(wordautocad) Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
1. Tên đề tài
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước
ngầm tại Bình Thuận
2. Các số liệu ban đầu
Số dân cư: 5000 dân
Thông số và chất lượng nước đầu vào lấy theo các số liệu quan trắc trên địa bàn
tỉnh Bình Thuận
3. Nội dung đồ án
Tổng quan và giới thiệu về tỉnh Bình Thuận.
Tổng quan về nước ngầm và các phương án xử lý nước ngầm.
Lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp và đề xuất dây chuyền công nghệ phù hợp
cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tỉnh Bình Thuận.
Tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước.
Chi phí đầu tư
Bản vẽ thiết kế
4. Giáo viên hướng dẫn: Ngô Xuân Huy
5. Ngày giao nhiệm vụ: 06-9-2016
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 25-11-2016

Gò vấp, ngày......tháng......năm 2016
Giáo viên hướng dẫn

Ngô Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

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

SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

LỜI CẢM ƠN

Được sự phân công của viện Khoa học Công nghệ và Quản lý Môi Trường
trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM, và sự đồng ý của GVHD: Ngô Xuân Huy em
đã thực hiện đề tài: ‘’Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ
nguồn nước ngầm tại Bình Thuận’’
Để hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã tận
tình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và rèn luyện ơ
trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM.

Xin chân thành cảm ơn Giáo viên hướng dẫn Ngô Xuân Huy đã tận tình, chu
đáo hướng dẫn em thực hiện đồ án môn học này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài đồ án môn học một cách hoàn
chỉnh nhất. Song do lần đầu được làm quen và thực hiện với công nghệ hệ thống xử lý
nước cấp từ nguồn nước ngầm bị nhiễm mặn tại tỉnh Bình Thuận, tìm hiểu về chất
lượng nước đầu vào và đi sâu vào thực tế về vùng đất này nhưng vẫn còn hạn chế về
kiến thức cơ bản và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định
mà bản thân chưa thấy được. Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy để đề tài đồ án
môn học được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !

Gò vấp, ngày 25 tháng 09 năm 2016
Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THANH THÙY
MSSV:14051551

SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIỆT TẮT.........................................................................................5
DANH MỤC BẢNG.....................................................................................................7
LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................... 1

SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

DANH MỤC TỪ VIỆT TẮT
NTSH: Nước thải sinh hoạt
BYT: Bộ y tế
BOD (Biological Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh học.
COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hoá học.
SS (Suspended Solids): Chất rắn lơ lửng.
NTU: Đơn vị đo độ đục
QCNV: Quy chuẩn Việt Nam
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TCXD: Tiêu chuẩn xây dựng
IE (Ion Exchange): Phương pháp trao đổi ion

SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

DANH MỤC HÌNH

Hình
Hình 2.1: Làm thoáng
Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm
Hình 3.1: Thiết bị xử lý nước tại Bình Thuận
Hình 3.2: Quá trình chưng cất
Hình 3.3: Quá trình thẩm thấu tự nhiên và thẩm thấu ngược
Hình 3.4: Cơ chế lọc của màng RO
Hình 3.5: Lọc RO
Hình 4.6.1: Than hoạt tính
Hình 4.7.1: Lõi lọc Cartridge
Hình 4.7.2: Kích thước bồn lọc Cartridge
Hình 4.9.1: Màng RO SW30HR-380 của hãng FILMTEC
Hình 4.9.2: Sơ đồ lắp đặt hệ thống RO
Hình 4.9.3: Mặt cắt nối giữa 2 element trong 1 vessel
Hình 4.9.4: Một hệ thống lọc RO 6 vessel
Hình 4.9.5: Các thao tác khi tháo, lắp màng vào trong vỏ
màng (vessel)

SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551

Trang
19
27
29

31
33
33
34
59
62
63
66
67
68
70
71


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

DANH MỤC BẢNG
Bảng
Bảng 2.1: Một số đặc điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt
Bảng 3.1: Một số chỉ tiêu chất lượng nước ngầm tại tỉnh Bình Thuận

Trang
12
30

Bảng 3.2: Ưu nhược điểm của các phương pháp khử muối lựa chọn
Bảng 4.5.1: Các chỉ tiêu về vật liệu lọc và tốc độ lọc của bể lọc áp lực
hai lớp lọc

35
49

Bảng 4.5.2: Độ giãn nơ tương đối của vật liệu lọc
Bảng 4.5.3: Đặc tính của vật liệu lọc
Bảng 4.5.4: Tính toán tổn thất áp lực
Bảng 4.6.1: Các thông số thiết kế bồn lọc than hoạt tính
Bảng 4.6.2: Các chỉ tiêu cơ bản của than
Bảng 4.7.1: Các thông số thiết kế của bồn lọc tinh
Bảng 4.9.1: Hướng dẫn của hãng Filmtec về lựa chọn màng RO
Bảng 4.9.2: Số cấp lọc RO cho nước lợ
Bảng 5.2.1: Các hạng mục thiết bị
Bảng 5.3.1: Các chi phí điện năng

50
51
53
57
59
64
65
69
76
78

SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551

Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình hình thành sự sống trên trái đất thì nước và môi trường nước đóng
một vai trò rất quan trọng. Chính vì vậy mà việc bảo vệ nguồn nước, khai thác nguồn
nước hợp lí, hiệu quả phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất là một vấn đề đã và
đang được quan tâm hiện nay. Nước trong thiên nhiên được dùng làm các nguồn
nước cung cấp cho ăn uống sinh hoạt và công nghiệp có chất lượng rất khác nhau.
Có thể nói, hầu hết các nguồn nước thiên nhiên đều không đáp ứng được yêu cầu, về
mặt chất lượng cho các đối tượng dùng nước.
Mục tiêu của đồ án này là tính toán, lựa chọn phương án tối ưu để thiết kế và xây
dựng hệ thống cấp nước nhằm đảm bảo cung cấp nước sạch cho nhu cầu dùng nước
của khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận, góp phần cải
thiện, nâng cao sức khoẻ của người dân, hổ trợ phát triển kinh tế xã hội.

SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VÀ GIỚI THIỆU VỀ TỈNH BÌNH THUẬN
Bình Thuận nằm trong vùng duyên hải cực Nam Trung Bộ, có mối liên hệ chặt
chẽ với vùng Đông Nam Bộ và nằm trong khu vực ảnh hương cuả Địa Bàn Kinh tế

trọng điểm phía Nam. Nằm cách thành phố Hồ Chí Minh 200 km, cách Thành phố
Nha Trang 250 km. Có quốc lộ IA, đường sắt Bắc nam chạy qua; quốc lộ 28 nối liền
Bình Thuận với các tỉnh Nam Tây Nguyên; quốc lộ 55 nối liền với Trung tâm dịch
vụ dầu khí và du lịch Vũng Tàu. Diện tích tự nhiên 7.828 km 2, dân số 1,3 triệu
người, lực lượng lao động 734.500 người. Gồm 10 đơn vị hành chính: Thành phố
Phan Thiết (Trung tâm tỉnh lỵ), thị xã Lagi và 8 huyện; trong đó có 1 huyện đảo Phú
Quý.
Những năm qua, kinh tế Bình Thuận tăng trương đạt mức bình quân 12%/năm.
Tiềm năng tài nguyên thiên nhiên phong phú, đa dạng:
1.1. Du lịch:
Chiều dài bờ biển 192 km, nhiều cảnh quan thiên nhiên đẹp như: Mũi Né,
Mũi Kê gà, Núi Tà Cú, Bàu Trắng, Gành son. Nhiều điểm di tích văn hoá, lịch sử nổi
tiếng như: Tháp Chăm Poshanư, Chùa núi Tà Cú, Dinh Thầy Thím, Cổ Thạch Tự, Di
tích Dục Thanh. Đã và đang hình thành các quần thể du lịch - nghỉ mát - thể thao leo núi - du thuyền - câu cá - sân golf - nghỉ dưỡng - chữa bệnh, khu vui chơi giải trí.
Toàn tỉnh hiện có 112 resort đang hoạt động, 125 cơ sơ lưu trú với trên 4.240 phòng
nghỉ, trong đó có 57 cơ sơ được xếp hạng từ 1 đến 4 sao, sẵn sàng đáp ứng nhu cầu
nghĩ dưỡng và vui chơi giải trí của du khách và các nhà đầu tư. Hàng năm thu hút
trên 1,5 triệu khách du lịch.
Bình Thuận đã tiến hành lập qui hoạch và đầu tư cơ sơ hạ tầng các cụm du
lịch như: Phan Thiết - Mũi Né, Hòm Rơm - Suối Nước, Tiến Thành - Hàm Thuận
Nam, Hàm Thuận - Ðami, Hàm Tân, Tuy Phong, Bắc Bình…
1.2. Thuỷ hải sản:
Bình Thuận có ngư trường rộng 52.000 km 2 có trữ lượng hải sản lớn, thuận
lợi để nuôi trồng các loại thủy sản như cua, tôm, cá, trai ngọc, rong biển,… Lực
lượng tàu thuyền đánh bắt có 6.200 chiếc, tổng công suất 290.000CV, sản lượng khai
thác hải sản hàng năm đạt 160.000 tấn. Sản lượng tôm giống (sú) đạt 5,7-6 tỷ
post/năm. Đảo Phú Quý (32 km2) là Trung tâm đánh bắt và dịch vụ hỗ trợ đánh bắt
xa bờ, đang được đầu tư để trơ thành khu kinh tế mơ với các chức năng khai thác,
chế biến hải sản và cung cấp các dịch vụ biển, dịch vụ hàng hải, dầu khí.
SVTH: Nguyễn Thanh Thùy

GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

Toàn tỉnh có hơn 100 cơ sơ chế biến thuỷ sản. Thủy sản của Bình Thuận đã
xuất khẩu vào các thị trường Nhật Bản, Bắc Mỹ, Tây Âu, Hàn Quốc, Singapore,
Hồng Kông, Australia,... Có 3 cảng cá Phan Thiết, Tuy Phong và Lagi với quy mô
tàu công suất 400 CV. Khu công nghiệp chế biến thuỷ sản Nam Phan Thiết đang
được đầu tư, hoàn thiện để thu hút các dự án công nghiệp chế biến thuỷ sản.
1.3. Nông, lâm nghiệp:
Diện tích đất nông nghiệp 260.000 ha, các cây trồng chính là lương thực
(115.000 ha), điều (30.000 ha), cao su (18.000 ha), Thanh Long (10.000 ha), Nho
(380 ha), bông vải (3.000 ha)..., thanh long là sản phẩm nổi tiếng, sản lượng năm
2007 đạt 130.000 tấn, có khoảng 20% sản phẩm được xuất khẩu (30.000 tấn). Đàn
bò thịt khoảng 160.000 con, heo thịt 260.000 con và các gia súc có sừng khác như
dê, cừu; ngoài ra, còn trên 50.000 ha đất nông nghiệp thích hợp trồng các loại cây
công nghiệp và các loại cây ăn quả có giá trị. Diện tích rừng tự nhiên 258.000 ha có
thể khai thác phục vụ du lịch sinh thái.
1.4. Công nghiệp:
Đạt mức tăng trươngbình quân hàng năm 15%; Công nghiệp chế biến xuất
khẩu sử dụng nguyên liệu lợi thế của địa phương có xu hướng phát triển nhanh. Một
số sản phẩm tăng khá như thuỷ sản chế biến, may mặc, vật liệu xây dựng, nước
khoáng, hàng thủ công mỹ nghệ. Một số mặt hàng thủ công mỹ nghệ phục vụ xuất
khẩu được khôi phục lại như sản xuất hàng mây tre, lá buông, dừa…
Khu công nghiệp Phan Thiết giai đoạn I (68 ha), đã thu hút 28 dự án đầu tư,
trong đó có 17 dự án đã đi vào hoạt động và đang mơ rộng giai đoạn II với quy mô

56 ha; đang xây dựng cơ sơ hạ tầng Khu công nghiệp Hàm Kiệm (579 ha), đầu tư
phát triển một số khu công nghiệp mới: Khu liên hợp công nghiệp dịch vụ dầu khí
Sơn Mỹ (4.000 ha), Khu công nghiệp Tân Đức (900 ha).
1.5. Khoáng sản:
Tài nguyên khoáng sản phong phú và đa dạng, các loại khoáng sản có trữ
lượng lớn là: cát thủy tinh, đá Granit, sét Bentonit, nước khoáng, sét làm gạch ngói,
Ilmenit -Zicon (TiO2), muối công nghiệp. Dầu khí là nguồn tài nguyên gần bờ biển,
có tiềm năng khai thác với các mỏ có trữ lượng lớn và chất lượng tốt như Sử Tử
Đen, Trắng, Sư Tử Nâu, Sư Tử Vàng, Rubi.
1.6. Cơ sở hạ tầng kinh tế - kỹ thuật:
Hệ thống giao thông Bình Thuận đã được cải tạo đáp ứng nhu cầu phát triển
kinh tế. Các tuyến giao thông chính: Quốc lộ 1A, QL55, QL28; Tuyến đường sắt Tp.
Hồ Chí Minh – Phan Thiết phục vụ cho vận chuyển hàng hoá và du lịch; Cảng vận
SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

tải Phan Thiết (1.000 tấn) và Phú Quý (làm mới) đã được xây dựng, Cảng cá Phan
Thiết, Lagi, Phan Rí Cửa, Phú Quý đã được nâng cấp; đang có kế hoạch xây dựng
Cảng vận tải tổng hợp Kê Gà, huyện Hàm Thuận Nam (tiếp nhận tàu 70.000 tấn) và
Cảng chuyên dùng Vĩnh Tân, huyện Tuy Phong. Dự kiến trong vài năm tới Tỉnh sẽ
khôi phục sân bay Phan Thiết và một sân bay mới sẽ được đầu tư xây dựng ơ phía
Bắc Phan Thiết.
Hiện nay, Bình Thuận sử dụng nguồn cấp điện từ lưới điện quốc gia. Một số
nhà máy thuỷ điện đã được đầu tư và đang hoạt động tại Bình Thuận: Nhà máy thủy

điện Hàm Thuận- Đa Mi công suất 475 MW, nhà máy thuỷ điện Đại Ninh công suất
300 MW. Bình Thuận sẽ đầu tư xây dựng 2 Trung tâm năng lượng lớn công suất
8.000MW là Trung tâm nhiệt điện than Sơn Mỹ và Trung tâm nhiệt điện than Vĩnh
Tân theo Quyết định của Chính phủ.
Hệ thống thông tin liên lạc đã được nâng cấp, mơ rộng và hiện đại hóa; Mạng
điện thoại phủ sóng hầu hết các khu du lịch, khu công nghiệp, khu sản xuất trên địa
bàn tỉnh. Đến đầu 2008 số điện thoại trên 100 dân là 45 máy, internet/100 dân là 5,62
thuê bao; tỷ lệ người sử dụng internet 20%.

SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM VÀ PHƯƠNG PHÁP
XỬ LÝ NƯỚC NGẦM
2.1. Tổng quan về nước ngầm
Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng và 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 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 vài
trăm mét.
Đối với các hệ thống cấp nước tập trung quy mô nhỏ và vừa thì nguồn nước
ngầm thường được lựa chọn nếu thành phần không quá xấu. Bơi vì các nguồn nước
mặt thường hay bị ô nhiễm và lưu lượng khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động
theo mùa. Trong khi đó, nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hương bơi các tác động của

