Tính toán thiết kế trạm xử lý nước cấp khu dân cư mở rộng thành phố Ninh Bình tỉnh Ninh Bình với công suất 15.000 m3 ngàyđêm

ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Lý do hình thành đề tài
Thành phố Ninh Bình, một trung tâm của tỉnh Ninh Bình là thành phố được
thành lập vào đầu năm 2007 trên nền của thị xã Ninh Bình và sắp tới sẽ sáp nhập
thêm 6 phường xã mới bao gồm: 3 phường Ninh Phong, Ninh Khánh, Ninh Sơn và 3
xã Ninh Nhất, Ninh Tiến, Ninh Phúc. Dự kiến đến năm 2020 thành phố sẽ sát nhập
với huyện Hoa Lư trở thành đơ thị loại II.
Thành phố Ninh Bình được coi là 1 trong 10 thành phố đẹp nhất Việt Nam.
Với vị trí địa lý đặc biệt thuận lợi, là cửa ngõ phía Nam của vùng kinh tế đồng bằng
Bắc Bộ, thành phố đang phát triển rất nhanh về công nghiệp, du lịch và dịch vụ trong
những năm gần đây. Ngồi ra thành phố Ninh Bình cũng có lợi thế về phát triển công
nghiệp, dịch vụ, vận chuyển hàng hải.
Để phát triển đơ thị hồn chỉnh, một trong những hạng mục quan trọng là hệ
thống cung cấp nước sạch cần phải được hoàn tất để đảm bảo cấp nước sạch đến
từng hộ dân. Hiện tại thành phố đang có một trạm cấp nước công suất 20.000
m3/ngày đêm nhưng thất thoát khoảng 25% nên lượng nước sạch đến các đơn vị
dùng nước thực tế không đủ cấp nước cho khu vực nội thành cũ. Trong khi đó, thành
phố lại đang có kế hoạch sáp nhập thêm 6 phường xã mới. Hiện tại cư dân tại 6
phường xã này đang sử dụng nước của tư nhân chở bằng ghe hoặc xà lan từ nhà máy
xử lý nước về, ngồi ra cịn phải dự trữ nước mưa để sử dụng đồng thời song lượng
nước vẫn chưa đủ cho các hoạt động sinh hoạt (nguồn nước ngầm của khu vực bị
nhiễm phèn nặng) chưa kể đến việc phát triển khu công nghiệp và du lịch trong
tương lai.
Tính đến năm 2012, nhu cầu dùng nước của cả thành phố Ninh Bình khoảng
30.000 m3/ ngày đêm, vì vậy cơng suất cần phải bổ sung thêm là 15.000 m 3/ ngày
đêm. Do vậy, nhu cầu xây dựng 1 trạm xử lý nước bổ sung với công suất tối thiểu dự
tính là 15000 m3/ngđ trở nên thiết yếu và là điều kiện quan trọng trong bước phát
triển của thành phố Ninh Bình cả về mức độ và quy mơ. Đó cũng là lý do để đề tài “
Tính tốn thiết kế trạm xử lý nước cấp khu dân cư mở rộng, thành phố Ninh Bình,

tỉnh Ninh Bình, cơng suất 15000m3/ngày đêm” được ra đời.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Tính tốn thiết kế trạm xử lý nước cấp khu dân cư mở rộng thành phố Ninh
Bình tỉnh Ninh Bình với công suất 15.000 m 3/ ngàyđêm từ nước nguồn là nước sông
Đáy.
1.3 Phạm vi nghiên cứu
Đề tài giới hạn trong việc tính tốn thiết kế trạm xử lý nước cấp khu dân cư
mở rộng thành phố Ninh Bình tỉnh Ninh Bình cơng suất 15.000m3/ngàyđêm.
1.4 Nội dung nghiên cứu
Xác định cơng suất trạm xử lý.
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI

Trang 1
NGỌC DIỂM

SVTH : ĐOÀN


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

Đề xuất dây chuyền cơng nghệ xử lý nước phù hợp với tính chất nguồn nước
và quy chuẩn nước đầu ra.
Tính tốn thiết kế các cơng trình đơn vị trong dây truyền cơng nghệ đề xuất.
Dự tốn chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, chi phí vận hành trạm xử lý nước
thải.
1.5 Phương pháp nghiên cứu
•
Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về khu dân cư, tìm hiểu
thành phần, tính chất nguồn nước thơ và các số liệu cần thiết khác.
•

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những cơng nghệ xử lý nước cấp
cho khu dân cư qua các tài liệu chuyên ngành và các công nghệ hiện đang áp dụng
tại Việt Nam.
•
Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của cơng nghệ xử lý hiện có
và đề xuất cơng nghệ xử lý nước thải phù hợp.
•
Phương pháp tốn: Sử dụng cơng thức tốn học để tính tốn các cơng trình
đơn vị trong hệ thống xử lý nước cấp, dự tốn chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý.
•
Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc các cơng
trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước cấp.
1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Xây dựng trạm xử lý nước cấp giải quyết được vấn đề thiếu nước sạch trong
sinh hoạt của người dân.
Góp phần nâng cao đời sống của người dân, xúc tiến phát triển kinh tế của
vùng.
Khi trạm xử lý hoàn thành và đi vào hoạt động sẽ là nơi để các doanh nghiệp,
sinh viên tham quan, học tập.

GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI

Trang 2
NGỌC DIỂM

SVTH : ĐOÀN


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ NINH BÌNH
2. 1.

Điều kiện tự nhiên

2.1.1 Vị trí địa lý
Thành phố Ninh Bình là trung tâm kinh tế, văn hóa, chính trị của tỉnh Ninh
Bình. Cách thành phố thủ đơ Hà Nội 93 km về phía Nam, có ranh giới hành chính
như sau:
+ Phía Bắc và phía Tây giáp huyện Hoa Lư.
+ Phía Nam và Đơng Nam giáp huyện n Khánh.
+ Phía Đơng Bắc giáp huyện Ý n (Nam Định).

.

Hình 2.1: Bản đồ Thnh Phố Ninh Bình
2.1.2 Khí hậu
Thời tiết thành phố khơng có biến động đặc biệt của khí hậu nhiệt đới gió
mùa. Mùa hè nóng, chịu ảnh hưởng của gió mùa Tây Nam. Mùa đơng chịu ảnh
hưởng của gió mùa Đơng Bắc tuy vậy thành phố vẫn là nơi có khí hậu tương đối ơn
hồ hơn so với các địa phương khác trong tỉnh.
2.1.3 Địa hình và đất đai

GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI

Trang 3
NGỌC DIỂM

SVTH : ĐOÀN

ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

Nhìn chung địa hình Thành phố tương đối bằng phẳng, là vùng đồng bằng có
núi và sơng chảy qua, tô điểm và làm duyên dáng cho thành phố. Đồng thời, góp
phần điều hồ sinh thái và cảnh quan môi trường cho thành phố. Núi lớn nhất là núi
Cánh Diều, Núi Lớ, còn hai núi nhỏ là núi Non Nước và núi Kỳ Lân.
Thành phố Ninh Bình là một thành phố mới trên vùng đất cổ. Đất thành phố là
đất phù sa cổ, có tầng phèn tiềm tàng ở độ sâu.
2.1.4 Chế độ thủy văn
Với lượng mưa phong phú, hầu như năm nào cũng xảy ra úng lụt trong mùa
mưa bão.
Chế độ thuỷ triều ven biển là chế độ nhật triều, ngồi ra cịn có trường hợp
bán nhật triều và triều tạp. Thời gian triều lên trong khoảng 8 giờ, triều xuống 16 giờ.
Khi triều cường thì thời gian lên xuống ± 1 giờ. Nhìn chung, thuỷ triều thành phố
tương đối yếu, biên độ thuỷ triều trung bình trong ngày khoảng 150-180cm, lớn nhất
là 270cm, nhỏ nhất 2-5cm.
Độ mặn lên tới 20 đến 25 phần nghìn do vậy làm ảnh hưởng nuôi trồng thủy
sản.
2.1.4.1 Nguồn nước sông Đáy
Sông Đáy là một con sông miền Bắc Việt Nam rút nước từ sông Hồng ra vịnh
Bắc Bộ. Sông Đáy chảy gọn trong vùng đồng bằng Bắc Bộ với dịng sơng chảy song
song bên hữu ngạn hạ lưu sông Hồng.
Sông Đáy có chiều dài khoảng 240 km và lưu vực (cùng với phụ lưu sông
Nhuệ) hơn 7.500 km2 trên địa bàn các tỉnh thành Hà Nội, Hịa Bình, Hà Nam, Ninh
Bình và Nam Định
Sông Đáy là sông lớn nhất chảy qua thành phố với chiều dài sông 85 km với
lưu lượng nước trung bình 350m3/s, mùa cạn 230m3/s.
Chất lượng nguồn nước tương đối tốt có thể sử dụng làm nguồn cấp.
2.1.4.2 Nguồn nước sông Vạc

