tháp làm thoáng cưỡng bức với lưu lượng tưới từ 30 đến 40 m 3/h.
Lượng không khí tiếp xúc lấy từ 4 đến 6 m 3 cho 1m3 nước. Lượng ôxy hoà tan sau làm
thoáng bằng 70% hàm lượng ôxy hoà tan bão hoà.Hàm lượng CO 2 sau làm thoáng
giảm 75%.

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
21


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

2.5.2.3. Khử sắt bằng hoá chất
Khi trong nước nguồn có hàm lượng tạp chất hữu cơ cao, các chất hữu cơ sẽ tạo ra
dạng keo bảo vệ các ion sắt, như vậy muốn khử sắt phải phá vỡ được màng hữu cơ bảo
vệ bằng tác dụng của các chất ôxy hoá mạnh. Đối với nước ngầm, khi làm lượng sắt
quá cao đồng thời tồn tại cả H2S thì lượng ôxy thu được nhờ làm thoáng không đủ để

ôxy hoá hết H2S và sắt, trong trường hợp này cần phải dùng đến hoá chất để khử sắt.
 Biện pháp khử sắt bằng vôi:

Khi cho vôi vào nước, độ pH của nước tăng lên. Ở điều kiện giàu ion OH -, các ion
Fe2+ thuỷ phân nhanh chóng thành Fe(OH)2 và lắng xuống một phần, thế ôxy hoá khử
tiêu chuẩn của hệ Fe(OH)2/Fe(OH)3 giảm xuống, do đó sắt (II) dễ dàng chuyển hoá
thành sắt (III). Sắt (III) hyđroxyt kết tụ thành bông cặn, lắng trong bể lắng và có thể dễ
dàng tách ra khỏi nước.Phương pháp này có thể áp dụng cho cả nước mặt và nước
ngầm. Nhược điểm của phương pháp này là phải dùng đến các thiết bị pha chế cồng
kềnh, quản lý phức tạp, cho nên thường kết hợp khử sắt với quá trình xử lý khác như
xử lý ổn định nước bằng kiềm, làm mềm nước bằng vôi kết hợp với sôđa.
 Biện pháp khử sắt bằng Clo:

Quá trình khử sắt bằng clo được thực hiện nhờ phản ứng sau:
2Fe(HCO3)2 + Cl2 + Ca(HCO3)2 + 6H2O → 2Fe(OH)3CaCl2 + 6H+ + 6HCO3 Biện pháp khử sắt bằng Kali Permanganat (KMnO 4):

Khi dùng KMnO4 để khử sắt, qua trình xảy ra rất nhanh vì cặn mangan (IV)
hyđroxyt vừa được tạo thành sẽlà nhân tố xúc tác cho quá trình khử. Phản ứng xảy ra
theo phương trình sau:
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
Biện pháp khử sắt bằng cách lọc qua lớp vật liệu đặc biệt. Các vật liệu đặc biệt có
khả năng xúc tác, đẩy nhanh quá trình ôxy hoá khử Fe2 + thành Fe3+ và giữ lại trong
tầng lọc. Quá trình diễn ra rẩt nhanh chóng và có hiệu quả cao. Cát đen là một trong
những chất có đặc tính như thế.
 Biện pháp khử sắt bằng phương pháp trao đổi ion:

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
22

Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

Phương pháp trao đổi ion được sử dụng khi kết hợp với quá trình khử cứng. Khi sử
dụng thiết bị trao đổi ion để khử sắt, nước ngầm không được tiếp xúc với không khí vì
Fe3+ sẽ làm giảm khả năng trao đổi của các ionic. Chỉ có hiệu quả khi khử nước ngầm
có hàm lượng sắt thấp.
 Biện pháp khử sắt bằng phương pháp vi sinh:

Một số loại vi sinh có khả năng ôxy hoá sắt trong điều kiện mà quá trình ôxy hoá
hoá học xảy ra rất khó khăn. Chúng ta cấy các mầm khuẩn sắt trong lớp cấy lọc của bể
lọc, thông qua hoạt động của các vi khuẩn sắt được loại ra khỏi nước. Thường sử dụng
thiết bị bể lọc chậm để khử sắt.

