báo cáo thiết kế xây dựng hệ thống khai thác nước ngầm 1000m3ngày cho sinh hoạt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT

BÁO CÁO DỀ TÀI THẢO LUẬN NHÓM
MÔN XỬ LÝ NƯỚC SINH HOẠT

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC NGẦM CÔNG SUẤT 1000 m3/Ngày
PHỤC VỤ CHO KHU DÂN CƯ

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên
Nhóm SV thực hiện: Nhóm 2- MTK38CN

Đà Lạt, tháng 09 /2017


THÀNH VIÊN NHÓM 2- MTK38CN
Họ và tên

Mã số sinh viên

Trương Mai Hân

1411070

Đặng Nguyễn Ngọc Lê

1411076

Trần Nguyễn Huyền Trang

1411130

Nguyễn Đình Thoại Phương

1411098

Hồ Thị Ngọc Quỳnh

1413148


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH.............................................................................................. ii
DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG, BIỂU .................................................................... iii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
1. Đặt vấ n đề ..................................................................................................... 1
2. Mục tiêu bài báo cáo..................................................................................... 1
I. TỔNG QUAN .................................................................................................. 2
I.1. Tổng quan về nước ngầm ............................................................................ 2
I.2. Đánh giá tình hình khu vực thực hiện xây dựng hệ thống cấp nước từ nước
ngầm.................................................................................................................... 5
I.3. Thông số chất lượng nguồn nước ................................................................ 6
II. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ .............................................................................. 8
II.1. Phương pháp xử lý nước nhiễm sắt ............................................................ 8
II.2. Phương pháp xử lý nước ô nhiễm vi sinh ................................................. 10
II.3. Lựa chọn phương pháp xử lý ................................................................... 11

III. THÔNG SỐ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ ............................................. 12
III.1. Thông số thiết kế tại nguồn .................................................................... 12
III.2. Hệ thống xử lý nước ngầm cung cấp cho sinh hoạt................................. 14
Thuyết minh vắn tắt công nghệ: ...................................................................... 14
III.3 Các công trình đơn vị .............................................................................. 15
III.4 Thông số thiết kế các công trình đơn vị .................................................. 21
IV DỰ TOÁN CHI PHÍ XÂY DỰNG .............................................................. 28
KẾT LUẬN ....................................................................................................... 32
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 35

GVHD: TS. NGuyễn Công Nguyên

i


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Nước ngầm ................................................................................................. 2
Hình 2. Nguồn nước bị nhiễm sắt ............................................................................ 4
Hình 3. Minh họa cho khu vực khảo sát xây dựng hệ thống cấp nước ngầm ............ 5
Hình 4. Giàn mưa máng răng cưa ............................................................................ 9
Hình 5. Hóa chất Chloramin B .............................................................................. 10
Hình 6. Sơ đồ bố trí và minh họa giếng .................................................................. 13
Hình 7. Bơm nước ................................................................................................ 16
Hình 8. Công trình làm thoáng kết hợp bể lắng tiếp xúc......................................... 17
Hình 9. Bể lọc nhanh ............................................................................................. 17
Hình 10. Cát thạc anh ............................................................................................ 18

Hình 11. Than antracid .......................................................................................... 18
Hình 12. Bể khử trùng ........................................................................................... 19
Hình 13. Bể chứa nước sạch .................................................................................. 19
Hình 14. Bể chứa bùn ............................................................................................ 20
Hình 15. Hệ thống xử lý nước ngầm ...................................................................... 20

GVHD: TS. NGuyễn Công Nguyên

ii


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG, BIỂU
Biểu đồ 1. Sự phân phối sử dụng nước ngầm .............................................................3
Sơ đồ 1. Các vấn đề chất lượng nước khai thác ..........................................................8
Sơ đồ 2. Quy trình khai thác và phân phối nước.......................................................12
Sơ đồ 3. Quy trình xử lý nước ngầm ........................................................................14
Bảng 1. Thông số nguồn nước ngầm tại khu vực khai thác ........................................ 6
Bảng 2. Thông số các công trình đơn vị (1) .............................................................. 21
Bảng 3. Thông số các công trình đơn vị (2) .............................................................. 26
Bảng 4. Tổng quát chi phí xây dựng công trình (1) ................................................... 28
Bảng 5. Tổng quát chi phí xây dựng công trình (2) .................................................. 30