Với chiều dài sông là 28.5km và lưu lượng nước trung bình là 260m3/s.
Sơng Vạc là một con sơng nhỏ thuộc tỉnh Ninh Bình. Theo phân loại của Ban
Quản lý Quy hoạch lưu vực sơng Hồng-Thái Bình thì sơng Vạc là một chi lưu của
sơng Đáy
Sơng Vạc có chiều dài 14,6 km, do một số phân lưu của sơng Hồng Long
như các sơng Chanh, sơng Luồn, sơng Vo hợp lưu tại địa phận huyện Hoa Lư chảy
qua ranh giới giữa hai huyện Yên Mô và Yên Khánh, chảy qua huyện Kim Sơn rồi
hội lưu vào sông Đáy.

GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI

Trang 4
NGỌC DIỂM

SVTH : ĐOÀN


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

Sơng Vạc có ảnh hưởng khá quan trọng đến hệ thống giao thông đường thủy ở
đồng bằng Bắc Bộ
2.1.4.3 Nguồn nước sông Vân
Sông Vân là tên gọi tắt của sông Vân Sàng - một chi lưu của sông Đáy, chảy
từ thị xã Tam Điệp qua huyện Hoa Lư và hội lưu với sông Đáy tại trung tâm thành
phố Ninh Bình. Sơng có chiều dài trên 20 km, chỗ rộng nhất tới 300 m
Lưu lượng nước trung bình của sông là 260m3/s.
2.2 Điều kiện kinh tế xã hội
2.2.1 Dân số
Thành phố bao gồm các phường: Vân Giang, Thanh Bình, Phúc Thành, Đơng
Thành, Tân Thành, Nam Bình, Bích Đào, Nam Thành và 2 phường Ninh Phong,

Ninh Khánh; 4 xã Ninh Nhất, Ninh Tiến, Ninh Sơn, Ninh Phúc chuẩn bị sát nhập vào
thành phố.
Diện tích tự nhiên 4.836,49 ha và 27.908 hộ dân với 111500 nhân khẩu, trong
đó cịn 545 hộ nghèo, 1.511 khẩu thuộc diện nghèo, chiếm tỷ lệ 1.95% số dân. Đến
năm 2020 sau khi sát nhập với huyện Hoa Lư trở thành Thành Phố Hoa Lư dự kiến
tổng số dân của thành phố là 190.000 người.
Trong những năm trở lại đây nhất là sau khi tái lập tỉnh; được mở rộng với
diện tích 48,3 Km2, 14 đơn vị hành chính cấp xã với số dân 13 vạn người, thành phố
đã phát triển mạnh mẽ và nhanh chóng trở thành trung tâm thương mại, dịch vụ của
cả tỉnh và các tỉnh lân cận.
Mật độ dân số của thành phố là 2700 người/km2.
2.2.2 Nông nghiệp
Đất nông nghiệp Thành phố chủ yếu phục vụ cho q trình đơ thị hố thành
phố. Ngoài ra, các vùng sản xuất chuyên canh hàng hoá được quy hoạch như vùng
rau sạch Ninh Sơn, làng hoa Ninh Phúc. Thành phố cũng phát triển mạnh nghề thủ
công truyền thống ở các xã ven đô như: mỹ nghệ cói, đá, v.v...
Thành phố có 4 con sơng chảy qua: sông Đáy, sông Vân , sông Vạc, sông
Tranh nên việc tưới tiêu nước rất thuận lợi. Các dịng sơng này cũng góp phần điều
hồ sinh thái và cảnh quan môi trường cho thành phố.
Trong điều kiện đất trồng trọt thu hẹp do thực hiện nhiều dự án đầu tư phát
triển công nghiệp, dịch vụ, song thành phố vẫn được xác định nông nghiệp là một
trong ba lĩnh vực kinh tế mũi nhọn.
Vụ đông xuân 2007 - 2008, mặc dù thời tiết không thuận lợi, thành phố vẫn
đạt năng suất lúa cao nhất từ trước đến nay (62,6 tạ/ha), tăng 1,49 tạ/ha so với vụ
đông xuân năm trước. Sản xuất vụ đông tiếp tục được mở rộng trên đất hai lúa đạt
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI

Trang 5
NGỌC DIỂM

SVTH : ÑOAØN


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

792,5 ha, tăng 221,8 ha so với năm 2007. Chăn nuôi gia súc, gia cầm phát triển
mạnh.
2.2.3 Công nghiệp
So với các địa phương vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc, thành phố Ninh
Bình khơng phải là một trung tâm cơng nghiệp lớn và cịn khá non trẻ. Lĩnh vực
công nghiệp chủ yếu vẫn là xây dựng và vật liệu xây dựng. Nằm ở vị trí khá thuận
lợi về giao thông thuỷ, sắt, bộ. Thành phố là đầu mối phân phối cấp vùng và có đủ
điều kiện để phát triển cơng nghiệp lâu dài.
Tổng diện tích khu cơng nghiệp của thành phố là 217.4 ha.
Các khu công nghiệp và cụm công nghiệp dự kiến phát triển thành phố Ninh
Bình bao gồm:
• Khu cơng nghiệp Ninh Phúc.
• Cụm cơng nghiệp Nam thành phố Ninh Bình.
• Cụm cơng nghiệp Ninh Khánh .
• Dự án 1: : Nhà máy gạch ốp lát.
• Dự án 2: Cơ sở sản xuất sản phẩm Composite.
• Dự án 3: Xây dựng Nhà máy lắp ráp ô tô tải.
• Dự án 4: Lắp ráp, sửa chữa máy cơ khí nhỏ.
• Dự án 5: Cơ sở sửa chữa đóng mới phương tiện thủy (nội địa).
• Dự án 6: Xây dựng Nhà máy phân đạm.
• Dự án 7: Xây dựng nhà máy Dệt May…
2.2.4 Dịch vụ và du lịch
Trong quy hoạch phát triển kinh tế vùng duyên hải Bắc Bộ, thành phố Ninh
Bình là một đầu mối thương mại, dịch vụ ở phía nam của vùng. Thành phố phát triển
mạnh các dịch vụ lưu trú, điều hành, phân phối khách tham quan đi các khu du lịch

lớn ở khu vực. Ninh Bình cũng là đơ thị giàu tiềm năng du lịch văn hố, giải trí, ẩm
thực, hội nghị và thể thao…
Thành phố có định hướng phát triển trở thành một trung tâm du lịch lớn. Với
tìm năng du lịch dồi dào những thắng cảnh đẹp như núi Cánh Diều, núi Non Nước,
hồ Kỳ Lân, một phần danh thắng Tràng An bên cạnh các khu mới được đầu tư như
công viên sông Vân, công viên Thúy Sơn và các cơng trình mới đã và đang được đầu
tư xây dựng như các cơng trình thể thao quốc gia, các trung tâm thương mại và dịch
vụ.
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI

Trang 6
NGỌC DIỂM

SVTH : ĐOÀN


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

2.2.5 Giao thơng
Thành phố Ninh Bình có vị trí giao thơng, thơng tin liên lạc thuận lợi cho phát
triển thương mại và du lịch. Thành phố có quốc lộ 1A đi Phủ Lý ra thủ đô Hà Nội, đi
Tam Điệp vào các tỉnh phía Nam; theo quốc lộ 10 đi các tỉnh duyên hải đồng bằng
Bắc Bộ như: Nam Định, Thái Bình, Hải Phịng, Quảng Ninh; theo tỉnh lộ 477 đi các
huyện Gia Viễn, Nho Quan... rồi sang vùng Tây bắc (tỉnh Hồ Bình)
Thành phố nằm ở hữu ngạn sơng Đáy, chính giữa là ngã ba giao sơng Vân đổ
vào sơng Đáy, tại vị trí trung tâm của tỉnh. Khoảng cách từ trung tâm thành phố tới
các huyện lỵ đều dưới 30 km. Với hai cảng sông là cảng Ninh Bình và cảng Ninh
Phúc trong đó cảng Ninh Phúc là cảng sơng cấp 1, cảng Ninh Bình là cảng sông cấp
2 đều nằm trong danh sách cảng sông được ưu tiên đầu tư xây dựng.
2.2.6 Định hướng về cấp nước và vệ sinh môi trường

Dự kiến ưu tiên phát triển mạng lưới cấp nước cho các khu vực Thành Phố,
Thị xã, thị trấn hiện nay đảm bảo yêu cầu cấp nước sinh hoạt cho dân cư:
Nhu cầu dùng nước sinh hoạt:
• Đến năm 2012: Tiêu chuẩn dùng nước 120 l/ngày. Tỷ lệ dân số cấp
nước là 85%.
• Đến năm 2015: Tiêu chuẩn dùng nước 120l/ngày. Tỷ lệ dân số cấp
nước là 90%.
• Đến năm 2020: Tiêu chuẩn dùng nước 150 l/ngày. Tỷ lệ dân số cấp
nước là 99%.
- Nước thất thốt rị rỉ:
• Khoảng 20% lượng nước cung cấp vào mạng đường ống.
- Nhu cầu cho bản thân trạm cấp nước:
• Lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý lấy 8% tổng sản lượng
nước sản suất.
2.3 Hiện trạng sử dụng nước sinh hoạt tại khu vực
Thành phố có 27.908 hộ dân với 111500 nhân khẩu, trong đó cịn 545 hộ
nghèo, 1.511 khẩu thuộc diện nghèo, chiếm tỷ lệ 1.95% số dân.
Do khu vực nằm trong khu vực đồng bằng ven biển nên nước ngầm bị nhiễm
mặn, do đó người dân chỉ có nguồn nước chính sử dụng là nước mạng lưới cấp nước
chung.
Tại thành phố hiện có nhà máy xử lý nước với cơng suất 20.000 m 3/ngày, tuy
nhiên lượng nước này vẫn không cung cấp đủ cho nhu cầu sử dụng nước tại thành
phố và một phần do thành phố vừa được sát nhập vào 6 hiện chưa có hệ thống cấp
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI

Trang 7
NGỌC DIỂM

SVTH : ĐOÀN

ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

nước sạch nên nhân dân khu vực này đang sử dụng nguồn nước mưa. Tuy nhiên vào
mùa khơ nguồn nước này cạn kiệt, tồn khu vực đang bị thiếu nước sinh họat trầm
trọng đặc biệt vào mùa khơ.

GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI

Trang 8
NGỌC DIỂM

SVTH : ĐOÀN


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Chương 3: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ
LÝ NƯỚC MẶT
3.1 Tổng quan về chất lượng nước
3.1.1 Tính chất lý học của nước
 Nhiệt độ
Nhiệt độ của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến q trình xử lí nước. Sự thay
đổi nhiệt độ của nước phụ thuộc vào từng loại nguồn nước. Nhiệt độ của nguồn nước
mặt dao động rất lớn (từ 4 ÷ 400C) phụ thuộc vào thời tiết và độ sâu nguồn nước.
Nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định (từ 17 ÷ 270C).
 Hàm lượng cặn khơng tan
Được xác định bằng cách lọc một đơn vị thể tích nước nguồn qua giấy lọc, rồi
đem sấy khô ở nhiệt độ (105 ÷ 1100oC).
Hàm lượng cặn là một trong những chỉ tiêu cơ bản để chọn biện pháp xử lí đối

với các nguồn nước mặt. Hàm lượng cặn của nước nguồn càng cao thì việc xử lí càng
tốn kém và phức tạp.
 Độ màu của nước
Đơn vị đo độ màu thường dùng là Platin – Coban. Nước thiên nhiên thường
có độ mầu thấp hơn 200PtCo. Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ
lửng trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc. Trong khi đó, để
loại bỏ màu thực của nước (do các chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hóa
lý kết hợp.
 Mùi và vị của nước
Nước có mùi là do trong nước có các chất khí, các muối khống hồ tan, các
hợp chất hữu cơ và vi trùng, nước thải cơng nghiệp chảy vào, các hố chất hồ tan,…
Nước có thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi cỏ lá, mùi clo, mùi phenol, … Vị
mặn, vị chua, vị chát, vị đắng, …
Độ đục thường được đo bằng máy so màu quang học dự trên cơ sở thay đổi
cường độ ánh sáng khi đi qua lớp nước mẫu. Đơn vị đo độ đục xác định theo phương
pháp này Là NTU (Nepheometric Turbidity Unit) 1NTU tương ứng 0.58 mg
foomazin trong một lít nước.

GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI

Trang 9
NGỌC DIỂM

SVTH : ĐOÀN


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

 Độ dẫn điện
Nước có độ dẫn điện kém. Nước tinh khiết ở 20 oC có độ dẫn điện là 4.2 µS/m

(tương ứng điện trở 23.8 mΩ/cm. Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các
chất khống hịa tan trong nước và dao động theo nhiệt độ.
3.1.2 Tính chất hóa học của nước
 Độ pH
PH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H + có trong dung dịch, thường được
dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước.
Khi

pH =7 nước có tính trung tính
pH <7 nước co tính axit
pH >7 nước co tính kiềm

Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hịa
tan trong nước. Ở độ pH<5, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồn
nước có thể chứa sắt, mangan, nhơm ở dạng hịa tan và một số loại khí như CO 2, H2S
tồn tại ở dạng tự do trong nước.
 Độ kiềm
Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của cá ion bicacbonat, cacbonat,
hydroxyt và anion của các muối của các axit yếu. Do hàm lượng các muối này có
trong nước rất nhỏ nên có thể bỏ qua.
Độ kiềm bicacbonat và cacbonat góp phần tạo nên tính đệm cho dung dịch
nước. Nguồn nước có tính đệm cao, nếu trong q trình xử lý có dùng thêm các hóa
chất như phèn thì độ pH của nước cũng ít thay đổi nên sẽ tiết kiệm được các hóa chất
dùng để điều chỉnh pH.
 Độ cứng
Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magie có
trong nước.
Nước 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 lượng sản phẩm, …
 Độ oxy hoá

Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ có trong nước. Chỉ
tiêu oxy hố là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Độ
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 10
ĐOÀN NGỌC DIỂM

SVTH :


