ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

Chương I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP
I.1. Giới thiệu chung về nước cấp
Nước cấp là nước sau khi được xử lý tại các trạm xử lý nước đi qua các trạm cung cấp nước
và từ các trạm này nước sẽ được cung cấp cho người tiêu dùng.
Nước cấp có 2 nguồn chính:
 Nước mặt
 Nước ngầm
I.1.1. Nước mặt

Hình 1 : Nước mặt


Nước suối: mùa khô rất trong, lưu lượng nhỏ, mùa lũ lưu lượng lớn, nước đục, có



nhiều cát sỏi, mức nước lên xuống đột biến.
Nước hồ, đầm: tương đối trong, trừ ở ven hồ đục hơn do bị ảnh hưởng của sóng.
Nước hồ, đầm thường có độ màu cao do ảnh hưởng của rong rêu và các thủy sinh vật,
thường bị nhiễm bẩn, nhiễm trùng nếu không bảo vệ cẩn thận.

Nếu xét chung cho cả nước, thì tài nguyên nước mặt của nước ta tương đối phong phú,
chiếm khoảng 2% tổng lượng dịng chảy của các sơng trên thế giới, trong khi đó diện tích
đất liền nước ta chỉ chiếm khoảng 1,35% của thế giới. Tuy nhiên, một đặc điểm quan trọng

1

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trin


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

của tài nguyên nước mặt là những biến đổi mạnh mẽ theo thời gian (dao động giữa các năm
và phân phối khơng đều trong năm) và cịn phân bố rất không đều giữa các hệ thống sông và
các vùng.
Việt Nam có hơn 2000 con sơng lớn dọc từ Bắc vào Nam với tổng dòng chảy gần 900 tỷ
m3/năm.
Tổng lượng dịng chảy năm của sơng Mê Kơng bằng khoảng 500 km 3, chiếm tới 59% tổng
lượng dòng chảy năm của các sơng trong cả nước, sau đó đến hệ thống sông Hồng 126,5 km 3
(14,9%), hệ thống sông Đồng Nai 36,3 km 3 (4,3%), sơng Mã, Cả, Thu Bồn có tổng lượng
dòng chảy xấp xỉ nhau, khoảng trên dưới 20 km 3 (2,3 - 2,6%), các hệ thống sông Kỳ Cùng,
Thái Bình và sơng Ba cũng xấp xỉ nhau, khoảng 9 km 3 (1%), các sơng cịn lại là 94,5 km3
(11,1%).
Một đặc điểm quan trọng nữa của tài nguyên nước sông của nước ta là phần lớn nước sông
(khoảng 60%) lại được hình thành trên phần lưu vực nằm ở nước ngồi, trong đó hệ thống
sơng Mê Kơng chiếm nhiều nhất (447 km 3, 88%). Nếu chỉ xét thành phần lượng nước sơng
được hình thành trong lãnh thổ nước ta, thì hệ thống sơng Hồng có tổng lượng dịng chảy
lớn nhất (81,3 km3) chiếm 23,9%, sau đó đến hệ thống sông Mê Kông (53 km 3, 15,6%), hệ
thống sông Đồng Nai (32,8 km3, 9,6%).
I.1.2. Nước ngầm
Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích bở rời như cặn,
sạn, cát, bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dưới bề mặt trái đất, có thể khai thác cho các
hoạt động sống của con người. Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm thành nước
ngầm tầng mặt và nước ngầm tầng sâu. Đặc điểm chung của nước ngầm là khả năng di
chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. Nước ngầm

tầng mặt thường khơng có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt. Do vậy, thành phần và mực
2

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

nước biến đổi nhiều , phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt. Loại nước ngầm tầng mặt rất
dễ bị ô nhiễm. Nước ngầm tầng sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên
trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước. Theo không gian phân bố, một lớp nước
ngầm tầng sâu thường có 3 vùng chức năng :
- Vùng thu nhận nước
- Vùng chuyển tải nước
- Vùng khai thác nước có áp.
Khoảng cách giữa vùng thu nhận và vùng khai thác nước thường khá xa, từ vài chục đến vài
trăm km. Các lỗ khoan nước ở vùng khai thác thường có áp lực. Đây là loại nước ngầm có
chất lượng tốt và lưu lượng ổn định. Trong các khu vực phát triển đá cacbonat thường tồn tại
loại nước ngầm caxtơ di chuyển theo các khe nút caxtơ.