GVHD: TS. NGuyễn Công Nguyên

iii

Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Nghĩa của từ

VSV

Vi sinh vật

TCVN 33/ 2006 BXD

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 33-2006

QCVN 01/ 2009 BYT

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống

VLL

Vật liệu lọc

GVHD: TS. NGuyễn Công Nguyên

iv

Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

MỞ ĐẦU
1. Đă ̣t vấ n đề
Nước là một thành phần không thể thiếu trong đời sống, sinh hoạt cũng như sự phát
triển của con người. Không phải tự nhiên mà nước là thành phần chiếm ưu thế trong
môi trường cũng như cơ thể con người. Nước hiện diện ở khắp mọi nơi, nó chi phối và
tham gia vào mọi hoạt động của tự nhiên, tác động vào sự sinh trưởng và phát triển tựu
nhiên của mọi sinh vật trên trái đất. Có thể khẳng định rằng: “Nếu không có nước thì sẽ
không có sự sống”.
Xã hội càng phát triển, kinh tế càng đi lên, con người càng tiến bộ thì nhu cầu về
nước sạch lại càng gia tăng. Từ thời xa xưa, con người đã biết phải sử dụng nước sạch
cho các hoạt động sinh hoạt và sản xuất. Cho đến ngày nay, những tiêu chuẩn về chất
lượng nước lại càng được quan tâm hơn: nước cho ăn uống đòi hỏi phải là nước sạch,
không có các chất gây hại cho sức khỏe, nước cho sinh hoạt, nước cho hoạt động công
nghiệp…
Các nguồn nước được con người khai thác và sử dụng rất phong phú: nước mặt, nước
ngầm, nước biển, nước mưa và thậm chí hiện nay cả là nước thải đã qua xử lý.
Trong bài báo cáo này, chúng em đề cập đến nguồn nước được sử dụng cho sinh
hoạt, cụ thể hơn là cho ăn uống và nguồn nước được khai thác là nước ngầm.
2. Mục tiêu bài báo cáo
-

Tìm hiểu về nước ngầm và chất lượng nước ngầm.

-

Nắm bắt, trang bị cho bản thân được các phương pháp xử lý nước ngầm.
Xây dựng, thiết kế được một hệ thống xử lý nước ngầm đơn giản cung cấp cho sinh
hoạt công suất trung bình.

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

1


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

I. TỔNG QUAN
I.1. Tổng quan về nước ngầm
a. Nước ngầm
Nước ngầm là gì?
"Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích bở rời
như cặn, sạn, cát bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dưới bề mặt trái đất, có thể khai
thác cho các hoạt động sống của con người" (Theo wikipedia)
Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng mặt và nước ngầm
tầng sâu. Ðặc điểm chung của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp
đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình.

Hình 1. Nước ngầm
Sử dụng nước ngầm là nước sinh hoạt?
Nước ngầm được con người biết đến, khai thác và sử dụng từ rất lâu. Qua các thời
đại, nhưng phương pháp khai thác và sử dụng nước ngầm được con người sang tạo và
vận dụng không ngừng cho đến ngày nay: sử dụng sức động vật, sức người, sức gió,
sức nước, và cả năng lượng mặt trời.

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

2


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

Hiện nay trên thế giới hàng năm người ta khai thác khoảng từ 600-700 tỷ m3 nước
ngầm, nhiều hơn bất kỳ một nguồn tài nguyên nào khác được khai thác từ lồng đất. Trữ
lượng nước ngầm khá lớn, nước ngầm được ưu tiên sử dụng rộng rãi là do tính chất
nước cũng như sự phổ biến của nó.
Theo thống kê của tờ Thời báo kinh tế, nguồn nước ngầm được sử dụng cho các mục
đích sinh hoạt, nông nghiệp: 60% nước ăn uống, 15% nước dùng trong gia đình và 20%
nước tưới. Tại hầu hết các vùng khô cằn trên thế giới, nước ngầm là nguồn cung cấp
nước chủ yếu do nước ngầm là nguồn nước duy nhất đáp ứng được nhu cầu sử dụng
của con người, các nguồn nước khác không đủ hoặc không thể sử dụng cho sinh hoạt.
Ngoài ra nó còn cung cấp ít nhất 20% và nhiều khi hơn 30% tổng khối lượng nước sử
dụng ở các nước công nghiệp.