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

oxy hố của nguồn nước càng cao, chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vi
trùng.
 Clorua
Clorua làm cho nươc có vị mặn. Ion này thâm nhập vào nước qua sự hịa tan
các muối khống hoặc bọ 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 mắc bệnh về thận. Ngồi ra, nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bê
tơng.
 Sunfat
Ion sunfat thường có trong nước có nguồn gốc khống chất hoặc nguồn gốc
hữu cơ. Với hàm lượng sunfat cao hơn 400 mg/l, có thể gay mất nước trong cơ thể và
làm tháo ruột. Ngồi ra, nước có nhiều ion clorua và sunfat sẽ làm xâm thực bê tông.
 Florua
Nước ngầm từ cá vùng đất chưa 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 q trình xử lý thơng thường. Ơ nồng độ thấp, từ 0.5 mg/l
dến 1mg/l, florua giúp bảo vệ men răng
 Hàm lượng sắt
Sắt tồn tại trong nước dưới dạng sắt (II) hoặc sắt (III). Trong nước ngầm, sắt

thường tồn tại dưới dạng sắt (II) hoà tan của các muối bicacbonat, sunfat, clorua, đôi
khi dưới dạng keo của axit humic hoặc keo silic.
Việc tiến hành khử sắt chủ yếu đối với các nguồn nước ngầm. Khi trong nước
có hàm lượng sắt > 0,5 mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt,
làm hư hỏng sản phẩm của ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp và làm giảm tiết diện
vận chuyển nước của đường ống.
 Hàm lượng mangan
Mangan thường được gặp trong nước nguồn ở dạng mangan (II), nhưng với
hàm lượng nhỏ hơn sắt rất nhiều. Tuy vậy với hàm lượng mangan > 0,05 mg/l đã gây
ra các tác hại cho việc sử dụng và vận chuyển nước như sắt. Công nghệ khử mangan
thường kết hợp với khử sắt trong nước.
 Nhôm
Vào mùa mưa, ở nững vùng đất phèn, đát ở trong điều kiện khử không co oxy,
nên các chất như Fe2O3 và Jarosite tác dộng qua lại, lấy oxy của nhau và tạo thành sắt
, nhôm, sunfat hịa tan trong nước. Do đó, nước mặt ở vung náy thường rấ chua, pH
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 11
ĐOÀN NGỌC DIỂM

SVTH :


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

= 2.5÷4.5, sắt tồn tại chủ yếu là Fe 2+ (có khi dến 300 mg/l), nhơm hịa tan ở dạng ion
Al3+ ( từ 5 ÷ 70mg/l).
Khi chứa niều nhơm hào tan nước thường có màu trong xanh và vị rất chua.
Nhơm có đọc tính đối với sức khỏe con người. Khi uống nước co chứa hàm lượng
nhôm cao có thể gây t\ra các bênh về não như Alzheimer.
 Các chất khí hồ tan

Các chất khí hồ O2, CO2, H2S trong nước thiên nhiên dao động rất lớn. Khí
H2S là sản phẩm của q trình phân huỷ các chất hữu cơ, phân rác. Khi trong nước
có H2S làm nước có mùi trứng thối khó chịu và ăn mịn kim loại.
Hàm lượng O2 hoà tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, đặc tính
của nguồn nước. Nước ngầm có hàm lượng oxy hồ tan rất thấp hoặc khơng có, do
các phản ứng oxy hố khử xảy ra trong lịng đất đã tiêu hao hết oxy.
Khí CO2 hồ tan đóng vai trị quyết định trong sự ổn định của nước thiên
nhiên. Trong kỹ thuật xử lý nước, sự ổn định của nước có vai trị rất quan trọng. Việc
đánh giá độ ổn định trong sự ổn định nước được thực hiện bằng cách xác định hàm
lượng CO2 cân bằng và CO2 tự do. Lượng CO2 cân bằng là lượng CO2 đúng bằng
lượng ion HCO-3 cùng tồn tại trong nước. Nếu trong nước có lượng CO 2 hồ tan vượt
quá lượng CO2 cân bằng, thì nước mất ổn định và sẽ gây ăn mịn bêtơng.
3.1.3 Các chỉ tiêu vi sinh
Trong nước thiên nhiên có rất nhiều vi trùng, rong tảo và các đơn bào. Chúng
xâm nhập vào nước từ môi trường xung quanh hoặc sống và phát triển trong nước.
Trong đó có một số sinh vật gây bệnh cần phải được loại bỏ khỏi nươc trước khi sử
dụng.
Trong thực tế không thể xác định tất cả các loại sinh vật gây bệnh qua đường
nước vì phức tạp và tốn thời gian. Mục đích của việc kiểm tra vệ sinh nước là xác
định mức độ an toàn của nước đối với sức khỏe con người. Do vậy có thể dùng vài vi
sinh chỉ thị ô nhiễm phân để đánh giá ô niễm từ rác, phân người và động vật.
Có 3 nhóm vi sinh chỉ thị ơ nhiễm phân:
•
•

Nhóm Coliform đặc trưng là Escherichia Coli ( E.coli)
Nhóm Streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis.

•

Nhóm Clostridia khử sunfit đặc trưng là Clostridum perfringents

Đây là những nhóm vi khuẩn thường xuyên có mặt trong phân người. Trong
đó E.Coli là loại trực khuẩn đường ruột, có thời gian bảo tồn trong nước gần giống
những vi sinh vật gây bệnh khác. Sự có mặt E.Coli chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm
bẩn phân rác và có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác.
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 12
ĐOÀN NGỌC DIỂM

SVTH :


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

3.2 Chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt
Theo tiêu chuẩn QCVN 01:2009/BYT “ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất
lượng ăn uống” phải đạt được những chi tiêu về lí hóa học và vi trùng như sau:
Bảng 3.1: Chất lượng nước cấp cho sinh hoạt ăn uống
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33

Tên chỉ tiêu
Độ đục
Độ sắc
Mùi vị
Độ pH
Độ cứng

Độ Ơxy hố KMnO4
Sunfua Hydro
Clorua
Nitrat
Nitrit
Sulfat
Antimon
Florua
Bari
Amoni
Natri
Sắt
Mangan
Đồng
Kẽm
Nhơm
Chì
Asen
Cadmi
Thuỷ ngân
Crơm
Xianua
Borat và Axít boric
Molybden
Niken
Selen
Tổng chất rắn hịa tan
Chỉ số Pecmanganat

Đơn vị tính

NTU
TCU

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

mg/l
mg/l

Giới hạn tối đa
2
15
Khơng có mùi, vị lạ
6,5 - 8,5
300
2
0,05
250
50
3
250
0.005
1,5
0.7
3
200
0,3
0.3
1
3
0,2
0,01
0,01
0,003
0,001
0,05

0,07
0.3
0.07
0.02
0.01
1000
2

3.3 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 13
ĐOÀN NGỌC DIỂM

SVTH :


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

3.3.1 Phương pháp hóa lý
 Q trình keo
Trong nước sông suối, hồ ao,.. thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành
phần và kích thước rất khác nhau. Đối với các loại cặn này dùng các biện pháp xử lý
cơ học trong công nghệ xử lý nước như lắng lọc có thể loại bỏ được cặn có kích
thước lớn hơn 10-4mm. Cũn cỏc hạt cú kớch thước nhỏ hơn 10-4mm không thể tự lắng
được mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng
biện pháp lí cơ học kết hợp với biện pháp hoá học, tức là cho vào nước cần xử lí các
chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết lại với nhau và dính kết các hạt
cặn lơ lửng có trong nước, taọ thành các bơng cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể.
Để thực hiện quá trỡnh keo tụ người ta cho vào nước các chất phản ứng thích
hợp như : phèn nhôm Al2(SO4)3; phốn sắt FeSO4 hoặc FeCl3. Các loại phèn này được

đưa vào nước dưới dạng dung dịch hoà tan.
Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, khơng đủ để trung hồ ion H +
thỡ cần phải kiềm hoỏ nước. Chất dùng để kiềm hố thơng dụng nhất là vôi CaO.
Một số trường hợp khỏc cú thể dựng là Na 2CO3 hoặc xút NaOH. Thông thường phèn
nhôm đạt được hiệu quả keo tụ cao nhất khi nước có pH = 5.5÷ 7.5.
Một số nhân tố cũng ảnh hưởng đến quá trỡnh keo tụ như: các thành phần ion
có trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi
trường phản ứng, nhiệt độ…
 Hấp phụ
Hấp phụ là quá trình tập trung chất lên bề mặt phân chia pha và gọi la hấp phụ
bề mặt. Khi phân tử các chất bị hấp phụ đi sâu và trong lòng chất hấp phụ, người ta
gọi quá trình này là sự hấp phụ.
Trong quá trình hấp phụ có tỏa ra một nhiệt lượng gọi là nhiệp hấp phụ. Bề
mặt càng lớn tức lòa độ xốp chất hấp phụ càng cao thì nhiệt hấp phụ tỏa ra cang lớn.
Bản chất của quá trình hấp phụ: hấp phụ các chất hòa tan là kết quả của sự
chuyển phân tử của những chất có từ nước vào bề mặt chất hấp phụ dưới tác dụng
của trường bề mặt. Trường lực bề mặt gồm có:
+ Hydrat hóa các phân tử chất tan, tức là tacvs dụng tương hỗ giữa các
phân tử chất rắn hòa tan với những phân tử nước.
+ Tác dụng tương hỗ giữa các phân tử chất rắn bị hấp phụ thì đầu tiên
sẽ loại được các phân tử trên bề mặt chất rắn.
Các phương pháp hấp phụ:
 Hấp phụ vật lí
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 14
ĐOÀN NGỌC DIEÅM