con người. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước mặt xét trên các
khía cạnh độ đục và vệ sinh của nước.
Ngoài ra, các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những
thành phần gây ô nhiễm nguồn nước. Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là
các tạp chất hòa tan do ảnh hương của điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mưa, các
quá trình phong hóa và sinh hóa trong khu vực. Ở những vùng có sinh hóa tốt, có
nhiều chất bẩn và lượng mưa lớn thì nước ngầm dễ bị ô nhiễm bơi các chất khoáng
hòa tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa thấm vào đất. Ngoài ra, nước
ngầm cũng có thể bị ô nhiễm, nhiễm bẩn do tác động của con người. Các chất thải
của con người và đông vật, các chất thải sinh hoạt, chất thải hóa học và việc sử dụng
phân bón hóa học… tất cả những loại chất thải đó theo thời gian sẽ ngấm vào nguồn
nước, tích tụ dần và làm ô nhiễm nguồn nước ngầm. Đã không ít nguồn nước ngầm
do tác động của con người đã bị ô nhiễm bơi các hợp chất hữu cơ khó phân hủy, các
vi khuẩn gây bệnh, nhất là các hóa chất độc hại như kim loại nặng, dư lượng thuốc
trừ sâu và không loại trừ các chất phóng xạ.
2.2. Tổng quan về các thông số chất lượng nước
2.2.1. Các thông số đánh giá chất lượng nước
2.2.1.1. Các chỉ tiêu vật lý
a. Độ đục
Nước nguyên chất là một môi trường trong suốt và có khả năng truyền ánh sáng
tốt, nhưng khi trong nước có tạp chất huyền phù, cặn rắn lơ lửng, các vi sinh vật và
cả các hóa chất hòa tan thì khả năng truyền ánh sáng của nước giảm đi. Dựa trên
SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

nguyên tắc đó mà người ta xác định độ đục của nước.
Có nhiều đơn vị đo độ đục, thường dùng : mg SiO2/1, NTU,FTU.
Nước cấp cho ăn uống độ đục không vượt quá 5 NTU. Nước mặt thường có độ
đục 20 – 100 NTU, mùa lũ có khi cao đến 500-600 NTU.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam, độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước thấy
được gọi là độ trong, ơ độ sâu đó người ta có thể đọc được hàng chữ tiêu chuẩn. Đối
với nước sinh hoạt độ sâu phải lớn hơn 30 cm.
b. Mùi, vị của nước
Các chất khí và các chất hòa tan trong nước làm cho nước có mùi vị. Nước
thiên nhiên có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối hoặc mùi đặc trưng của các hóa
chất hòa tan trong nó như mùi clo, ammoniac, sunfua hydro… Nước có thể có vị
mặn, ngọt, chát… tùy theo thành phần và hàm lượng muối hòa tan trong nước.
c. Hàm lượng chất rắn trong nước
Gồm có chất rắn vô cơ ( các muối hòa tan, chất rắn không tan như huyền phù đất,
cát…), chất rắn hữu cơ ( gồm các vi sinh vật, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo và
các chất rắn hữu cơ vô sinh như phân rác, chất thải công nghiệp…). Trong xử lý
nước khi nói đến hàm lượng chất rắn, người ta đưa ra các khái niệm:
Tổng hàm lượng lơ lửng TSS( Total Suspended Solid) là trọng lượng khô tính
bằng miligam của phần còn lại sau khi bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách thủy rồi
sấy khô ơ 1030C tới khi có trọng lượng không đổi, đơn vị là mg/l.
Cặn lơ lửng SS( Suspended Solid), phần trọng lượng khô tính bằng miligam của
phần còn lại trên giấy lọc khi 1 lít mẩu nước qua phễu, sấy khô ơ 103 0C-1050C tới
khi có trọng lượng không đổi, đơn vị là mg/l.
Chất rắn hòa tan DS( Disolved Solid) bằng hiệu giữa tổng lượng cặn lơ lửng TSS
và cặn lửng SS. DS = TSS – SS
Chất rắn bay hơi VS( Volatile Solid) là phần mất đi khi nung ơ 550 0C trong một
thời gian nhất định. Phần mất đi là chất rắn bay hơi, phần còn lại là chất rắn không
bay hơi.

SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

2.2.1.2. Các chỉ tiêu hóa học
a. Độ pH

- pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H + có trong dung dịch, thường được
dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước.

- Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hòa tan trong
nước, pH có ảnh hương đến hiệu quả tất cả các quá trình xử lý nước. Do vậy rất có ý
nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường.
b. Độ kiềm

- Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của các ion dicacbonat, cacbonat,
hydroxyl và các anion của các muối axit yếu. Do hàm lượng các muối này rất nhỏ
nên có thể bỏ qua.

- Ở nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụ thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO 2 tự
do có trong nước. Độ kiềm chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước. Để xác
định độ kiềm dùng phương pháp chuẩn độ mẫu nước thử bằng axit clohydric.
c. Độ cứng của nước

- Là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion Ca 2+ và Mg2+ có trong nước. Trong

xử lý nước thường phân biệt ba loại độ cứng:

- Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi,magie có trong
nước.

- Độ cứng tạm thời: biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie có trong các
muối cacbonat ( hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magie) có trong nước.

- Độ cứng vĩnh cửu: biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi, magie trong các
muối axit mạnh của canxi và magie.