Sự phân phối sử dụng nước ngầm
5%
20%

60%

15%

Ăn uống

Sinh hoạt

Nông nghiệp

Khác

Biểu đồ 1. Sự phân phối sử dụng nước ngầm
(Nguồn: Thoibaokinhte.com)
Còn ở Việt Nam nguồn nước ngầm có trữ lượng phong phú, chất lượng tương đối
tốt; những vấn đề nước liên quan đến nước ngầm không nhiều; ở nhiều nơi chất lượng
nước tốt có thể khai thác lên sử dụng trực tiếp mà không cần phải qua xử lý.
Dù có trữ lượng khá lớn, nhưng nguồn nước có sự giới hạn tại điểm khai thác. Việc
sử dụng, khai thác quá mức cho phép sẽ gây suy giảm nước ngầm, suy thoái trữ lượng
nước ngầm, gây hại đến kết cấu hạ tầng tầng đất nơi khai thác, biểu hiện bởi giảm công
suất khai thác, hạ thấp mực nước ngầm, lún đất, vùng đất trở nên khô cằn khó phục hồi.
GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

3


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

b. Tính chất nước ngầm
Do bản hất nước ngầm là ở dưới đất nên nguồn nước không bị ô nhiễm quá nhiều
như các nguồn nước khác. Có thể khẳng định chất lượng nước ngầm khá tốt, việc xử lý
các chất ô nhiễm trong nước cũng không quá khó khăn và phức tạp như các nguồn nước

trên bề mặt khác.
Cụ thể:
 Độ đục thấp,
 Không có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí như: CO2, H2S…
 Chứa nhiều khoáng chất hoà tan chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magie, flo…
 Sự hiện diện của vi sinh vật ít.

Hình 2. Nguồn nước bị nhiễm sắt
Nhưng hiện tại các mạch nước ngầm đang bị ô nhiễm, hàm lượng kim loại nặng và
vi sinh một số nơi cao bất thường. Nếu sử dụng nước ngầm làm nước sinh hoạt thì cần
dùng các phương pháp đo lường kĩ lưỡng để xác định chỉ số nguồn nước ngầm có đáp

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

4


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

ứng điều kiện cho phép hay không, nếu không thì cần phải có phương pháp xử lý thích
hợp.
Nước ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do các tác động của con người như phân bón,
chất thải hóa học, nước thải sinh hoạt và công nghiệp, hóa chất bảo vệ thực vật. Do vậy
các khu vực khai thác nước ngầm cấp cho sinh hoạt và công nghiệp cần phải được bảo
vệ cẩn thận, tránh bị nhiễm bẩn nguồn nước. Ðể bảo vệ nguồn nước ngầm cần khoanh
vùng khu vực bảo vệ và quản lý, bố trí các nguồn thải ở khu vực xung quanh.
I.2. Đánh giá tình hình khu vực thực hiện xây dựng hệ thống cấp nước từ nước
ngầm

Việc thực hiện đề tài trên vùng dân cư ở Thành phố Đà Lạt, vấn đề hiện tại là quá
xa hệ thống cấp nước của thành phố, có nguồn nước ngầm chưa khai thác, trữ lượng
khá lớn. Khảo sát cho kết quả:

Hình 3. Minh họa cho khu vực khảo sát xây dựng hệ thống cấp nước ngầm
 Khu dân cư A , nằm ở đường X, phường Y, thành phố Đà Lạt là khu dân cư mới.
 Có : + Tổng diện tích khu dân cư : 200,000 m2
+ Tổng hộ dân cư : 1250 hộ.

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

5


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

 Khu dân cư sử dụng nguồn nước ngầm làm nước sinh hoạt chính. Thông qua
các bước kiểm tra cơ bản, ta thấy được nước ngầm gặp một số vấn đề về sắt và
vi sinh.
Việc cần làm ở đây là xây dựng, thiết kế qui trình xử lý nước ngầm với công suất
1000 m3/ngày.đêm để cung cấp, phục vụ cho khu dân cư A.
I.3. Thông số chất lượng nguồn nước

STT

CHỈ TIÊU

ĐƠN

VỊ

KẾT
QUẢ

THEO TCVN 01/2009
BYT

7.5

6.5 – 8.5

1

pH

2

Độ cứng tổng cộng

(mg/l)

18.0

350

3

Cl-

(mg/l)

