Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp. 

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KEO TỤ CỦA CÁC
LOẠI HÓA CHẤT ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ XỬ
LÝ NƯỚC CẤP

Họ và tên sinh viên: LÊ THỊ NGỌC CHÂU
Ngành

: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Niên khóa

: 2007 - 2011

Tháng 06/2011


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KEO TỤ CỦA CÁC LOẠI
HÓA CHẤT ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Tác giả

LÊ THỊ NGỌC CHÂU

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn
Th.S HUỲNH NGỌC ANH TUẤN

Tháng 06/2011

ii


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp. 

LỜI CẢM ƠN
Để có được như ngày hôm nay, để hoàn thành khóa luận tốt nghiêp - cái mốc đánh
dấu sự trưởng thành của một đời sinh viên ở trường đại học - tôi xin gửi lời cảm ơn
sâu sắc và chân thành đến những người thân trong gia đình tôi cho dù đó là sự giúp
đỡ về mặt tinh thần hay vật chất, đã giúp tôi vượt qua được một đoạn đường dài
trong cuộc đời, đặc biệt là Mẹ vì những lo toan, âm thầm chăm sóc và dõi theo
những bước chân của tôi, để tôi có động lực vượt qua những khó khăn.
Tiếp theo, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô ở bộ môn Công Nghệ Hóa Học
của trường Đại học Nông Lâm Tp. HCM - nơi tôi gắn bó suốt 4 năm đại học - đã
cung cấp cho tôi những kiến thức cơ bản để tôi có thể hoàn thành khóa luận tốt
nghiệp của mình và vững bước trong cuộc sống đặc biệt tôi vô cùng biết ơn thầy

trưởng bộ môn PGS TS Trương Vĩnh vì tất cả những gì thầy đã làm cho các thế hệ
sinh viên của bộ môn Công Nghệ Hóa Học.
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy hướng dẫn Th.S Huỳnh Ngọc Anh
Tuấn vì những sự giúp đỡ cũng như những động viên, đã tận tình hướng dẫn, chia
sẻ nguồn tài liệu quý báu để khóa luận của tôi đạt kết quả tốt nhất.
Qua đây tôi cũng xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến các anh chị trong công ty Cổ Phần
B.O.O Nước Thủ Đức đã hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất và chia sẻ
những kinh nghiệm trong lúc tôi làm thí nghiệm tại công ty.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp DH07HH vì đã cùng tôi vượt qua
những khó khăn, vui, buồn trong học tập lẫn trong cuộc sống và là động lực để tôi
cố gắng trong học tập.
Mặc dù rất cố gắng nhưng không thể tránh những sai sót, rất mong nhận được
ý kiến đóng góp của thầy cô và bạn bè.
Tp.HCM, ngày 20 tháng 06 năm 2011
Sinh viên thực hiện

Lê Thị Ngọc Châu

i


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

TÓM TẮT KHÓA LUẬN
Đề tài “Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loai hóa chất ứng dụng
trong công nghệ xử lý nước cấp” được tiến hành tại Phòng hóa nghiệm của
công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức, thời gian từ 01/03/2011 đến
01/06/2011
Trong khóa luận này sẽ nghiên cứu các phương pháp hóa lý trong xử lý nước

cấp, cụ thể là phương pháp phổ biến nhất hiện nay là phương pháp keo tụ tạo
bông với 05 loại hóa chất mà đề tài đang nghiên cứu để tìm ra loại hóa chất tối
ưu mà vẫn đảm bảo tính kinh tế khi sử dụng loại hóa chất đó trong thực tế.
Những yêu cầu trên đã đặt ra cho khóa luận hai mục tiêu chính:
 Thí nghiệm jartest để xác định pH, lượng hoá chất keo tụ tối ưu và loại hoá
chất keo tụ xử lý hiệu quả.
 Đánh giá hiệu quả kinh tế khi sử dụng các loại hóa chất trong công nghệ xử
lý nước cấp.
Khóa luận đã hoàn thành hai mục tiêu với kết quả như sau:
Phèn Nhôm Al2(SO4)3.18H2O có lượng hóa chất tối ưu 0,035 kg/m3, pH tối ưu
6,5, hiệu suất xử lý 98,55%, pH sau lắng 5,95.
PAC (polyaluminium chloride) màu vàng nhạt có lượng hóa chất tối ưu 0,008
kg/m3, pH tối ưu 7,0, hiệu suất xử lý 98,84%, pH sau lắng 7,05.
PAC (polyaluminium chloride) màu cam có lượng hóa chất tối ưu 0,01 kg/m3,
pH tối ưu 8,0, hiệu suất xử lý 98,55%, pH sau lắng 7,5.
PAC (polyaluminium chloride) màu trắng có lượng hóa chất tối ưu 0,03 kg/m3,
pH tối ưu 8,0, hiệu suất xử lý 99,13%, pH sau lắng 7,45.
PAC (polyaluminium chloride) màu vàng đậm có lượng hóa chất tối ưu 0,01
kg/m3, pH tối ưu 7,5, hiệu suất xử lý 98,75%, pH sau lắng 7,1.
Qua phân tích, tác giả chọn PAC (polyaluminium chloride) màu vàng nhạt là
loại hóa chất keo tụ xử lý hiệu quả nhất trong 05 loại hóa chất mà đề tài nghiên cứu.
ii