SVTH :

ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Khi chất bị hấp phụ và chất hấp phụ tương tác với nhau bằng lực Vander
Waals thì nhiệt hấp phụ có giá trị thấp và chất bị hấp phụ dễ bị giải hấp phụ
Đặc trưng của hấp phụ vật lý:
+ Xảy ra ở nhiệt độ thấp dưới nhiệt độ tới hạn của chất bị hấp phụ
+ Loại tương tác: tương tác giữa các phân tử.
+ Entanpi thấp:∆H < 20 KJ/mol
+ Xảy ra hấp phụ đa lớp
+ Năng lượng hoạt hóa thấp
+ Năng lượng trạng thái của chất bị hấp phụ không thay đổi
+ Thuận nghịch
 Hấp phụ hóa học
Lực tương tác giữa phân tử bị hấp phụ và chất hấp phụ bằng lực hóa học
tạo nên những hợp chất bề mặt nào đó. Nhiệt hấp phụ hóa học lớn và vì vậy khó khử
chất bị hấp phụ.
Đặc trưng của hấp phụ hóa học:
+ Xảy ra ở nhiệt độ cao
+ Lực tương tác: xảy ra lực liên kết cộng hóa trị giữa chất bị hấp phụ
và bền mặt.
+ Entanpi cao: 50 KJ/mol < ∆H < 800 KJ/mol
+ Chỉ xảy ra hấp phụ đơn lớp
+ Các năng lượng hoạt hóa cao
+ Mật độ electron tăng lên ở bề mặt phân cách hấp phụ – chất bị hấp
phụ
+ Chỉ xảy ra thuận nghịch ở nhiệt độ cao.

3.3.2 Biện pháp hóa học
 Khử trùng
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI

Trang 15
ĐOÀN NGỌC DIEÅM

SVTH :


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

Ngồi các tạp chất hữu cơ và vơ cơ, nước thiên nhiên cịn chứa rất nhiều vi
sinh vật, vi khuẩn và các loại vi trùng gây bênh như tả, lỵ , thương hàn mà các quá
trình xử lý cơ học không thể loại trừ được. Để ngăn ngừng các bệnh dịch, nước cấp
cho sinh hoạt phải được diệt trùng.
Với các hệ thống cấp nước công nghiệp cũng cần phải diệt trùng để ngăn ngừa
sự kết bám của các vi sinh vật lê thành ống dẫn nước trong các thiết bị làm lạnh, làm
giảm khả năng truyền nhiệt đồng thời làm tăng tổn thất thủy lực của hệ thống.
Các q trình khử trùng:
• Khử trùng bằng phương pháp hóa học
• Khử trùng bằng Clo và các hợp của Clo
Clo là một chất oxi hóa mạnh ở bất cứ dạng nào. Khi Clo tác dụng với nước
tạo thành axit hypoclorit (HOCl) có tác dụng diệt trùng mạnh. Khi cho Clo vào nước,
chất diệt trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vaatjvaf gây phản ứng với
men bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị
tiêu diệt.
Khi cho Clo vào nước, phản ứng diễn ra như sau:
Cl2

+

H2O

-> HOCl

+

HCl

Hoặc có thể ở dạng phương trình phân li:
Cl2

+

H2O

-> H+

+

OCl- +

Cl-

Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra nư sau:
Ca(OCl)2

+

H2O

->

CaO +

2HOCl

->

2H+

+

22OCl-

2HOCl

pH của nước cang cao, hiệu quả khử trùng bằng Clo cang giảm.
• Khử trùng bằng Clo và amơniac
Khi khử trùng bằng Clo, mà trong nước có chứa pheenol, để ngăn chặn mùi
Clophenol, phải đặt thiết bị để cho khí amoniac vào nước. Amoniac phải được bảo
quản trong bình hoặc thùng đặt tại kho tiêu thụ
Thiết bị amoniac hóa được bố trí trong buồng riêng, cách li với buồng định
liều lượng Clo và phải được trang bị cơ gới hóa để di chuyển các bình và thùng.
• Dùng ơzơn để khử trùng
Ơzơn là 1 chất khí có màu ánh tím ít hịa tan trong nước và rất độc hại đối với
con người. Ở trong nước, ôzôn phân hủy rất nhanh thành ỗi phân tử và ngun tử.
Ơzơn có tính hoạt hóa mạnh hơm Clo, nên khả năng diệt trùng mạnh hơn Clo rất
nhiều lần.
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 16
ĐOÀN NGỌC DIỂM

SVTH :


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Lượng ozon cần thiết cho vào nước không lớn. Thời gian tiếp xúc rất ngắn (5
phút), không gây mùi khó chịu cho nước kể cả khi trong nước có phenol.
• Khử trùng nước bằng tia tử ngoại
Tia tử ngoại hay cịn gọi là tia cực tím, là các tia có bước sóng ngắn có tác
dụng diệt trùng rất mạnh.
Dùng các đèn bức xạ tử ngoại, đặt trong dịng chảy của nước. Các tia cực tím
phát ra sẽ tác dụng lên các phân tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc và
mất khả năng trao đỏi chất, vì thế chúng bị tiêu diệt. Hiệu quả khử trùng chit đạt
được triệt để khi trong nước không co các chất hữu cơ và cặn lơ lửng.
Các phương pháp khử trùng khác
• Khử trùng bằng siêu âm
Dùng dòng siêu âm với cường độ tác dụng lớn trong khoảng thời gian nhỏ
nhất là 5 phút, sẽ có thể tiêu diệt tồn bộ vi sinh vật co trong nước.
• Khử trùng bằng phương pháp nhiệt
Dây là phương pháp cổ truyền. Đun sơi nước ở nhiệt độ 100oC có thể tiêu
diêu phần lớn các vi khuẩn có trong nước. Chỉ trừ nhóm vi khuẩn khi gặp nhiệt độ
cao sẽ chuyển sang dạng bào tử vững chắc
Tuy nhiên, nhóm vi khuẩn này chiếm tỉ lệ rất nhỏ. Phương pháp đung sôi
nước tuy đơn giản, nhưng tốn nhiên liệu và cồng kềnh, nên chỉ dùng trong quy mơ
gian đình.
• Khử trùng bằng Ion bạc
Ion bac thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước. Với hàm lượng 2-10ion
g/l đã có tác dụng diệt trùng. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là : nếu trong
nước có độ màu cao, có chất hữu cơ, có nhiều loại muối … thì ion bạc không phát
huy được khả năng diệt trùng.