CHƯƠNG III
CƠ SỞ LỰA CHỌN VÀ PHƯƠNG ÁN ĐỀ XUẤT
3.1. CƠ SỞ LỰA CHỌN
Bảng 3.1: Số liệu chất lượng nước nguồn
ST
T

CHỈ TIÊU

GIÁ
TRỊ

Giới hạn tối đa cho

phép

1

pH

6,7

6,5 - 6,8

2

Chất rắn lơ lửng
mg/L
(SS)

63

-

3

Độ đục

NTU

24

2

4

Độ màu

mg/L

83

15

5

Amoni

mg/L

0,25

3

6

Mangan Mn2+

mg/L

0,26

0,26

7

Sắt Fe2+

mg/L

0,3

0,3

8

Độ kiềm

mgCaCO3/L

74

-

9

Độ cứng

mgCaCO3/L

85

-

10

Colifom tổng

Vi khuẩn/100ml 8000

0

11

Nhiệt độ nước

0

-

ĐƠN VỊ

C

20-25

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
23


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số

18000 người.

So sánh số liệu chất lượng nước nguồn ở bảng trên với tiêu chuẩn nước sau xử lý
đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT thì
thấy các thông số vượt mức giới hạn cho phép cần phải xử lý:
+ Độ đục;
+ Độ màu;
+ Coliform tổng số.
Diện tích khu đất dự kiến xây dựng trạm xử lý nước cấp cho khu dân cư 100m x
200m
 Mục tiêu đồ án

- Nghiên cứu lựa chọn xây dựng nhà máy nước mang tính khả thi cao, phù hợp với
phương án bảo vệ môi trường và phát triển bển vững.
- Cung cấp đầy đủ nước cho các nhu cầu sinh hoạt, công nghiệp, tưới tiêu, thương mại,
dịch vụ và chữa cháy.
 Nội dung thiết kế của đồ án

- Lập bản thuyết minh tính toán bao gồm:
+ Đề xuất 2 phương án công nghệ xử lý nước cấp cho khu dân cư 18000 người, từ
đó phân tích lựa chọn công nghệ thích hợp.
+ Tính toán toàn bộ công trình đơn vị chính của sơ đồ công nghệ.
+ Tính toán và lựa chọn thiết bị (bơm nước, thiết bị khuấy trộn,…) cho các công
trình đơn vị tính toán trên.
- Các bản vẽ kỹ thuật:
+ Vẽ bản vẽ mặt cắt công nghệ của phương án chọn: 1 bản vẽ khổ A1.
+ Vẽ chi tiết 1 công trình đơn vị hoàn chỉnh: 1bản vẽ khổ A1.
3.2. TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT THIẾT KẾ
3.2.1. Lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt
ngày đêm)

SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
24


Đồ án Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số
18000 người.

Với N: Số dân tính toán ứng với tiêu chuẩn cấp nước
(N = 18000 người)
: Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt lấy theo bảng 3.1 (TCXD 33:2006)
(Chọn = 100 (l/người.ngày) giai đoạn 2020)
f: Tỉ lệ dân được cấp nước lấy theo bảng 3.1 (TCXD 33:2006)
(Chọn f = 90 % giai đoạn 2020)
3.2.2. Lưu lượng nước dùng cho dịch vụ

Với tỉ lệ % giai đoạn 2020 lấy theo bảng 3.1 (TCXD 33:2006)
3.2.3. Lưu lượng nước thất thoát

Với tỉ lệ % giai đoạn 2020 lấy theo bảng 3.1 (TCXD 33:2006)
3.2.4. Lưu lượng nước dùng cho yêu cầu riêng của nhà máy xử lý nước

= 10%.(1620+162+249,48) = 203,148 (m3/ngày đêm)
Với tỉ lệ % giai đoạn 2020 lấy theo bảng 3.1 (TCXD 33:2006)
3.2.5. Lưu lượng nước dự phòng

Với lượng nước dự phòng cho phát triển công nghiệp, dân cư và các lượng nước khác

chưa tính được cho phép lấy thêm 5-10% tổng lưu lượng nước cho ăn uống sinh hoạt
của điểm dân cư (Chọn tỉ lệ phần trăm là 10%).
3.2.6. Lưu lượng trung bình ngày của trạm xử lý nước

= 1620 + (162 + 249,48 + 203,148 + 162) = 2397 2400 (m3/ngày đêm)
Với D = Qdv + Qtt + Qr(txln) + Qdp
SVTH: Hà Thị Ngọc Linh
LỚP: 08_CĐKTMT_1
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
25