ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

e•••&•••f

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ NƯỚC CẤP

ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP TỪ NƯỚC MẶT VÀ HỆ
THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TỪ KHU DÂN CƯ

GVHD: ThS. PHAN XUÂN THẠNH MSSV: 2014407
SVTH: LAI CẨM TÀI MSSV: 2014444
TỪ LỊCH THANH TÂM

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2023

LỜI CẢM ƠN

Xuyên suốt quá trình thực hiện và hồn thành đồ án mơn học, chúng em đã học hỏi và tiếp
nhận thêm rất nhiều kiến thức mới và bổ ích. Đồ án đã giúp chúng em hiểu rõ hơn về những
thiết bị máy móc, những công nghệ xử lý một cách cặn kẽ hơn. Quá trình trình tính tốn và
thiết kế sát với thực tế đã thôi thúc chúng em cần phải trao dồi thêm nhiều kiến thức hơn
nữa.
Chúng em xin chân thành gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Phan Xuân Thạnh, thầy đã tận
tình hướng dẫn, giải đáp những thắc mắc và cung cấp thêm nhiều kiến thức mới để giúp

chúng em hoàn thành tốt đồ án này. Đồng thời em cũng xin cảm ơn đến quý thầy cô khoa
Môi trường và Tài nguyên – trường đại học Bách Khoa TPHCM đã cung cấp kiến thức và
những kinh nghiệm có thể áp dụng vào đồ án và phục vụ cho công việc của chúng em sau
này.
Mặc dù bản thân đã rất cố gắng nhưng do kiến thức còn hạn chế và đây cũng là lần đầu tiên
được tiếp xúc, thực hiện đồ án nên bài tính tốn, bản vẽ của chúng em khơng tránh khỏi
những nhiều thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được sự thơng cảm và những ý kiến đóng
góp của thầy cô.

Trân trọng.

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

Giảng viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN


...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

Giảng viên phản biện

ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI VÀ NƯỚC CẤP

Đề tài “ Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp từ nước mặt và nước thải thải sinh hoạt từ
khu dân cư” gồm 2 phần: phần A nước cấp và phần B nước thải.

MỤC LỤC

Phần A NƯỚC CẤP .......................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ................................................................................................. 2
1.1. Mục tiêu đồ án................................................................................................. 2
1.2. Đặc tính của nước mặt.................................................................................... 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP PHỤC VỤ
SINH HOẠT................................................................................................................... 5


2.1. Xử lý nước bằng phương pháp cơ học .......................................................... 5
2.1.1. Song chắn rác, lưới chắn rác ...................................................................... 5
2.1.2. Bể lắng .......................................................................................................... 6
2.1.3. Bể lọc ............................................................................................................ 7

2.2. Xử lý nước bằng phương pháp hoá học...................................................... 10
2.2.1. Làm thoáng ................................................................................................ 10
2.2.2. Khử trùng bằng Clo .................................................................................. 11
2.2.3. Khử trùng bằng Ozone ............................................................................. 12

2.3. Xử lý nước bằng phương pháp lý học ......................................................... 12
2.3.1. Khử trùng bằng phương pháp nhiệt ....................................................... 12
2.3.2. Khử trùng bằng tia cực tím (UV) ............................................................ 12

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP ............................ 14
3.1. Cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý .............................................................. 14
3.2. Đề xuất công nghệ xử lý ............................................................................... 14
3.2.1. Chất lượng nước đầu vào ......................................................................... 14
3.2.2. Sơ đồ công nghệ đề xuất ........................................................................... 16

CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH XỬ LÝ .................. 17
4.1. Bể lắng đứng .................................................................................................. 17
4.2. Bể lọc nhanh .................................................................................................. 21

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................... 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................. 31

Phần B NƯỚC THẢI ...................................................................................................... 32


CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ............................................................................................... 33
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................... 33
1.2. Tổng quan về nước thải sinh hoạt ............................................................... 34
1.2.1. Nguồn gốc của nước thải sinh hoạt.......................................................... 34
1.2.2. Thành phần và đặc tính nước thải sinh hoạt .......................................... 34
1.2.3. Mục tiêu đồ án ........................................................................................... 36
1.2.4. Ý nghĩa của đề tài ...................................................................................... 37

