Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

Luận văn
Thiết kế hệ thống xử lý nước
cấp sử dụng nguồn nước
ngầm cho khu dân cư

SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

1


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIỆT TẮT ....................................................................................... 4
DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................... 5
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... 5
LỜI TỰA..................................................................................................................... 6
CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NƯỚC MẶT .................................... 6
1.1) TỔNG QUAN VỂ NƯỚC MẶT ..................................................................... 6
1.2) THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC MẶT .................................................. 7
1.3) CÁC THÔNG SỐ, CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT ..... 8
1.3.1)

Thông số chất lượng nước mặt ................................................................. 8

a)

Chỉ tiêu lí học ............................................................................................... 8

b)

Chỉ tiêu hóa học ............................................................................................ 9

c)

Chỉ tiêu vi sinh ............................................................................................ 14

1.3.2)

Tiêu chuẩn đánh giá ............................................................................... 15

1.4) CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT ............. 16
CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT ............ 18
2.1) CÁC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC MẶT ...................................................... 18
2.2) CÁC CÔNG TRÌNH VẬN CHUYỂN NƯỚC MẶT ..................................... 19
2.3) CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT ............................................... 19
2.3.1)

Phương pháp cơ học............................................................................... 19

a)

Hồ chứa và lắng sơ bộ ................................................................................ 19

b)

Lắng............................................................................................................ 19

c)

Lọc.............................................................................................................. 22

2.3.2)

Phương pháp hóa lý ............................................................................... 24

a) Clo hóa sơ bộ ................................................................................................ 24
SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

2


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

b) Keo Tụ - Tạo Bông ........................................................................................ 24
c) Khử trùng nước ............................................................................................. 27
2.3.3)

Các phương pháp khác ........................................................................... 29

a) Các phương pháp làm mềm nước .................................................................. 29
b) Phương pháp trao đổi ion IE (Ion Exchange) ................................................ 31
CHƯƠNG III ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG
TRÌNH ĐƠN VỊ ....................................................................................................... 33

3.1) CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ.............................................................. 33
3.2) TOÁN SỐ DÂN VÀ LƯU LƯỢNG CẤP NƯƠC CHO KHU DÂN CƯ A .. 35
3.2.1) Tính toán số dân ........................................................................................ 35
3.2.1) Lưu lượng nước cấp cho khu dân cư .......................................................... 36
3.3) ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ ................................................................ 38
a) Phương án 1: ................................................................................................ 38
b) Phương án 2: ................................................................................................ 39
c) Thuyết minh sơ đồ ......................................................................................... 40
3.4) PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ ............................................................ 41
3.5) TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ ........................................................... 42
3.5.1)

Bể trộn cơ khí ........................................................................................ 42

3.5.2)

Bể lắng đứng .......................................................................................... 46

3.5.3)

Bể lọc nhanh: Một lớp vật liệu lọc.......................................................... 52

3.5.4)

Tính toán các thiết bị liên quan .............................................................. 60

a)

Lượng hóa chất Clo khử trùng .................................................................... 60

b)

Thiết bị bơm nước thải ................................................................................ 60

CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................... 63
4.1) KẾT LUẬN .................................................................................................... 63
SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

3


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

4.2) KIẾN NGHỊ ................................................................................................... 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 64

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
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TCXD: Tiêu chuẩn xây dựng
IE (Ion Exchange): Phương pháp trao đổi ion

SVTH: Võ Hùng Cường

GVHD: Biện Văn Tranh

4


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

DANH MỤC HÌNH
Hình

Trang

Hình 1.1: Vòng tuần hoàn nước cấp

5

Hình 2.1: Công trình thu nước bờ sông

17

Hình 2.2: Công trình thu nước lòng sông

17

Hình 2.3: Bể lắng đứng

19

Hình 2.4: Bể lắng ngang

20

Hình 2.5: Bể lắng ly tâm

21

Hình 2.6: Bể lọc chậm

22

Hình 2.7: Quá trình keo tụ và tạo bông

24

Hình 2.8: Hóa chất keo tụ

26

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ 1

37

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ 2

39

DANH MỤC BẢNG
Bảng
Bảng 1.1: Mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước ăn

