Chuong 3. Xu ly nuoc cap

CHƯƠNG 3. XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Bộ mơn Cấp Thốt Nước, Viện KH&KT Môi trường, ĐHXD

1


3.1 Tính chất nước thiên nhiên và yêu cầu đối
với chất lượng nước cấp
3.1.1 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước cấp
a.  Tính chất lý học
Nhiệt độ
Cặn lơ lửng (SS), độ đục, độ màu
Mùi vị

- 
- 
- 

2


3.1.1 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước cấp
b. 

Tính chất hóa học

- 

pH
Độ kiềm: lượng ion HCO3Độ cứng: Ca2+, Mg2
Hàm lượng Fe, Mn.

Hàm lượng các hợp chất ni tơ
Các chất độc hại As, đồng , chì , kẽm

- 
- 
- 
- 
- 

3


3.1.1 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước cấp
b. 

Tính chất hóa học

Ví dụ 1: Xác định tổng hàm lượng muối hịa tan cho nguồn nước với các
thơng số như sau
Thơngsố

Đơn vị

Giá trị

Fe2+

mg/l

0,22

NH4+

mg/l

1,2

NO2-

mg/l

1

NO3-

mg/l

0,8

HCO3-

mg/l

185

SO42-

mg/l

57

Cl-

mg/l

45

Cutp

mg/l

1,1

Pbtp

mg/l

0,02

SiO32-

mg/l

0,5

Ca2+

mg/l

60,12

Mg2+

mg/l

12,16

Na+

mg/l

23

mgđl/l

3,03

Độ kiềm tồn phần Ki tp

4
!


3.1.1 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước cấp
b. 

Tính chất hóa học

Ví dụ 1: Xác định tổng hàm lượng muối hịa tan cho nguồn nước với các
thơng số như sau

[

]

[

]

[

P = ∑ M + + ∑ A− + 1,4. Fe 2+ + 0,5 HCO3− + 0,13 SiO32−
+ ∑ M + là tổng hàm lượng các ion dương trong nước nguồn không kể Fe2+:
!
-

2-

+ ∑ A − là tổng hàm lượng các ion âm không kể HCO3 và SiO3 :
!

5

]


3.1.1 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước cấp
b. 

Tính chất hóa học

Ví dụ 2: Xác định hàm lượng CO2 hoà tan và độ cứng toàn phần biết tổng
hàm lượng muối hoà tan là 293,153 mg/L, nhiệt độ 210 C, pH = 7,5 và Độ
kiềm toàn phần Ki tp là 3,03 mg/L.
* Xác định hàm lượng CO2 hoà tan
Lượng CO2 tự do có trong nước nguồn phụ thuộc vào P, t0, Ki, pH và được xác
định theo biểu đồ Langlier.
Với:
P = 293,153 (mg/l), t0 = 210C, pH = 7,50 ,Ki = 3,03 (mg/l).
Tra biểu đồ Langelier ta xác định được hàm lượng CO2 tự do là 8,5 mg/l.

6


3.1.1 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước cấp
pH

20

30
35
40
50
60
1

Nối
to
vi

7

2

2,5

300

2

350
400
450
500
550
600

25

7,5
7

1,5

6
5,5
5

0,5
4

5

6

Độ kiềm

p (muối)

Thang phụ

Nhiệt độ

16
20
30
40
50
60
70
80
90100
150
200
300
400

6,5

1

650
700
750
800
3

8

3

250

3
4
5
67
8
910
CO2 tự do

200

2

8,5

5
4,5
4

3,5

150

CO2

1

Độ pH

10

Tổng hàm l Ượng muối P (mg/l )

5

Thang phụ

o

Nhiệt độ (T C)

100

15

!

8
7

6

50

Độ kiÒm

0

a
b

1

2

3

4

5

6

Sơ
 đồ
 ứng
 dụng
 
hàm lượng
 muối,

 cắt
 thang
 phụ
 tại
 a.
 Nối
 a
 với
 độ
 kiềm
 đã
 tính,
 cắt
 thang
 muối
 ở
 b.
 Nối
 b
 với
 CO2
 đã
 có,
 tìm
 được
 pH


3.1.1 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước cấp
* Xácđịnhđộcứngtoànphần

Độcứngtổngcộngtrongnướcnguồn là:

Ca 2+ Mg 2+ 60,12 12,16
CT =
+
=
+
= 3,965(mgđlg/l)
20,04 12, 6
20,04 12,6
!