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ...................................... 38
2.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học ................................................ 38

2.1.1. Song/lưới chắn rác..................................................................................... 38
2.1.2. Thiết bị nghiền, cắt vụn rác...................................................................... 41
2.1.3. Bể lắng cát .................................................................................................. 42
2.1.4. Bể tách dầu mỡ .......................................................................................... 47
2.1.5. Bể điều hòa................................................................................................. 50
2.1.6. Bể lắng ........................................................................................................ 52
2.1.7. Lọc .............................................................................................................. 56
2.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý ................................................. 57
2.2.1. Trung hòa................................................................................................... 57
2.2.2. Phương pháp keo tụ, tạo bông ................................................................. 58
2.2.3. Phương pháp hấp phụ .............................................................................. 58
2.2.4. Phương pháp oxy hóa – khử .................................................................... 59
2.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học ............................................. 61
2.3.1. Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng ....... 61
2.3.2. Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng bám dính... 65
2.3.3. Q trình xử lý kị khí với vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng .................... 68

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ......................................... 70

3.1. Sơ đồ công nghệ và thuyết minh sơ đồ........................................................ 70
3.1.1. Sơ đồ công nghệ 1 và thuyết minh ........................................................... 70
3.1.2. Sơ đồ công nghệ 2 và thuyết minh ........................................................... 73
3.1.3. Sơ đồ công nghệ 3 và thuyết minh ........................................................... 76
3.2. Lựa chọn sơ đồ công nghệ ............................................................................ 78
3.2.1. Phân tích tính chất nước thải đầu vào .................................................... 78
3.2.2. Đánh giá hiệu quả ..................................................................................... 80

CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ .................................................................... 81
4.1. Tính tốn lưu lượng dòng thải ..................................................................... 81
4.2. Bể Aerotank................................................................................................... 82
4.2.1. Đặc tính nước thải cần cho thiết kế ......................................................... 82
4.2.2. Thời gian lưu bùn được tính theo điều kiện nitrat hóa ......................... 83
4.2.3. Xác định sản lượng sinh khối ................................................................... 84
4.2.4. Kiểm lại nồng độ NOx bằng phương trình cân bằng Nitơ ..................... 84
4.2.5. Xác định khối lượng của TSS và VSS ..................................................... 84
4.2.6. Tính tốn thể tích bể Aerotank và HRT của bể Aerotank .................... 85
4.2.7. Xác định F/M và tải trọng BOD của bể Aerotank ................................. 86
4.2.8. Xác định sản lượng sinh khối quan sát được dựa theo TSS và VSS .... 86
4.2.9. Tính tốn nhu cầu Oxi của bể Aerotank ................................................. 86
4.2.10. Kiểm tra độ kiềm trong bể.................................................................... 87
4.2.11. Lượng BOD đầu ra................................................................................ 88
4.2.12. Tính tốn lượng bùn tuần hoàn ........................................................... 88
4.2.13. Tính tốn hệ thống thổi khí và thốt nước.......................................... 89
4.3. Bể Anoxic ....................................................................................................... 92
4.3.1. Tính lượng sinh khối hoạt tính ................................................................ 92

4.3.2. Tính toán tỉ số IR....................................................................................... 92
4.3.3. Tính tốn lượng NO3-N được chuyển về Anoxic để xử lý ..................... 93
4.3.4. Tính tốn thể tích bể ................................................................................. 94

4.3.5. Tính toán tỉ lệ thức ăn trên vi sinh vật của bể Anoxic ........................... 94
4.3.6. Tính tốn tỷ lệ khử Nitrat cụ thể liên quan đến vi sinh vật dị dưỡng .. 94
4.3.7. Tính tổng thể tỷ lệ khử Nitrat của vi khuẩn dị dưỡng theo MLVSS.... 95
4.3.8. Tính lượng NO3-N được khử.................................................................... 95
4.3.9. Kiểm tra độ kiềm của bể........................................................................... 95
4.3.10. Xác định năng lượng khuấy trộn cho bể Anoxic ................................ 96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................... 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................. 98