Trang
14

uống(cơ bản)
Bảng 1.2: Các nhóm nguồn và nguồn xả nước thải

15

Bảng 3.1: Số liệu chất lượng nước nguồn

32

Bảng 3.2: Số dân ở các năm trong tương lai

34

Bảng 3.3: So sánh 2 công nghệ

41

Bảng 3.4 Các thông số tham khảo thiết kế bể trộn cơ khí

42

Bảng 3.5 Thông số bể trộn cơ khí

45

Bảng 3.6 Thông số thiết kế bể lắng đứng

48

Bảng 3.7 Thông số thiết kế máng thu nước

50

Bảng 3.8: Thông số thiết kế bể lọc nhanh

58

SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

5


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

LỜI TỰA
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

đến năm 2032 của Khu Dân Cư A, góp phần cải thiện, nâng cao sức khoẻ của người
dân, hổ trợ phát triển kinh tế xã hội.

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NƯỚC MẶT
1.1)

TỔNG QUAN VỂ NƯỚC MẶT

Các nguồn nước
tự nhiên

Thu gom và xử
lý

Phân phối và sử
dụng

Khai thác và xử
lý
Hình 1.1: Vòng tuần hoàn nước cấp
Nước mặt là nhu cầu không thể thiếu được trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày
cũng như trong quá trình sản xuất công nghiệp. trong sinh hoạt, nước cấp dùng cho
nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, các hoạt động công cộng như cứu hỏa,
phun nước, tưới cây, rửa đường,…
SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

6

Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

Trong các hoạt động công nghiệp, nước cấp được dùng cho các quá trình làm lạnh,
sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước giải khát, rượu, bia… Hầu hết mọi ngành công
nghiệp đều sử dụng nước cấp như là một nguồn nguyên liệu không gì thay thế được
trong sản xuất. Với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm cho
nguồn nước mặt tự nhiên bị cạn kiệt và ô nhiễm dần.
Vì thế, con người phải biết xử lý các nguồn nước cấp để có được đủ số lượng và
đảm bảo đạt chất lượng cho mọi nhu cầu sinh hoạt và sản xuất công nghiệp.
1.2)

THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC MẶT

Nước mặt dùng để chỉ các loại nước lưu thông hoặc chứa trên bề mặt lục địa, mặt
nước tiếp xúc với không khí: nước sông, suối, ao, hồ…
Thành phần hóa học của nước mặt phụ thuộc vào tính chất đất đai nơi mà dòng
nước chảy qua đến các thủy vực, chất lượng nước mặt còn chịu ảnh hưởng bởi các quá
trình tự nhiên( mưa lũ, hoạt động sống và chết đi của hệ sinh vật nước,…) cũng như
hoạt động của con người. Trên cùng một con sông, chất lượng nước thường xuyên
thay đổi đáng kể theo thời gian và không gian.
 Thành phần và tính chất của nước mặt
Trong nước thường xuyên có các chất khí hòa tan, chủ yếu là ôxy. Ôxy hòa tan
trong nước có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống của các thủy sinh vật.
Nước mặt thường có hàm lượng chất rắn lơ lửng đáng kể với các kích thước khác
nhau, một số trong chúng có khả năng lắng tự nhiên, chất lơ lửng có kích thước hạt
keo thường gây ra độ đục của nước sông, hồ.
-

Có nhiều chất hữu cơ do sinh vật bị phân hủy

-

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

-

Chất lượng nước thay đổi theo mùa

-

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

nghiệp, nông nghiệp…)

SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

7


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

1.3) CÁC THÔNG SỐ, CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT
1.3.1)