8


3.1.1 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước cấp
c. 

Các chỉ tiêu về phương diện vi trùng

- 

Coliform
Ecoli

- 

9

3.1 Tính chất nước thiên nhiên và yêu cầu đối
với chất lượng nước cấp
3.1.2 Yêu cầu đối với chất lượng nước cấp
}  Phụ thuộc vào từng mục đích sử dụng
}  Nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt phải đáp ứng
QCVN-01:2009/BYT, QCVN-02:2009/BYT
}  Nước cấp cho nồi hơi, nước kỹ thuật, làm lạnh nhiệt
độ trong, ít muối cứng..
}  Nước cấp cho chế biến thực phẩm, đồ hộp

10


3.2 Các phương pháp và DCCN xử lý nước
Phương pháp cơ học:

a. 
} 

Dùng biện pháp cơ học để loại bỏ chất bẩn: SCR, LCR, bể lắng, bể
lọc…

Phương pháp lý học

b. 
} 
} 

Khử trùng bằng tia tử ngoại
Làm nguội

Phương pháp hóa học

c. 
} 
} 
} 

Keo tụ bằng phèn
Khử trùng bằng clo
Làm mềm

d. Phương pháp sinh học
Dây chuyền cơng nghệ xử lý nước
} 

11

Tập hợp các cơng trình và thiết bị để thực hiện quá trình xử lý
nước theo một hoặc một số phương pháp.


3.3. Các quá trình xử lý nước
3.3.1 Làm trong và khử màu trong xử lý nước mặt
Xử lý không dùng phèn

a. 

Nước
nguồn

} 

Bể
chứa

TBC2

Có bể sơ lắng khi độ đục trong nước nguồn >2000mg/l
Nước
nguồn

12

BL
chậm

Bể sơ
lắng

BL
chậm

Bể
chứa

TBC2


3.3. Các quá trình xử lý nước
3.3.1 Làm trong và khử màu trong xử lý nước mặt

b. 

Xử lý có dùng phèn
+ Với SS > 2000 mg/l => Cần sơ lắng trước
Nước
nguồn

Bể sơ
lắng

Bể lắng có
ngăn p.ứ
• Phèn

BL
Chậm

Bể
chứa

TBC2

• Khử trùng

+ Với SS < 2000 mg/l => Lắng, lọc nhanh
Nước
nguồn

Bể trộn

Bể lắng có
ngăn p.ứ
• Phèn

BL
nhanh

Bể
chứa

TBC2

• Khử trùng

+ Với SS < 150 mg/l => Lọc tiếp xúc
Nước nguồn
13

Lọc tiếp xúc

Bể chứa

•  Phèn

•  Khử trùng

TBC2


Q trình xử lý có phèn

(1) Chuẩn bị phèn và keo tụ
- 
- 
- 
- 

14

Pha chế, định lượng phèn, dự trữ phèn
Trộn đều phèn với nước: bể trộn, máy khuấy
Tạo bông cặn: bể phản ứng
Sơ đồ các cơng trình pha chế và định lượng phèn


Q trình xử lý có phèn
(1) 

Chuẩn bị phèn và keo tụ

Ví dụ 3. Đặc điểm nguồn nước mặt là có lượng cặn lơ lửng
cao, độ màu M = 50. Người ta cho phèn nhơm với liều
lượng tính tốn là 55 mg/L. Đồng thời phải thêm một lượng
vôi 37,7 mg/L để kiềm hoá, tránh xâm thực. Hãy xác định
hàm lượng cặn lớn nhất sau xử lý (sau khi bổ sung các
hoá chất), trong đó lượng cặn lớn nhất ban đầu C omax =
680 mg/L

15

Q trình xử lý có phèn
(1) 

Chuẩn bị phèn và keo tụ
Hàm lượng cặn lớn nhất sau xử lý được tính theo công thức:
*
max=

C

C 0 max + K.Lp + 0,25M + Lv , mg/l

Trong đó: K là hệ số phụ thuộc vào loại phèn và độ tinh khiết của phèn. Với phèn
nhôm sạch, K=0,5
*
max

C

= 680 + 0,5.55 + 0,25.50+ 37,7 = 757,7 (mg/l)

Khi đó, vơi sẽ được đưa vào nước cùng với hóa chất keo tụ (phèn nhơm) ở cơng
trình đầu của đây truyền công nghệ.
!