Danh mục bảng

Bảng 1 Chất lượng nước thải đầu vào ............................................................................... 15
Bảng 2 Thông số thiết kế bể lắng đứng............................................................................. 21
Bảng 3 Thông số bể lọc nhanh .......................................................................................... 29
Bảng 4 Số liệu đánh giá chất lượng nước thải .................................................................. 35
Bảng 5 Tải trọng chất bẩn sinh hoạt.................................................................................. 36
Bảng 6 Tính chất nước thải đầu vào.................................................................................. 37
Bảng 7 Phân loại chắn rác ................................................................................................. 39
Bảng 8 Thông số thiết kế bể lắng cát ngang ..................................................................... 44
Bảng 9 Thơng số thiết kế bể lắng cát thổi khí ................................................................... 46
Bảng 10 Thành phần nước thải đầu vào và quy chuẩn đầu ra........................................... 79
Bảng 11 Bảng dự đoán hiệu suất xử lý nước thải của hệ thống ........................................ 80
Bảng 12 Hệ số khơng điều hịa chung............................................................................... 81
Bảng 13 Thơng số thiết kế bể Aerotank ............................................................................ 82
Bảng 14 Bảng tóm tắt thiết kế bể Aerotank ...................................................................... 91
Bảng 15 Thông số thiết kế bể Anoxic ............................................................................... 92
Bảng 16 Bảng tóm tắt thiết kế bể Anoxic ......................................................................... 96


Danh mục hình ảnh

HÌNH 1 Song chắn rác được làm sạch bằng cơ học.......................................................... 40
HÌNH 2 Vị trí thiết bị nghiền rác ...................................................................................... 42
HÌNH 3 Bể lắng cát ngang hai mương nước..................................................................... 44
HÌNH 4 Bể lắng cát thổi khí.............................................................................................. 46
HÌNH 5 Bể tách dầu ngang tự nhiên ................................................................................. 48
HÌNH 6 Bể tách dầu dạng trịn .......................................................................................... 49
HÌNH 7 Bể tách dầu dạng nghiêng ................................................................................... 50
HÌNH 8 Hai loại bể điều hịa............................................................................................. 51
HÌNH 9 Bể lắng ngang...................................................................................................... 53
HÌNH 10 Bể lắng đứng ..................................................................................................... 54
HÌNH 11 Bể lắng ly tâm ................................................................................................... 56
HÌNH 12 Bể lọc áp lực...................................................................................................... 57
HÌNH 13 Các giai đoạn hoạt động của bể SBR ................................................................ 64
HÌNH 14 Mương oxy hóa ................................................................................................. 65
HÌNH 15 Đĩa quay sinh học .............................................................................................. 66
HÌNH 16 Bể MBR hiếu khí (bên phải) và thiếu khí (bên trái).......................................... 67
HÌNH 17 Cấu tạo bể UASB .............................................................................................. 69

Phần A
NƯỚC CẤP

1

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Mục tiêu đồ án

Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp từ nước mặt phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt,
nước sau xử lý đạt QCVN 01-1:2018/BYT.

1.2. Đặc tính của nước mặt
• Hiện trạng nước mặt Việt Nam

Tài nguyên nước mặt của nước ta tương đối phong phú, chiếm khoảng
2% tổng lượng dòng 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
của tài nguyên nước mặt là những biến đổi mạnh mẽ theo thời gian (dao động giữa
các năm và phân phối không đều trong năm) và cịn phân bố rất khơng đều giữa các
hệ thống sông và các vùng.
• Vấn đề ơ nhiễm và cạn kiệt và nhu cầu dùng nước tăng lên mạnh mẽ

Theo kết quả đánh giá năm 1999, tổng lượng nước cần dùng của cả
nước chiếm khoảng 8,8% tổng lượng dòng chảy năm tương ứng với tần suất 75%,
tăng lên tới 12,5% vào năm 2000 và 16,5% vào khoảng năm 2010. Tổng lượng nước
dùng để tưới cho cây trồng khá lớn, từ 41 km3 (chiếm 89,8%) năm 1985, tăng lên
46,9 km3 (năm 1990) và 60 km3 năm 2000 (chiếm 85%).