Hình 2 : Nước ngầm

3

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

I.2. Đặc điểm, thành phần và tính chất của nước cấp
I.2.1. Nước mặt
Đặc điểm:
Thành phần hóa học của nước mặt phụ thuộc vào tính chất đất đai nơi mà dòng nước chảy
qua đến các thủy vực, chất lượng nước mặt cịn chịu ảnh hưởng bởi các q trình tự
nhiên( mưa lũ, hoạt động sống và chết đi của hệ sinh vật nước,…) cũng như hoạt động của
con người. Trên cùng một con sông, chất lượng nước thường xuyên thay đổi đáng kể theo
thời gian và khơng gian.
Nước mặt có nồng độ lớn các chất lơ lửng đặc biệt là trong dòng chảy. Chất huyền phù rất
khác nhau, bắt đầu từ các hạt keo đến các nguyên tố hữu hình được trơi theo các dịng sơng
khi lưu lượng tăng đáng kể.
Sự thay đổi hàng ngày( sự chênh lệch nhiệt độ, ánh sáng mặt trời) thay đổi theo mùa, sự thay
đổi khí hậu, nhiệt độ,.. và của thực vật ( rụng lá). Chúng có thể xảy ra ngẫu nhiên như mưa,
giơng, ô nhiễm mạnh. Ở các nơi chứa nước mặt, chất lượng nước thay đổi từ bề mặt đến đáy
bể chứa (O2, Fe, Mn, khả năng oxy hóa, sinh vật nổi). Hàm lượng của mỗi yếu tố thay đổi
phụ thuộc vào chu kỳ của một năm.
Ô nhiễm hữu cơ thường dẫn đến việc phú dưỡng nguồn nước:


Nguồn ô nhiễm đến từ nguồn nước thải đơ thị: các chất cặn bã có trong nước thải đơ
thị ( q trình trao đổi chất của con người, tiện nghi nhà ở)



Nguồn ô nhiễm từ nguồn nước công nghiệp: chất ô nhiễm hữu cơ và vi ơ nhiễm hoặc
vơ cơ



Ơ nhiễm từ nguồn nơng nghiệp: phân bón, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ trơi theo nước
mưa và các dòng nước. Chất thải hữu cơ cũng tạo ra trong các trại chăn nuôi.

Lưu lượng nước phụ thuộc mạnh mẽ vào chế dộ mưa.

4

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

Thành phần và tính chất:
 Có nhiều khí hịa tan chủ yếu là oxy, có ý nghĩa rất quan trọng
 Có nhiều chất rắn lơ lửng
 Có nhiều chất hữu cơ do sinh vật bị phân hủy
 Có nhiều rong tảo, động vật nổi và thực vật nổi
 Chất lượng nước thay đổi theo mùa
 Bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi hoạt động 2 bên bờ của con người.

I.2.2. Nước ngầm
Đặc điểm:
Đặc tính chung về thành phần, tính chất của nước ngầm là nước có độ đục thấp, nhiệt độ và
các thành phần hóa học ít thay đổi, nước khơng có oxy hóa trong mơi trường khép kín là chủ
yếu, thành phần của nước có thể thay đổi đột ngột với sự thay đổi độ đục và ô nhiễm khác
nhau. Những thay đổi này liên quan đến sự thay đổi lưu lượng của lớp nước sinh ra do nước

mưa.
Thành phần, tính chất nước ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc, cấu trúc địa tầng của khu vực
và chiều sâu của lớp nước ngầm… Trong nước ngầm không chứa rong, tảo là yếu tố dễ gây
ô nhiễm nguồn nước nhưng chúng lại chứa các tạp chất hoà tan do ảnh hưởng của điều kiện
địa tầng, các q trình phong hố và sinh hố trong khu vực. Ở những vùng có điều kiện
phong hoá tốt, mưa nhiều hoặc bị ảnh hưởng của nguồn thải thì trong nước ngầm dễ bị ơ
nhiễm bởi các chất khống hồ tan, các chất hữu cơ. Bản chất địa chất của khu vực ảnh
hưởng lớn đến thành phần hố học của nước ngầm vì nước ln tiếp xúc với đất đá trong đó
nó có thể lưu thơng hoặc bị giữ lại. Giữa nước và đất ln hình thành nên sự cân bằng về
thành phần hố học, vì vậy thành phần của nước thể hiện thành phần của địa tầng khu vực
đó. Tuy vậy, nước ngầm có một số đặc tính chung là: độ đục thấp, nhiệt độ và thành phần