16


Q trình xử lý có phèn
(2) Lắng

}  Ngun tắc hoạt động của bể lắng: nước chảy từ từ
qua bể, dưới tác dụng của trọng lượng bản thân hạt
cặn sẽ rơi xuống dưới bể
}  Theo phương chuyển động hạt cặn chia ra 3 loại bể
lắng
} 

Bể lắng ngang: CS trạm >30,000m3/ngđ
} 

} 
} 
} 

17

Bể lắng lamen

Bể lắng đứng: CS trạm <5000-10,000m3/ngđ
Bể lắng ly tâm: CS trạm >40,000 m3/ngđ
( Bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng)


Bể lắng ngang

18


Hợp khối bể lắng ngang - bể lọc

19


Bể lắng đứng

20


Q trình xử lý có phèn
(3) Lọc
}  Ngun lý lọc nước: Nước đi qua lớp vật liệu
lọc. Cặn được giữ lại trong khe giữa các vật
liệu lọc, hay trong lỗ rỗng.
}  Sau 1 thời gian cặn chứa đầy trong các khe,
lỗ rỗng=> cần rửa bể hoặc thay VLL.
}  Bể lọc nhanh: V=5-15m/h
}  Bể lọc chậm: Trạm có cs nhỏ ,V=0,2 – 0,5
m/h
} 
} 
} 
} 

Bể lọc 2 chiều
Bể lọc hạt thô ( lọc phá)
Bể lọc áp lực
Bể lọc tiếp xúc
21

Bể lọc nhanh trọng lực
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
10. 
11. 
12. 

22

Ống dẫn nước từ bể lắng
sang
Máng phân phối nước nguồn
Máng phân phối nước nguồn
và thu nước rửa lọc
Cát lọc
Sỏi đỡ
Hệ thống phân phối khí
Ống dẫn nước lọc
Ống dẫn nước rửa lọc
Ống xả nước rửa lọc
Ống xả nước lọc đầu
Cửa kiểm tra
Hầm thu nước lọc

3.3. Các quá trình xử lý nước
3.3.2.Khử sắt ( Xử lý nước ngầm)
a.  Khử săt bằng làm thoáng:
}  Nguyên lý:

} 

nước ngầm chứa sắt được làm thoáng, tức là phun thành các
hạt nhỏ để tăng diện tích tiếp xúc với khơng khí.
Oxy trong khơng khí sẽ oxy hóa sắt II à sắt III thủy phân tạo
thành kết tủa Fe(OH)3
Cặn được tách ra nhờ quá trình lắng và lọc
Phương trình phản ứng thủy phân sắt

} 

pH= 7-7.5

} 
} 
} 

23


3.3.2.Khử sắt ( Xử lý nước ngầm)
} 

Dây chuyền công nghệ khử sắt bằng phương pháp
làm thống
} 

Cơng suất trạm nhỏ

Trạm bơm
giếng
khoan

} 

BL nhanh

BCNS
• Khử trùng

TBC2

Cơng suất trạm lớn: làm thống cưỡng bức bằng thùng
quạt gió

Trạm bơm
giếng
khoan

24

Giàn mưa

BLắng
đứng tiếp
xúc

Thùng
quạt gió

BL ắng
đứng tiếp
xúc

BL nhanh

BCNS
• Khử trùng

TBC2


3.3. Các quá trình xử lý nước
3.3.1 Khử trùng
}  Khử trùng bằng Clo
} 
} 

Clorua vôi
Clo lỏng

Khử trùng bằng tia tử ngoại
}  Ozon

}  Sóng siêu âm
} 

25