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

ABSTRACT
The thesis "The study, evaluates the ability of coagulation chemicals used in
water treatment technology" was conducted at the laboratory of Company corporation

B.O.O Water Thu Duc, the period from 01/03/2011 to 01/06/2011.
The above requirements have been set for the thesis two main objectives:
• Jartest experiment to determine the pH of optimal chemical coagulation and
flocculation chemicals handled efficiently.
• Assess the economic efficiency of using chemicals in drinking water treatment
technology.
Thesis finished two goals with the following results:
Al2 (SO4) 3.18H2O had optimum concentration 0,035 kg/m3, the optimal pH 6,5,
processing efficiency 98,55%, pH 5,95 after settling.
PAC (polyaluminium chloride) bright yellow had optimum concentration 0,008
kg/m3, the optimal pH 7,0, processing efficiency 98,84%, pH 7,05 after settling.
PAC (polyaluminium chloride) orange had optimum concentration 0,01 kg/m3,
the optimal pH 8,0, processing efficiency 98,55%, after settling pH 7,5.
PAC (polyaluminium chloride) white had optimum concentration 0,03 kg/m3 ,
optimal pH 8,0, processing efficiency 99,13%, pH 7,45 after settling.
PAC (polyaluminium chloride) dark yellow had optimum concentration 0,01
kg/m3, the optimal pH 7,5, processing efficiency 98,75%, after settling pH 7,1.
After analysis, the authors selected PAC (polyaluminium chloride) bright
yellow is most effective in 05 types of chemicals that research.

iii


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN ............................................................. Error! Bookmark not defined.
TÓM TẮT KHÓA LUẬN ........................................................................................... ii

MỤC LỤC ....................................................................................................................iv
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH .....................................................................................................ix
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ..................................Error! Bookmark not defined.xi
Chương 1. MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 1
1.1. Tính cấn thiết của đề tài ........................................................................................ 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................................. 3
1.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................. 3
1.4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 4
1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 4
1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài............................................................. 4
1.7. Tính mới của đề tài ................................................................................................ 5
Chương 2. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ................................................................... 6
2.1. Tổng quan về công ty ............................................................................................ 6
2.1.1. Sơ lược về công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức ............................................ 6
2.1.2. Qui trình công nghệ xử lý nước cấp ở công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức . 8
2.1.3. Thuyết minh qui trình ........................................................................................... 9
2.2. Một số phương pháp xử lý nước cấp ...................................................................... 9
2.3. Quá trình keo tụ - tạo bông ..................................................................................10
2.3.1. Cấu tạo hạt keo ..................................................................................................10
2.3.2. Tính chất của hệ keo ..........................................................................................11
2.3.3. Cơ chế của quá trình keo tụ ...............................................................................13
2.3.4. Các hóa chất keo tụ ............................................................................................15
2.4. Quy chuẩn kỹ thuật chất lượng nước ăn uống ................................................18
Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................19
3.1. Thời gian, địa điểm, đối tượng nghiên cứu .......................................................19
iv


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử

lý nước cấp.

3.2. Thí nghiệm Jartest ...............................................................................................19
3.2.1 Mục đích thí nghiệm ............................................................................................19
3.2.2. Dụng cụ và hóa chất ...........................................................................................20
3.2.3. Các bước tiến hành thí nghiệm ...........................................................................23
3.4. Số lượng mẫu thí nghiệm Jartest ......................................................................24
3.4.1. Số lượng mẫu thí nghiệm 1 ................................................................................24
3.4.2. Số lượng mẫu thí nghiệm 2 ................................................................................25
3.4.3. Số lượng mẫu trí thí nghiệm 3 ............................................................................27
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................28
4.1. Kết quả thí nghiệm Jartest của Phèn Nhôm Al2(SO4)3.18H2O (H1) ..............28
4.2. Kết quả thí nghiệm Jartest của PAC vàng nhạt (H2) ......................................33
4.3. Kết quả thí nghiệm Jartest của PAC màu cam (H3)........................................38
4.4. Kết quả thí nghiệm Jartest của PAC màu trắng (H4) ....................................43
4.5. Kết quả thí nghiệm Jartest của PAC vàng đậm (H5) ......................................48
4.6. Tổng hợp kết quả và thảo luận...........................................................................54
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................56
5.1.Kết Luận ................................................................................................................56
5.2.Kiến Nghị ...............................................................................................................56
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................57
PHỤ LỤC ....................................................................................................................58