5

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

hố học ít thay đổi theo thời gian, ngồi ra nước ngầm thường chứa rất ít vi khuẩn, trừ
trường hợp nguồn nước bị ảnh hưởng của nước bề mặt.
Trong nước ngầm thường khơng có mặt oxi hồ tan nhưng có hàm lượng CO 2 cao, thường
có hàm lượng sắt tổng cộng với các mức độ khác nhau, từ vài mg/l đến 100 mg/l hoặc lớn
hơn, vượt xa tiêu chuẩn cho phép với nước ăn uống sinh hoạt ( tiêu chuẩn cho phép đối với
hàm lượng sắt trong nước ăn uống sinh hoạt là 0,3 mg/l, đối với khu vực đô thị là 0,5 mg/l
đối với khu vực nông thôn). Do đó cần phải xử lý trước khi đưa vào sử dụng. Một đặc điểm
khác cần quan tâm là pH trong nước thường khá thấp, nhiều nơi pH giảm đến 3 – 4 ( do hàm
lượng CO2 cao), không thuận lợi cho việc xử lý nước.

Thành phần và tính chất:
 Nhiệt độ của nước ngầm tương đối ổn định.
 Độ đục thường thay đổi theo mùa.
 Độ màu: Thường thì khơng có màu, độ màu gây ra do chứa các chất của acid humic.
 Độ khống hố thường khơng thay đổi.
 Sắt và mangan thường có mặt với các hàm lượng khác nhau.
 CO2 thường xâm thực với hàm lượng lớn.
 Oxy hồ tan thường khơng có.
 H2S thỉnh thoảng có mặt trong nước ngầm.
 NH4+ thường có mặt trong nước ngầm.
 Nitrat, Silic có hàm lượng đơi khi cao.
 Ít bị ảnh hưởng bởi các chất vô cơ và hữu cơ.

6

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

 Clo có thể bị ảnh hưởng hoặc khơng bị ảnh hưởng tuỳ theo khu vực.
 Vi sinh vật: Thường có vi khuẩn sắt
Bảng 1.1. So sánh đặc tính của nước mặt và nước ngầm
STT
1
2
3

Đặc tính
Nhiệt độ
Độ đục
Độ màu

Nước mặt
Nước ngầm
Thay đổi theo mùa
Tương đối ổn định
Thay đổi theo mùa
Ít hoặc khơng thay đổi
Gây ra do đất sét, các chất lơ Thường thì khơng màu, độ
lửng, rong tảo và do nước thải màu gây ra do có chứa các

Độ khống hóa

chất của acid humic
Thay đổi phụ thuộc vào nền Khơng thay đổi

Sắt và mangan

đất, mưa…
Thường khơng có hoặc chỉ Thường có mặt với các hàm

CO2 xâm thực
Oxy hịa tan

hiện diện với hàm lượng thấp lượng khác nhau
Khơng có
Có với hàm lượng lớn

Thường xun có, đơi khi nhỏ Khơng có

8
9

H2 S
NH4+

hoặc khơng có do ơ nhiễm
Khơng có
Thỉnh thoảng có mặt
Chỉ có trong nước mặt ơ Thường có mặt

10
11
12

nhiễm
Nitrat
Hàm lượng nhỏ
Hàm lượng đơi khi cao
Silic
Hàm lượng nhỏ
Hàm lượng đơi khi cao
Ơ nhiễm bởi các Thường có ở các khu đơ thị, Ít có