11.0

300

4

NO2-

(mg/l)

0.3

3

5

NO3-

(mg/l)

0.2

50

6

SO42-

(mg/l)

2.0

250

7

NH4+

(mg/l)

2.3

3

8

PO43-

(mg/l)

0.02

2.5

9

Sắt tổng cộng

(mg/l)

1.00

0.5

10

Độ kiềm tổng cộng

(mg/l)

20.0

/

11

Chất hữu cơ

(mg/l)

0.1

/

12

Phenol

(mg/l)

/

/

13

Coliforms 370C

(MPN)

1500

50

14

Coliform faecal

(MPN)

0

0

Bảng 1. Thông số nguồn nước ngầm tại khu vực khai thác
Qua bảng trên, ta nhận thấy chỉ số sắt và Coliforms 370C đã vượt quá nồng độ cho
phép ( theo QCVN 01:2009/BYT )
GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

6


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

Vấn đề ô nhiễm sắt và vi sinh trong nước yêu cầu phải có biện pháp xử lý, giảm hàm
lượng của chúng xuống mức chấp nhận được theo QCVN 01/2009 BYT; chọn lựa
phương pháp tối ưu nhất cho phương án xây dựng và xử lý.
Tổng quan sắt ô nhiễm sắt và vi sinh
 Sắt hóa trị II bao gồm FeS, Fe(OH)2, FeCO3, Fe(HCO3)2, FeSO4, FeCl2…
Chúng chủ yếu tồn tại ở dạng nước ngầm hay những nguồn nước không tiếp xúc với
oxy, dạng sắt (II) thường là dạng dễ tan trong nước, có mùi tanh rất khó chịu. Nguyên
nhân chủ yếu dẫn đến tình trạng nước nhiễm phèn này là do mạch nước chảy qua
những khu vực có chứa mỏ sắt hay chứa nhiều muối sắt tạo nên nước phèn.
 Vi sinh vật trong nước ( Coliforms): là loại vi khuẩn có hại cho sức khỏe con
người, tồn tại và sinh sản trong môi tường nước. Khi vào cơ thể người, ở điều kiện
thích hợp sinh sản và tiếp tục gây hại. Nước uống trực tiếp có thể gây đau bụng, tiêu
chảy và cấc bệnh liên quan đến đường tiêu hóa khác.
 Cần xác định phương pháp thích hợp cho việc xử lý ô nhiễm riêng cho từng
nguồn nước, cụ thể ở đây nguồn nước bị ô nhiễm sắt và vi sinh.

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

7


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

II. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

Sơ đồ 1. Các vấn đề chất lượng nước khai thác
II.1. Phương pháp xử lý nước nhiễm sắt
Tùy thuộc vào hàm lượng Fe2+ có trong nước ngầm mà người ta lựa chọn các
phương pháp khử sắt khác nhau.
 Phương pháp khử sắt bằng quá trình oxy hóa :
Nguyên lý của phương pháp này là oxy hóa sắt (II) thành sắt (III) và tách chúng ra
khỏi nước dưới dạng hydroxyt sắt (III). Trong nước ngầm, sắt(II) bicacbonat là một
muối không bền, nó dễ dàng thủy phân thành sắt (II) hydroxyt theo phản ứng:
Fe(HCO3)2 + 2H2O  Fe(OH)2 + 2H2CO3
Nếu trong nước có oxy hòa tan, sắt (II) hydroxyt sẽ bị oxy hóa thành sắt (III)
hydroxyt theo phản ứng:
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2  4Fe(OH)3 
Sắt (III) hydroxyt trong nước kết tủa thành bông cặn màu vàng và có thể tách ra
khỏi nước một cách dễ dàng qua quá trình lọc.

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

8


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

Kết hợp với các phản ứng trên ta có được phản ứng của các quá trình oxy hóa sắt

như sau:
4Fe2+ + 8HCO2 + O2 + H2O  4Fe(OH)3 + 8H+ + 8HCO3Nước ngầm thường không chứa các chất oxy hòa tan hoặc có hàm lượng rất thấp.
Để tăng nồng độ oxy hòa tan trong nước ngầm, biện pháp đơn giản nhất là làm
thoáng. Hiệu quả của bước làm thoáng được xác định theo nhu cầu oxy cho quá trình
khử sắt. Có 3 phương pháp làm thoáng cơ bản:
1. Làm thoáng đơn giản bằng bề mặt lọc
2. Làm thoáng bằng giàn mưa tự nhiên
3. Làm thoáng cưỡng bức

Hình 4. Giàn mưa máng răng cưa
 Phương pháp khử sắt bằng hóa 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.
 Phương pháp khử sắt bằng 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 cát lọc của bể
GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

9


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

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.