v


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Nhu cầu cấp nước ở thành phố Hồ Chí Minh ..................................................... 1
Bảng 3.1 Bảng danh sách dụng cụ và hóa chất trong thí nghiệm Jartest. ........................ 22
Bảng 3.2 Bảng số lượng mẫu thí nghiệm 1 (lần 1)........................................................... 25
Bảng 3.3 Bảng số lượng mẫu thí nghiệm 1 (lần 2) .......................................................... 25
Bảng 3.4 Bảng số lượng mẫu thí nghiệm 2 (lần 1) .......................................................... 26
Bảng 3.5 Bảng số lượng mẫu thí nghiệm 2 (lần 2)........................................................... 26
Bảng 3.6 Bảng số lượng mẫu thí nghiệm 3 ...................................................................... 27
Bảng 4.1.1 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ phèn (H1) ở thí nghiệm 1
(lần 1) ................................................................................................................................ 28
Bảng 4.1.2 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ phèn (H1) ở thí nghiệm 1
(lần 2). ............................................................................................................................... 28
Bảng 4.1.3 Bảng số liệu giá trị độ đục khi điều chỉnh pH và cố định nồng độ phèn (H1)
ở thí nghiệm 2 (lần 1). ...................................................................................................... 29
Bảng 4.1.4 Bảng số liệu giá trị độ đục khi điều chỉnh pH và cố định nồng độ phèn (H1)
ở thí nghiệm 2 (lần 2) ....................................................................................................... 30
Bảng 4.1.5 Bảng số liệu giá trị độ đục, pH sau lắng khi thay đổi nồng độ phèn (H1) ở
thí nghiệm 3 (lần 1) .......................................................................................................... 31
Bảng 4.1.6 Bảng số liệu giá trị độ đục, pH sau lắng khi thay đổi nồng độ phèn (H1) ở
thí nghiệm 3 (lần 2) .......................................................................................................... 31
Bảng 4.1.7 Bảng số liệu giá trị độ đục trung bình, pH sau lắng trung bình và hiệu suất
sau xử lý khi thay đổi nồng độ phèn (H1) ở thí nghiệm 3................................................ 31
Bảng 4.1.8 Bảng ANOVA của phèn (H1) ........................................................................ 29
Bảng 4.2.1 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ PAC (H2) ở thí nghiệm 1
(lần 1) ................................................................................................................................ 32
Bảng 4.2.2 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ PAC (H2) ở thí nghiệm 1
(lần 2). ............................................................................................................................... 33
Bảng 4.2.3 Bảng số liệu giá trị độ đục khi điều chỉnh pH và cố định nồng độ PAC (H2)
ở thí nghiệm 2 (lần 1). ...................................................................................................... 33
Bảng 4.2.4 Bảng số liệu giá trị độ đục khi điều chỉnh pH và cố định nồng độ PAC (H2)
ở thí nghiệm 2 (lần 2) ....................................................................................................... 34

Bảng 4.2.5 Bảng số liệu giá trị độ đục, pH sau lắng khi thay đổi nồng độ PAC (H2) ở
thí nghiệm 3 (lần 1) .......................................................................................................... 35
Bảng 4.2.6 Bảng số liệu giá trị độ đục, pH sau lắng khi thay đổi nồng độ PAC (H2) ở
thí nghiệm 3 (lần 2) .......................................................................................................... 36
Bảng 4.2.7 Bảng số liệu giá trị độ đục trung bình, pH sau lắng trung bình và hiệu suất
sau xử lý khi thay đổi nồng độ PAC (H2) ở thí nghiệm 3................................................ 36
vi


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

Bảng 4.2.8 Bảng ANOVA của PAC (H2) ........................................................................ 36
Bảng 4.3.1 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ PAC (H3) ở thí nghiệm 1
(lần 1) ................................................................................................................................ 37
Bảng 4.3.2 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ PAC (H3) ở thí nghiệm 1
(lần 2). ............................................................................................................................... 38
Bảng 4.3.3 Bảng số liệu giá trị độ đục khi điều chỉnh pH và cố định nồng độ PAC (H3)
ở thí nghiệm 2 (lần 1). ...................................................................................................... 38
Bảng 4.3.4 Bảng số liệu giá trị độ đục khi điều chỉnh pH và cố định nồng độ PAC (H3)
ở thí nghiệm 2 (lần 2) ....................................................................................................... 39
Bảng 4.3.5 Bảng số liệu giá trị độ đục, pH sau lắng khi thay đổi nồng độ PAC (H3) ở
thí nghiệm 3 (lần 1) .......................................................................................................... 40
Bảng 4.3.6 Bảng số liệu giá trị độ đục, pH sau lắng khi thay đổi nồng độ PAC (H3) ở
thí nghiệm 3 (lần 2) .......................................................................................................... 41
Bảng 4.3.7 Bảng số liệu giá trị độ đục trung bình, pH sau lắng trung bình và hiệu suất
sau xử lý khi thay đổi nồng độ PAC (H3) ở thí nghiệm 3................................................ 41
Bảng 4.3.8 Bảng ANOVA của PAC (H3) ........................................................................ 39
Bảng 4.4.1 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ PAC (H4) ở thí nghiệm 1
(lần 1) ................................................................................................................................ 43