Lượng nước cần dùng trong mùa cạn rất lớn, nhất là lượng nước dùng
cho nông nghiệp. Tổng lượng nước cần dùng trong mùa cạn năm 2000 đạt tới 70,7
km3 , chiếm khoảng 42,4% tổng lượng nước có khả năng cung cấp trong mùa cạn
(bao gồm nước sông, nước dưới đất và nước do các hồ chứa điều tiết), hay 51% tổng
lượng dòng chảy mùa cạn tương ứng với tần suất 75%. Vào khoảng năm 2010, tổng
lượng nước cần dùng trong mùa cạn có thể tới 90 km3 , chiếm khoảng 54% tổng
lượng nước có thể cung cấp hay 65% tổng lượng dòng chảy trong mùa cạn tương
ứng với tần suất 75%.

Sự gia tăng dân số và các hoạt động của con người sẽ ngày càng tác
động mạnh mẽ đến mơi trường tự nhiên nói chung và mơi trường nước nói riêng.
Những hoạt động tự phát, khơng có quy hoạch của con người như chặt phá rừng bừa


2

bãi, canh tác nông lâm nghiệp không hợp lý và thải chất thải bừa bãi vào các thuỷ
vực... đã và sẽ gây nên những hậu quả rất nghiêm trọng, làm cho nguồn nước bị cạn
kiệt, bị ơ nhiễm, hạn hán có khả năng càng khốc liệt. Nguy cơ thiếu nước sạch càng
trầm trọng, nhất là vào mùa cạn ở các vùng mưa ít.

Vì vậy, cần có các giải pháp quản lý, khai thác và bảo vệ tốt tài nguyên
nước. Trước hết, cần phải củng cố, bổ sung mạng lưới điều tra quan trắc tài nguyên
nước, bao gồm cả nước mặt và nước dưới đất, cả lượng và chất, hình thành mạng
lưới quan trắc điều tra tài nguyên nước thống nhất trong phạm vi cả nước, tiến hành
kiểm kê đánh giá tài nguyên nước trong các lưu vực sông, các vùng và toàn lãnh
thổ. Trên cơ sở kiểm kê đánh giá tài nguyên nước và cân bằng kinh tế nước mà xây
dựng chiến lược, chính sách phát triển bền vững tài nguyên nước quốc gia nói chung
và cho các lưu vực nói riêng. Cần thực hiện nghiêm chỉnh Luật Tài nguyên Nước
và đẩy mạnh hoạt động của Hội đồng Tài nguyên Nước Quốc gia và Ban quản lý
lưu vực các sơng.
• Thành phần, tính chất

Việt Nam có hơn 2000 con sơng lớn dọc từ Bắc vào Nam đều bắt đầu
từ nước ngồi, vì thế có tính phụ thuộc cao (về sự phát triển Kinh tế - Xã hội, ô
nhiễm, phá rừng…). Một số thành phần và tính chất có trong nước mặt như:

- Có nhiều chất hịa tan, chủ yếu là ơxi và có ý nghĩa rất quan trọng
- Chất rắn lơ lững. chất hữu cơ do vi sinh vật bị phân hủy, rong tảo, thực vật
- nổi, động vật nổi, các vi sinh vật ( vi trùng và virut, vi khuẩn,…).
- Các hóa chất hịa tan dưới dạng ion và phân tử, có nguồn gốc hữu cơ và vô cơ.
- Các chất rắn lơ lửng hoặc huyền phù dạng hữu cơ hoặc vơ cơ.
• Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước:
- Chỉ tiêu vật lý: nhiệt độ, độ màu, độ đục, mùi vị, pH, độ nhớt, tính phóng xạ, độ


dẫn điện (EC),…

3

- Chỉ tiêu hóa học: nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD),
lượng oxy hịa tan (DO), độ cứng, độ kiềm tồn phần, hàm lượng H2S, Cl- ,
SO42-, PO43- , F- ,I- , Fe2+, Mn2+, các hợp chất nitơ, các hợp chất axit cacbonic.