II.2. Phương pháp xử lý nước ô nhiễm vi sinh
Vi sinh vật trong nước ( Coliforms): là loại vi khuẩn có hại cho sức khỏe con
người, tồn tại và sinh sản trong môi tường nước. Khi vào cơ thể người, ở điều kiện thích
hợp sinh sản và tiếp tục gây hại. Nước uống trực tiếp có thể gây đau bụng, tiêu chảy và
cấc bệnh liên quan đến đường tiêu hóa khác.

Để xử lý vi sinh trong nước, cách đơn giản và hiệu quả nhất là đun sôi nước
trước khi ăn uống. Có thể sử dụng hóa chất để khử trùng nước (Chloramin B,
javel…). Nước sau khi khử trùng hoặc đun sôi vẫn phải đảm bảo quá trình lưu chứa
hợp vệ sinh (đậy nắp và vệ sinh vật chứa nước thường xuyên). Có thể sử dụng hóa
chất Chloramin B để khử trùng nước ở quy mô lớn.

Hình 5. Hóa chất Chloramin B

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

10


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

Nước sau khi qua lọc vẫn phải đun sôi trước khi sử dụng cho ăn uống nhằm
tránh các bệnh đường ruột do vi khuẩn trong nước (vì có thể còn vi khuẩn trong
nước).
II.3. Lựa chọn phương pháp xử lý
Trong điều kiện đề tài và các yếu tố liên quan trong nguồn nước lựa chọ đề khai thác
và phân phối, sử dụng phương pháp làm thoáng để xử lý sắt và sử dụng hóa chất để giải
quyết các vấn đề vi sinh có trong nước ngầm.

Làm thoáng để xử lý sắt là cung cấp oxy cho nước để tăng khả năng phản ứng kết
tủa của sắt, đơn giản dễ lắp đặt và chi phí hợp lý. Phương pháp này tối ưu hơn các
phương pháp khác do: Nếu sử dụng hóa chất để xử lý, thì phải dung tới các thiết bị pha
chế cồng kềnh, tốn kém, và dễ gây nguy hiểm, có thể còn tồn lại nhiều hóa chất trong
nước yêu cầu phải xử lý nhiều lần. Tuy làm thoáng có sử dụng NaOH để tăng độ kết
tủa cho sắt, nhưng đa phần sử dụng oxy để oxy hóa sắt, an toàn hơn khi sử dụng hóa
chất; còn về vi sinh, phương pháp này chủ yếu thích hợp với các bể lắng chậm, bể lọc
sinh học gây tốn kém và độ phổ biến chưa cao.
Sử dụng hóa chất loại bỏ vi sinh vật khỏi nước, gọi là khử trùng nước. Ở đây, sử dụng
hóa chất là Chlo để khử trùng. Hóa chất Chlo rất phổ biến, có thể lựa chọn nồng độ
cũng như liều lượng thích hợp một cách dễ dàng và Chlo rất rẻ tiền nên được rất nhiều
công trình ưu tiên sử dụng để loại bở VSV ra khỏi nước.

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

11


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

III. THÔNG SỐ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ

Sơ đồ 2. Quy trình khai thác và phân phối nước

III.1. Thông số thiết kế tại nguồn
Khu dân cư A lấy nước ngầm là nguồn nước sinh hoạt chính, và mục tiêu đặt ra xây
dựng, thiết kế qui trình xử lý nước ngầm với công suất 1000 m3/ngày.đêm đảm bảo
lượng nước sạch cung cấp, duy trì ổn định cho khu dân cư.

Sử dụng giếng khoan để khai thác nước từ nguồn nước ngầm này.
Thông số thiết kế cho hệ thống thu nước tại nguồn:
 Số giếng khai thác : 5 giếng
 Mỗi giếng cách nhau 10 m.
 5 giếng được xây thê mô hình vuông, mỗi giếng cách nhau trên 10m. Việc bố
trí các giếng phải đảm bảo là cách xa nhau như vậy để tránh gây ảnh hưởng đến kết cấu
địa tầng khu vực, làm suy thoái nguồn nước ngầm và có thẻ gây đứt gãy mạch nước.