Bảng 4.4.2 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ PAC (H4) ở thí nghiệm 1
(lần 2). ............................................................................................................................... 43
Bảng 4.4.3 Bảng số liệu giá trị độ đục khi điều chỉnh pH và cố định nồng độ PAC (H4)
ở thí nghiệm 2 (lần 1). ...................................................................................................... 44
Bảng 4.4.4 Bảng số liệu giá trị độ đục khi điều chỉnh pH và cố định nồng độ PAC (H4)
ở thí nghiệm 2 (lần 2) ....................................................................................................... 45
Bảng 4.4.5 Bảng số liệu giá trị độ đục, pH sau lắng khi thay đổi nồng độ PAC (H4) ở
thí nghiệm 3 (lần 1) .......................................................................................................... 45
Bảng 4.4.6 Bảng số liệu giá trị độ đục, pH sau lắng khi thay đổi nồng độ PAC (H4) ở
thí nghiệm 3 (lần 2) .......................................................................................................... 46
Bảng 4.4.7 Bảng số liệu giá trị độ đục trung bình, pH sau lắng trung bình và hiệu suất
sau xử lý khi thay đổi nồng độ PAC (H4) ở thí nghiệm 3................................................ 46
Bảng 4.4.8 Bảng ANOVA của PAC (H4) ........................................................................ 47
Bảng 4.5.1 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ PAC (H5) ở thí nghiệm 1
(lần 1) ................................................................................................................................ 48
Bảng 4.5.2 Bảng số liệu giá trị độ đục khi thay đổi nồng độ PAC (H5) ở thí nghiệm 1
(lần 2). ............................................................................................................................... 49
Bảng 4.5.3 Bảng số liệu giá trị độ đục khi điều chỉnh pH và cố định nồng độ PAC (H5)
ở thí nghiệm 2 (lần 1). ...................................................................................................... 49
Bảng 4.5.4 Bảng số liệu giá trị độ đục khi điều chỉnh pH và cố định nồng độ PAC (H5)
ở thí nghiệm 2 (lần 2) ....................................................................................................... 50
vii


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

Bảng 4.5.5 Bảng số liệu giá trị độ đục, pH sau lắng khi thay đổi nồng độ PAC (H5) ở
thí nghiệm 3 (lần 1) .......................................................................................................... 50
Bảng 4.5.6 Bảng số liệu giá trị độ đục, pH sau lắng khi thay đổi nồng độ PAC (H5) ở

thí nghiệm 3 (lần 2) .......................................................................................................... 52
Bảng 4.5.7 Bảng số liệu giá trị độ đục trung bình, pH sau lắng trung bình và hiệu suất
sau xử lý khi thay đổi nồng độ PAC (H5) ở thí nghiệm 3................................................ 52
Bảng 4.5.8 Bảng ANOVA của PAC (H5) ........................................................................ 52
Bảng 4.6.1 Bảng thống kê giá thành sử dụng và hiệu suất của 05 loại hóa chất ............. 54

viii


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Diễn biến COD nước sông Sài Gòn và SS tại điểm lấy nước nhà máy nước
Tân Hiệp. ........................................................................................................................... 2
Hình 1.2 Sự biến thiên của giá trị BOD5 trung bình theo các năm của sông Đồng Nai
tại vị trí lấy nước Hóa An ................................................................................................... 3
Hình 1.3 Diễn biến nồng độ N- ammonia tại điểm lấy nước nhà máy nước Tân Hiệp ..... 3
Hình 2.1 Công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức ............................................................. 6
Hình 2.2 Sơ đồ qui trình sản xuất nước cấp ở công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức ... 8
Hình 2.3 Cấu tạo của hạt keo............................................................................................ 11
Hình 2.4 Biểu đồ lục tương tác giữa các hạt keo ............................................................ 12
Hình 2.5 Sự phụ thuộc giữa điện tích bề mặt hạt keo và lượng ion trái dấu đưa vào .... 14
Hình 2.6 Hiệu quả về độ đục theo lượng ion trái dấu đưa vào ....................................... 14
Hình 2.7 Sơ đồ cơ chế hấp phụ - bắc cầu của polime trái dấu đưa vào ......................... 15
Hình 3.1 Phòng hóa nghiệm của công ty Cổ phần B.O.O Nước Thủ Đức ...................... 19
Hình 3.2 Thiết bị Jartest .................................................................................................. 20
Hình 3.3 Máy đo pH HACH - Mỹ .................................................................................... 20
Hình 3.4 Máy khuấy từ STUART (BIBBY) - Anh ........................................................ 21
Hình 3.5 Máy đo độ đục HACH - Mỹ .............................................................................. 21

Hình 3.6 Bộ phận quang học của máy đo độ đục ............................................................. 21
Hình 4.1.1 Đồ thị xác định lượng phèn (H1) phản ứng.................................................... 29
Hình 4.1.2 Biểu đồ biểu diễn độ đục và hiệu suất sau xử lý của phèn (H1) theo giá trị
pH điều chỉnh. .................................................................................................................. 30
Hình 4.1.3 Biểu đồ biểu diễn độ đục trung bình và hiệu suất sau xử lý khi thay đổi
nồng độ phèn (H1). ........................................................................................................... 32
Hình 4.2.1 Đồ thị xác định lượng PAC (H2) phản ứng.................................................... 34
Hình 4.2.2 Biểu đồ biểu diễn độ đục và hiệu suất sau xử lý của PAC (H2) theo giá trị
pH điều chỉnh. .................................................................................................................. 35
Hình 4.2.3 Biểu đồ biểu diễn độ đục trung bình và hiệu suất sau xử lý khi thay đổi
nồng độ PAC (H2). ........................................................................................................... 37
Hình 4.3.1 Đồ thị xác định lượng PAC (H3) phản ứng.................................................... 39
ix