4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP PHỤC
VỤ SINH HOẠT

2.1. Xử lý nước bằng phương pháp cơ học
2.1.1. Song chắn rác, lưới chắn rác

Song chắn và lưới chắn đặt ở cửa dẫn nước vào cơng trình thu làm
nhiệm vụ 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. Vật nổi và vật lơ lửng
trong nước có thể có kích thước nhỏ như que tăm nổi, hoặc nhành cây non khi đi
qua máy bơm vào các cơng trình xử lý có thể bị tán nhỏ hoặc thối rửa làm tăng
hàm lượng cặn và độ màu của nước. Song chắn rác có cấu tạo gồm các thanh thép
tiết diện trịn cỡ 8 hoặc 10, hoặc tiết diện hình chữ nhật kích thước 6 x 50 mm đặt
song song với nhau và hàn vào khung thép. Khoảng cách giữa các thanh thép từ
40 ÷ 50 mm. Vận tốc nước chảy qua song chắn khoảng 0,4 ÷ 0,8 m/s. Song chắn
rác được nâng thả nhờ ròng rọc hoặc tời quay tay bố trí trong ngăn quản lý. Hình
dạng song chắc rác có thể là hình chữ nhật, hình vng hoặc hình trịn. Lưới chắn
rác phẳng có cấu tạo gồm một tấm lưới căng trên khung thép. Tấm lưới đan bằng
các dây thép đường kính 1 ÷ 1,5 mm, mắt lưới 2 x 2 ÷ 5 x 5 mm. Trong một số

trường hợp, mặt ngoài của tấm lưới đặt thêm một tấm lưới nữa có kích thước mặt
lưới 25 x 25 mm đan bằng dây thép đường kính 2 – 3 mm để tăng cường khả năng
chịu lực của lưới. Vận tốc nước chảy qua băng lưới lấy từ 0,15 ÷ 0,8 m/s. Lưới
chắn quay được sử dụng cho các công trình thu cỡ lớn, nguồn nước có nhiều. Cấu
tạo gồm một băng lưới chuyển động liên tục qua hai trụ tròn do một động cơ kéo.
Tấm lưới gồm nhiều tấm nhỏ nối với nhau bằng bản lề. Lưới được đan bằng dây
đồng hoặc dây thép không gỉ đường kính từ 0,2 ÷ 0,4. Mắt lưới kích thước từ 0,3
x 0,3 mm đến 0,2 x 0,2 mm. Chiều rộng băng lưới từ 2 ÷ 2,5 m. Vận tốc nước chảy
qua băng lưới từ 3,5 ÷ 10 cm/s, cơng suất động cơ kéo từ 2 ÷ 5 kW.

5

2.1.2. Bể lắng
2.1.2.1. Bể lắng ngang

Nhiệm vụ của bể lắng là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát kích thước lớn
hơn hoặc bằng 0,2 mm và tỷ trọng lớn hơn hoặc bằng 2,6 để loại trừ hiện tượng
bào mịn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng 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 nước theo phương nằm ngang và có dạng đường
thẳng. Trường 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 đường cong và tốc độ
lắng của chúng cũng tăng dần. Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu
lượng nước lớn hơn 3000 m3/ngày đêm.

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 nước
vào bể, vùng lắng cặn, hệ thống thu nước đã lắng, hệ thống thu xả cặn.