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

12


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

Thông số 1 giếng: - Đường kính giếng: 1.5m
- Đường kính hiệu dụng: 1.2m
- Chiều cao tổng: 30m (gồm cả phần chìm và trên mặt đất)
- Chiều cao trên mặt đất: 2.5m
Kích thước giếng được thiết kế dựa trên các quy chuẩn (QCVN 33 – 2006 BXD)
và các yêu tố liên quan phụ thuộc khác. Nước thu từ accs giếng sẽ được bơm trực tiếp
vào hệ thống xử lý nước.
Công suất toán hệ thu là 1000 m3/ngày, được lấy từ 5 giếng nên công suất mỗi giếng
là 50m3/ngày ⁓ 10 m3/h với thời gian làm việc là 20h/ngày.

Hình 6. Sơ đồ bố trí và minh họa giếng

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

13


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

III.2. Hệ thống xử lý nước ngầm cung cấp cho sinh hoạt

Sơ đồ 3. Quy trình xử lý nước ngầm
Thuyết minh vắn tắt công nghệ:
Đầu tiên, nước ngầm được hút dưới giếng lên nhờ trạm bơm cấp I và dẫn vào hệ
thống. Nước sẽ được dẫn vào thiết bị làm thoáng bằng giàn mưa tự nhiên ,với mục đích
chính là khử CO2 ,hòa tan oxy không khí vào nước ngầm để oxy hóa Fe2+ thành Fe3+
,Mn2+ thành Mn4+ (nếu có) để dễ kết tủa, sau đó các cặn kết tủa này sẽ được tách ra khỏi
nước, nhằm mục đích nâng cao năng suất của các công trình lắng và lọc.

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

14


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

Ở đây giàn mưa kết hợp với bể lắng tiếp xúc đứng. . Nhiệm vụ của bể lắng là tạo
điều kiện tốt để lắng các hạt có kích thước lớn ( ≥ 0.2
), loại trừ hiện tượng bào

mòn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể. Trong giai
đoạn này thêm NaOH vào để tăng độ kết tủa của sắt và quạt thổi khí được dung để tăng
lượng oxy .
Sau đó nước được đưa qua bể lọc nhanh . Tại đây, không chỉ giữ lại các hạt cặn lơ
lửng trong nước có kích thước lớn hơn kích thước các lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt lọc mà
còn giữ lại keo đất, keo hữu cơ gây độ đục, độ màu.
Còn cặn ( hay còn gọi là bùn ) từ bể lắng và bể lọc nhanh sẽ được xả vào bể thu
bùn và được đem đi xử lý đúng quy định.
Nước sau khi ra khỏi bể lọc nhanh sẽ được chuyển vào bể khử trùng ,trong giai
đoạn này ngươi ta châm clo vào để clo được hòa trộn đều vào nước và khử những vi
sinh vật tồn tại trong nước ngầm.
Sau đó, nước được đưa tới bể chứa nước sạch .
Cuối cùng , nước được trạm bơm cấp II bơm vào hệ thống phân phối nước cho
người dân sử dụng.

III.3 Các công trình đơn vị
a. Trạm bơm :
Các trạm bơm thực chất là các bơm được kết nối với nhau thành một hệ thống; có
nhiệm vụ cấp áp để đưa nước vào quỹ đạo cho trước; được đặt ở đầu và cuối hệ thống.
Trạm bơm đặt đầu qui trình được gọi là trạm bơm cấp I. Trạm được dùng để bơm
nước từ các giếng khoan và chuyển sang các bể xử lý khác. Có 5 máy bơm lắp đặt cùng
5 giếng khoan, hút nước từ dưới mạch nước ngầm lên và đưa vào bể xử lý.
Căn cứ vào công suất cung cấp nước, ta sử dụng loại bơm ngầm, dung tích là
khoảng 10 m3/ngày