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

Hình 4.3.2 Biểu đồ biểu diễn độ đục và hiệu suất sau xử lý của PAC (H3) theo giá trị
pH điều chỉnh. .................................................................................................................. 40
Hình 4.3.3 Biểu đồ biểu diễn độ đục trung bình và hiệu suất sau xử lý khi thay đổi
nồng độ PAC (H3). ........................................................................................................... 42
Hình 4.4.1 Đồ thị xác định lượng PAC (H4) phản ứng.................................................... 44
Hình 4.4.2 Biểu đồ biểu diễn độ đục và hiệu suất sau xử lý của PAC (H4) theo giá trị
pH điều chỉnh. .................................................................................................................. 45
Hình 4.4.3 Biểu đồ biểu diễn độ đục trung bình và hiệu suất sau xử lý khi thay đổi
nồng độ PAC (H4). ........................................................................................................... 47
Hình 4.5.1 Đồ thị xác định lượng PAC (H5) phản ứng.................................................... 49
Hình 4.5.2 Biểu đồ biểu diễn độ đục và hiệu suất sau xử lý của PAC (H5) theo giá trị
pH điều chỉnh. .................................................................................................................. 51

Hình 4.5.3 Biểu đồ biểu diễn độ đục trung bình và hiệu suất sau xử lý khi thay đổi
nồng độ PAC (H5). ........................................................................................................... 53

x


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
UBND

Ủy Ban Nhân Dân

BOD5

Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh học đo ở điều kiện
200C trong thời gian 5 ngày)

Tp.HCM

Thành phố Hồ Chí Minh

COD

Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu ôxy hóa hóa học)

SS

Suspended Solids (Chất rắn lơ lửng)


PAC

Poly Aluminium Chloride

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

NTU

Nephelometric Turbidity Units (Đơn vị đo độ đục)

NXB

Nhà Xuất Bản

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

xi


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp. 

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Tính cần thiết của đề tài

Nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống, quyết định sự thành công
trong các chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm
quốc phòng, an ninh quốc gia.
Ở thành phố Hồ Chí Minh nguồn nước chủ yếu được lấy từ các sông lớn như
Sông Đồng Nai, sông Sài Gòn, sông Vàm Cỏ Đông với hệ thống kênh rạch dài
khoảng 7.880 km, tổng diện tích mặt nước 35.500 ha. Nước được khai thác
phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt, sản xuất.
Bảng 1.1 Nhu cầu cấp nước ở thành phố Hồ Chí Minh
Năm

1995

2005

2015

383.588

704.664

1.178.868

Công nghiệp

50.413

239.790

314.375


Kinh doanh

19.624

56.166

100.745

110.829

205.598

Công ty cấp nước:
Dân dụng

Dịch vụ công cộng
Tổng

453.625

1.111.449

1799.586

Nhu cầu max=1.1

498.988

1.222.594


1.979.545

339.458

547.474

Nước thất thoát
Tổng

498.988

1.562.052

2.527.019

Giếng tư/UNICEF

238.722

213.598

312.937

197

35.502

81.913

Hệ thống cấp nước

Củ Chi
Tổng

737.957

1

1.811.152

2.921


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

Nguồn: Theo Nguyễn Phước Dân, Huỳnh Khánh An, Phạm Phước Hòa, 2008.
Đánh giá tiềm năng tái sử dụng nước thải ở Tp. HCM, Khoa Môi Trường, Đại
học Bách Khoa Tp.HCM.
Lượng nước cấp cho thành phố hiện nay khoảng 2 triệu khối/ngày và dự kiến
tăng lên 3 triệu đến năm 2015. Trong đó cấp nước cho dân dụng, công nghiệp,
dịch vụ và thất thoát lần lượt chiếm khoảng 45%, 26%, 10% và 19% tính cho
năm 2005. Theo quy hoạch tổng thể Tp.HCM (UBND TP.HCM, 2008), lượng
nước cấp đến 2025 lên đến 4.300.000 m3/ngày. đêm. Từ đó cho thấy nhu cầu sử
dụng nước ngày càng tăng.
Các hình1.1, 1.2, 1.3 cho thấy nước sông bị ô nhiễm amonia và SS nghiêm
trọng, hầu hết các thời điểm quan trắc trong 3 năm đều vượt so với tiêu chuẩn
loại A. Giá trị COD của các thời điểm quan trắc thì vẫn nằm trong tiêu chuẩn
cho phép ngoại trừ một vài thời điểm trong năm 2007 là có vượt tiêu chuẩn
nhưng độ lệch không nhiều.


Hình 1.1 Diễn biến COD nước sông Sài Gòn và SS tại điểm lấy nước nhà máy
nước Tân Hiệp.
Nguồn: Theo Nguyễn Phước Dân, Huỳnh Khánh An, Phạm Phước Hòa, 2008.
Đánh giá tiềm năng tái sử dụng nước thải ở Tp. HCM, Khoa Môi Trường, Đại
học Bách Khoa Tp.HCM.
2