Thông số chất lượng nước mặt

a) Chỉ tiêu lí học
 Nhiệt độ
Nhiệt độ nước là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu.Nhiệt độ
có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lí nước. Nước mặt có nhiệt độ thay đổi
theo nhiệt độ môi trường.
 Độ màu
Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo nên: hợp chất sắt, mangan không
hòa tan làm nước có màu đỏ; các chất mùn humic gây ra màu vàng; nước bị nhiễm bẩn
bởi nước thải sinh hoạt hay công nghiệp thường có màu xanh hoặc đen.
Đơn vị đo độ màu thường dùng là độ theo màu Platin - Coban.
Nước thiên nhiên có độ màu thấp hơn 200 độ. Độ màu biểu kiến trong nước thường
do các chất lơ lững trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc. Để
loại bỏ màu thực của nước (do các chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hóa lí
kết hợp.
 Độ đục
Nước có độ đục lớn chứng tỏ nước có nhiều cặn bẩn. Đơn vị đo độ đục thướng là
mgSiO2/l, NTU, FTU.Nước đục thường có độ đục 20-100 NTU. Nước dùng ăn uống
thường có độ đục không vượt quá 5 NTU. Hàm lượng chất rắn lơ lững cũng là một đại
lượng tương quan đến độ đục của nước.
 Mùi vị
Mùi trong nước thường do các hợp chất hóa học chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hay
sản phẩm từ quá trình phân hủy vật chất gây nên. Nước thiên nhiên thường có mùi đất,
mùi tanh, mùi thối. Nước sau khi khử trùng thường nhiễm mùi clo hay clophenol.
Tùy theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hòa tan nước có thể có các vị
mặn, ngọt, chát ,đắng.
SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

8

Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

 Độ nhớt
Độ nhớt là đại lượng biểu thị sự ma sát nội, sinh ra trong quá trình dịch chuyển giữa
các lớp chất lỏng với nhau. Đây là yếu tố chính gây nên tổn thất áp lực và do vậy nó
đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nước. Độ nhớt tăng khi hàm lượng các
muối hoà tan trong nước tăng và giảm khi nhiệt độ tăng.
 Độ dẫn điện
Nước có độ dẫn điện kém. Nước tinh khiết ở 200C có độ dẫn điện là 4,2 μS/m
(tương ứng điện trở 23,8MΩ/cm). Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất
khoáng hoà tan trong nước và dao động theo nhiệt độ. Thông số này thường được
dùng để đánh giá tổng hàm lượng chất khoáng hoà tan trong nước.
 Tính phóng xạ
Tính phóng xạ của nước là do sự phân huỷ các chất phóng xạ trong nước tạo nên.
Nước ngầm thường nhiễm các chất phóng xạ tự nhiên, các chất này có thời gian bán
phân huỷ rất ngắn nên nước thường vô hại. Tuy nhiên khi bị nhiễm bẩn phóng xạ từ
nước thải và không khí thì tính phóng xạ của nước có thể vượt quá giới hạn cho phép.
Hai thông số tổng hoạt độ phóng xạ α và β thường được dùng để xác định tính
phóng xạ của nước. Các hạt α bao gồm 2 proton và 2 nơtron có năng lượng xuyên thấu
nhỏ, nhưng có thể xuyên vào cơ thể sống qua đường hô hấp hoặc tiêu hoá, gây tác hại
cho cơ thể do tính ion hoá mạnh. Các hạt β có khả năng xuyên thấu mạnh hơn, nhưng
dễ bị ngăn lại bởi các lớp nước và cũng gây tác hại cho cơ thể.
b) Chỉ tiêu hóa học
 Độ pH
Độ 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.
-

pH = 7 nước có tính trung tính.

-

pH < 7 nước có tính axit.

-

pH > 7 nước có tính kiềm.

SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

9


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hoà tan
trong nước. Ở độ pH < 5, tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồn nước
có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hoà tan và một số loại khí như CO2, H2S tồn tại
ở dạng tự do trong nước. Độ pH được ứng dụng để khử các hợp chất sunfua và
cacbonat có trong nước bằng biện pháp làm thoáng. Ngoài ra khi tăng pH và có thêm
tác nhân oxy hoá, các kim loại hoà tan trong nước chuyển thành dạng kết tủa và dễ
dàng tách ra khỏi nước bằng biện pháp lắng lọc.
 Độ kiềm
Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của các ion hydrocacbonat

(HCO3- ),

hyđroxyl (OH -) và ion muối của các axit yếu khác. Ở nhiệt độ nhất định, độ kiềm phụ
thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO2 tự do có trong nước
Độ kiềm là một chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước. Để xác định độ
kiềm thường dùng phương pháp chuẩn độ mẫu nước thử bằng axit clohydric ( HCl )
hay axit sunfuric (H2SO4) và theo dõi theo chất chỉ thị màu, đầu tiên là
phenolphatalein sau dó là metylloran.
 Độ cứng
Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magiê có trong
nước. Trong kỹ thuật xử lý nước sử dụng ba loại khái niệm độ cứng:
Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magiê có trong
nước. Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi và magiê có trong
nước.Độ cứng tạm thời biểu thị tổng hàm lượng các ion Ca2+, Mg2+ trong các muối
cacbonat và hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magiê có trong nước. Độ cứng vĩnh
cửu biểu thị tổng hàm lượng các ion Ca2+, Mg2+ trong các muối axit mạnh của canxi và
magie.
Có nhiều đơn vị đo độ cứng khác nhau:
-

Độ Đức (o dH): 1 o dH = 10 mg CaO/l nước

-

Độ Pháp (o dH ): 1 o dH = 10 mg CaCO3/0,7 l nước

-

Độ Anh (oe ): 1 oe = 10 mg CaCO3/0,7 l nước

SVTH: Võ Hùng Cường

GVHD: Biện Văn Tranh

10


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

-

Đông Âu ( mgđl/ l): 1 mgđl/l = 2,8 o dH.
Tuỳ theo giá trị độ cứng, nước được phân loại thành:

-

Độ cứng < 50 mg CaCO3/l : nước mềm.

-

Độ cứng 50 – 150 mg CaCO3/l : nước trung bình.

-

Độ cứng 150 – 300 mg CaCO3/l : nước cứng.

-

Độ cứng > 300 mg CaCO3/l : nước rất cứng.

Việt Nam dùng dơn vị đo dộ cứng là mili dương lượng trong 1 lit (mđlg/l) khi đo độ

cứng < 0.001 mđlg/l dùng micro dương lượng gam trong lit µmđlg/l.
Đổi 1 mgđlg/l =1.8 o dH.
 Độ oxy hoá được bằng permanganat
Độ oxy hoá là một đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước.
Đó là lượng oxy cần có để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ trong nước.Chất oxy hóa
thường dùng để xác định chỉ tiêu này là pecmanganat kali (KMnO4).
Trong thực tế, nguồn nước có độ oxy hoá lớn hơn 10 mgO2/l đã có thể bị nhiễm
bẩn. Nếu trong quá trình xử lý có dùng clo ở dạng clo tự do hay hợp chất hypoclorit sẽ
tạo thành các hợp chất clo hữu cơ [trihalomentan(THM)] có khả năng gây ung thư. Tổ
chức Y tế thế giới quy định mức tối đa của THM trong nước uống là 0,1mg/l. Ngoài
ra, để đánh giá khả năng ô nhiễm nguồn nước, cần cân nhắc thêm các yếu tố sau đây
Độ oxy hoá trong nước mặt, đặc biệt nước có màu có thể cao hơn nước ngầm. Khi
nguồn nước có hiện tượng nhuộm màu do rong tảo phát triển, hàm lượng oxy hoà tan
trong nước sẽ cao nên độ oxy hoá có thể thấp hơn thực tế Sự thay đổi oxy hoá theo
dòng chảy: Nếu thay đổi chẩm, lượng chất hữu cơ có trong nguồn nước chủ yếu là các
axit humic.
Nếu độ oxy hoá giảm nhanh, chứng tỏ nguồn ô nhiễm là do các dòng nước thải từ
bên ngoài đổ vào nguồn nước. Cần kết hợp vói các chỉ tiêu khác như hàm lượng ion
clorua, sunfat, photphat, oxy hoà tan, các hợp chất nitơ, hàm lượng vi sinh vật gây
bệnh để có thể đánh giá tổng quát về mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước.

SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

11


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

 Các hợp chất nitơ
Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ tạo ra amoniac (NH4+), nitrit (NO2-) và nitrat
(NO3-).Do đó các hợp chất này thường được xem là những chất chỉ thị dùng để nhận
biết mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Khi mới bị nhiễm bẩn, ngoài các chỉ tiêu có
giá trị cao như độ oxy hoá, amoniac, trong nước còn có một ít nitrit và nitrat. Sau một
thời gian NH4+, NO2- bị oxy hoá thành NO3- .
Phân tích sự tương quan giá trị các đại lượng này có thể dự đoán mức độ ô nhiễm
nguồn nước. Việc sử dụng rộng rãi các loại phân bón cũng làm cho hàm lượng nitrat
trong nước tự nhiên tăng cao. Ngoài ra do cấu trúc địa tầng tăng ở một số đầm lầy,
nước thường nhiễm nitrat. Nồng độ NO3- cao là môi trường dinh dưỡng tốt cho tảo,
rong phát triển, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước dùng trong sinh hoạt.
 Các hợp chất Silic
Trong nước thiên nhiên thường có các hợp chất silic. Ở pH < 8, silic tồn tại ở dạng
H2SiO3. Khi pH = 8-11, silic chuyển sang HSiO–3.
Ở pH > 11, silic tồn tại ở dạng HSiO–3 và SiO32- .Do vậy trong nước ngầm, hàm
lượng silic thường không vượt quá 60mg/l, chỉ có ở những nguồn nước có pH > 9,0
hàm lượng silic đôi khi cao đến 300mg/l.
Trong nước cấp cho các nồi hơi áp lực cao, sự tồn tại của các hợp chất silic rất nguy
hiểm do cặn silic đóng lại trên thành nồi, thành ống làm giảm khả năng truyền nhiệt và
gây tắc ống. Trong quá trình xử lý nước, silic có thể được loại bỏ một phần khi dùng
các hoá chất keo tụ để làm trong nước.
 Clorua
Clorua làm cho nước có vị mặn. Ion này thâm nhập vào nước qua sự hoà tan các
muối khoáng hoặc bị ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay
ở đoạn sông gần biển. Việc dùng nước có hàm lượng clorua các muối khoáng hoặc bị
ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay ở đoạn sông gần
biển. Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thể gây ra bệnh về thận. Ngoài ra,
nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bê tông.
SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

12


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

 Sunfat
Ion sunfat thường có trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc hữu cơ.
Với hàm lượng sunfat cao hơn 400mg/l, có thể gây mất nước trong cơ thể.
 Florua
Nước ngầm từ các vùng đất chứa quặng apatit, đá alkalic, granit thường có hàm
lượng florua cao đến 10mg/l. Trong nước thiên nhiên, các hợp chất của florua khá bền
vững và khó loại bỏ trong quá trình xử lý thông thường
 Hợp chất sắt
Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng ion Fe2+, kết hợp với các gốc
bicacbonat, sunfat, clorua đôi khi tồn tại dưới keo của axit humic hoặc keo silic. Khi
tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hoá, ion Fe2+ bị oxy hóa thành ion Fe2+ và kết
hợp tủa thành các bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ.
Nước mặt thường chứa sắt (Fe3+), tồn tại ở dạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù.
Trong nước thiên nhiên, chủ yếu là nước ngầm, có thể chứa sắt với hàm lượng đến 40
mg/l hoặc cao hơn. Với hàm lượng sắt cao hơn 0,5mg/l, nước có mùi tanh. Các cặn sắt
kết tủa có thể làm tắc hoặc giảm khả năng vận chuyển của các ống dẫn nước.
 Các hợp chất mangan.
Cũng như sắt, mangan thường có trong nước ngầm dưới dạng ion Mn2+ nhưng với
hàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5mg/l. Tuy nhiên, với hàm lượng mangan
trong nước lớn hơn 0,1mg/l sẽ gây nguy hại trong việc sử dụng, giống như trường hợp
nước chứa sắt với hàm lượng cao.
 Nhôm
Vào mùa mưa, ở những vùng đất phèn, đất ở trong điều kiện khử không có oxy, nên

các chất như Fe2O3 và jarosite tác động qua lại, lấy oxy của nhau vào tạo thành sắt,
nhôm sunfat hoà tan vào nước. Do đó, nước mặt ở vùng này thường rất chua, pH = 2,5
– 4,5, sắt tồn tại chủ yếu là Fe2+(có khi cao đến 300mg/l), nhôm hoà tan ở dạng ion

SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

13


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

Al3+ ( 5 – 7mg/l). Khi chứa nhiều nhôm hoà tan, nước thường có màu trong xanh và vị
rât chua. Nhôm có độc tính đối với sức khoẻ con người.
 Khí hoà tan
Các loại khí hoà tan thường thấy trong nước thiên nhiên là khí cacbonic (CO2), khí
oxy (O2) và sunfua huyđro (H2S). Nước ngầm không có oxy. Khi độ pH < 5,5 trong
nước ngầm thường chứa nhiều khí CO2. Đây là khí có tính ăn mòn kim loại và ngăn
cản việc tăng pH của nước. Các biện pháp làm thoáng có thể đuổi khí CO2, đồng thời
thu nhận oxy hỗ trợ cho các quá trình khử sắt và mangan.
Ngoài ra, trong nước ngầm có thể chứa khí H2S có hàm lượng đến vài chục mg/l.
Đây là sản phẩm của quá trình phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ có trong nước. Trong
nước mặt, các hợp chất sunfua thường được oxy hoá thành dạng sunfat. Do vậy, sự có
mặt của khí H2S trong các nguồn nước mặt, chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn và
có quá thừa chất hữu cơ chưa phân huỷ, tích tụ ở đáy các vực nước. Khi độ pH tăng,
H2S chuyển sang các dạng khác là HS- và S-.
c) Chỉ tiêu vi sinh
 Vi khuẩn
Vi khuẩn thường ở dạng đơn bào. Tế bào có cấu trúc đơn giản sao với các sinh vật

khác. Vi khuẩn trong nước uống có thể gây nên các bệnh đường ruột.
 Virut
Virut không có hệ thống trao đổi chất nên không sống độc lập được.Virut trong
nước có thể gây bệnh viêm gan vim đường ruột.
 Nguyên sinh động vật
Nguyên sinh động vật là những cơ thể đơn bào chuyển động được trong nước. Chú
ý nhất là Giardia lamblia gây bệnh giardiase.
 Tảo
Tảo dơn bào thuộc loại quang tự dưỡng.Chúng tổng hợp các chất cần cho cơ thể từ
chất vô cơ đơn giản nhờ ánh sáng mặt trời. Tảo không trực tiếp gây bệnh cho người
nhưng sản sinh độc tố.

SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

14


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

1.3.2)

Tiêu chuẩn đánh giá

 QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỷ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống
Chất lượng nước ăn uống được đặc trưng bằng giá trị các thông vật lý, hóa học, sinh
học của nước. Yêu cầu chất lượng nước ăn uống được quy định trong các tiêu chuẩn,
quy chuẩn.
Bảng 1.1: Mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước ăn uống(cơ bản)

Chỉ tiêu

Đơn vị

Độ đục

NTU

2

A

Độ cứng, tính theo CaCO3

mg/l

300

A

Tổng chất rắn hòa tan (TDS)

mg/l

1000

B

Hàm lượng amoni

mg/l

3

B

Hàm lượng asen tổng

mg/l

0.01

B

Hàm lượng Florua

mg/l

1.5

B

Hàm lượng sắt tổng

mg/l

0.3

A

Hàm lượng Nitrat

mg/l

50

A

Hàm lượng Nitrit

mg/l

3

A

Chỉ số pecmanganat

mg/l

2

A

Coliform tổng số

VK/100ml

0

A

E.coli hoặc coliform chiệu nhiệt VK/100ml

0

A

SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

Giới hạn tối đa

Mức độ giám sát

15


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

Mức A: ít nhất 1 lần/1 tuần bởi cơ sở cung cấp nước; ít nhất1 lần/1 tháng bởi cơ
quan thẩm quyền.
Mức B: ít nhất 1 lần/6 tháng bởi cơ sở cung cấp nước; ít nhất1 lần/6 tháng bởi cơ
quan thẩm quyền.
Mức C: ít nhất1 lần/2 năm bởi cơ sở cung cấp nước; ít nhất1 lần/2 năm bởi cơ quan
thẩm quyền
1.4)

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT

Các nguồn xả thải đó có thể được chia thành 5 nhóm nguồn (i) Ngành công nghiệp,
tiểu thủ công nghiệp và giao thông vận tải; (ii) Ngành chế biến nông sản, thực phẩm và
nuôi trồng thuỷ sản; (iii) Ngành khai thác khoáng sản và vật liệu xây dựng; (iv) Ngành
Y tế và (v) Ngành thương mại và du lịch.
Bảng 1.2: Các nhóm nguồn và nguồn xả nước thải
STT Nhóm nguồn/nguồn
Thông số ô nhiễm chính
i.Ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và giao thông vận tải
1.1 Các cơ sở sản xuất thép và cơ khí Kim loại nặng, dầu mỡ khoáng,
tổng chất rắn lơ lửng (TSS), xianua
1.2 Cơ sở sản xuất giấy và bột giấy
BOD5, COD, TSS, màu, sunfua,
nhiệt độ
1.3 Cơ sở gia công gia công nhựa, phế BOD5, COD, TSS, tổng nitơ (TN),
liệu
tổng photpho (TP), tổng coliform
1.4 Các cơ sở chế biến cao su, mủ cao BOD5, COD, TN, mùi, amoni, TSS
su
1.5 Các cơ sở s/x giày, cao su lưu hoá, BOD5, COD, TSS
săm lốp ô tô
1.6 Các cơ sở chế biến gỗ và sản xuất COD, BOD5, TSS
hàng mỹ nghệ
1.7 Các cơ sở sản xuất gốm sứ
Kim loại nặng, độ đục, nhiệt độ,
TSS, F1.8 Các cơ sở sản xuất điện bằng nhiệt TSS, COD, kim loại nặng
điện, thuỷ điện
1.9 Các cơ sở sửa chữa ô tô, xe máy
BOD5, COD, kim loại nặng, dầu
mỡ khoáng, tổng coliform

1.10 Các cơ sở sửa chữa tàu thuỷ
BOD5, kim loại nặng, dầu, tổng
coliform
1.11 Các Khu công nghiệp, Khu KT- BOD5, COD, TSS
TM Lao Bảo
SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