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

15

Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

Hình 7. Bơm nước
Trạm bơm đặt ở cuối qui trình được gọi là trạm bơm cấp II. Trạm dùng để bơm
nước ra hệ thống phân phối nước đã được xử lý đến các hộ gia đình.
b. Giàn mưa và bể lắng tiếp xúc :
Giàn mưa tự nhiên:
Sử dụng tháp làm thoáng tự nhiên (giàn mưa) khi cần làm giàu oxy kết hợp với
khử khí CO2. Do khả năng trao đổi của O2 lớn hơn CO2 nên tháp được thiết kế cho
trường hợp khử CO2.
Lượng oxy hòa tan sau làm thoáng bằng 55% lượng oxy hòa tan bão hòa. Hàm
lượng CO2 sau làm thoáng giảm 50%.
Ở công trình này, ta sử dụng giàn mưa máng răng cưa kết hợp với bể lắng tiếp xúc
bên dưới để tăng thời gian xảy ra quá trình oxy hóa và kết tủa sắt, tăng hiệu quả xử
lý.
Bể lắng tiếp xúc:
Bể có chức năng giữ nước sau quá trình làm thoáng trong một thời gian để quá
trình oxy hóa và thủy phân sắt diễn ra hoàn toàn, đồng thời tách một phần cặn nặng

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

16


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

trước khi chuyển sang bể lọc. Trong thực tế thường lấy thời gian lưu của nước từ 30
đến 45 phút.
Bể lắng tiếp xúc có thể thiết kế như bể lắng đứng và thường được đặt ngay dưới
giàn làm thoáng. Và đây là bể lắng sẽ được sử dụng trong qui trình.

Hình 8. Công trình làm thoáng kết hợp bể lắng tiếp xúc
c. Bể lọc nhanh
Nước được đưa đến bể lọc với mục đích để làm sạch các tạp chất trong nước .

Hình 9. Bể lọc nhanh

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

17


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

Để lọc sạch nước có chứa cặn sắt và các tạp chất lơ lửng không tan khác có trong
nước, ta thường sử dụng các bể lọc nhanh thông thường.
Do khác với bể lọc cặn bẩn bình thường ở chỗ quá trình ôxy hoá và thuỷ phân sắt
còn tiếp tục xảy ra trong lớp vật liệu lọc, nên ngay từ đầu chu kỳ lọc, cặn đã bám sẵn
trong lớp vật liệu lọc và độ chứa cặn của lớp vật liệu lọc sẽ cao hơn. Vì vậy, vật liệu lọc
có thể lấy cấp phối hạt lớn hơn, đương kính trung bình hạt từ 0.9 đến 1.3 mm, bề dày
lớp vật liệu lọc 1.0 đến 1.2m, tốc độ lọc lấy từ 5 đến 10m/h.
Do cặn sắt bám chắc nên phải rửa lọc bằng nước và khí kết hợp, lưu lượng nước rửa
thực tế thường dùng từ 10 đến 12 l/m2.s.
Nên sử dụng bể lọc hai lớp gồm than antraxit và cát thạch anh để hiệu quả xử lý cao

và mang tính kinh tế cao.

Hình 10. Cát thạch anh

Hình 11. Than antracid

d. Bể khử trùng
Chúng ta đều biết, VSV trong nước có những loại mang đến những mầm bệnh khác
nhau, nhẹ thì ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa, nặng thì gây ra những bệnh nặng cho cơ thể
con người.
Khử trùng nước là khâu bắt buộc trong quá trình xử lí nước . Trong nước thô có rất
hiều vi sinh vật và vi trùng gây bệnh để đảm bảo chất lượng nước để đảm bảo chất
lượng nước phụ vụ nhu cầu ăn uống .
Trong hệ thống này sử dụng chlo để khử trùng. Cơ sở của phương pháp này là dùng
chất oxy hóa mạnh để oxy hóa men của tế bào sinh vật và tiêu diệt chúng .

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

18


Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Ngầm 1000m3/ngày

Nhóm 2 – MTK38CN

Hình 12. Bể khử trùng
Chất lượng nước đầu ra bảo đảm đúng các tiêu chuẩn nước sạch theo QCVN01-2009
BYT.
e. Bể chứa nước sạch:
Bể chứa nước sạch có nhiệm vụ dự trữ và điều hòa lượng nước.

Bể có thể có dạng hình chữ nhật hoặc hình tròn, được xây dựng chìm hoặc nửa chìm
nửa nổi tùy theo thiết kế và điều kiện cụ thể.

Hình 13. Bể chứa nước sạch
Trong qui trình này sẽ sử dụng bể chứa nửa chìm, nửa nổi và có dạng hình chữ nhật.

GVHD: TS. Nguyễn Công Nguyên

19