2.1.2.2. Bể lắng đứng
Bể lắng đứng 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. Bể lắng đứng thường có mặt bằng hình vng hoặc hình trịn. Ứng dụng
cho trạm có cơng suất nhỏ (Q ≤ 5000 m3 /ngđ).
Nước được chảy qua ống trung tâm ở giữa bể rồi đi xuống phía dưới qua bộ
phận hãm làm triệt tiêu chuyển động xoáy rồi đi vào vùng lắng, chuyển động theo
chiều đứng từ dưới lên trên. Các hạt cặn có tốc độ lắng lớn hơn tốc độ chuyển động
của nước tự lắng xuống, các hạt còn lại bị dòng nước cuốn lên trên, kết dính với
nhau (trường hợp có sử dụng chất keo tụ) trở thành hạt có kích thước lớn dần, đến
khi trọng lực đủ lớn, thắng lực đẩy của nước thì chúng sẽ tự lắng xuống.
Bể lắng đứng được chia thành hai vùng: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình
hộp ở trên và vùng chứa, nén cặn có dạng hình cơn ở phía dưới, cặn được đưa ra
ngoài theo chu kỳ bằng ống qua van xả cặn. Nước trong được thu ở phía dưới của

6

bể lắng thơng qua hệ thống máng vịng xung quanh bể hoạc các ống máng có đục
lỗ hình nan quạt, nước chảy trong ống hoặc trong máng với vận tốc 0.6 – 0.7 m/s.
Hiệu suất thấp hơn bể lắng ngang từ 10 – 20%.
2.1.2.3. Bể lắng li tâm

Bể lắng li tâm có dạng hình trịn, đường kính từ 5m trở lên. Thường dùng để
sơ lắng nguồn nước có hàm lượng cặn cao, Co > 2000 mg/l. Áp dụng cho trạm có
công suất lớn Q ≥ 30.000 m3/ngđ và có hoặc khơng dùng chất keo tụ.

Nước được chuyển động theo nguyên tắc từ phía tâm bể ra phía ngồi và từ
dưới lên trên. Bể có hệ thống gạt bùn đáy nên khơng u cầu có độ dốc lớn nên
chiều cao của bể chỉ cần khoảng 1.5 – 3.5m, thích hợp với khu vực có mực nước
ngầm cao, bể có thể hoạt động liên tục vì việc xả cặn có thể tiến hành song song

với quá trình hoạt động của bể. Tốc độ của dịng nước giảm dần từ phía trong ra
ngoài, ở vùng trong do tốc độ lớn nên các hạt cặn khó lắng hơn, đôi khi xuất hiện
chuyển động khối. Mặt khác, phần nước trong chỉ được thu bằng hệ thống máng
vòng xung quanh bể nên thu nước khó đều. Ngồi ra hệ thống gạt bùn cấu tạo phức
tạp và làm việc trong điểu kiện ẩm ướt nên chóng bị hư hỏng.
2.1.3. Bể lọc

Bể lọc được dung để lọc một phần hay toàn bộ cặn bẩn có trong nước
tùy thuộc vào yêu cầu đối với chất lượng nước của các đối tượng dùng 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 giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi
trùng có trong nước. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt
tiêu chuẩn cho phép ( ≤ 3 mg/l).

Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại, làm tốc độ lọc
giảm dần. Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể 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 luôn
luôn phải hồn ngun. Chính vì vậy q trình lọc nước được đặc trưng bởi thông
số cơ bản: Tốc độ lọc và chu kỳ lọc. Tốc độ lọc là lượng nước được lọc qua một

7

đơn vị diện tích bề mặt của bể lọc trong một đơn vị thời gian (m/h). Chu kỳ lọc là
khoảng thời gian giữa hai lần rửa lọc T (h).
2.1.3.1. Vật liệu lọc

Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của các bể lọc, nó đem lại hiệu quả làm việc và
tính kinh tế của quá trình lọc. Vật liệu lọc hiện nay được dùng phổ biến nhất là cát
thạch anh tự nhiên. Ngồi ra cịn có tể sử dụng một số vật liệu lọc khác như: Cát
thạch anh nghiền, đá hoa nghiền, than antraxit (than giấy), polime, … Vật liệu lọc

phải đảm bảo các yêu cầu sau: Giá thành rẻ, dễ tìm, dễ vận chuyển; độ đồng nhất
cao về thành phần; độ đồng nhất về kich thước hạt càng co càng tốt; có độ bền cơ
học cao; có độ bền hóa học cao.
2.1.3.2. Phân loại
o Theo tốc độ lọc: Bể lọc nhanh, bể lọc chậm, bể lọc cao tốc.
o Theo chế độ dòng chảy: Bể lọc trọng lực, bể lọc áp lực.
o Theo chiều của dịng nước: Bể lọc xi, bể lọc ngược, bể lọc hai chiều.
o Theo số lượng lớp vật liệu lọc: Bể lọc một lớp, bể lọc hai lớp…
o Theo cỡ hạt lớp vật liệu lọc: Bể lọc hạt nhỏ ( d < 0.4mm), hạt vừa ( d = 0.4 –