13

chất vơ cơ hữu cơ
Vi sinh vật

khu cơng nghiệp tập trung
Có chứa các VSV, virus, sinh Thường có vi khuẩn sắt

Clo

vật nổi
Khu vực bị nhiễm mặn

4
5
6
7

14

Có vùng có, vùng không

7

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

Chương II: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP
II.1. Các cơng trình thu nước
II.1.1. Cơng trình thu nước mặt

 Thường là cơng trình thu nước sơng, phải được đặt ở thượng nguồn, cách xa khu dân
cư và khu công nghiệp
 Lưu lượng thu vào không nên q 15% lưu lượng nhỏ nhất của dịng sơng
 Bờ sơng và lịng sơng phải ổn định, khơng bị sạc lở và bị bồi
 Cửa thu nước phải có đử độ sâu cần thiết và chất lượng nước thu đảm bảo
 Các tài liệu địa chất của bờ sông và lịng sơng phải được thu thập đầy đủ
 Các mục đích sử dụng nước phải được kết hợp hài hịa với nhau
 Cơng trình thu nước sơng thường được chia ra các loại sau:


Cơng trình thu nước ven bờ



Cơng trình thu nước xa bờ

a) Cơng trình thu nước mặt ven bờ
Áp dụng khi bờ sông tương đối dốc, nước ở bờ có đủ độ sâu cần thiết để thu nước và chất
lượng nước ven bờ tốt.

8

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

Cơng trình thu nước bờ sơng thường được chia ra nhiều gian để đảm bảo cấp nước liên tục

khi thau rửa, sửa chữa. Mỗi gian chia ra ngăn thu, ngăn hút. Nước từ sông vào ngăn thu qua
các cửa thu nước. Ngăn thu cịn gọi là ngăn lắng vì ở đây một phần các hạt cặn, cát, phù sa
trong nước được giữ lại. Ở cửa thu nước có đặt các song chắn làm bằng các thanh thép d=
10- 16 mm cách nhau 40- 50 mm để ngăn các vật nổi trên sơng tránh đi vào cơng trình thu.
Từ ngăn thu nước qua các lưới chắn để vào ngăn hút là nơi bố trí các ống hút của máy bơm.
Lưới chắn thường làm bằng các sợi dây thép d= 1- 1,5 mm với kích thước mắt lưới từ 2x2
đến 5x5 mm để giữ rác và rong rêu có kích thước nhỏ ở trong nước
Hình 3. Cơng trình thu nước ven bờ

Khi đất chắc;

b) Khi đất lún không đều với máy bơm đặt ngang;

Khi đất lún không đều với máy bơm đặt đứng.
Ngăn thu nước;

3- lưới chắn;

5-máy bơm li tâm đứng;

Phòng đặt máy bơm; 4- máy bơm li tâm trục ngang; 6- cửa thu nước.
b) Cơng trình thu nước mặt xa bờ
Khác với cơng trình thu nước bờ sơng, cơng trình thu nước lịng sơng khơng có cửa thu nước
ở bờ( hoặc chỉ thu nước ở bờ vào mùa lũ), mà đưa ra giữa sông, rồi dung ống dẫn nước về
ngăn thu đặt ở bờ. Cửa thu nước lịng sơng cịn gọi là họng thu nước thường là phểu hoặc
ống loe, đầu bịt song chắn và được đặt cố định dưới đáy sông bằng hệ thống cọc gỗ hoặc bê
tông.

9

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

Ở chỗ bố họng thu phải có phao cờ báo hiệu để tránh cho tàu bè đi lại không va chạm vào.

10

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

Hình 4 : Cơng trình thu nước xa bờ

Cửa thu nước; 2- Ống tự chảy; 3- Ngăn thu nước;
4- Ống hút; 5- Phao cờ báo hiệu.
II.1.2. Cơng trình thu nước ngầm
Các cơng trình thu nước ngầm gồm:



a)

Giếng khơi;

Đường hầm ngang thu nước;
Giếng khoan.
Giếng khơi:

Giếng khơi là cơng trình thu nước ngầm mạch nơng có đường kính từ 0,8- 2m, sâu từ 320m, nước chảy vào giếng qua các mạch nước ngầm ở thành bên hoặc đáy giếng, dùng để
cấp nước trong sinh hoạt. Thành giếng thường được xây cao hơn mặt đất bằng gạch, bê
tông… để tránh nước mưa chảy trên mặt đất vào giếng làm bẩn nước giếng.
b) Đường hầm ngang thu nước:
Đường hầm ngang thu nước là cơng trình thu nước ngầm mạch nơng với cơng suất lớn từ vài
chục đến vài trăm mét khối ngày.
Gồm một hệ thống ống thu nước nằm ngang đặt trong lớp chứa nước, có độ dốc để tự chảy
về giếng tập trung.