 Làm mềm nước
Nước có độ cứng cao thường gây nên nhiều tác hại cho người sử dụng làm
lãng phí xà phịng và các chất tẩy, tạo ra cặn kết bám bên trong đường ống, thiết bị
công nghiệp làm giảm khả năng hoạt động và tuổi thọ của chúng.
Làm mềm nước thực chất là quá trình xử lý giảm hàm lượng canxi và magie
nhằm hạ độ cứng của nước xuống đến mức cho phép.
Các phương pháp làm mềm nước:
• Phương pháp hóa học
 Làm mềm nước bằng vơi
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 17
ĐOÀN NGỌC DIỂM

SVTH :


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

Làm mềm nước bằng vơi hay cịn gọi là phương pháp khử độ cứng cacbonat
bằng vôi, được áp dụng khi cần phải giảm cả độ cứng và độ kiềm của nước.
Khi cho vôi vào nước, các phản ứng xảy ra theo trình tự sau:
2CO2

+

Ca(OH)2

-> Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2

+

Ca(OH)2

->2CaCO3↓

+ 2H2O

Mg(HCO3)2 +

2Ca(OH)2

->Mg(HCO3)2

+ 2CaCO3↓

+ 2H2O

2NaHCO3

Ca(OH)2

->CaCO3↓

+ Na2CO3

+ H2 O

+

Để tăng cường cho quá trình lắng cặn CaCO3 và Mg(OH)2 khi làm mềm
nước bằng vôi, pha thêm phèn vào nước. Do phản ứng làm mềm nước diễn ra ở pH
lớn hơn 9 nên không dùng được phèn nhôm, trong môi trường kiềm phèn nhôm tạo
ra aluminat hịa tan.
Để kiểm tra hiệu quả của trình làm mềm bằng vôi, chỉ cần xác định giá trị pH
sau khi pha vôi vào nước. Phản ứng sẽ diễn ra triệt để khi đã đạt đến sự cân bằng bão
hòa CaCO3 và Mg(OH)2 trong nước. Tương ứng với trạng thái bão hịa đó, độ ổn
định của nước phải được thể hiện ở một giá trị pHo nào đó. Tại trạng thái bão hòa tự
nhiên ứng với pHs của nước, tốc độ phản ứng lắng cặn diễn ra rất chậm. Để tăng tốc
độ lên, cần phải có một lượng dư ion OH biểu thị bằng giá trị ∆pH. Như vậy giá trị
pHo sẽ có được biểu thị bằng cơng thức:
pHo

=

pHs

+

∆pH

Trong đó
pHo: độ pH bão hịa của nước ở cuối q trình làm mềm.
pHs: có thể xác định bằng phương pháp Langlier để đánh giá độ ổn định của
nước.
 Làm mềm nước bằng vôi và sođa
Khi tổng hàm lượng các ion Mg2+ và Ca2+ lớn hơn tổng hàm lượng các ion
HCO3- và CO32+ nếu sử dụng vôi được đọ cứng magie, nhưng độ cứng tồn phần
khơng giảm. Để khắc phục điều này, cho thêm sođa vào nước các phản ứng sẽ là:

MgSO4 +

Ca(OH)2

->

Mg(OH)2↓

+

CaSO4

MgCl2

+

Ca(OH)2

->

Mg(OH)2↓

+

CaCl2

CaSO4

+

Na2CO3

->

CaCO3↓

+

Na2SO4

CaCl2

+

Na2CO3

->

CaCO3↓

+

2NaCl2

Và

GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 18
ĐOÀN NGỌC DIỂM

SVTH :


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

Như vậy ion CO32- của sođa đã thay thế ion của các axit mạnh tạo ra CaCO 3
kết tủa.
 Làm mềm nước bằng photphat
Khi cần làm mềm triệt để, sử dụng vôi và sođa vẫn chưa hạ độ cứng của nước
xuống được đến mức tối thiểu. Để đạt được điều này, cho vào nước Na 3PO4 sẽ khử
được hết các ion Ca2+ và Mg2+ ra khỏi nước ở dạng muối không tan theo phản ứng:
+

2Na3PO4

->

Ca3(PO4)2↓

3MgSO4 +

2Na3PO4

->

Mg3(PO4)2 ↓ +

3Na2 SO4

3Ca(HCO3)2+2Na3PO4

->

Ca3(PO4)2 ↓ +

6NaHCO3

3Mg(HCO3)2+2Na3PO4 ->

Mg3(PO4)2 ↓ +

3CaCl2

+

6NaCl

6NaHCO3

Quá trình làm mềm nước bằng photphat chỉ diện ra ở nhiệt độ lớn hơn 100 oC.
Sau xử lý, độ cứng của nước giảm xuống còn 0,04 đến 0,05 mđlg/l. Do giá thành của
Na3PO4 cao nên thường chỉ dùng nó với liều lượng nhỏ sau khi đã làm mềm bằng vơi
và sođa.
• Phương pháp nhiệt
Nguyên lý cơ bản của phương pháp là khu đun nóng nước, khí cacbonic hịa
tan sẽ bị khử hết thơng qua sự bốc hơi, trạng thái cân bằng của các hợp chất cacbonic
sẽ chuyển dịch theo phương trình:
Ca(HCO3)2

->

CaCO3↓

+

CO2↑

+

H2O

Tuy nhiên đun sơi nước chỉ khử hết khí CO 2 và giảm độ cứng cabonat của
nước, trong nước vẫn còn một lượng CaCO 3 hịa tan. Đối với magie q trình lắng
cặn xảy ra qua hai bước, khi nhiệt độ nước đạt 18oC:
Mg(HCO3)2 ->

MgCO3

+

CO2↑

+

H2O

Khi tiếp tục tăng nhiệt độ thì MgCO3 bị thủy phân:
MgCO3

+

H2O

->

Mg(OH)2↓

+

CO2↑

Như vậy khi đun nóng nước, độ cứng ccbonat sẽ giảm đi đáng kể. Nếu kết
hợp xử lý hóa chất với đun nóng, bơng cặn tạo ra có kích thước lớn và lắng nhanh do
độ nhớt của nước giảm, đồng thời giảm được lượng hóa chất cần sử dụng.
Làm mềm nước bằng đun nóng thường chỉ áp dụng cho các hệ thống cấp nước
nóng cơng nghiệp như nước nồi hơi vì kết hợp sử dụng nhiệt lượng nhiệt dư của nồi
hơi. Các cơng trình làm mềm bao gồm: pha chế, và định lượng hóa chất, thiết bị
đung nống nước, bể lắng và bể lọc.
3.3.3 Biện pháp cơ học
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 19
ĐOÀN NGỌC DIỂM

SVTH :


ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP

 Lắng nước
Lắng nước là giai đoạn là sạch sơ bộ trước khi đưa nươc vào bể lọc để hồn

thành q trình làm trong nước. Q trình lắng xảy ra rất phức tạp, có thể tóm tắt là:
• Lắng ở trạng thái động ( nước ln chuyển động)
• Các hạt cặn khơng tan khơng đồng nhất ( có hình dạn, kích thước khác nhau
…)
• Khơng ổn định ( ln thay đổi)
 Lắng ngang
Để nghiên cứu q trình lắng cặn ở bể lắng ngang, trước tiên xét chuyển
động của các hạt cặn tự do trong điều kiện chảy tầng lí tưởng. Lúc này quỹ đạo
chuyển động của các hạt cặn tự do là tổng hợp của lực rơi tự do và lực đẩy của dòng
nước theo phương năm ngang có dạng đường thẳng.
Trường hợp lắng nước có dùng chất keo tụ, quỹ đạo chuyển động của cac hạt
cặn là những đường cong có bán kính cong nhỏ hơn so với trường hợp lắng không
dùng chất keo tụ. Càng xa điểm xuất phát, kích thước hạt càng tăng lên do q trình
va chạm, kết dính. Do đó tốc độ lắng cũng tăng lên. So với lắng không keo tụ, lắng
có keo tụ có hiệu quả lắng co hơn nhiều.
 Bể lắng ngang
Là loại nước chuyển động theo chiều ngang.
Có kích thước hình chữ nhật, làm bằng bê tơng cốt thép.
Sử dụng khi công suất lớn hơn 300m3/ngàyđêm.
Cấu tạo bể lắng ngang: bộ phận phân phối nước vào bể; vùng lắng cặn; hệ
thống thu nước đã lắng; hệ thống thu nước xã cặn.
Có 2 loại bể lắng ngang: bể lắng ngang thu nước ở cuối và bể lắng ngang thu
nước đều trên bề mặt.


Bể lắng đứng

Là loại nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên, còn các
hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên xuống.
Khi xử lý nước không dùng chất keo tụ, các hạt keo có tốc độ rơi lớn hơn tốc

độ dâng của dòng nước sẽ lắng xuống được. Cịn các hạt keo có tốc độ rơi nhỏ hơn
hoặc bằng tốc độ dâng của dòng nước, sẽ chỉ lơ lửng hoặc bị cuốn theo dịng nước
lên phía trên bể.

GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 20
ĐOÀN NGỌC DIỂM

SVTH :


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

Khi sử dụng nước có dùng chất keo tụ, tức là trong nước có các hạt cặn kết
dính, thì ngồi các hạt cặn có tốc độ rơi bân đầu lớn hơn tốc độ rơi của dòng nước
lắng xuống được, còn các hạt cặn khác cũng lắng xuống được.
Ngun nhân là do q trình các hạt cặn có tốc độ rơi nhỏ hơn tốc độ dòng
nước bị đẩy lên trên, chúng đã kết dính lại với nhau và tăng dần kích thước, cho đến
khi có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ chuyển động của dòng nước sẽ rơi xuống. Như vậy
lắng keo tụ trong bể lắng đứng có hiệu quả lắng cao hơn nhiều so với lắng tự nhiên.
Tuy nhiên hiệu quả lắng trong bể lắng đứng khơng chỉ phu thuộc vào chất keo
tụ, mà cịn phụ thuộc vào sự phân bố đều của dong nước đi lên và chiều cao vùng
lắng phải đủ lớn thì các hạt cặn mới kết dính với nhau được.
Bể thường có dạng hình vng hoặc hình trịn được xây bằng gạch hoặc bê
tông cốt thép.
Được sử dụng cho những trạm xử lý có cơng suất nhỏ hơn 3000m3/ ngàyđêm.
Ống trung tâm có thể là thép cuốn hàn điện hay bê tơng cốt thép.
Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xốy hình trụ.
Cấu tạo bể: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở phía trên và vùng
chứa nến cặn ở dạng hình nón hoặc hinh chóp ở phía dưới, Cặn tích lũy ở vùng chứa

nén cặn được thải ra ngồi theo chu kì bằng ống và van xả cặn .
Nguyên tắc làm việc bể: đầu tiên nước chảy vào ống trung tâm ở giữa bể, rồi
đi xuống dưới qua bộ phận hãm là triệt tiêu chuẩn động xoáy rồi vào bể lắng. Trong
bể lắng đứng, nước chuyển động theo chiều đứng từ dưới lên trên, cặn rơi từ trên
xuống đáy bể. Nước đã lắng trong được thu vào máng vịng bố trí xung quanh thành
bể và được đưa sang bể lọc.
 Bể lắng lớp mỏng
Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang nhưng khác với lang
ngang là trong vùng lắng của bể được đặt thêm các bảnh vách ngăn bằng thép không
rỉ hoặc bằng nhựa. Các bản vách ngăn này nghiêng một góc 45o ÷ 60o so với mặt
phẳng nằm ngang và song song với nhau.
Do có cấu tạo thêm các bản vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu
suất lắng cao hơn so với bể lắng ngang. Vì vậy kích thước bể lắng lớp mỏng nhỏ hơn
bể lắng ngang, tiết kiệm diện tích đất xây dựng và khối lượng xây dựng cơng trình.
Tuy nhiên do phải đặc nhiều bản vách ngăn song song ở vùng lắng, nên việc
lắp ráp phức tạp và tốn vật liệu làm vách ngăn. Mặt khác do bể có chế độ làm việc ổn
định, nên đòi hỏi nước đã hòa trộn chất phản ứng cho vào bể phải co chất lượng
tương đối ổn định.
Vì vậy, trước mắt nên xử dụng bể lắng lớp mỏng cho những trạm xử lý có
cơng suất khơng lớn, khi xây mới, hoặc có thể sử dụng khi cần cải tạo bể lắng ngang
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 21
ĐOÀN NGỌC DIỂM

SVTH :


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

cũ để nâng cơng suất trong điều kiện diện tích khơng cho phép xây dựng thêm cơng

trình mới.
Theo chiều của dòng chảy, bể lắng lớp mỏng được chia làm 3 loại: bể lắng lớp
mỏng với dòng chảy ngang; bể lắng lớp mỏng với dòng chảy nghiêng cùng chiều; bể
lắng lớp mỏng với dòng chảy ngược chiều.
 Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng
Nước cần xử lí sau khi đã trộn đều với chất phản ứng ở bể trộn ( không qua bể
phản ứng) đi theo đường ống dẫn nước vào, qua hệ thống phân phối với tốc độ thích
hợp vào ngăn lắng.
Khi đi qua lớp cặn ở trạng thái lơ lửng, các hạt cặn tự nhiên có trong nước sẽ
va chạm và kết dính với các hạt cặn lơ lửng và được giữ lại. Kết quả nước được làm
trong.
Thông thường ở lắng trong, tầng cặn lơ lửng gồm 2 ngăn: ngăn lắng và ngăn
chứa nén cặn. Lớp nước ở phía trên tầng cặn lơ lửng gọi là tầng bảo vệ. Nếu khơng
có tầng bảo vệ, lớp cặn lơ lửng sẽ bị cuốn theo dòng nước qua máng tràn làm giảm
hiệu quả lắng cặn.
Mặc khác để bể lắng trong làm việc được tốt, nước đưa vào bể phải có lưu
lượng và nhiệt độ ổn định.
Ngồi ra nước trước khi đưa vào bể lắng trong phải qua ngăn tách khí. Nếu
khơng trong q trình chuyển động từ dưới lên trên, các bọt khí sẽ kéo theo các hạt
cặn tràn vào máng thu nước trong làm giảm chất lượng nước sau lắng.
Bể lắng trong có ưu điểm là khơng cần xây dựng bể phản ứng, bởi vì quá trình
phản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong điều kiện keo tụ tiếp xúc, ngay trong lớp
cặn lơ lửng của bể lắng.
Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn diện tích xây dựng hơn.
Nhưng bể lắng trong có kết cấu phức tạp, chế độ quản lí chặc chẽ, địi hỏi cơng trình
làm việc liên tục suốt ngày đêm và rất nhạy cảm với dao động lưu lượng và nhiệt độ
của nước.
Bể lắng trong chỉ sử dụng cho các trạm xử lý có cơng suất đến 3000
m /ngàyđêm
3

 Bể lắng li tâm
Nước cần xử lí theo ống trung tâm vào giữa ngăn phân phối , rồi được phân
phối vào vùng lắng. Trong vùng lắng nước chuyển động chậm dần từ tâm bể ra
ngoài. Ở đây cặn được lắng xuống đáy, nước trong thì được thu vào máng vòng và
theo đường ống sang bể lọc.
Bể lắng li tâm có dạng hình trịn, đường kính có thể tư 5m trở lên. Bể lắng li
tâm thường được sử dụng sơ lắng các nguồn nước có hàm lượng cặn cao ( lớn hơn
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 22
ĐOÀN NGỌC DIEÅM

SVTH :


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

2000mh/l) với cơng suất lớn hơn howcj bằng 30.000 m3/ngàyđêm và có hoặc khơng
dùng chất keo tụ.
Bể lắng li tâm là loại trung gian giữ bể lắng ngang và bể lắng đứng. Nước từ
vùng lắng chuyển động từ trong ra ngoài và từ dưới lên trên. So với một số kiểu bể
lắng khác, bể lắng li tâm có một số ưu điểm sau: nhờ có thiết bị gạt bùn, nên đáy bể
có độ dốc nhỏ hơn so với bể lắng đứng ( 5 ÷ 8%), do đó chiều cao cơng tác bể nhỏ
(1,5 ÷ 3,5 m) nên thích hợp xây dựng ở những khu vực có mực nước ngầm cao.
Bể vừa làm việc vừa xả cặn liên tục nên khi xả cặn bể vẫn làm việc bình
thường. Nhưng bể lắng li tâm có kết quả lắng cặn kém hơn so với các bể lắng khác
do bể có đường kính lớn, tốc độ dịng nước chuyển động chậm dần từ trong ra ngoài,
ở vùng trong do tốc độ lớn, cặn khó lắng đơi khi xuất hiện chuyển động khối.
Mặc khác nước trong chỉ có thể thu vào bằng hệ thống máng vong xung
quanh bể nên thu nước khó đều. Ngoài ra hệ thống gạt bùn cấu tạo phức tạp và làm

việc trong điều kiện ẩm ướt nên chống bị hư hỏng.
 Loc nước
Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất
định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp
vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước.
Trong dây chuyền xử lý nước ăn uống sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối cùng để
làm trong nước triệt để. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải
đạt tiêu chuẩn cho phép.
Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại làm tốc độ lọc giảm dần.
Để khơi phục lại khả năng làm việc của lọc, phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió,
nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc. Bể lọc ln ln phải hồn
ngun. Chính vì vậy q trình lọc nước được đặc trưng ởi hai thông số cơ bản là:
tốc độ lọc và chu kì lọc.
 Phân loại bể lọc
• Theo tốc độ:
Bể lọc chậm: có tốc độ lọc 1-0.5m/h
Bể lọc nhanh: vận tốc lọc 5-15m/h
Bể lọc cao tốc: vận tốc lọc 33-100 m/h
• Theo chế độ làm việc:
Bể lọc trọng lực: hở, khơng áp
Bể lọc có áp lực: lọc kín
 Các loại bể lọc
GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 23
ĐOÀN NGỌC DIỂM