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

Hình 1.2 Sự biến thiên của giá trị

Hình 1.3 Diễn biến nồng độ N -

BOD5 trung bình theo các năm của

ammonia tại điểm lấy nước nhà máy

sông Đồng Nai tại vị trí lấy nước Hóa

nước Tân Hiệp

An 
Nguồn: Theo Nguyễn Phước Dân, Huỳnh Khánh An, Phạm Phước Hòa, 2008.
Đánh giá tiềm năng tái sử dụng nước thải ở Tp. HCM, Khoa Môi Trường, Đại
học Bách Khoa Tp.HCM.
Với tình hình ô nhiễm nguồn nước mặt như vậy việc nghiên cứu các biện pháp
xử lý nước cung cấp cho cuộc sống hiện nay rất cần thiết. Được sự phân công
của Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học, đề tài “Nghiên cứu đánh giá khả năng keo

tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử lý nước cấp” được thực
hiện với mục đích xác định loại phèn có khả năng keo tụ tốt áp dụng trong công
nghệ xử lý nước cấp.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
1.2.1. Thí nghiệm jartest để xác định pH, lượng hoá chất keo tụ tối ưu và loại
hoá chất keo tụ xử lý hiệu quả.
1.2.2. Đánh giá hiệu quả kinh tế khi sử dụng các loại hóa chất keo tụ trong
công nghệ xử lý nước cấp.
1.3. Nội dung nghiên cứu
1.3.1. Tổng quan lý thuyết về công nghệ xử lý nước cấp.
1.3.2. Tổng quan tài liệu về các loại hóa chất keo tụ ứng dụng trong công nghệ
xử lý nước cấp.
3


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

1.3.3. Tìm hiểu quy trình và công nghệ xử lý nước cấp của Công Ty Cổ Phần
B.O.O Nước Thủ Đức sau đó phân tích đánh giá diễn biến chất lượng nước
đầu vào tại bể điều hòa và đầu ra của nước đã xử lý.
1.3.4. Thực hiện thí nghiệm Jartest xác định pH, lượng phèn tối ưu và loại phèn
thích hợp, phân tích chỉ tiêu độ đục của nước cấp trước và sau xử lý.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
1.4.1. Khảo sát thực địa sơ bộ qui trình xử lý nước tại công ty Cổ Phần B.O.O
Nước Thủ Đức.
1.4.2. Thu thập và tổng hợp tài liệu từ thư viện, mạng xã hội, một số đề tài
nghiên cứu, lý thuyết liên quan đến đề tài.
1.4.3. Phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước:
Đo pH đo bằng máy đo theo TCVN 6492 : 1999

Đo độ đục của nước theo phương pháp tán xạ ánh sáng ở góc 90o theo
TCVN 6184 : 1996
1.4.4. Thí nghiệm Jartest xác định loại phèn, pH và hàm lượng phèn tối ưu.
1.4.5. Thống kê, xử lý số liệu dựa trên kết quả thí nghiệm.
1.4.6. Sử dụng các phần mềm word để viết văn bản, Excel tính toán số liệu và
phần mềm Statgraphics Centurion XV để xử lý số liệu.
1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đề tài tập trung nghiên cứu khả năng keo tụ của 05 loại hóa chất phổ biến hiện
nay sử dụng trong công nghệ xử lý nước cấp tại các nhà máy nước.
- Nguồn nước nghiên cứu: nước sông Đồng Nai đã được bơm về bể chứa của
công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức
- Nghiên cứu được thực hiện tại công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức trong thời
gian 3 tháng (từ 01/03/2011 đến 01/06/2011).
1.6. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài
Từ thực tế cho thấy các hóa chất keo tụ truyền thống chưa đáp ứng các yêu cầu
trong xử lý nước cấp nên yêu cầu đặt ra là tìm được loại hóa chất tối ưu đáp ứng
được các yêu cầu trong xử lý nước cấp nhưng vẫn đảm bảo tính kinh tế khi sử
dụng trong thực tế. Do đó, đề tài “Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các
4


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử lý nước cấp” được thực hiện sẽ góp
phần:
- Đảm bảo nguồn nước cho nhu cầu cuộc sống.
- Giảm thiểu việc sử dụng nguồn nước ngầm một cách tràn lan, không có kế
hoạch từ đó giảm bớt nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm.
- Đánh giá phương pháp keo tụ trong xử lý nước cấp.

- Tìm ra được loại phèn phù hợp về hiệu quả xử lý nhưng vẫn đảm bảo tính
kinh tế khi sử dụng.
1.7. Tính mới của đề tài
Ở Việt Nam, công nghệ xử lý nước cấp bằng phương pháp keo tụ tạo bông đã
được ứng dụng rộng rãi. Đề tài sẽ nghiên cứu sâu thêm về phương pháp keo tụ
và trực tiếp thí nghiệm để tìm ra loại phèn đạt hiệu quả tối ưu.
Dựa trên điều kiện được thực tập tại công ty, đề tài cũng đánh giá được những
ưu nhược điểm của các loại phèn khác nhau sử dụng trong công nghệ xử lý
nước cấp.