11

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

Trên đường ống cứ khoảng 25- 50m lại xây dựng một giếng thăm để kiểm tra nước chảy, lấy
cặn và thông hơi. Ống thu nước thường chế tạo bằng sành hoặc bê tơng có lỗ đường kính
8mm hoặc khe với kích thước 10-100mm.
c) Giếng khoan:
Giếng khoan là cơng trình thu nước ngầm mạch sâu với công suất lớn từ 5-500 l/s sâu vài
chục đến vài trăm mét có đường kính 100-600mm.
Giếng khoan có thể là giếng hồn chỉnh( khoan đến lớp đất cách nước), khơng hồn
chỉnh( khoan đến lưng chừng lớp đất chứa nước) , có áp hoặc khơng áp.

Giếng khoan thường có các bộ phận chính:




Cửa giếng: để theo giỏi và kiểm tra giếng.
Ống vách: là các ống nhựa, thép không gỉ, bê tông… nối với nhau.
Ống lọc: là bộ phận lọc của giếng khoang đặt trực tiếp trong đất chứa nước để thu



nước vào giếng và ngăn không cho bùn cát chui vào giếng.
Ống lắng: ở cuối ống lọc dài 2-10m để giữ lại cặn cát chui vào giếng.

II.2. Cơng trình vận chuyển nước
II.2.1. Trạm bơm cấp I:
Trạm bơm cấp I là cơng trình trung chuyển nước thô đưa về trạm xử lý nước.
Loại bơm phổ biến là bơm điện ly tâm.
Các thông số quan trọng khi thiết kế trạm bơm là: lưu lượng, cột áp và công suất bơm.

12

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

II.2.2. Trạm bơm cấp II:

Trạm bơm cấp 2 là cơng trình phân phối nước từ hố chứa nước của hệ thống xử lý nước cấp
tới nơi người dân sử dụng hoặc bồn chứa áp lực.
II.3. Các phương pháp xử lý nước cấp
II.3.1. Xử lý nước cấp bằng phương pháp lý học
 Phương pháp nhiệt:
Khi đun sôi nước ở 1000C đa số các vi sinh vật bị tiêu diệt. Còn một số ít khi nhiệt độ
tăng lên cao liền chuyển sang dạng bào tử với lớp bảo vệ vững chắc. Chúng khơng bị
tiêu diệt dù có đun sơi liên tục trong vòng 15 đến 20 phút. Để tiêu diệt được nhóm vi
khuẩn bào tử này, cần đun sơi nước đến 120 0C hoặc đun theo trình tự sau: đun sơi ở
điều kiện bình thường 15 đến 20 phút, để cho nước nguội đi đến dưới 35 0C và giữ
trong vòng hai giờ cho các bào tử phát triển trở lại, sau đó lại đun sơi nước một lần
nữa.
Phương pháp nhiệt tuy đơn giản nhưng tốn năng lượng nên thường chỉ được áp dụng
ở quy mô nhỏ.
 Khử trùng bằng tia cực tím:
Tia cực tím (UV) là tia bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 4 – 400nm. Độ dài sóng
của tia cực tím nằm ngồi vùng phát hiện, nhận biết của mắt thường. Dùng tia cực tím
để khử trùng khơng làm thay đổi tính chất hóa học và lý học của nước.
Tia cực tím tác dụng làm thay đổi DNA của tế bào vi khuẩn, tia cực tím có độ dài
bước sóng 254nm có khả năng diệt khuẩn cao nhất.
 Phương pháp siêu âm:

13

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

Dịng siêu âm với cường độ tác dụng khơng nhỏ hơn 2W/cm 2 trong khoảng thời gian
trên 5 phút có khả năng tiêu diệt tồn bộ vi sinh vật trong nước.
 Phương pháp lọc:
Đại bộ phận vi sinh vật có trong nước (trừ siêu vi trùng) có kích thước 1 – 2 µm. Nếu
đem lọc nước qua lớp lọc có kích thước khe rỗng nhỏ hơn 1 µm có thể loại trừ được
đa số vi khuẩn. Lớp lọc thường dùng là các tấm sành, tấm sứ có khe rỗng cực nhỏ.
Với phương pháp này, nước đem lọc phải có hàm lượng cặn nhỏ hơn 2mg/l.
Ưu điểm của phương pháp vật lý là khơng làm thay đổi tính chất lý hóa của nước, khơng
gây nên tác dụng phụ. Tuy nhiên do hiệu suất thấp nên thường chỉ áp dụng ở quy mô
nhỏ với các điều kiện kinh tế kỹ thuật cho phép.
II.3.2. Xử lý nước cấp bằng phương pháp hóa học
a: Làm thống:


Hịa tan oxy từ khơng khí vào nước để oxy hóa sắt(II), mangan(II) thành sắt(III),
mangan(IV) tạo thành các hơp chất hydroxit Fe(OH) 3, Mn(OH)4 kết tủa dễ lắng đọng
để khử ra khỏi nước bằng lắng và lọc.



Khử khí CO2, H2S có trong nước, làm tăng pH trong nước, tạo điều kiện thuận lơi và
đẩy nhanh quá trình oxy hóa thủy phân sắt và mangan, nâng cao cơng suất của cơng
trình lắng và lọc trong quy trình xử lý sắt và mangan.



Q trình làm thống làm tăng hàm lượng oxy hịa tan trong nước, nâng cao thế oxy
hóa khử của nước để thực hiện dễ dàng các quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong
q trình khử mùi và màu của nước.

14

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân



Có 2 phương pháp làm thống: đưa nước vào khơng khí và đưa khí vào nước( chủ
yếu là đưa nước vào khơng khí)

b: Clo hóa sơ bộ:


Cho clo vào nước trước bể lắng và lọc.



Kéo dài thời gian tiếp xúc để tiệt trùng khi nguồn nước bị nhiễm bẩn nặng.



Oxy hóa sắt hào tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hịa tan để tạo thành
các kết tủa tương ứng.



Oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu.



Trung hịa ammoniac thành cloramin có tính chất tiệt trùng kéo dài.



Ngăn chặn sự phát triển của rong rêu trong bể phản ứng và bể lắng, phá hủy tế bào
của các vi sinh vật sinh ra các chất nhày nhớt trên bề mặt bể lọc, làm tăng thời gian
chu kì lọc.

c: Keo tụ- tạo bơng:


Tạo ra các tác nhân có khả năng dính kết các chất làm bẩn nước ở dạng hịa tan lơ
lửng thành các bơng cặn có khả năng lắng trong các bể lắng và dính kết trên bề mặt
hạt của lớp vật liệu lọc với tốc độ nhanh và kinh tế nhất.



Khi trộn phèn với nước xử lý lập tức xảy ra các phản ứng hóa học và lý hóa tạo thành
hệ keo dương phân tán đều trong nước, khi được trung hòa, hệ keo dương này là các
hạt nhân có khả năng dính kết với các keo âm phân tán trong nước và dính kết với
nhau để tạo thành các bơng cặn, do đó q trình tạo nhân kết dính gọi là q trình keo
tụ, q trình dính kết cặn bẩn và nhân keo tụ gọi là q trình phản ứng tạo bơng cặn.
15

SVTH: Lê Năng Thành

MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân



Thường dùng phèn nhôm và phèn sắt.

16

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

Hình 5: Quá trình trộn và keo tụ tạo bông

d: Khử trùng nước bằng Clo và các hợp chất của clo:


Clo là một chất oxy hóa mạnh, ở bất cứ dạng nào, nguyên chất hay hợp chất khi tác
dụng với nước đều tạo ra phân tử axit hypoclorit HOCl có tác dụng khử trùng rất
mạnh.



Q trình diệt vi sinh vật xảy ra qua 2 giai đoạn. Đầu tiên chất khử trùng khuếch tán
xuyên qua vỏ tế bào vi sinh, sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại
quá trình trao đổi chất dẫn đến sự diệt vong của tế bào.