SVTH :


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

• Bể lọc chậm
Nước từ máng phân phối di vào bể qua lớp cát lọc vận tốc rất nhỏ ( 0.1 - 0.5
m/h). Lớp cát lọc được đỏ trên lớp sỏi đỡ, dưới lớp sỏi đỡ là hệ thống thu nước đã lọc
đưa sang bể chứa.
Bể lọc chậm có dạng hình chữ nhật hoặc vng, bề rộng mỗi ngăn của bể
không được lớn hơn 6m và bề dày khơng lớn hơn 60m.
Số bể lọc khơng được ít hơn 2.
Bể lọc chậm có thể xây bằng gạch hoặc làm bằng bê tơng cốt thép. Đáy bể
thường có độ đốc 5% về phía xả đáy.
Trước khi cho bể vào làm việc phải đưa nước vào bể qua ống thu nước ở phía
dưới và dân dần lên, nhầm dồn hết khơng khí ra khỏi lớp cát lọc. Khi mực nước dâng
lên trên mặt lớp cát lọc từ 20 ÷ 30 cm thìu ngừng lại và mở van cho nước nguồn vào
bể đến ngang cao độ thiết kế.
Mở van điều chỉnh tốc độ lọc và điều chỉnh cho bể lọc làm việc đúng tốc độ
tính tốn. Trong q trình làm việc, tổn thất qua bể lọc tăng dần lên, hàng ngày phải
điều chỉnh van thu nước một vài lần để đảm bảo tốc độ lọc ổn định. Khi tổn thất áp
lực đạt đến trị số giới hạn ( 1÷2m) thì ngừng vận hành để rửa lọc.
• Bể lọc nhanh
Theo nguyên tắc cấu tạo và hoạt động, bể lọc nhanh bbao gồm bể lọc một
chiều và bể lọ 2 chiều. Trong bể lọc một chiều gồm 1 lớp vật liệu lọc hoặc hai hay
nhiều lớp vật liệu lọc.
Khi lọc: nước được được dẫn từ bể lắng sang, qua máng phân phối vào bể lọc,
qua lớp vật liệu ọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong và được đưa vào bể chứa
nước sạch.
Khi rửa: Nước rửa do bơm hoặc đài nước cung cấp, qua hệ thống phân phối
nước rửa lọc, qua lớp sỏi đỡ , lớp vật liệu lọc và kéo theo cặn bẩn tràn vào máng thu
nước rửa, thu về máng tập trung, rồi được xả ra ngoaig theo mương thoát nước.
Sau khi rửa, nước được đưa vào bể đến mực nước thiết kế, rồi cho bể làm
việc. Do cát mới rửa chưa được sắp xếp lại, độ rỗng lớn, nên chất lượng nước lọc

ngay sau khi rửa chưa đảm bảo, phải xả lọc đầu, không đưa ngay vào bể chứa.
Hiệu quả làm việc của bể lọc phụ thuộc vào chu kì cơng tác của bể lọc, tức là
phụ thuộc vào khoảng thời gian giữa 2 lần rửa bể. Chu kì cơng tác của bể lọc dài hay
ngắn phụ thuộc vào bể chứa. Thời gian xả nước lọc đàu quy định là 10 phút.
• Bể lọc nhanh 2 lớp

GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 24
ĐOÀN NGỌC DIỂM

SVTH :


ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP

Bể lọc nhanh 2 lớp, có ngun tắc làm việc, cấu tạo và tính tốn hồn tồn
giống bể lọc nhanh phổ thông. Bể này chỉ khác bể lọc nhanh phổ thơng là có 2 lớp
vật liệu lọc: lớp phía dưới là cát thạch anh, lớp phía trên là lớp than Angtraxit.
Nhờ có lớp vật liệu lọc phía trên có cỡ hạt lớn hơn nên độ rỗng lớn hơn. Do
đó sức chứa cặn bẩn của bể lắng lên từ 2 ÷ 2,5 lần so với bể lọc nhanh phổ thơng. Vì
vậy có thể tăng tốc độ lọc của bể và kéo dài chu kì làm việc của bể.
Tuy nhiên khi rửa bể lọc 2 lớp vật liệu lọc thì cát và than rất dễ xáo trộn lẫn
nhau. Do đó chỉ dùng biện pháp rửa nước thuần túy để rửa bể lọc nhanh 2 lớp vật
liệu lọc.
• Bể lọc sơ bộ
Bể lọc sơ bộ còn được gọi là bể lọc phá được sử dụng để làm sạch nước sơ bộ
trước khi làm sạch triệt để trong bể lọc chậm.
Bể lọc sơ bộ có nguyên tắc làm việc giống như bể lọc nhanh phỏ thông.
Số bể lọc sơ bộ trong 1 trạm khơng được nhỏ hơn 2.
• Bể lọc áp lực

Bể lọc áp lực là một loại bể lọc nhanh kín, thường được chế tạo bằng thép có
dạng hình trụ đứng ( cho cơng suất nhỏ) và hình trụ ngang ( cho công suất lớn).
Bể lọc áp lực được sử dụng trong dây chuyền xử lí nước mặt có dùng chất
phản ứng khi hàm lượng cặn của nước nguồn đến 50mg/l độ màu đến 80 o với công
suất trạm xử lý đến 3000m3/ngàyđêm, hay dùng trong dây truyền khử sắt khi dùng
ezecto thu khí với cơng suất nhỏ hơn 500m 3/ngàyđêm và dùng máy nén khí cho cơng
suất bất kì.
Do bể làm việc dưới áp lực, nên nước cần xử lý được đưa trực tiếp từ trạm
bơm cấp I vào bể, rồi đưa trực tiếp vào mạng lưới không cần trạm bơm cấp II.
Bể lọc áp lực có thể chế tạo sẵn trong xưởng. Khi khơng có điều kiện chế tạo
sẵn có thể dùng thép tấm hàn, ống thép … để chế tạo bể.
Nước được đưa vào bể qua 1 phễu bố trí ở đỉnh bể, qua lớp cát lọc, lớp đỡ vào
hệ thống thu nước trong, đi vào đáy bể và phát vào mạng lưới. Khi rửa bể, nước từ
đường ống áp lực chảy ngược từ dưới lên trên qua lớp cát lọc và qua phễu thu, chảy
theo ống thốt nước rửa xuống mương thốt nước dưới sàn.
• Bể lọc tiếp xúc
Bể lọc tiếp xúc được sử dụng trong dây truyền cơng nghệ xử lí nước mặt có
dùng chất phản ứng đối với nguồn nước có hàm lượng cặn đến 150 mg/l, độ màu đến
150o (thường là nước hồ) với cơng suất bất kì hoặc khử sắt trong nước ngầm cho
trạm xử lí có cơng suất đến 10.000 m3/ngàyđêm

GVHD : Ths. VÕ HỒNG THI
Trang 25
ĐOÀN NGỌC DIỂM

SVTH :