- Dùng nước có độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ gây lãng phí xà phòng do canxi
và magie phản ứng với các axit béo tạo thành các hợp chất khó tan. Trong sản xuất,
nước cứng có thể tạo lớp cáu cặn trong các lò hơi hoặc gây kết tủa ảnh hương đến
chất lượng sản phẩm.
d. Các hợp chất nitơ

- Là kết quả của quá trinh phân hủy các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên, các
chất thải và các nguồn phân bón mà con người trực tiếp hoặc gián tiếp đưa vào
nguồn nước. Các hợp chất này thường tồn tại dưới dạng ammoniac, nitric, nitrar và
SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

cả dạng nguyên tố nitơ ( N2). Tùy theo mức độ có mặt của các hợp chất nitơ mà ta có

thể biết được mức độ ô nhiễm của nguồn nước. Khi nước mới bị nhiễm bẩn bơi phân
bón hoặc nước thải, trong nguồn nước có NH 3, NO2, NO3. Sau một thời gian NH3,
NO2 bị oxy hóa thành NO3. Nếu nước chứa NH3 và nitơ hữu cơ thì coi như nước mới
bị nhiễm bẩn và nguy hiểm. Nếu nước chủ yếu có NO 3 thì quá trình oxy hóa đã kết
thúc.

- Ở điều kiện yếm khí NO3 sẽ bị khử thành N2 bay lên. Amoniac là chất gây
nhiễm độc trầm trọng cho nước, gây độc cho loài cá.

- Việc xử dụng rộng rãi các nguồn phân bón hóa học cũng làm cho hàm lượng
amoniac trong nước tự nhiên tăng lên. Trong nước ngầm và nước đầm lầy hay gặp
NO3 và amoniac hàm lượng cao. Nếu trong nước uống chứa hàm lượng cao NO 3
thường gây bệnh xanh xao ơ trẻ nhỏ có thể dẫn đến tử vong.
e. Clorua

- Tồn tại ơ dạng Cl- , ơ nồng độ cho phép không gây độc hại, nồng độ
cao(>250mg/l) nước có vị mặn. Nguồn nước ngầm có thể có hàm lượng clo lên tới
500÷1000mg/l. Sử dụng nước có hàm lượng clo cao có thể gây bệnh thận. Nước
chứa nhiều ion Cl- có tính xâm thực đối với bêtông. Ion Cl - có trong nước do sự hòa
tan muối khoáng, do quá trình phân hủy các chất hữu cơ.
f. Các hợp chất của axit silic

- Trong thiên nhiên thường có các hợp chất của axit silic, mức độ tồn tại của
chúng phụ thuộc vào độ pH của nước. Ở pH< 8-11 silic chuyển hóa dạng HSiO 3, các
hợp chất này có thể tồn tại dạng keo hay dạng ion hòa tan.

- Sự tồn tại của các hợp chất này gây lắng đọng cặn silicat trên thành ống, nồi
hơi, làm giảm khả năng vận chuyển và khả năng truyền nhiệt.
g. Sunfat SO4 2-

- Ion sunfat thường có nguồn gốc khoáng chất hay nguồn gốc hữu cơ.Nước có
hàm lượng sunfat hơn 250mg/l có tính độc hại cho sức khỏe người sử dụng.
h. Sắt và mangan

- Trong nước ngầm sắt tồn tại ơ dạng Fe 2+, kết hợp với gốc SO42-, Cl- . Đôi khi
tồn tại dưới dạng keo của axit humic hoặc silic. Khi tiếp xúc với oxy không khí tạo
ra Fe3+ dễ kết tủa màu nâu đỏ. Nước mặt thường chứa sắt dạng Fe 3+, tồn tại keo sơ
hữu cơ hoặc cặn huyền phù. Với hàm lượng sắt > 0,5 mg/l: nước có mùi tanh khó
chịu, vàng quần áo, hỏng sản phẩm dệt.
SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

- Mangan có trong nước ngầm dạng Mn 2+. Nước có hàm lượng mangan khoảng
1mg/l sẽ gây trơ ngại giống như khi sử dụng nước có hàm lượng sắt cao. Công nghệ
khử mangan thường kết hợp với khử sắt trong nước. Mangan thường gặp trong nước
ngầm nhưng ít hơn sắt nhiều, ít khi lớn hơn 5 mg/l.
k. Các hợp chất photpho

- Trong nước tự nhiên các hợp chất ít gặp nhất là photphat, khi nguồn nước bị
nhiễm bẩn bơi rác thải và các chất hữu cơ trong quá trình phân hủy, giải phóng ion
PO43-, có thể tồn tại dưới dạng H2PO4- , HPO42-, PO42-, NA3(PO4)3.

- Photpho không thuộc loại độc hại với con người nhưng sự tồn tại của chất này
với hàm lượng cao trong nước sẽ gây cản trơ cho quá trình xử lý, đặc biệt là hoạt