Tốc độ của quá trình khử trùng được xác định bằng động học của quá trình khuếch
tán chất diệt trùng qua vỏ tế bào và động học của quá trình phân hủy men tế bào.



Tốc độ của quá trình khử trùng tăng khi nồng độ của chất khử trùng và nhiệt độ nước
tăng, đồng thời phụ thuộc vào dạng không phân ly của chất khử trùng, vì quá trình
khuếch tán qua vỏ tế bào xảy ra nhanh hơn quá trình phân ly.



Tốc độ khử trùng bị châm đi rất nhiều khi trong nước có các chất hữu cơ, cặn lơ lững
và các chất khử khác.

e: Khử trùng bằng ozone: Ozone có cơng thức hóa học là O3. Ozone được sản xuất bằng
cách cho oxy hoặc không khí đi qua thiết bị phóng tia lửa điện. Để cấp đủ lượng ozone khử
trùng cho nhà máy xử lý nước, dùng máy phát tia lửa điện gồm hai điện cục kim loại đặt
17

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

cách nhau một khoảng cho khơng khí chạy qua. Cấp dòng điện xoay chiều vào các điện cực
để tạo ra tia hồ quang, đồng thời với việc thổi luồng khơng khí sạch đi qua khe hở giữa các
điện cực để chuyển một phần oxy thành ozone.
II.3.3. Xử lý nước cấp bằng phương pháp cơ học
Quy trình xử lý nước cấp bằng phương pháp cơ học:
a: Hồ chứa và lắng sơ bộ:Lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng, điều hòa lưu lượng
giữa dòng chảy từ nguồn nước vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước thô bơm cấp cho
nhà máy xử lý nước.
b: Song chắn và lưới chắn rác: Loại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ
các thiết bị và nâng cao hiệu quả làm sạch của các cơng trình xử lý.
c: Bể lắng cát: Tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0,2
mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,5; để loại trừ hiện tượng bào mòn các cơ cấu chuyển
động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể tạo bông và bể lắng.
d: Bể lắng: Làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hồn thành q trình làm trong
nước. Các loại bể lắng thông dụng như: lắng đứng, lắng ngang, lắng li tâm.
Hình 6 : Bể lắng đứng

18

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

Bể lọc: Lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước. Tạo điều kiện tốt để lắng các hạt
cát có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,5; để loại trừ

hiện tượng bào mòn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể
tạo bông và bể lắng. Các bể loại bể lọc thơng dụng như: lọc nhanh, lọc chậm, lọc áp lực
Hình 7 : Bể lọc nhanh trọng lực

19

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

Chương III: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP VÀ TÍNH TỐN CƠNG
TRÌNH ĐƠN VỊ
III.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý nước mặt
Dựa trên hai quy chuẩn quốc gia và thông số quan trắc nguồn nước
1: QCVN 08: 2015/BTNMT- QUY CHUẨN QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT
2: QCVN 01: 2009/BYT – QUY CHUẨN QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĂN
UỐNG
STT

Thông số

1

pH

2

Độ đục

3

Đơn Vị Đo

Kết quả đo

Các thơng
số cần xử lí

7,1

QCVN
01:2009/BYT
6,5 – 8,5

NTU

180

2

Xử lí

Độ màu

Pt-co

110

15

Xử lí

4

Colifom

MPN

1200

0

Xử lí

5

Mùi vị

Mùi mốc.
mùi đất

Khơng mùi vị
lạ

Xử lí

6

Tổng chất rắn lơ
lửng ( TSS )

mg/l

26

0

Xử lý

7

Nitrat

mg/l

4

50

Địa chỉ đo mẫu: Bản Bùa Hạ, xã Tường Phù ,thị trấn Phù Yên, Phù Yên, Sơn La, Việt Nam
Bảng 3.1.1 : Bảng quan trắc thông số nước sông Tấc

20

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh

Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

III.2. Tính tốn lưu lượng nước
Giả sử khu dân cư có 10.000 dân thuộc đơ thị loại II và ở nội đơ:
Lưu lượng ngày trung bình tính tốn cho nhà máy cấp nước được xác định theo công thức
(theo TCXDVN 33:2006):
Qngày.tb (m3/ngày) = + D
Trong đó:


qtc: tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt lấy theo bảng 3.1 ( TCXDVN 33:2006 ).