0.8mm), hạt thô ( d > 0.8mm).
2.1.3.3. Một số loại bể lọc
2.1.3.3.1. Bể lọc nhanh

Theo nguyên tắc cấu tạo và hoạt động, bể lọc nhanh bao gồm bể lọc
một chiều và bể lọc hai chiều.

Nước từ bể lắng đưa vào lọc có thể đi qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống
( lọc xuôi), từ dưới lên ( lọc ngược), hoặc cả hai chiều ( lọc hai chiều), qua hệ
thống thu nước trong sau đó được chuyển sang bể chứa nước sạch.

Sử dụng dòng chảy từ trên xuống (lọc xi) có ưu điểm là tạo được
động lực cho quá trình lọc nhờ áp lực của nước nhưng nhược điểm là sau khi
rửa lọc hiệu quả lọc bị giảm do khi rửa lọc có thể làm cho các hạt lọc bé bị đẩy
lên trên và các hạt to bị giữ lại ở đáy, do vậy khi lọc sẽ nhanh tắc bể lọc hơn.

8

Sử dụng dòng chảy ngược chiều từ dưới lên trên sẽ khắc phục được
hiện tượng trên, khả năng giữ lại chất bẩn cũng tăng lên vì tốc độ của hạt cặn

chịu ảnh hưởng của hai lực ngược chiều nhau: lực đẩy của dòng nước và trọng
lực của hạt cặn. Nhưng khuyết điểm là khó vệ sinh và phải thay mới vật liệu
lọc.

Hiệu quả làm việc của bể lọc phụ thuộc vào kết quả của quá trình rửa
lọc. Nếu rửa không sạch, bể lọc làm việc không đạt hiệu quả mong muốn, chu
kỳ làm việc của bể bị rút ngắn. Để rửa bể lọc nhanh có thể dùng hai phương
pháp: rửa bằng nước thuần túy hoặc rửa bằng nước và gió kết hợp.
Rửa lọc gồm 4 bước:

Bước 1: Xác định thời điểm rửa lọc bằng cách đo chênh lệch áp suất trước và
sau bể lọc.

Bước 2: Cho khí, nước hoặc dịng khí và nước qua hệ thống phân phối nước
rửa lọc ngược chiều với chiều lọc. Quá trình rửa lọc thực hiện đến khi nước
trong rồi dừng lại Cường độ rửa từ 2 – 20 l/s.m2.

Bước 3: Cho nước vào bể đến mực nước thiết kế, cho bể làm việc.
Bước 4: Xả bỏ lược nước ban đầu trong khoảng 10 phút vì chất lượng nước
lọc ngay sau rửa lọc không đảm bảo.
2.1.3.3.2. Bể lọc chậm

Lọc chậm thường được áp dụng cho xử lý nước uống, đôi khi còn được
sử dụng cho các mục đích cấp nước khác.

Do đặc điểm của bể là tốc độ lọc chậm nên hiệu quả làm sạch nước cao,
loại trừ được đến 90 – 95% cặn bẩn và vi trùng trong nước. Nhược điểm của
phương pháp này là tốn diện tích xây dựng do diện tích lọc lớn, khó khăn trong
việc cơ giới hóa và tự động hóa q trình rửa lọc. Vì vậy, lọc chậm thường
không được áp dụng đối với nhà máy có cơng suất lớn.


