Bài giảng Công nghệ xử lý nước cấp - Chương 2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước, các phương pháp xử lý nước - Trần Văn Quy

 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP
 TS. Trần Văn Quy
 1
Chương 2. Sơ đồ công nghệ xử lý nước, 
 các phương pháp xử lý nước
CÁC NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN PHƯƠNG
 PHÁP XỬ LÝ NƯỚC
• Xử lý nước là quá trình làm thay đổi thành
 phần, tính chất nước tự nhiên theo yêu
 cầu của các đối tượng sử dụng phụ thuộc
 vào thành phần, tính chất của nước nguồn
 và yêu cầu chất lượng của nước, của đối
 tượng sử dụng.
 3
Lựa chọn công nghệ xử lý nước
Cơ sở:
 - Chất lượng của nước nguồn (nước thô) trước 
 khi xử lý 
- Chất lượng của nước yêu cầu (sau xử lý) phụ 
 thuộc mục đích của đối tượng sử dụng. 
- Công suất của nhà máy nước 
- Điều kiện kinh tế kỹ thuật 
- Điều kiện của địa phương.
 4
Các biện pháp xử lý cơ bản
1. Biện pháp cơ học: sử dụng cơ học để giữ lại cặn không
 tan trong nước. Các công trình: Song chăn rác, lưới
 chắn rác, bể lắng, bể lọc.
2. Phương pháp hóa học: dùng các hóa chất cho vào nước
 để xử lý nước như keo tụ bằng phèn, khử trùng bằng
 clo, kiềm hóa nước bằng vôi, dùng hóa chất để diệt tảo
 (CuSO4, Na2SO4)
3. Biện pháp lý học: khử trung nước bằng tia tử ngoại,
 sóng siêu âm. Điện phân nước để khử muối...
 5
Công trình lắng sơ bộ 
• Công trình lắng sơ bộ dùng trong trường hợp 
 nước nguồn có nhiều cặn (> 2500 mg/l) để lắng 
 bớt những cặn nặng gây khó khăn cho việc xả 
 cặn, giảm bớt dung tích vùng chứa cặn bể lắng 
 và giảm liều lượng chất phản ứng. 
• Các công trình lắng sơ bộ 
 Bể lắng ngang sơ bộ;
 Hồ lắng tự nhiên hay kết hợp mương dẫn nước 
 từ sông vào trạm bơm cấp I
 6
 Bể lắng ngang sơ bộ: Tốc độ lắng cặn từ 0,5 ÷ 0,6 m/s. 
 Các chi tiết tính toán và thiết bị giống bể lắng ngang thu 
 nước cuối bể. 
 Hồ lắng tự nhiên: Khi dùng hồ tự nhiên để lắng nước sơ 
 bộ không dùng chất phản ứng thì lấy chiều sâu hồ 1,5 -
 3,5m, thời gian lưu nước 2 - 7 ngày (trị số lớn dùng cho 
 nước có độ màu cao). Tốc độ nước chảy trong hồ không 
 quá 1mm/s. 
 Dự kiến 1 năm tháo rửa hồ 1 lần và có biện pháp cũng 
 như thiết bị tháo rửa hồ như chia hồ làm 2 ngăn xả riêng 
 biệt, lắp đặt bơm hút bùn và đường ống hút bùn. Bờ hồ 
 phải cao hơn mặt đất bên ngoài 0,5m. 
 7
 Một số đặc điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt
 1
 Thông số Nước ngầm Nước bề mặt
Nhiệt độ Tương đối ổn định Thay đổi theo mùa
Chất rắn lơ Rất thấp, hầu như không có Thường cao và Thay đổi theo mùa
 lửng 
Chất khoáng Ít thay đổi, cao hơn so với nước mặt. Thay đổi tuỳ thuộc chất lượng đất, 
hoà tan lượng mưa.
Hàm lượng Thường xuyên có trong nước Rất thấp, chỉ có khi nước ở sát dưới 
Fe2+ , Mn2+ đáy hồ. 
Khí CO2 hoà Có nồng độ cao Rất thấp hoặc bằng 0
 tan 
Khí O2 hoà tan Thường không tồn tại Gần như bão hoà 
Khí NH3 Thường có Có khi nguồn nước bị nhiễm bẩn 
Khí H2S Thường có Không có 
SiO2 Thường có ở nồng độ cao Có ở nồng độ trung bình
 - Có ở nồng độ cao, do bị nhiễm bởi 
NO3 Thường rất thấp
 phân bón hoá học 
 8
Vi sinh vật Chủ yếu là các vi trùng do sắt gây ra Nhiều vi trùng, virut gây bệnh và tảo.
Phương pháp keo tụ
 Bản chất lý hóa của quá trình keo tụ
• Cặn bẩn: hạt cát, sét, bùn, sinh vật phù du, sản phẩm phân hủy của các chất hữu cơ... Các hạt 
 cặn lớn có khả năng tự lắng trong nước (kích thước 10-4mm) có thể loại bỏ bằng xử lý cơ học 
 (lắng tĩnh, lọc), còn cặn bé ở trạng thái lơ lửng (d<10 - 4mm) - xử lý bằng phương pháp lý hóa. 
• Các hạt cặn bé có bề mặt tiếp xúc rất lớn trên một đơn vị thể tích; dễ hấp thụ, kết bám với các 
 chất xung quanh hoặc lẫn nhau để tạo bông cặn to hơn. 
• Các hạt cặn đều mang điện tích; có khả năng liên kết với nhau hoặc đẩy nhau bằng lực điện từ. 
 Trong môi trường nước, do các loại lực tương tác giữa các hạt cặn lực đẩy do chuyển động 
 nhiệt Brown nên các hạt cặn luôn luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. 
• Bằng việc phá vỡ trạng thái cân bằng động tự nhiên của môi trường nước, sẽ tạo các điều kiện 
 thuận lợi để các hạt cặn kết dính với nhau thành các hạt cặn lớn hơn và dễ xử lý hơn. Trong công 
 nghệ xử lý nước là cho theo vào nước các hóa chất làm nhân tố keo tụ các hạt cặn lơ lửng. 
 9
 Các phương pháp keo tụ
• Keo tụ bằng các chất điện ly ở dạng các ion 
 ngược dấu. Khi nồng độ của các ion ngược dấu 
 tăng lên, thì càng nhiều ion được chuyển từ lớp 
 khuếch tán vào lớp điện tích dẫn tới việc giảm 
 độ lớn của thế điện động, đồng thời lực đẩy tĩnh 
 điện cũng giảm đi. Nhờ chuyển động Brown các 
 hạt keo với điện tích bé khi va chạm dễ kết dính 
 bằng lực hút phân tử tạo nên các bông cặn ngày 
 càng lớn. 
 10
• Keo tụ bằng hệ keo ngược dấu tạo ra trong
 nước một hệ keo mới tích điện ngược dấu với
 hệ keo cặn bẩn trong nước thiên nhiên và các
 hạt keo tích điện trái dấu sẽ trung hòa lẫn nhau.
 Chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm,
 phèn sắt, đưa vào nước dưới dạng hòa tan, sau
 phản ứng thủy phân chúng tạo ra hệ keo mới
 mang điện tích dương có khả năng trung hòa
 với các loại keo mang điện tích âm
 11
 3+ 2-
 Al2(SO4)3 → 2Al + 3SO4 (1)
 3+ -
 FeCl3 → Fe + 3Cl (2)
 3+ +
 Al + 3H2O → