Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho huyện côn đảo, tỉnh bà rịa vũng tàu, công suất 3000m3 ngày đêm

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. i
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ..................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. vi
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ vii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. viii
Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... viii
Mục tiêu của đề tài .............................................................................................. viii
Đối tƣợng và phạm vi thực hiện.......................................................................... viii
Thời gian thực hiện ............................................................................................. viii
Nội dung nghiên cứu ............................................................................................. ix
Phƣơng pháp thực hiện.......................................................................................... ix
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn............................................................................... ix
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN ....................................................................................... 1
1.1 TỔNG QUAN VỀ HUYỆN CÔN ĐẢO.......................................................... 1
1.1.1 Vị trí địa lý ............................................................................................... 1
1.1.2 Địa hình .................................................................................................... 2
1.1.3 Tính hình khí hậu ..................................................................................... 2
1.1.4 Hiện trạng nguồn nƣớc tại huyện ............................................................. 2
1.2 TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƢỚC VÀ CHẤT LƢỢNG NƢỚC ................. 4
1.2.1 Thành phần nƣớc tự nhiên ....................................................................... 4
1.2.2 Các loại nguồn nƣớc ................................................................................ 6
1.2.3 Chất lƣợng nƣớc yêu cầu ....................................................................... 12
CHƢƠNG 2 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC NGẦM ................................ 13
2.1 CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG XỬ LÝ NƢỚC NGẦM................... 13
2.1.1 Quá trình làm thoáng.............................................................................. 13
2.1.2 Clo hóa sơ bộ ......................................................................................... 13

2.1.3 Quá trình khuấy trộn hóa chất ................................................................ 13
2.1.4 Quá trình keo tụ vàtạo bong ................................................................... 13
2.1.5 Quá trình lắng......................................................................................... 14
GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

iii


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
2.1.6 Quá trình lọc........................................................................................... 14
2.1.7 Hấp thụ và hấp phụ bằng than hoạt tính ................................................ 14
2.1.8 Flo hóa nƣớc........................................................................................... 14
2.1.9 Khử trùng nƣớc ...................................................................................... 14
2.1.10 Ổn định nƣớc ........................................................................................ 14
2.1.11 Làm mềm nƣớc .................................................................................... 14
2.1.12 Khử mùi ............................................................................................... 14
2.2 CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC NGẦM ............................................... 15
2.2.1 Công trình thu nƣớc ............................................................................... 15
2.2.2 Các công trình vận chuyển nƣớc ngầm .................................................. 15
2.2.3 Các công trình làm thoáng ..................................................................... 16
2.2.4 Các công trình lắng ................................................................................ 17
2.2.5 Bể lọc. .................................................................................................... 20
2.3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ................................................................ 26
2.3.1 Lựa chọn nƣớc nguồn ............................................................................ 26
2.3.2 Lựa chọn địa điểm xây dựng trạm xử lý ................................................ 26
2.3.3 Đề xuất công nghệ.................................................................................. 27
2.3.4 Lựa chọn phƣơng án để tính toán thiết kế: ............................................ 31
CHƢƠNG 3 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ .................................................... 32

3.1 CÔNG SUẤT TRẠM XỬ LÝ ....................................................................... 32
3.2 TÍNH TOÁN GIÀN MƢA............................................................................. 32
3.3 TÍNH TOÁN BỂ LỌC NHANH ................................................................... 35
3.4 TÍNH TOÁN KHỬ TRÙNG NƢỚC ............................................................. 42
3.5 TÍNH TOÁN BỂ CHỨA NƢỚC SẠCH ....................................................... 43
3.6 CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ .................................................................... 44
CHƢƠNG 4 TÍNH DỰ TOÁN CHI PHÍ ................................................................. 45
4.1 DỰ TOÁN CHI PHÍ XÂY DỰNG BAN ĐẦU VÀ THIẾT BỊ. ................... 45
4.2 DỰ TOÁN CHI PHÍ VẬN HÀNH CỦA TRẠM .......................................... 46
4.3 CHI PHÍ XỬ LÝ 1M3 NƢỚC SẠCH: ........................................................... 46
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 47
KẾT LUẬN .......................................................................................................... 47
GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

iv


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
KIẾN NGHỊ ......................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 48
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 49

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

v

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.

DANH MỤC HÌNH
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình

1.1 Huyện Côn Đảo ...........................................................................................1
1.2 Thị trấn Côn Đảo .........................................................................................1

1.3 Hồ Quang Trung vào mùa khô ....................................................................2
1.4 Hồ Quang Trung khi có nƣớc .....................................................................2
1.5 Sông Hƣơng ............................................................................................... 7
1.6 Suối .............................................................................................................7
1.7 Hồ An Hải huyện Côn Đảo .........................................................................7
1.8 Hồ Quang Trung huyện Côn Đảo ............................................................... 7
2.1 Cấu tạo giếng khoan ..................................................................................15
2.2 Cấu tạo giàn mƣa ......................................................................................16
2.3 Cấu tạo thùng quạt gió ..............................................................................16
2.4 Cấu tạo bể lắng ngang ...............................................................................17
2.5 Cấu tạo bể lắng đứng.................................................................................18
2.6 Bể lắng đứng ............................................................................................. 18
2.7 Cấu tạo bể lắng ly tâm ...............................................................................19
2.8 Than Antraxit ............................................................................................ 20
2.9 Thạch anh ..................................................................................................20
2.10 Sỏi ...........................................................................................................21
2.11 Đá mi, đá dăm .........................................................................................21
2.12 Cấu tạo bể lọc nhanh rửa lọc thuần túy ...................................................22
2.13 Sơ đồ nguyên tắc làm việc của bể lọc áp lực ..........................................24
2.14 Bể lọc áp lực............................................................................................ 24
2.15 Vị trí xây dựng trạm xử lý.......................................................................26

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

vi


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Chất lƣợng nƣớc thô ............................................................................. 27
Bảng 2.2 Chất lƣợng nƣớc yêu cầu ...................................................................... 27
Bảng 3.1 Thông số thiết kế giàn mƣa .................................................................. 34
Bảng 3.2 Thông số thiết kế bể lọc nhanh ............................................................. 41
Bảng 3.3 Thông số thiết kế bể chứa nƣớc sạch .................................................... 43
Bảng 4.1 Dự toán chi phí vật tƣ thiết bị ............................................................... 45

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

vii


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.

MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Nƣớc sinh hoạt là một nhu cầu không thể thiếu trong cuộc sống con ngƣời, nó gắn
liền với đời sống của mỗi chúng ta. Nƣớc thiên nhiên không chỉ sử dụng để cấp cho ăn
uống, sinh hoạt mà còn đƣợc sử dụng cho nhiều mục đích khác nhƣ nông nghiệp, công
nghiệp, giao thông vận tải, thủy điện, … Do đó, nƣớc sạch và vệ sinh môi trƣờng là
điều kiện tiên quyết trong các biện pháp phòng chống dịch bệnh nâng cao sức khỏe
cho cộng đồng đồng thời phản ánh nét văn hóa, trình độ văn minh của xã hội.
Huyện Côn Đảo là một đảo cách xa đất liền bao quanh là biển. Nguồn nƣớc mặt
cung cấp bởi hai hồ lớn song vào mùa khô thì nƣớc trong các hồ cạn khô. Nên nƣớc
giếng đã đƣợc ngƣời dân sử dụng từ xa xƣa nhƣng không đảm bảo vệ sinh. Cộng thêm
việc Côn Đảo ngày một phát triển về mọi mặt ngƣời dân từ các nơi ra nơi đây sinh

sống và làm việc ngày càng tăng nên việc cung cấp nƣớc sạch là vấn đề cấp thiết nhất.
Hằng năm có hàng trăm ngàn lƣợt khách du lịch đến với Côn Đảo và hàng ngàn
lƣợt tàu bè của ngƣ dân cập bến cùng với việc định hƣớng và phát triển Côn Đảo thành
một thành phố du lịch lớn trong những năm tới của Huyện cho thấy nƣớc sạch là thứ
không thể thiếu.
Mục tiêu của đề tài
Đƣa ra các phƣơng án và thiết kế hệ thống xử lý nƣớc cấp phù hợp với chất lƣợng
nƣớc nguồn và nhu cầu sử dụng nƣớc của ngƣời dân, cán bộ sinh sống và làm việc trên
huyện Côn Đảo và đạt tiêu chuẩn về chất lƣợng nƣớc ăn uống của Bộ Y Tế (QCVN
01:2009/BYT) trƣớc khi đến với ngƣời sử dụng.
Đối tƣợng và phạm vi thực hiện
Đối tƣợng nghiên cứu
Công nghệ xử lý nƣớc ngầm.
Phạm vi thực hiện
Đề tài giới hạn trong việc tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc cấp cho huyện Côn
Đảo.
Nguồn nƣớc đƣợc sử dụng là nƣớc ngầm.
Thời gian thực hiện

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

viii


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
Nội dung nghiên cứu
Mẫu nƣớc ngầm đƣợc phân tích tại Viện Pasteur TP Hồ Chí Minh.
Tìm hiểu về nhu cầu sử dụng nƣớc của huyện Côn Đảo.

Xác định đặc tính của nguồn nƣớc bao gồm các chỉ tiêu lý hóa.
Đề xuất hệ thống xử lý phù hợp với lƣu lƣợng, nồng độ các chỉ tiêu đặc trƣng của
nƣớc nguồn.
Tính toán các công trình đơn vị của hệ thống.
Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, vận hành trạm xử lý nƣớc cấp.
Phƣơng pháp thực hiện
Phƣơng pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về nƣớc ngầm, tìm hiểu thành
phần, tính chất nƣớc ngầm.
Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nƣớc ngầm.
Phƣơng pháp so sanh: So sánh ƣu nhƣợc điểm của các phƣơng án khác nhau để đƣa
ra phƣơng án phù hợp nhất.
Phƣơng pháp toán: Sử dụng các công thức toán học để tính toán các công trình đơn
vị trong trạm xử lý nƣớc cấp, dự toán chi phí xây dựng và vận hành trạm.
Phƣơng pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc các công trình
đơn vị trong trạm xử lý nƣớc cấp.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Xây dựng hệ thống xử lý nƣớc cấp đặt tiêu chuẩn, giải quyết nhu cầu sử dụng nƣớc
sạch của ngƣời dân, phục vụ cho sự phát triển của huyện đảo.

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

ix


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN VỀ HUYỆN CÔN ĐẢO

1.1.1 Vị trí địa lý
Côn Đảo là một quần đảo ở ngoài khơi bờ biển Nam Bộ (Việt Nam) và cũng là
huyện trực thuộc tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu.
Côn Đảo cách thành phố Vũng Tàu 97 hải lý theo đƣờng biển. Nơi gần Côn Đảo
nhất là xã Vĩnh Hải, tỉnh Sóc Trăng, cách 40 hải lý.
Côn Đảo hay Côn Sơn cũng hay dùng cho tên của hòn đảo lớn nhất trong quần đảo
này. Lịch sử Việt Nam trƣớc thế kỷ 20 thƣờng gọi đảo Côn Sơn là đảo Côn Lôn hoặc
Côn Nôn. Tên gọi cũ trong các văn bản tiếng Anh và tiếng Pháp là Poulo Condor.
Năm 1977, Quốc hội nƣớc Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam quyết định tên gọi
chính thức là Côn Đảo. Côn Đảo cũng là đơn vị hành chính cấp huyện của tỉnh Bà RịaVũng Tàu.

Hình 1.1 Huyện Côn Đảo[1]

Hình 1.2 Thị trấn Côn Đảo[2]

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

1


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
1.1.2 Địa hình
Quần đảo gồm mƣời sáu hòn đảo với tổng diện tích đất nổi là 76 km², trong đó
đảo lớn nhất là đảo Côn Sơn. Địa hình đảo này là vùng đồi núi, ƣu thế bởi các dãy đá
granit chạy từ phía tây nam đến đông bắc, che chở cho các vùng vịnh của đảo cả về hai
phía khỏi những luồng gió mạnh. Điểm cao nhất của quần đảo là đỉnh núi Thánh Giá
trên đảo Côn Sơn (577 m). Địa chất quần đảo có tính đa dạng cao, từ đá mácma
Mesozoi xâm nhập axít đến mácma phun trào axít và phun trào trung tính cùng các

trầm tích Đệ tứ.
1.1.3 Tính hình khí hậu
Khí hậu Côn Đảo mang đặc điểm á xích đạo - hải dƣơng nóng ẩm, chia thành hai
mùa rõ rệt: mùa mƣa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô kéo dài từ tháng 12
đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình năm là 26,9 °C. Tháng 5 oi bức, có lúc nhiệt
độ lên đến 34 °C. Lƣợng mƣa bình quân trong năm đạt 2.200 mm; mƣa ít nhất vào
tháng 1. Quần đảo Côn Đảo nằm ở vùng giao nhau giữa luồng hải lƣu ấm từ phía nam
và luồng hải lƣu lạnh từ phía bắc. Nhiệt độ nƣớc biển từ 25,7 °C đến 29,2 °C.
1.1.4 Hiện trạng nguồn nƣớc tại huyện
a, Nƣớc mặt
Hiện tại ở huyện Côn Đảo nguồn nƣớc mặt chủ yếu là nƣớc hồ. Huyện có 2 hồ lớn
là hồ An Hải diện tích 173.867,81 m2và hồ Quang Trung với diện tích là 116.503,23
m2.
Đối với hồ Quang Trung lƣợng nƣớc trong hồ thiếu sự ổn định. Vào mùa khô vào
các tháng 3, tháng 4, tháng 5 nƣớc trong hồ cạn sát. Do đó việc sử dụng lƣợng nƣớc
mặt trong hồ Quang Trung làm nguồn nƣớc cấp là không khả thi.
Còn đối với hồ An Hải do vị trí hồ nằm gần biển, có cửa thông với biển nên khi
thủy triều lên nƣớc biển xâm nhập vào hồ gây ra hiện tƣợng xâm nhập mặn tại đây. Hồ
còn nằm gần khu dân cƣ sinh sống, thƣờng ngày thƣờng có các hoạt động câu cá, dẫn
đến việc hồ dễ nhiễm bẫn và phát sinh mùi gây bất lợi cho việc xử lý khi chọn làm
nguồn nƣớc cấp cho sinh hoạt ăn uống.

Hình 1.3 Hồ Quang Trung vào
mùa khô[3]

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

Hình 1.4 Hồ Quang Trung khi có
nƣớc[4]

2


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
b, Nƣớc ngầm
Nƣớc ngầm tại huyện đã đƣợc ngƣời dân sử dụng từ lâu nhƣng chƣa đƣợc xử lý
đúng cách. Các hộ dân ven núi đa phần đều có giếng khoan tại nhà. Các bầu nƣớc có
trữ lƣợng tƣơng đối cao. Tập trung nhiều ở khu vực ven núi và hai hồ lớn. Nguồn bổ
sung chủ yêu là nƣớc mƣa và nƣớc trong cái hồ thấm xuống lòng đất. Nƣớc giếng ở
đây có nồng độ sắt tổng dƣới 10mg/l. Độ sâu vào khoảng 50 ~ 70 mét. Hàm lƣợng cặn
thấp không đáng kể.
Vào mùa khô các giếng khoan của ngƣời dân vẫn có nƣớc để sử dụng.
Hiện tại ở huyện có hơn 20 giếng đang hoạt động phục vụ cho mục đích cấp nƣớc vị
trí các giếng đƣợc khoan xung quanh khu vực hồ Quang Trung, vào mùa khô từ tháng
3 đến khoảng tháng 5 lƣợng nƣớc ở các giếng này vẫn đảm bảo đƣợc lƣợng nƣớc để
cung cấp cho ngƣời dân.
Cho thấy lƣợng nƣớc ngầm ở huyện dồi dào và sử dụng đƣợc cho mục đích cấp
nƣớc.
c, Nhu cầu dùng nƣớc của huyện
Huyện Côn Đảo vừa là một địa điểm du lịch nghỉ dƣỡng ven biển vừa là một nơi
neo đầu cũng nhƣ khai thác của một lƣợng lớn ngƣ dân.
Hàng năm lƣợng khách du lịch đến Côn Đảo vào khoảng 200 – 250 nghìn ngƣời.
Lƣợng tàu bè neo đầu vào khoảng 5000 chiếc/năm. Do đó nhu cầu sự dụng nƣớc sạch
rất cao phục vụ cho việc sinh hoạt, ăn uống của cƣ dân sinh sống trên đảo cũng nhƣ
phục vụ cho sự phát triễn các ngành kinh tế mũi nhọn của huyện.

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

3


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
1.2 TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƢỚC VÀ CHẤT LƢỢNG NƢỚC
1.2.1 Thành phần nƣớc tự nhiên
a, Các chỉ tiêu lý học
a1, Nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng quyết định loài sinh vật nào tồn tại và phát triển ƣu
thế trong nƣớc. Sự thay đổi nhiệt độ của nƣớc phụ thuộc vào từng loại nguồn nƣớc.
Nhiệt độ của nguồn nƣớc mặt dao động từ 4 – 40oC phụ thuộc vào thời tiết và độ sâu
của nguồn nƣớc. Nƣớc ngầm có nhiệt độ tƣơng đối ổn định từ 17 – 27oC.
a2, Hàm lượng cặn không tan
Hàm lƣợng cặn là một trong những chỉ tiêu cơ bản để chọn biện pháp xử lý đối với
các nguồn nƣớc mặt. Hàm lƣợng cặn của nƣớc nguồn càng cao thì việc xử lý càng
phức tạp và tốn kém.
Hàm lƣợng cặn của nƣớc ngầm thƣờng nhỏ (30 – 50mg/l), chủ yếu do cát mịn có
trong nƣớc gây ra. Hàm lƣợng cặn của nƣớc sông dao động rất lớn (20 – 5000mg/l), có
khi lên tới 30000mg/l. Cặn có trong nƣớc sông là do các hạt cát, sét, bùn bị dòng nƣớc
xói rửa mang theo và các chất hữu cơ nguồn gốc động thực vật mục nát hòa tan trong
nƣớc.
a3, Độ màu của nước
Màu của nƣớc thiên nhiên do mùn, phiêu sinh vật, các sản phẩm từ sự thủy phân
chất hữu cơ tạo ra. Tuy nhiên một số ion kim loại hay nƣớc thải công nghiệp cũng là
nguyên nhân gây cho nƣớc có mầu. Màu sắc của nƣớc ảnh hƣởng nhiều tới thẩm mỹ
khi sử dụng nƣớc, làm ảnh hƣởng tới chất lƣợng của sản phẩm khi sử dụng nƣớc có
màu trong sản xuất.
a4, Mùi và vị của nước

Nƣớc có mùi là do trong nƣớc có các chất khí, các muối khoáng hòa tan, các hợp
chất hữu cơ và vi trùng, nƣớc thải công nghiệp chảy vào, các hóa chất hòa tan… Nƣớc
có thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi cỏ lá, mùi clo, mùi phenol… Vị mặn, vị
chua, vị chat, vị đắng…
a5, Độ đục
Độ đục trong nƣớc là do các hạt rắn lơ lửng, các chất hữu cơ phân rã hoặc do các
động thực vật sống trong nƣớc gây nên. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sang
trong nƣớc, ảnh hƣởng tới quá trình quang hợp dƣới nƣớc, gây mất thẩm mũ khi sử
dụng nƣớc, ảnh hƣởng tới chất lƣợng sản phẩm.

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

4


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
b, Các chỉ tiêu hóa học
b1, Độ cứng của nước
Độ cứng của nƣớc là biểu thị hàm lƣợng muối Canxi và Magiê trong nƣớc vì các
ion này sẽ kết tủa với một số khoáng chất trong nƣớc tạo thành cặn trong nồi hơi, bình
đun nƣớc hoặc hệ thống dẫn nƣớc. Nƣớc cứng là do trong nƣớc có chứa các caction
Canxi hoặc Magiê. Các caction này thƣờng có trong nƣớc ngầm hoặc bề mặt chảy qua
các khu vực có đá vôi. Có thể phân biệt thành 3 loại độ cứng: độ cứng tạm thời, độ
cứng vĩnh viễn, độ cứng toàn phần.
Nƣớc có độ cứng cao gây trở ngại cho sinh hoạt và sản xuất: giặt quần áo tốn xà
phòng, nấu thức ăn lâu chín, gây đóng cặn nồi hơi, giảm chất lƣợng sản phẩm…
b2, Độ pH
Độ pH của nƣớc đƣợc đặc trƣng bởi nồng độ ion H+ trong nƣớc. Trong thiên nhiên

pH chi phối hầu hết các tiến trình sinh học trong nƣớc, liên quan tính ăn mòn, tính tan
của nƣớc, pH chi phối hầu hết các quá trình xử lý: tạo bông, kết cợn, làm mềm, khử
sắt, diệt khuẩn.
b3, Độ kiềm
Độ kiềm trong nƣớc tự nhiên là do các muối của axít yếu gây nên( có cả kiềm yếu
và kiềm mạnh). Độ kiềm trong nƣớc cao có thể ảnh hƣởng tới sự sống của các vi sinh
vật trong nƣớc, là nguyên nhân gây nên độ cứng của nƣớc. Trong kiểm soát ô nhiễm
nƣớc thì độ kiềm chỉ là tiêu chuẩn cần biết để tính toán cho quá trình trung hòa hoặc
làm mềm nƣớc, hoặc làm dung dịch đệm trung hòa axít sinh ra trong quá trình động tụ.
b4, Clo
Clorua là anion chính trong nƣớc thiên nhiên và nƣớc thải. Vị mặn của clorua thay
đổi theo hàm lƣợng và thành phần hóa học của nƣớc. Với mẫu nƣớc chứa 250mgCl/l
ngƣời ta có thể nhận ra vị mặn. Tuy nhiên khi nƣớc có độ cứng cao, vị mặn lại khó
nhận biết dù nƣớc có chứa tới 1000mgCl/l. Các nguồn nƣớc ngầm có hàm lƣợng
clorua lên tới 500-1000 mg/l có thể gây bệnh thận.
b5, Sắt
Trong nƣớc ngầm, sắt thƣờng tồn tại sƣới dạng sắt (II) hòa tan các muối bicacbônat,
sunfat, clorua, đôi khi dƣới dạng keo của axit humit hoặc keo silic. Nƣớc ngầm có hàm
lƣợng sắt cao, đôi khi lên tới 30mg/l hoặc cao hơn nữa. Nƣớc mặt chứa sắt(III) nhƣng
hàm lƣợng thƣờng không cao. Việc tiến hành khử sắt chủ yếu đối với các nguồn nƣớc
ngầm. Khi trong nƣớc có hàm lƣợng sắt >0.3 mg/l sẽ gây mùi tanh gây khó chịu, làm
vàng quần áo khi giặt, làm hƣ hỏng sản phẩm của ngành dệt, giấy, phim ảnh và làm
giảm tiết diện vận chuyển nƣớc của đƣờng ống.
GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

5


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất

3000m3/ngày.đêm.
b6, Mangan
Trong nƣớc ngầm, mangan thƣờng ở dạng mangan(II) nhƣng với hàm lƣợng nhỏ
hơn sắt rất nhiều. Với hàm lƣợng mangan >0.005mg/l đã gây ra tác hại cho việc sử
dụng và vận chuyển nƣớc nhƣ sắt. Công nghệ khử mangan thƣờng kết hợp với khử sắt
trong nƣớc.
b7, Các hợp chất của axit silic
Các hợp chất của axit silic thƣờng gặp ở dạng keo hay ion hòa tan trong nƣớc. Nồng
độ axit silic trong nƣớc cao gây khó khăn cho việc khử sắt. Trong nƣớc cấp cho nồi
hơi áp lực cao, có sự góp mặt của hợp chất axit silic rất nguy hiểm do cặn silicat lắng
đọng trên thành nồi.
b8, Các hợp chất nitơ
Trong nƣớc nitơ có thể tồn tại dƣới dạng nitrit(HNO2), nitrat (HNO3) hoặc
amôniac(NH3). Nếu nƣớc chứa hầu hết các hợp chất hữu cơ chứa nitơ, amôniac hoặc
NH4OH2 thì chứng tỏ nƣớc mới bị ô nhiễm độc tới cá và các vi sinh vật. Nếu nƣớc
chứa nitơ dạng nitrit(NO2) là nƣớc đã bị ô nhiễm trong một thời gian dài hơn. Nếu
nƣớc chứa chủ yếu nitơ dạng nitrat(NO3) chứng tỏ quá trình ôxy hóa đã kết thúc.
c, Các chỉ tiêu vi sinh
Trong nƣớc thiên nhiên có rất nhiều loại vi trùng và siêu vi trùng, trong đó có các
loại vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm đó là: kiết lị, thƣơng hàn, dịch tả, bại liệt…Việc
xác định sự có mặt của các loại vi trùng gây bệnh này thƣờng rất khó khăn và mất thời
gian. Do đó ngƣời ta áp dụng phƣơng pháp xác định vi khuẩn đƣờng ruột E.côli. Sự có
mặt của E.côli chừng tỏ nguồn nƣớc đã bị nhiễm bẩn phân rác và có khả năng tồn tại
các vi trùng gây bệnh. Số lƣợng vi khuẩn E.côli tƣơng ứng với số lƣợng vi trùng có
trong nƣớc. Việc xác định vi khuẩn E.côli đơn giản nhanh chóng nên chúng ta đƣợc
chọn làm vi khuẩn đặc trƣng để xác định mức độ ô nhiểm vi trùng gây bệnh trong
nƣớc.
1.2.2 Các loại nguồn nƣớc
a, Nguồn nƣớc mặt
a1, Nguồn gốc nước mặt

Nƣớc mặt là loại nguồn nƣớc tồn tại lộ thiên trên mặt đất nhƣ nƣớc song, suối, hồ,
đầm, … Nguồn bổ cập cho nƣớc mặt là nƣớc mƣa và trong một số trƣờng hợp cả nƣớc
ngầm. Nguồn nƣớc mặt ở nƣớc ta rất phong phú và đƣợc phân bố ở khắp mọi nơi. Đây
là nguồn nƣớc quan trọng đƣợc sử dụng vào mục đích cấp nƣớc.
a2, Đặc tính chung của nước mặt

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

6


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
 Nƣớc sông:
Là nguồn nƣớc chủ yếu để cấp nƣớc.
Nƣớc sông có các đặc điểm sau:
 Giữa các mùa có sự chênh lệch tƣơng đối
lớn về mực nƣớc, lƣu lƣợng, hàm lƣợng cặn
và nhiệt độ nƣớc.
 Hàm lƣợng muối khoáng và sắt nhỏ nên
rất thích hợp sử dụng cho công nghiệp giấy,
dệt và nhiệt điện.
 Độ đục cao nên việc xử lý phức tạp và
Hình 1.5 Sông Hƣơng [5]
tốn kém.
 Nƣớc sông cũng chính là nguồn tiếp nhận
nƣớc mƣa và các loại nƣớc thải. vì vậy nó chịu ảnh hƣởng trực tiếp của môi
trƣờng bên ngoài. So với nƣớc ngầm, nƣớc mặt thƣờng có độ nhiễm bẩn cao hơn.
 Nƣớc suối

Đặc điểm nổi bật của nƣớc suối là không ổn
định về chất lƣợng nƣớc, mực nƣớc, lƣu lƣợng,
vận tốc dòng chảy giữa mùa lũ và mùa kiệt. Về
mùa lũ, nƣớc suối thƣờng đục và có những dao
động đột biến về mực nƣớc và vận tốc dòng
chảy. Mùa khô nƣớc suối lại rất trong nhƣng
mực nƣớc lại thấp.

Hình 1.6 Suối[6]

 Nƣớc hồ đầm
Thƣờng trong, có hàm lƣợng cặn nhỏ. Nƣớc hồ đầm thƣờng có vận tốc dòng chảy
nhỏ nên rong rêu và các thủy sinh vật phát triển. Điều đó làm cho nƣớc hồ có màu,
mùi và dễ bị nhiễm bẩn.

Hình 1.8 Hồ Quang Trung huyện
Côn Đảo[7]

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

Hình 1.7 Hồ An Hải huyện Côn
Đảo[8]

7


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
b, Nguồn nƣớc ngầm

b1, Nguồn gốc của nước ngầm
Nƣớc mƣa, nƣớc mặt và hơi nƣớc trong không khí ngƣng tụ lại thẩm thấu vào lòng
đất tạo thành nƣớc ngầm. Nƣớc ngầm đƣợc giữ lại hoặc chuyển động trong các lỗ rỗng
hay khe nứt của các tầng đá tạo nên tầng ngậm nƣớc. Khả năng ngậm nƣớc của các
tầng đá phụ thuộc vào độ nứt nẻ. Các loại đất sét, hoàng thổ không chứa nƣớc. Ở nƣớc
ta, một số nơi phát hiện nƣớc ngầm phong phú trong các tầng trầm tích biển, trầm tích
sông và trong tầng đá vôi nứt nẻ.
 Các trạng thái tồn tại của nƣớc ngầm:
 Ở thể khí: cùng với không khí nằm trong các lỗ hổng của đất đá.
 Ở thể bám chặt: bao quanh các hạt đất bằng một lớp rất mỏng, gắn chặt với đất
bằng các lực dính, ở điều kiện bình thƣờng không thể tách ra đƣợc.
 Ở thể màng mỏng: nằm bao quanh các phần tử đất cát bằng lực phân tử, có thể
di chuyển trong lòng đất dƣới ảnh hƣởng của lực phân tử nhƣng không thể truyền
đƣợc áp suất.
 Nƣớc mao dẫn: chứa đầy trong các lỗ hổng nhỏ của đất, chịu tác dụng của sức
căng mặt ngoài và trọng lực. Nƣớc mao dẫn có thể di chuyển trong đất và có thể
truyền đƣợc áp suất. Vùng nƣớc mao dẫn nằm trên mực nƣớc trọng lực.
 Nƣớc trọng lực hay nƣớc thấm: chứa đầy trong các lỗ hổng của đất, chuyển
động dƣới tác dụng của trọng lực và có thể truyền đƣợc áp suất.
Trong các dạng trên chỉ có nƣớc thấm là có trữ lƣợng đáng kể và có khả năng khai
thác đƣợc.
b2, Đặc tính chung của nước ngầm
Nƣớc ngầm của nƣớc ta đƣợc phân bố gần nhƣ khắp mọi nơi và nằm ở độ sâu
không lớn. Tầng chứa nƣớc rất dày, trung bình 15 – 30m, có nhiều nơi tới 50 – 70m.
Do nƣớc ngầm nằm sâu trong lòng đất và đƣợc bảo vệ bởi các tầng cản nƣớc nên
nƣớc ngầm ở nƣớc ta có chất lƣợng tốt: hàm lƣợng cặn nhỏ, ít vi trùng, nhiệt độ ổn
định, công nghệ xử lý nƣớc đơn giản nên giá thành sản xuất nƣớc rẻ.
Tùy thuộc vào hóa địa của tầng chứa nƣớc và chất lƣợng của nguồn bổ cập mà
trong nƣớc ngầm thƣờng có hàm lƣợng muối khoáng lớn, nhất là các muối cứng, nếu
dùng để cấp nƣớc cho nồi hơi, thƣờng phải làm mềm.

Đặc điểm nổi bật của nƣớc ngầm là có hàm lƣợng sắt tƣơng đối lớn, đặc biệt là sắt
hóa trị hai. Ở một số vùng, trong nƣớc ngầm còn chứa một lƣợng mangan đáng kể.
Công nghệ xử lý nƣớc ngầm chủ yếu là khử sắt, đôi khi kèm theo cả khử mangan,
silic,…
Nƣớc ngầm vùng ven biển thƣờng bị nhiễm mặn, nếu sử dụng để cấp nƣớc thì việc
xử lí sẽ rất khó khăn, tốn kém. Các vùng ven biển ở nƣớc ta nhƣ Hải Phòng, Thái
GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

8


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
Bình, Nam Định, … mặc dù nguồn nƣớc ngầm rất dồi dào nhƣng lại bị nhiễm mặn nên
cần phải sử dụng nƣớc mặt làm nguồn cung cấp nƣớc. Nƣớc ngầm trong các tầng đá
vôi nứt nẻ phần lớn có chất lƣợng rất tốt. nƣớc ngầm mạch sâu đƣợc các tầng trên bảo
vệ nên ít bị nhiễm bẩn bởi các hợp chất hữu cơ và li trùng. Nƣớc ngầm cũng vì thế mà
nhiệt độ ổn định (18 – 27oC). So với nƣớc mặt, nƣớc ngầm ấm vào mùa rét và mát về
mùa nóng, ngoài ra nƣớc ngầm thƣờng đƣợc khai thác phân tán ít ảnh hƣởng khi có
chiến tranh, các khu xử lý phân bố đều, mạng lƣới đƣờng ống ít tốn kém.
b3, Thành phần, tính chất nước ngầm.
Thành phần chất luợng của nuớc ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc của nuớc
ngầm,cấu trúc dịa hình của khu vực và chiều sâu dịa tầng nơi khai thác nuớc. Ở các
khuvực duợc bảo vệ tốt, ít có nguồn thải gây nhiễm bẩn, nuớc ngầm nói chung đƣợc
đảm bảo về mặt vệ sinh và chất luợng khá ổn dịnh. Nguời ta chia làm 2 loại khácnhau:
Nƣớc ngầm hiếu khí.Thông thuờng nuớc có oxy có chất luợng tốt, có truờng hợp
không cần xử lý màcó thể cấp trực tiếp cho nguời tiêu thụ. Trong nuớc có oxy sẽ
không có các chất khử nhƣ H2S,CH4,NH4+,…
Nƣớc ngầm yếm khí.Trong quá trình nƣớc thấm qua các tầng đá , oxy bị tiêu thụ.

Khi lƣợng oxy hòa tan trong nƣớc bị tiêu thụ hết, các chất hòa tan nhƣ Fe2+ , Mn2+ sẽ
đƣợc tạo thành.Mặt khác các quá trình khử NO3- -> NH4+;SO42- -> H2S;CO2 -> CH4
cũng xảy ra.
 Các ion trong nƣớc ngầm.
 Ion Canxi Ca2+.
Nƣớc ngầm có thể chứa Ca2+ với nồng độ cao.Trong đất thƣờng chứa nhiều CO2 do
quá trình trao đổi chất của rễ cây và quá trình thủy phân các tạp chất hữu cơ dƣới tác
động của vi sinh vật.Khí CO2 hòa tan trong nƣớc mƣa theo phản ứng sau:
CO2 + H2O -> H2CO3
Axít yếu sẽ thấm sâu xuống đất và hòa tan canxicacbonat tạo ra ion Ca2+.
2H2CO3 + 2CaCO3 -> Ca(HCO3)2 + Ca2+ + 2HCO3-.
 Ion magie Mg2+.
Nguồn gốc của các ion Mg2+ trong nƣớc ngầm chủ yếu từ các muối magie silicat và
CaMg(CO3)2, chúng hòa tan chậm trong nƣớc chứa khí CO2 .Sự có mặt Ca2+ và Mg2+
tạo nên độ cứng của nƣớc.
 Ion Na+.
Sự hình thành của Na+ trong nƣớc chủ yếu theo phƣơng trình phản ứng sau:
2NaAlSi3O3 + 10H2O -> Al2Si2(OH)4 + 2Na+ + 4H4SiO3
Na+ cũng có thể có nguồn gốc từ NaCl, Na2SO4 là những muối có độ hòa tan lớn
trong nƣớc biển.

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

9


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
 Ion NH4+.

Các ion NH4+ có trong nƣớc ngầm có nguồn gốc từ các chất thải rắn và nƣớc sinh
hoạt,nƣớc thải công nghiệp,chất thải chăn nuôi,phân bón hóa học và quá trình vận
động của nitơ.
 Ion bicacbonat HCO3-.
Đƣợc tạo ra trong nƣớc nhờ quá trình tan đá vôi khi có mặt khí CO2
CaCO3 + CO2 + H2O ->Ca2+ + 2HCO3 Ion sunfat SO42-.
Có nguồn gốc từ muối CaSO4.7H2O hoặc do quá trình oxy hóa FeS2 trong điều kiện
ẩm với sự có mặt của O2.
2FeS2 + 2H2O +7O2 -> 2Fe2+ + 4SO42- + 4H+
 Ion clorua Cl-.
Có nguồn gốc từ quá trình phân ly muối NaCl hoặc nƣớc thải sinh hoạt.
 Ion sắt.
Sắt trong nƣớc ngầm thƣờng tồn tại dƣới dạng ion Fe2+,kết hợp với gốc
bicacbonat,sunfat,clorua,đôi khi tồn tại dƣới keo của axit humic hoặc keo silic.Các ion
Fe2+ từ các lớp đất đá đƣợc hòa tan trong nƣớc ttrong điều kiện yếm khí sau:
4Fe(OH)3 + 8H+ ->4Fe2+ + O2 + 10H2O
Sau khi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hóa,ion Fe2+ 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, nƣớc thƣờng trong và không màu, nhƣng sau một thời gian để lắng trong chậu
và cho tiếp xúc với không khí, nƣớc trở nên đục dần và đáy chậu xuất hiện cặn màu đỏ
hung.
Trong các nguồn nƣớc mặt sắt thƣờng tồn tại thành phần của các hợp chất hƣu cơ.
Nƣớc ngầm trong các giếng sâu có thể chứa sắt ở dạng hóa trị II của các hợp chất
sunfat và clorua. Nếu trong nƣớc tồn tại đồng thời đihyđrosunfua (H2S) và sắt thì sẽ
tạo ra cặn hòa tan sunfua sắt FeS. Khi làm thoáng khử khí CO2, 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 lƣợng sắt cao hơn 0.5mg/l, nƣớc 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 nƣớc. Đặc biệt là có thể gây nổ nếu nƣớc đó dùng làm nƣớc cắp cho nồi
hơi.Một số ngành công nghiệp có yêu cầu nghiêm ngặt đối với hàm lƣợng sắt nhƣ
dệt,giấy,sản xuất phim ảnh…

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

10


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
Nƣớc có chứa ion sắt,khi trị số pH<7.5 là diều kiện thuận lợi để vi khuẩn sắt phát
triển trong các đƣờng ống dẫn,tạo ra cặn lắng gồ ghề bám vào thành ống làm giảm khả
năng vận chuyển và tăng sức cản thủy lực của ống.
 Ion mangan .
Mangan thƣờng tồn tại song song với sắt ở dạng ion hóa trị II trong nƣớc ngầmvà
dạng keo hữu cơ trong nƣớc mặt. Do vậy việc khử mangan thƣờng đƣợc tiếnhành đồng
thời với khử sắt. Các ion mangan cũng đƣợc hòa tan trong nƣớc từ cáctầng đất đá ở
điều kiện yếm khí nhƣ sau:
6MnO2 + 12H+ -> 6Mn2+ +3O2 +6H2O
Mangan II hòa tan khi bị oxy hóa sẽ chuyển dần thành mangan IV ở dạnghydroxyt
kết tủa, quá trình oxy hóa diễn ra nhƣ sau:
2Mn(HCO3)2 + O2 + 6H2O -> 2Mn(OH)4 + 4HCO3Khi nƣớc ngầm tiếp xúc với không khí trong nƣớc xuất hiện cặn hydroxyt sắt sớm
hơn vì sắt dễ bị oxy hóa hơn mangan và phản ứng oxy hóa sắt bằng oxy hòa tantrong
nƣớc xảy ra ở trị số pH thấp hơn so với mangan. Cặn mangan hóa trị cao làchất xúc tác
rất tốt trong quá trình oxy hóa khử mangan cũng nhƣ khử sắt. Cặnhydroxyt mangan
hóa trị IV Mn(OH)4có màu hung đen. Trong thực tế cặn và chất lắng đọng trong
đƣờng ống, trên các công trình là dohợp 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 lƣợng
tƣơng đối thấp, ít khi vƣợt quá 5 mg/l. Tuy nhiên, với hàm lƣợngmangan trong nƣớc
lớn hơn 0,1 mg/l sẽ gây nhiều nguy hại trong việc sử dụnggiống nhƣ trƣờng hợp nuớc
chứa sắt với hàm lƣợng cao.
 Các chất khí hòa tan trong nuớc ngầm .
 O2 hòa tan.
Tồn tại rất ít trong nƣớc ngầm. Tùy thuộc vào nồng độ của khí oxy trong nƣớc
ngầm, có thể chia nƣớc ngầm thành 2 nhóm chính sau:
- Nƣớc ngầm yếm khí:trong quá trình lọc qua các tầng đất đá, oxy trong nƣớc
bị tiêu thụ, khi lƣợng oxy bị tiêu thụ hết, các chất hòa tan nhƣ Fe2+, Mn2+ sẽ
tạo thànhnhanh hơn.
- Nƣớc dƣ luợng oxy hòa tan: trong nƣớc có oxy sẽ không có các chất khử nhƣ
NH4+, H2S, CH4. Ðó chính là nƣớc ngầm mạch nông. Thƣờng khi nƣớc có dƣ
lƣợng oxy sẽ có chất luợng tốt. Tuy nhiên, nuớc ngầm mạch nông phụ thuộc
nhiều vào nguồn nƣớc mặt, nếu nƣớc mặt bị ô nhiễm thì nó cũng sẽ bị ảnh
hƣởng.
 H2S.
Hydrosunfua đƣợc tạo thành trong điều kiện yếm khí từ các hợp chất humic với sự
tham gia của vi khuẩn.
GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

11


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
2SO42- + 14H+ + 8e-->2H2S + 2H2O + 6OH Metan CH4và khí CO2.
Ðƣợc 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 nƣớc ngầm phụ thuộc và các vị trí địa lý củanguồn
nƣớc, thành phần các tầng đất đá trong khu vực, độ hòa tan của các hợp chấttrong
nƣớc, sự có mặt của các chất dễ bị phân hủy bằng sinh hóa trong chất đó.
Nƣớc ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do các tác động của con ngƣời nhƣ phân
bón,chất thải hóa học, nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp, hóa chất bảo vệ thực vật.
Do vậy các khu vực khai thác nƣớc ngầm cấp cho sinh hoạt và công nghiệp cần
phảiđƣợc bảo vệ cẩn thận, tránh bị nhiễm bẩn nguồn nƣớc. Ðể bảo vệ nguồn nƣớc
ngầmcần khoanh vùng khu vực bảo vệ và quản lý, bố trí các nguồn thải ở khu vực
xungquanh.
Tóm lại, trong nƣớc ngầm có chứa các cation chủ yếu là Na+, Ca2+,Mn2+, NH4+ và
các anion HCO3-, SO42-, Cl-.
Trong đó các ion Ca2+, Mg2+ chỉ tồn tạitrong nƣớc ngầm khi nƣớc này chảy qua
tầng đá vôi. Các ion Na+,Cl- ,SO42- cótrong nƣớc ngầm trong các khu vực gần bờ biển,
nƣớc bị nhiễm mặn. Ngoài ra,trong nƣớc ngầm có thể có nhiều nitrat do phân bón hóa
học của ngƣời dân sử dụngquá liều lƣợng cho phép. Thông thƣờng thì nƣớc ngầm chỉ
có các ion Fe2+,Mn2+,khí CO2, còn các ion khác đều nằm trong giới hạn cho phép của
TCVN đối với nƣớc cấp cho sinh hoạt.
1.2.3 Chất lƣợng nƣớc yêu cầu
Mức giới hạn các chỉ tiêu chất lƣợng đối với nƣớc dùng để ăn uống đƣợc quy định ở
QCVN 01:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuât quốc gia về chất lƣợng nƣớc ăn uống. Chi
tiết cụ thểtại phụ lục 1.

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

12


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất

3000m3/ngày.đêm.

CHƢƠNG 2 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC NGẦM
2.1 CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG XỬ LÝ NƢỚC NGẦM
2.1.1 Quá trình làm thoáng
Mục đích làm thoáng là làm giàu oxy cho nƣớc và tăng pH cho nƣớc.
Làm thoáng trƣớc để khử CO2, hòa tan O2 và nâng giá trị pH của nƣớc. Công trình
làm thoáng đƣợc thiết kế với mục đích chính là khử CO2 vì lƣợng CO2 trong nƣớc cao
sẽ làm giảm pH mà môi trƣờng pH thấp không tốt cho quá trình oxy hoá Fe. Sau khi
làm thoáng ta sẽ châm hóa chất để khử Fe có trong nƣớc. Hóa chất sử dụng ở đây là
Clo – một chất oxy hóa mạnh để oxy hóa Fe, các chất hữu cơ có trong nƣớc, Mn, H2S.
Ngoài ra để tạo môi trƣờng thuận lợi cho quá trình oxy hóa Fe thì ta phải cho thêm vôi
cùng với clo. Mục đích cho thêm vôi là để kiềm hóa nƣớc giúp cho tốc độ phản ứng
oxy hóa Fe diễn ra nhanh hơn
Có thể làm thoáng tự nhiên hoặc làm thoáng nhân tạo.
2.1.2 Clo hóa sơ bộ
Clo hóa sơ bộ là quá trình cho clo vào nƣớc trƣớc bể lắng và bể lọc, mục đích của
clo hóa sơ bộ là:
 Kéo dài thời gian tiếp xúc để tiệt trùng khi nguồn nƣớc bị nhiễm bẩn nặng.
 Oxy hóa sắt hòa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo
thành các kết tủa tƣơng ứng.
 Oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu.
 Trung hòa amoniac thành cloramin có tính chất tiệt trùng kéo dài.
Clo hóa sơ bộ có tác dụng ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu trong bể phản ứng
tạo bông cặn và bể lắng, phá hủy tế bào của các vi sinh sản ra chất nhầy nhớt trên mặt
bể lọc, làm tăng thời gian của chu kì lọc.
2.1.3 Quá trình khuấy trộn hóa chất
Phân tán nhanh, đều phèn và các hóa chất khác vào nƣớc cần xử lý.

2.1.4 Quá trình keo tụ vàtạo bong

Mục đích: tạo điều kiện và thực hiện quá trình dính kết các hạt cặn keo phân tán
thành bông cặn lớn có khả năng lắng lọc và lọc với tốc độ cho phép.
a, Muối nhôm
Trong các loại phèn nhôm, Al2(SO4)3 đƣợc dùng rộng rãi nhất do có tính hòa tan tốt
trong nƣớc, chi phi thấp và hoạt động có hiệu quả trong khoảng pH = 5,0 – 7,5.
b, Muối sắt:
Có nhiều ƣu điểm hơn so với muối nhôm:
- Tác dụng tốt ở nhiệt độ thấp
GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

13


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
- Có khoảng giá trị pH tối ƣu của môi trƣờng rộng
- Có thể khử mùi H2S
c, Chất trợ keo tụ:
Để tăng quá trình keo tụ tạo bông, ngƣời ta thƣờng dùng các chất trợ keo tụ. Các
chất thƣờng dùng nhƣ: tinh bột, các ete, cellulose…
2.1.5 Quá trình lắng
Mục đích của bể lắng là nhằm lắng cặn nƣớc, làm sạch sơ bộ trƣớc đi đƣ nƣớc vào
bể lọc để hoàn than quá trình làm trong nƣớc. Trong thực tế thƣờng dùng các loại bể
lắng sau tùy thuộc vào công suất và chất lƣợng nƣớc mà ngƣời ta sử dụng:
2.1.6 Quá trình lọc
Loại trừ các hạt cặn nhỏ không lắng đƣợc trong bể lắng, nhƣng có khả năng dính
kết lên bề mặt hạt lọc.
2.1.7 Hấp thụ và hấp phụ bằng than hoạt tính
Khử mùi, vị, màu của nƣớc sau khi sử dụng phƣơng pháp xử lý truyền thống không

đạt yêu cầu.
2.1.8 Flo hóa nƣớc
Nâng cao hàm lƣợng flo trong nƣớc 0,6-0,9 mg/l để bảo vệ men răng và xƣơng cho ngƣời
dùng nƣớc.

2.1.9 Khử trùng nƣớc
Tiêu diệt vi khuẩn và vi trùng còn lại trong nƣớc sau bể lọc.

2.1.10 Ổn định nƣớc
Khử tính xâm thực và tạo ra màng bảo vệ cách ly không cho nƣớc tiếp xúc trực tiếp với vật
liệu mặt trong thành ống dẫn để bảo vệ ống và phụ trùng trên ống.

2.1.11 Làm mềm nƣớc
Khử ra khỏi nƣớc các ion Ca2+ và Mg2+ đến nồng độ đạt yêu cầu.

2.1.12 Khử mùi
Khử ra khỏi nƣớc cation và anion của các muối hòa tan đến nồng độ yêu cầu.

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

14


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
2.2 CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC NGẦM
2.2.1 Công trình thu nƣớc
Công trình thu nƣớc ngầm có thể chia thành các loại sau:
a, Giếng khoan:

Là công trình thu nƣớc nầm mạch sâu. Độ sâu khoan phụ thuộc vào độ sâu tầng
chứa nƣớc, thƣờng nằm trong khoảng 20 – 200m, đôi khi có thể lớn hơn. Giếng khoan
đƣợc sử dụng rộng rãi trong mọi trạm xử lý.
Hiện nay có 4 loại giếng khoan đang đƣợc sử dụng:





Giếng khoan hoàn chỉnh, không áp
Giếng khoan không hoàn chỉnh, không áp
Giếng khoan hoàn chỉnh, có áp
Giếng khoan không hoàn chỉnh có áp

Cấu tạo giếng khoan gồm:





Miệng giếng
Ống vách để gia cố và bảo vệ giếng
Ống lọc
Ống lắng

b, Giếng khơi:

Hình 2.1 Cấu tạo
giếng khoan[9]

Là công trình thu nƣớc ngầm mạch nông, thƣờng không áp đôi khi áp lực yếu, chỉ
áp dụng đối với các điểm dùng nƣớc nhỏ hoặc hộ gia đình lẻ.
c, Đƣờng hầm thu nƣớc:
Đƣợc áp dụng để thu nƣớc ngầm mạch nông, độ sâu tầng chứa nƣớc không quá 8m,
cung cấp cho những điểm dùng nƣớc với lƣu lƣợng nhỏ.
d, Công trình thu nƣớc ngầm mạch lộ thiên
e, Công trình thu nƣớc thấm
2.2.2 Các công trình vận chuyển nƣớc ngầm
Trạm bơm cấp I có nhiệm vụ đƣa nƣớc thô từ công trình thu lên trạm xử lý nƣớc.
Trạm bơm cấp I thƣờng đặt riêng biệt bên ngoài trạm xử lý nƣớc.
Khi sử dụng nƣớc ngầm, trạm bơm cấp I thƣờng là các máy bơm chìm có áp lực
cao, bơm nƣớc từ giếng khoan đến trạm xử lý.
Trạm bơm cấp II có nhiệm vụ đƣa nƣớc sạch đã qua xử lý phân phối đến các hộ
trong khƣ dân cƣ.

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

15


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
2.2.3 Các công trình làm thoáng
a, Làm thoáng bằng giàn mƣa đơn giản:
Làm thoáng tự nhiên. Khử đƣợc 75 – 80% CO2, tăng DO (55% DO bão hòa)
Cấu tạo dàn mƣa gồm:
 Hệ thống phân phối nƣớc
 Sàn tung nƣớc (1 – 4 sàn), mỗi sàn cách nhau 0,8m
 Sàn đỡ vật liệu tiếp xúc

 Sàn và ống thu nƣớc

Hình 2.2 Cấu tạo giàn mƣa[10]
b, Thùng quạt gió:
Làm thoáng tải trọng cao(làm thoáng cƣỡng bức) nghĩa là gió và nƣớc đi ngƣợc
chiều. Khử đƣợc 85 – 90% CO2, tăng DO lên 70 – 85% DO bão hòa.
Cấu tạo:
 Hệ thống phân phối nƣớc
 Lớp vật liệu tiếp xúc
 Quạt cấp không khí

Hình 2.3 Cấu tạo thùng quạt gió[11]

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

16


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
2.2.4 Các công trình lắng
a, Bể lắng ngang.
Nhiệm vụ của bể lắng là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát kích thƣớc lớn hơn
hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,6 để loại trừ hiện tƣợng bào mòn
các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lƣợng cặn nặng tụ lại trong bể lắng.
Trong bể lắng ngang, quỹ đạo chuyển động của các hạt cặn tự do là tổng hợp của
lực rơi tự do và lực đẩy của nƣớc theo phƣơng nằm ngang và có dạng đƣờng thẳng.
Trƣờng hợp lắng có dùng chất keo tụ, do trọng lực của hạt tăng dần trong quá trình
lắng nên quỹ đạo chuyển động của chúng có dạng đƣờng cong và tốc độ lắng của

chúng cũng tăng dần.Các bể lắng ngang thƣờng đƣợc sử dụng khi lƣu lƣợng nƣớc lớn
hơn 3000 m3/ngàyđêm.
Bể lắng ngang là bể lắng hình chữ nhật làm bằng gạch hoặc bê tong cốt thép.
Cấu tạo bể lắng ngang bao gồm bốn bộ phận chính: Bộ phận phân phối nƣớc vào
bể, vùng lắng cặn, hệ thống thu nƣớc đã lắng, hệ thống thu xả cặn.

Hình 2.4 Cấu tạo bể lắng ngang[12]

b, Bể lắng đứng.
Bể lắng đứng nƣớc chuyển động theo phƣơng thẳng đứng từ dƣới lên trên, còn các
hạt cặn rơi ngƣợc chiều với chiều chuyển động của dòng nƣớc từ trên xuống. Bể lắng
đứng thƣờng có mặt bằng hình vuông hoặc hình tròn. Ứng dụng cho trạm có công suất
nhỏ (Q ≤ 5000 m3/ngđ).
Nƣớc đƣợc chảy qua ống trung tâm ở giữa bể rồi đi xuống phía dƣới qua bộ phận
hãm làm triệt tiêu chuyển động xoáy rồi đi vào vùng lắng, chuyển động theo chiều
đứng từ dƣới lên trên. Các hạt cặn có tốc độ lắng lớn hơn tốc độ chuyển động của nƣớc
tự lắng xuống, các hạt còn lại bị dòng nƣớc cuốn lên trên, kết dính với nhau ( trƣờng

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

17


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho Huyện Côn Đảo, công suất
3000m3/ngày.đêm.
hợp có sử dụng chất keo tụ) trở thành hạt có kích thƣớc lớn dần, đến khi trọng lực đủ
lớn, thắng lực đẩy của nƣớc thì chúng sẽ tự lắng xuống.
Bể lắng đứng đƣợc chia thành hai vùng: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở
trên và vùng chứa, nén cặn có dạng hình côn ở phía dƣới, cặn đƣợc đƣa ra ngoài theo

chu kỳ bằng ống qua van xả cặn.
Nƣớc trong đƣợc thu ở phía dƣới của bể lắng thông qua hệ thống máng vòng xung
quanh bể hoạc các ống máng có đục lỗ hình nan quạt, nƣớc chảy trong ống hoặc trong
máng với vận tốc 0.6 – 0.7m/s. Hiệu suất thấp hơn bể lắng ngang từ 10 – 20%.

Hình 2.5 Cấu tạo bể lắng đứng[13]

Hình 2.6 Bể lắng đứng[14]

GVHD: Th.S Trần Ngọc Bảo Luân
SVTH: Cao Thế Trung

18