động của bể lắng.
l. Các hợp chất florua
Nước ngầm ơ giếng sâu hoặc ơ các vùng đất có chứa cặn apatit thường có
hàm lượng các hợp chất florua cao (2÷2,5mg/l), tồn tại dạng cơ bản là canxi florua
và magie florua.
Các hợp chất florua khá bền vững, khó bị phân hủy ơ quá trình tự làm sạch.
Hàm lượng florua trong nước cấp ảnh hương đến việc bảo vệ răng. Nếu thường
xuyên dùng nước có hàm lượng florua lớn hơn 1,3mg/l hoặc nhỏ hơn 0,7mg/l đều dễ
mắc bệnh loại men răng.
m. Các chất khí hòa tan
Các chất khí hòa tan thường gặp trong thiên nhiên là khí cacbonic, oxy và
sunfurhydro. Trong nước ngầm khi pH<5,5 thì nước chứa nhiều CO2. Hàm lượng
CO2 trong nước cao thường làm cho nước có tính ăn mòn bêtông ngăn cản sự tăng
pH của nước.
Trong nước ngầm khí H2S là sản phẩm của quá trình khử diễn ra trong nước.
Nó cũng xuất hiện trong nước ngầm mạch nông khi nước ngầm nhiễm bẩn các loại
nước thải. Hàm lượng khí H2S hòa tan trong nước nhỏ hơn 0,5mg/l đã tạo cho nước
có mùi khó chịu và làm cho nước có tính ăn mòn kim loại
2.2.1.3. Các chỉ tiêu vi sinh
Trong nước thiên nhiên có rất nhiều loại vi trùng và siêu vi trùng, trong đó có
các loại vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm là: kiết lị, thương hàn, dịch tả, bại liệt,…
việc xác định sự có mặt của các vi trùng gây bệnh này thường rất khó khăn và mất
nhiều thời gian. Trong thực tế việc xác định E.coli vi đặc tính của nó có khả năng tồn
SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp

Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

tại cao hơn các vi trùng gây bệnh khác. Do đó, sau khi xử lý, nếu trong nước không
còn phát hiện thấy E.coli chứng tỏ các loài vi trùng khác cũng đã bị tiêu diệt, mặt
khác cũng đã bị tiêu diệt, mặt khác việc xác định loại vi khuẩn này đơn giản và
nhanh chóng.
a. Vi trùng gây bệnh
Vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước gây tác hại cho mục đích sử dụng
nước trong sinh hoạt. Các sinh vật này vốn không bắt nguồn từ nước, chúng cần vật
chủ để sống kí sinh phát triển và sinh sản. Một số vi khuẩn gây bệnh sống một thời
gian khá dài trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tang.

- Vi khuẩn: Các loại vi khuẩn trong nước thường gây các bệnh về đường ruột
như:
+ Vi khuẩn Shigella spp: chủ yếu gây nên các triệu chứng lỵ. Biểu hiện bệnh
từ tiêu chảy nhẹ đến nghiêm trọng như đi tiêu ra máu, mất nước, sốt cao và bị
co rút thành bụng. Các triệu chứng này có thể kéo dài 12-14 ngày thậm chí
hơn.
+ Vi khuẩn Salmonella typhii: gây sốt thương hàn.
+ Vi khuẩn Vibrio cholera: tác nhân gây nên các vụ dịch tả trên toàn thế giới.
Dịch tả gây bơi Vibrio cholera thường được lan truyền rất nhanh qua đường
nước.

- Virus: Các bệnh do virus gây ra thường mang tính triệu chứng và cấp tính với
giai đoạn mắc bệnh tương đối ngắn, virus sinh sản với mức độ cao, liều lây
nhiễm thấp và giới hạn động vật chủ. Gồm:
+ Virus Adenovirus bệnh khuẩn xâm nhập từ khí quản: virus đậu mùa, thủy
đậu, virus zona,…
+ Virus Poliovirus: virus bại liệt.
+ Hepatitis- A Virus ( HAV ): virus viêm gan siêu vi A.

+ Reovirus, rotavirus, Norwalk virus: viêm dạ dày ruột.

- Động vật đơn bào ( protozoa): Các loại động vật đơn bào dễ dàng thích nghi
với điều kiện bên ngoài nên chúng tồn tại rất phổ biến trong nước tự nhiên.
Trong điều kiện môi trường không thuận lợi, các loại động vật đơn bào
thường thường tạo lớp vỏ kén bao bọc (cyst), rất khó tiêu diệt trong quá trình
khử trùng. Vì vậy thông thường trong quá trình xử lý nước sinh hoạt cần có
công đoạn lọc để loại bỏ các động vật đơn bào có dạng vỏ kén này.
SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551

10


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

+ Giardia spp: nhiễm trùng đường ruột.
+ Cryptosridium spp: gây bệnh thương hàn, ỉa chảy.
Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là do nhiễm rác bẩn, phân người
và động vật. Trong người và động vật thường có vi khuẩn E. coli sinh sống và phát
triển. Đây là loại vi khuẩn vô hại thường được bài tiết qua phân ra môi trường. Sự có
mặt của E.coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn bơi phân rác và khả năng lớn tồn
tại các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng nhiều hay ít phụ thuộc vào mức độ
nhiễm bẩn. Khả năng tồn tại của vi khuẩn E.coli cao hơn các vi khuẩn gây bệnh
khác. Do đó nếu sau xử lý trong nước không còn phát hiện thấy vi khuẩn E.coli
chứng tỏ các vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết. Mặt khác, việc xác định mức
độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nước qua việc xác định số lượng E.coli đơn giản