Bể lọc chậm đạt được hiệu quả cao trong việc loại bỏ cặn bẩn lơ lửng
vì vật liệu lọc là các hạt cát mịn nhưng chỉ áp dụng đối với nguồn nước có độ
đục dưới 50mg/l, trường hợp nước có độ đục cao hơn cần có xử lý sơ bộ trước

9

khi đưa vào bể lọc chậm (lắng keo tụ, lọc nhanh…), nếu nguồn nước bị nhiễm
bẩn rong tảo cần có biện pháp ngăn ngừa.

Nguyên lý làm việc của bể lọc chậm: Trước khi cho bể hoạt động cần
đưa nước dâng dần từ dưới lên để đuổi hết khơng khí ra khỏi lớp cát lọc. Khi
nước dâng cao hơn mặt cát lọc 20 – 30cm thì ngừng cấp nước và cho nước
nguồn vào bể đến độ cao thiết kế. Điều chỉnh tốc độ lọc cho bể làm việc theo
đúng tốc độ tính tốn. Trong q trình lọc, cặn bẩn trong nước thơ sẽ được tích
lũy ở lớp màng mỏng trên cùng của lớp vật liệu lọc, tạo thành lớp màng làm
giảm khe rỗng giữa các hạt vật liệu lọc làm tổn thất áp lực tăng lên, đến khi đạt
giới hạn nhất định cần ngừng vận hành và tiến hành rửa lọc. Mức độ tổn thất áp
lực càng tăng khi hàm lượng cặn trong nước càng lớn, vận tốc lọc càng cao và
kích thước hạt vật liệu càng nhỏ. Tổn thất áp lực của bể lọc thường được tính
bằng thực nghiệm.

Ngoài 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 bệnh như tả, lỵ, thương hàn. Để
ngăn ngừa các bệnh dịch, nước cấp cho sinh hoạt phải được khử trùng. Với các
hệ thống cấp nước công nghiệp cũng cần phải khử sạch các loại vi sinh vật để
ngăn ngừa sự kết bám của chúng lên 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 quá trình xử lý cơ học khơng thể loại trừ được tồn bộ vi sinh vật
và vi trùng có trong nước. Để tiêu diệt được toàn bộ vi sinh vật, cần tiến hành

các biện pháp khử trùng nước. Theo nguyên lý, các q trình khử trùng có thể
là lý học hoặc hóa học.
2.2. Xử lý nước bằng phương pháp hố học
2.2.1. Làm thoáng

Bản chất của quá trình làm thống là hịa tan oxy từ khơng khí vào nước
để oxy hóa sắt hóa trị II, mangan hóa trị II thành sắt hóa trị III, mangan hóa trị IV
tạo thành các hợp chất hydroxyl sắt hóa trị III và hydroxyl mangan hóa trị IV
Mn(OH)4 kết tủa dễ lắng đọng để khử ra khỏi nước bằng lắng, lọc.

10

Có hai phương pháp làm thoáng:
- Đưa nước vào trong khơng khí: cho nước phun thành tia hay thành màng mỏng

chảy trong không khí ở các dàn làm thống tự nhiên, hay cho nước phun thành
tia và màng mỏng trong các thùng kín rồi thổi khơng khí vào thùng như ở các
dàn làm thoáng cưỡng bức.
- Đưa khơng khí vào nước: dẫn và phân phối khơng khí nén thành các bọt nhỏ
theo dàn phân phối đặt ở đáy bể chứa nước, các bọt khí nổi lên, nước được làm
thoáng.
Hỗn hợp hai phương pháp trên: làm thoáng bằng máng tràn nhiều bậc và phun trên
mặt nước.
2.2.2. Khử trùng bằng 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 HOC có tác dụng khử
trùng rất mạnh. Quá trình diệt vi sinh vật xảy ra qua hai 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 khơng 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 chậm đi rất nhiều khi trong nước có các chất hữu cơ, cặn lơ lửng và các
chất khử khác.
Ưu điểm:
- Khả năng đạt được hiệu quả khử trùng với chi phí thấp hơn tia cực tím hay

ozone.
- Có khả năng ngăn ngừa sự tái nhiễm vi sinh vật trong nước thải.
- Phát huy hiệu quả trên hầu hết các loại vi sinh vật.

11