16


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

ii. Ngành chế biến nông sản, thực phẩm và nuôi trồng thuỷ sản
2.1 Các cơ sở chế biến tinh bột sắn
BOD5, COD, TSS, tổng coliform,
xianua, amoni, clo dư, TN, TP,
sunfua, mùi
2.2 Các cơ sở chế biến cà phê
BOD5, COD, TSS, coliform
2.3 Các cơ sở giết mổ gia súc, gia cầm BOD5, TSS, tổng coliform, độ
màu, mùi, TN, TP
2.4 Các cơ sở, trang trại chăn nuôi tập BOD5, TSS, TN, TP, tổng
trung
coliform, sunfua
2.5 Các cơ sở nuôi trồng và chế biến BOD5 , COD, TN, TP, TSS, tổng
thuỷ sản
coliform, amoni, dầu mỡ
2.6 Các kho chứa hóa chất bảo vệ Tổng HCBVTV nhóm clo, phenol

thực vật (HCBVTV) chưa được
xử lý
iii. Ngành khai thác khoáng sản và vật liệu xây dựng
3.1 Các cơ sở khai thác vật liệu xây Chất rắn lơ lửng, kim loại nặng,
dựng
TSS
3.2 Các cơ sở khai thác quặng titan, Kim loại nặng, dầu mỡ khoáng,
khai thác nước ngầm, nước mặt
TSS, xianua
3.3 Các cơ sở sản xuất gạch, ngói, đá TSS, kim loại nặng
iv. Ngành Y tế
4.1 Bệnh viện đa khoa tỉnh, bệnh viện BOD5, TN, TP, tổng coliform
đa khoa các huyện và thị xã
4.2 Các trạm y tế xã phường.
BOD5, TN, TP, tổng coliform
v. Ngành thương mại và du lịch
Nhà hàng, khách sạn
BOD5, TN, TP, tổng coliform,
nhiệt độ

SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

17


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

CHƯƠNG II

TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT
2.1)

CÁC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC MẶT

Thường đó là công trình thu nước sông, được đặt ở đầu nguồn nước, phía trên khu
dân cư và khu công nghiệp theo chiều chảy của sông. Vị trí hợp lý nhất là nơi bờ sông
và lòng sông ổn định có điều kiện địa chất công trình tốt, có đủ độ sâu cần thiết để lấy
nước trực tiếp từ sông không cần phải dẫn đi xa. Thường công trình thu được bố trí ở
phía lõm của bờ sông, tuy nhiên phía lõm thường bị sói lở nên cần phải gia cố bờ.
Các công trình thu nước sông thường chia ra các loại sau đây:
-

Công trình thu nước bờ sông.

-

Công trình thu nước lòng sông.

-

Công trình thu nước hình đấu.

Hình 2.1: Công trình thu nước bờ sông

Hình 2.2: Công trình thu nước lòng sông
SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

18

Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

2.2)

CÁC CÔNG TRÌNH VẬN CHUYỂN NƯỚC MẶT

Các công trình vận chuyển nước thường là các trạm bơm. Gồm trạm bơm cấp I và
trạm bơm cấp II.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)

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT

2.3.1)

Phương pháp cơ học

a) 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.
b) 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

SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

19


Đồ án môn học: Xử lý nước cấp
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước ngầm cho khu dân cư

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 đứng
Nguyên lý hoạt động
Trong bể lắng đứng nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên,
còn các hạt rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên xuống. Khi
xử lý nước không dùng chất keo tụ, các hạt cặn có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ dâng của
dòng nước sẻ lắng xuống được. Còn các hạt có tốc độ rơi nhỏ hơn hoặc bằng tốc độ

dâng của dòng nước sẻ chỉ lơ lửng hoặc bị cuốn theo dòng nước lên phía trên bể.
Khi sử dụng nước có chất keo tụ, tức là trong nước chứa các hạt kết dính, thì ngoài
các hạt cặn có tốc độ rơi ban đầu lớn hơn tốc độ rơi của dòng nước lắng xuống được,
còn các hạt cặn khác cũng lắng xuống được. Tuy nhiên hiệu quả trong lắng đứng
không chỉ phụ thuộc vào chất keo tụ, mà còn phụ thuộc vào sự phân bố đều của dòng
nước đi lên và chiều cao vùng lắng phải đủ lớn thi các hạt cặn mới kết dính với nhau
đươc.

Hình 2.3: Bể lắng đứng
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
SVTH: Võ Hùng Cường
GVHD: Biện Văn Tranh

20