và nhanh chóng. Do đó vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đạc trưng trong việc
xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước.
b. Các loại rong tảo
Rong tảo phát triển trong nước làm nước bị nhiễm bẩn hữu cơ và làm cho
nước có màu xanh. Nước mặt có nhiều loại rong tảo sinh sống trong đó có loại gây
hại chủ yếu và khó loại trừ là nhóm tảo diệp lục và tảo đơn bào. Hai loại tảo này khi
phát triển trong đường ống có thể gây tắc nghẽn đường ống đồng thời làm cho nước
có tính ăn mòn do quá trình hô hấp thải ra khí cacbonic.
2.2.2. Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống
Người ta thường sử dụng nước mặt và nước ngầm để cấp nước uống và sinh
hoạt . Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt do ít thay đổi
hơn theo thời gian và thời tiết, dây chuyền công nghệ cũng đơn giản hơn, cần ít hóa
chất hơn và chất lượng sau xử lý cũng tốt hơn. Tuy nhiên nguồn nước ngầm không
phải là vô thời hạn nên nếu chỉ sử dụng nước ngầm thì đến lúc nào đó sẽ gây ảnh
hương xấu đến địa tầng của khu vực. Nước sau xử lý cần bảo đảm an toàn cho sử
dụng. Các tiêu chuẩn, quy chuẩn cần phải bảo đảm an toàn về sức khỏe, mùi vị, thẩm
mỹ, và phù hợp càng nhiều càng tốt các tiêu chuẩn quốc tế. Nước cấp sinh hoạt phải
đảm bảo không có vi sinh vật gây bệnh, nồng độ các chất độc, các chất gây bệnh
mãn tính phải đạt tiêu chuẩn. Độ trong, độ mặn, mùi vị và tính ổn định phải cao.
Một số quy chuẩn về nước ăn uống sinh hoạt được ban hành kèm theo Thong
tư số 04:2009/BYT ngày 17 tháng 06 năm 2009 của Bộ Trương Bộ Y Tế như QCVN
01:2009/BYT, QCVN 02:2009/BYT…

SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551

11

Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

2.3. Tổng quan về nước ngầm và các phương pháp xử lý nước ngầm
2.3.1 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 mưa… Nước ngầm là nước xuất hiện ơ tầng sâu dưới đất,
thường từ 30 – 40 m, 60 – 70 m có khi 120 – 150 m và cũng có khi tới 180m.
Đối với các hệ thống cấp nước tập trung thì nguồn nước ngầm luôn là loại
nguồn nước được ưa tiên lựa chọn nếu có thể. Bơi vì các nguồn nước mặt thường 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 hương bơi 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
Thông số

Nước ngầm

Nước mặt

Nhiệt độ

Tương đối ổn định

Thay đổi theo mùa

Chất rắn lơ lửng

Rất thấp, hầu như không có

Thường cao và thay đổi theo mùa

Chất khoáng hòa Ít thay đổi, cao hơn so với nước Thay đổi tùy thuộc chất lượng đất,
tan
mặt
lượng mưa
Hàm lượng Fe+ , Thường xuyên có trong nước
Mn+

Rất thấp, chỉ có khi nước ơ sát dưới
đáy hồ

Khí SO2 hòa tan

Có nồng độ cao

Rất thấp hoặc bằng 0

Khí O2 hòa tan

Thường không tồn tại

Gần như bão hòa

Khí NH3

Thường có

Có khi nguồn nước bị nhiễm bẩn

Khí H2S

Thường có

Không có

SiO2

Thường có ơ nồng độ cao

Có ơ nồng độ trung bình

NO3-

Có ơ nồng độ cao, do bị nhiễm Thường rất thấp
bẩn bơi phân bón hóa học

Vi sinh vật

Chủ yếu là các vi trùng sắt gây ra Nhiều loại vi trùng gây bệnh và tảo

Bảng 2.1. Một số đặc điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt
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
SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551

12


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

là các tạp chất hoà tan do ảnh hương 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
bơi 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 bơi 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.
2.3.2 Các thành phần của nước ngầm
Thành phần chất lượng của nước ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc của nước
ngầm, cấu trúc địa hình của khu vực và chiều sâu địa tầng nơi khai thác nước. Ở các
khu vực được bảo vệ tốt, ít có nguồn thải gây nhiễm bẩn, nước ngầm nói chung được
đảm bảo về mặt vệ sinh và chất lượng khá ổn định. Người ta chia làm 2 loại khác
nhau:
Nước ngầm hiếu khí
Thông thường nước có oxy có chất lượng tốt, có trường hợp không cần xử lý
mà có thể cấp trực tiếp cho người tiêu thụ. Trong nước có oxy sẽ không có các chất
khử như H2S, CH4, NH4+ …

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 Fe 2+, Mn2+ sẽ được tạo thành.
Mặt khác các quá trình khử NO3 - → NH4 + ; SO4 2- → H2S; CO2 → CH4 cũng xảy ra.
2.3.2.1 Các ion trong nước ngầm
Ion canci Ca2+
Nước ngầm có thể chứa Ca 2+ 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
Axit yếu sẽ thấm sâu xuống đất và hòa tan canxi cacbonat tạo ra ion Ca 2+
SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551

13


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

2H2CO3 + 2CaCO3  Ca(HCO3)2 + Ca2+ + 2HCO3 –
Ion magie Mg2+
Nguồn gốc của các ion Mg2+ trong nước ngầm chủ yếu từ các muối magie
silicat và CaMg(CO3)2, chúng hòa tan chậm trong nước chứa khí CO 2. Sự có mặt
Ca2+ và Mg2+ tạo nên độ cứng của nước.
Ion natri 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, Na 2SO4 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 hòa tan đá vôi khi có mặt khí CO 2
CaCO3 + CO2 + H2O  Ca2+ + 2HCO3 –
Ion sunfat SO4 2Có nguồn gốc từ muối CaSO4.7H2O hoặc do quá trình oxy hóa FeS 2 trong
điều kiện ẩm với sự có mặt của O2
2FeS2 + 2H2O + 7O2  2Fe2+ + 4SO4 2- + 4H+
Ion clorua ClCó nguồn gốc từ quá trình phân ly muối NaCl hoặc nước thải sinh hoạt.

SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551

14


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

Ion sắt
Sắt trong nước ngầm thường tồn tại dưới dạng ion Fe 2+, 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 trong điều kiện yếm khí sau:
4Fe(OH)3 + 8H+  4Fe2+ + O2 + 10H2O

Khi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hóa, ion Fe 2+ 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 trơ nên đục dần và đáy chậu xuất hiện cặn
lắng màu đỏ hung.
Trong các nguồn nước mặt sắt thường tồn tại thành phần của các hợp chất hữu
cơ. Nước ngầm trong các giếng sâu có thể chứa sắt ơ dạng hóa trị II của các hợp chất
sunfat và clorua. Nếu trong nước tồn tại đồng thời đihyđrosunfua (H 2S) và sắt thì sẽ
tạo ra cặn hòa tan sunfua sắt FeS. Khi làm thoáng khử khí CO 2, 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 0,5 mg/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
cấp cho các 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 điều kiện thuận lợi để vi khuẩn sắt
phát triển trong các đường ống dẫn, tạo ra cặn lắng gỗ ghề bám vào thành ống làm
giảm khả năng vận chuyển và tăng sức cản thủy lực của ống.
Ion mangan
Mangan thường tồn tại song song với sắt ơ 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 ơ 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 ơ dạng
SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551

15


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

hyđroxyt kết tủa, quá trình oxy hóa diễn ra như sau:
2Mn(HCO3)2 + O2 + 6H2O  2Mn(OH)4¯ + 4H+ + 4HCO3 Khi nước ngầm tiếp xúc với không khí trong nước xuất hiện cặn hyđroxyt 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 ơ 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
hyđroxyt 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 nước chứa sắt với hàm lượng cao.
2.3.2.2 Các chất khí hòa tan trong nước ngầm
 O2 hòa tan
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 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 Fe 2+, Mn2+ sẽ tạo
thành nhanh hơn.
+ Nước dư lượng oxy hòa tan: trong nước có oxy sẽ không có các chất
khử như NH4+, H2S, CH4. Đó chính là nước ngầm mạch nông. Thường khi nước

có dư lượng oxy sẽ có chất lượng tốt. Tuy nhiên, nước ngầm mạch nông phụ
thuộc nhiều vào nguồn nước mặt, nếu nước mặt bị ô nhiễm thì nó cũng sẽ bị ảnh
hương.
 H2S
Hyđrosunfua được tạo thành trong điều kiện yếm khí từ các hợp chất
humic với sự tham gia của vi khuẩn
2SO4 2- + 14H+ + 8e-  2H2S + 2H2O + 6OH

SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551

16


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

 Metan CH4 và khí CO2
Được 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. Để bảo vệ nguồn nước ngầm cần khoanh vùng khu vực bảo vệ và quản
lý, bố trí các nguồn thải ơ khu vực xung quanh.
Tóm lại, trong nước ngầm có chứa các cation chủ yếu là Na + , Ca2+,
Mg2+, Fe2+, 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- , SO4 2- 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 dụng quá 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.
2.3.3 Các phương pháp xử lý nước ngầm cơ bản
Về nguyên tắc nước chứa hàm lượng tạp chất ơ dạng nào lớn hơn giới hạn
cho phép thì phải xử lý trước khi đem sử dụng. Cho đến nay người ta xử lý nước
theo các phương pháp sau:
Xử lý nước ngầm bằng phương pháp cơ học
Nước từ nguồn được bơm cấp 1 phun qua giàn mưa thành những tia nhỏ để
ôxy của không khí tác dụng với Fe2+ thành Fe3+. Nước dàn mưa được dẫn đi lắng lọc
ơ các bể lọc chứa chất lọc (cát, đá, than hoạt tính…)
Xử lý nước ngầm bằng phương pháp hóa học
Là phương pháp dùng hóa chất, các phản ứng hóa học trong quá trình xử lý
nước.
Nếu nước có độ đục lớn chứng tỏ chứa nhiều chất hữu cơ và sinh vật phù du
SVTH: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551

17

Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư 5000 dân sử dụng từ nguồn nước ngầm tại Bình Thuận

thì dùng phèn và chất tạo keo tụ để ngưng tạp chất.
Nước chứa nhiều ion kim loại (độ cứng lớn) xử lý bằng vôi, sôđa hoặc dùng
phương pháp trao đổi ion. Nước chứa nhiều độc tố H2S xử lý bằng phương pháp oxy
hóa, clo hóa, phèn.
Nước chứa nhiều vi khuẩn thì phải khử trùng bằng các hợp chất chứa clo,
ozon.
Nước chứa Fe thì dùng chất õy hóa để xử lý hoặc oxy hóa Fe2+ bằng oxy
không khí (làm thóang giàn mưa, thùng quạt gió, máng tràn, ống khoan lỗ)
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, mangan 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.
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 ơ 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 ơ 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 ơ 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: Nguyễn Thanh Thùy
GVHD: Ngô Xuân Huy

MSSV: 14051551

18