5


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

Chương 2
TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
2.1 Tổng quan về công ty
2.1.1 Sơ lược về công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức
Địa chỉ: 479 xa lộ Hà Nội - phường Linh Trung - quận Thủ Đức - Tp.HCM
Điện thoại: (08) 37224672
Fax:

(08) 37224683

Mã Số Thuế: 0303597508

Hình 2.1 Công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức
Năm 1997, dự án Nhà máy nước Thủ Đức được cấp giấy phép đầu tư theo hình

thức hợp đồng BOT (xây dựng - kinh doanh - chuyển giao) chủ đầu tư là Tập đoàn
Lyonnaise des Eaux. Tháng 08/2003, sau một thời gian dài bị đình trệ do không
được triển khai đúng kế hoạch, dự án được thanh lý, chuyển đổi hình thức hợp
đồng sang mô hình BOO (xây dựng - kinh doanh - sở hữu).
Tháng 04/2004, UBND Tp.HCM tổ chức đấu thầu dự án Nhà máy Nước
B.O.O Thủ Đức, liên doanh do CII đứng đầu đã trúng thầu đầu tư dự án này. Tháng

6


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

11/2004 Công Ty Cổ Phần B.O.O Thủ Đức ra đời để tổ chức đầu tư xây dựng và
vận hành Nhà Máy Nước Thủ Đức.
Dự án gồm nhiều hạng mục, trong đó có nhà máy xử lý nước công suất 300
ngàn m3/ngày.đêm và tuyến ống chuyển tải nước sạch dài 25,7 km từ Thủ Đức về
đến cầu Bà Chiêm, huyện Nhà Bè. Nguồn nước từ nhà máy này được cung cấp cho
các quận: 9, 2, 7, 8, 4 và huyện Nhà Bè. Sắp tới, khi Tổng công ty cấp nước Sài
Gòn hoàn thành đấu nối tuyến ống D1.500 Bình Thái - Bình Lợi với tuyến ống
D2.000 của công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức, nguồn nước từ nhà máy sẽ đến
với khu vực thiếu nước của Quận Thủ Đức (các phường: Hiệp Bình Chánh, Hiệp
Bình Phước, Linh Đông, Linh Tây), quận Bình Thạnh và quận Gò Vấp.

7


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.


2.1.2 Qui trình công nghệ xử lý nước cấp của công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ
Đức.

Trạm Bơm Hóa An

Bể Chứa

Bể Trộn Nhanh

Thêm Clo, PAC

Bể Tạo Bông Sơ Cấp
và Thứ Cấp

Bể Lắng

Bể Chứa Bùn

Bể Lọc Cát Nhanh
Thêm Flo, Clo, Vôi
Bể Khử Trùng

Mạng Lưới Cấp Nước

Hình 2.2 Sơ đồ qui trình sản xuất nước cấp ở công ty Cổ Phần B.O.O Nước Thủ Đức

8


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử

lý nước cấp.

2.1.3 Thuyết minh qui trình sản xuất
Nước từ bể chứa nước của nhá máy sẽ vào bể trộn nhanh để pha trộn hóa chất đều
vào trong nước, nước được thêm Clo vào nhằm mục đích xử lý tảo, chất PAC để
keo tụ tạo bông.
Sau khi nước đi qua bể trộn nhanh sẽ được đưa vào 6 mương phân phối dẫn qua các
ngăn tạo bông sơ cấp và thứ cấp. Ngăn tạo bông sơ cấp sẽ khuấy nhanh để tăng tốc
độ phản ứng (hình thành bông cặn nhỏ). Ngăn tạo bông thứ cấp sẽ khuấy chậm,
hình thành bông cặn lớn, tốc độ khuấy 10 vòng/phút, để tránh vỡ bông cặn. Dùng
cánh khuấy có ưu điểm điều chỉnh tạo bông tốt hơn.
Sử dụng bể lắng đứng, hình lục giác, đặt xiên 1 góc 60o với phương ngang đạt hiệu
suất lắng cặn tối ưu, đồng thời tiết kiệm được thể tích bể lắng. Bể lắng có khu vực
điệm (điều hòa dòng nước cho bể lắng) làm bằng nhựa PVC, chiều sâu lớp ống
đứng khoảng 610 mm, rộng 15 mm, dài 30 mm. Phía dưới có đặt hệ thống trọng
lực, rữa tầng để tránh xóa trộn bùn. Thời gian 6 - 8 giờ hút bùn một lần.
Tiếp theo, nước sẽ đi qua bể lọc cát nhanh. Có 2 phương pháp rửa lọc: thủ
công và tự động. Khi rửa lọc xuất hiện bọt màu xanh do có tảo.
 Thời gian rửa lọc phụ thuộc vào:
Độ đục nước sau lọc.
Thời gian chạy bể lọc: 72 giờ phải rửa lọc.
Độ chênh áp của bể lọc.
Mực nước dâng lên: điều khiển vận tốc bể lọc.
 Chu kì rửa lọc gồm 3 giai đoạn:
Sục khí: 4 - 5 phút.
Sục nước: khoảng 4 - 5 phút.
Hỗn hợp nước với khí: khoảng 4 - 5 phút.
Cuối cùng trước khi được bơm vào mạng lưới cấp nước, nước được đưa qua bể
khử trùng.Tại đây nước sẽ được thêm Clo để khử trùng, thêm Flo để bảo vệ
men răng và thêm vôi để nâng pH.