N: số dân tính tốn ứng với tiêu chuẩn cấp nước.



F: tỉ lệ dân được cấp nước lấy theo bảng 3.1 ( TCXDVN 33:2006 ).

D: lượng nước phục vụ công cộng ( tưới cây, rửa đường,… ), dịch vụ đô thị, khu cơng
nghiệp, thất thốt, nước cho bản thân nhà máy xử lý nước được tính theo bảng 3.1
(TCXDVN 33:2006 ) và lượng nước dự phòng. Lượng nước dự phòng cho phát triển công
nghiệp, dân cư và các lượng nước khác chưa tính được cho phép lấy thêm 5- 10% tổng
lượng nước cho ăn uống sinh hoạt của điểm dân cư; khi có lí do xác đáng được phép lấy
thêm nhưng không quá 15%.
Lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt:
Qsh = = = 1485 m3/ngày

Lưu lượng nước cấp cho phục vụ công cộng:

Qcc = 10%Qsh = 0.1*1485 = 148,5 m3/ngày
Lưu lượng nước cấp cho công nghiệp dịch vụ trong đô thị:
21

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

Qdv = 10%Qsh = 0,1*1485 = 148,5 m3/ngày
Lưu lượng nước cấp cho khu công nghiệp:
Qcn = 0 m3/ngày
Lưu lượng nước thất thoát:
Qtt = 15%( Qsh + Qcc + Qdv + Qcn ) = 0,15*(1485 + 148,5+ 148,5 + 0 ) = 267,3 m3/ngày
Lưu lượng nước cho yêu cầu riêng của nhà máy xử lý nước:
Qnm = 7%( Qsh + Qcc + Qdv + Qcn + Qtt ) = 0,07 * ( 148,5+ 148,5+ 148,5 + 0 + 267,3 ) = 124,74
m3/ngày
Lưu lượng nước dự phòng:
Qdp = 10%Qsh = 0,1*1485 = 248,5 m3/ngày
 D = Qcc + Qdv + Qcn + Qtt + Qnm + Qdp = 148,5 + 148,5 + 0 +267,3 + 124,74+ 148,5 =
837,54 m3/ngày
Vậy lưu lượng ngày trung bình tính tốn cho nhà máy cấp nước là:
Qngày.tb = + D = 1485+ 837,54 = 2322,54 m3/ngày

Lưu lượng nước tính tốn trong ngày dùng nước nhiều nhất và ít nhất ( m3/ngày ) là:
Qngày.max = Kngày.max*Qngày.tb = 1,2*2322,54= 2787,048 m3/ngày

Qngày.min = Kngày.min*Qngày.tb = 0,9 *4147,2 = 2090,286 m3/ngày
Hệ số dùng nước khơng điều hịa ngày kể đến cách tổ chức đời sống xã hội, chế độ làm việc
của các cơ sở sản xuất, mức độ tiện nghi, sự thay đổi nhu cầu dùng nước theo mùa cần lấy
như sau: ( TCXDVN 33:2006 )
Kngày.max = 1,2 ÷ 1,4; chọn Kngày.max = 1,2.
Kngày.min = 0,7 ÷ 0,9; chọn Kngày.min = 0,9.
Vậy lấy công xuất của nhà máy xử lý nước là 2800 m3/ngaydem

22

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh


Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt cho nhà máy cấp nước phục vụ cho khu dân cư có 10000 dân

III.3 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC
Phương án 1:
Sơ đồ công nghệ:
Nước nguồn
Trạm bơm cấp
1

Bể pha phèn
nhôm, vôi

Song chắn rác

Bể trộn đứng

Bể lắng đứng kết
hợp ngăn phản
ứng

Hồ phơi bùn

Bể lọc tiếp xúc
Đem đi xử lí

Khử trùng bằng
Clo

Bể chứa nước sạch

Trạm bơm cấp 2

23

SVTH: Lê Năng Thành
MSSV:0650020030
GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Trinh