2.2 Một số phương pháp xử lý nước cấp
Nhìn chung, quá trình xử lý nước cấp chủ yếu sử dụng các biện pháp sau:
9


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

- Biện pháp cơ học: hồ chứa và lắng sơ bộ, song chắn rác, lưới chắn rác, bể
lắng, bể lọc.
- Biện pháp hóa học: dùng phèn làm chất keo tụ, dùng vôi để kiềm hóa nước,
cho clo vào nước để khử trùng.
- Biện pháp lý học: dùng các tia vật lý để khử trùng nước như tia tử ngoại, sóng
siêu âm. Điện phân nước biển để khử muối. Khử khí CO2 hòa tan trong nước
bằng phương pháp làm thoáng.
2.3 Quá trình keo tụ - tạo bông
2.3.1 Cấu tạo của hạt keo
Trong các quá trình xử lý nước cấp thường gặp hai loại keo:
- Keo ky nước: hạt keo không kết hợp với các phân tử nước của môi trường để
tạo ra vỏ bọc hydrat, các hạt keo riêng biệt mang điện tích lớn, và khi điện tích
này được trung hòa thì độ bền của hạt keo bị phá vỡ.
- Keo háo nước: có khả năng kết hợp với các phân tử nước của mội trường tạo
thành vỏ bọc hydrat, các hạt keo riêng biệt mang điện tích bé và dưới tác dụng
của các chất điện phân không bị keo tụ.
Các hạt cặn làm bẩn nước thiên nhiên chủ yếu tạo ra hệ keo kỵ nước gồm các
hạt mang điện tích âm còn các hạt keo kỵ nước tạo ra do sản phẩm thủy phân
phèn nhôm, phèn sắt, PAC mang điện tích dương.
- Cấu tạo: hạt keo là một tổ hợp các phân tử của một chất hòa tan trong nước.
Do điện tích bề mặt rất lớn của các tổ hợp phân tử, nên chúng có khả năng hấp
thụ ưu tiên một loại ion cùng dấu, hoặc có trong thành phần của các ion trong tổ

hợp hoặc gần giống một trong các ion của tổ hợp về tính chất và kích thước.
Tổ hợp các phân tử và lớp ion hấp thụ (gắn chặt) trên bề mặt nó tạo thành nhân
của hạt keo. Đến lượt mình, nhân của hạt do có lớp ion bề mặt nên có khả năng
hấp thụ (hút) một số ion trái dấu nằm trong dung dịch để bù lại một phần điện
tích. Lớp ion đối bị hấp thu trên bề mặt nhân và lớp ion bế mặt của nhân gọi là
lớp điện tích kép của hạt keo. Nhân cùng với lớp điện tích kép tạo thành hạt.
Lớp ion đối trong lớp điện tích kép không đủ để bù lại điện tích của lớp ion bề
mặt nên hạt mang điện tích nhất định. Để bù lại điện tích này chung quanh hạt
tạo thành một lớp ion khuếch tán. Toàn bộ hạt và lớp ion khuếch tán gọi là keo.
10


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

Nếu keo nằm trong tình trạng tĩnh thì điện tích của hạt được bù bởi điện tích
của lớp khuếch tán, nhưng do chuyển động Brown, nên nhân và lớp điện tích
kép (hạt) không di chuyển cùng với lớp khuếch tán do đó hạt keo trong nước
luôn luôn là hạt mang điện tích.

Hình 2.3 Cấu tạo của hạt keo
a) ξ >0 ; b) ξ = 0
A: lớp điện tích kép; E: thế nhiệt động
B: lớp khuếch tán; ξ: thế điện động
Nguồn: Trịnh Xuân Lai (2004). Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp.
NXB Xây Dựng.
Điện thế E trên bề mặt của nhân gọi là thế nhiệt động bằng điện tích của tất cả
ion của lớp bề mặt.
Điện thế ξ trên bề mặt của lớp điện tích kép gọi là thế điện động, còn gọi là thế
năng Zeta, bằng điện tích của lớp ion bề mặt và lớp ion đối được hấp thụ. Điện

thế ξ nhỏ hơn điện thế E một trị số bằng tổng điện tích của các ion đối nằm
trong lớp điện tích kép.
2.3.2 Tính chất của hệ keo

11


Nghiên cứu đánh giá khả năng keo tụ của các loại hóa chất ứng dụng trong công nghệ xử
lý nước cấp.

Các hạt keo ở trong nước khi va chạm nhau trong quá trình khuấy trộn và
chuyển động nhiệt chịu tác dụng đồng thời của hai lực ngược chiều nhau:
Lực hút phân tử Van der Waals giữa các hạt có khuynh hướng kết hợp các hạt
lại với nhau, và tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa chúng.
Lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt keo tích điện cùng dấu có khuynh hướng ngăn
cản sự kết hợp giữa các hạt và biến thiên theo khoảng cách giữa chúng theo qui
luật hàm số mũ. Khi hai hạt keo gần nhau thì ban đầu lực đẩy tĩnh điện lớn hơn,
lực đẩy đạt cực đại tại điểm cách xa giới hạn của hạt một khoảng nhất định.

Hình 2.4 Biểu đồ lực tương tác giữa các hạt keo
Nguồn: Trịnh Xuân Lai (2004). Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp.
NXB Xây Dựng.
Nếu các hạt keo dưới tác dụng của năng lượng động học khắc phục được lực
cản này thì chúng sẽ xích lại gần nhau, lực hút phân tử giữa chúng sẽ tăng rất
nhanh và các hạt dính kết được với nhau.
Trong thực tế, việc tăng năng lượng động học của mỗi hạt keo nhằm khắc phục
lực cản xuất hiện giữa chúng trong quá trình keo tụ rất khó khăn nên thường áp
dụng phương pháp giảm lực cản bằng cách giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt
12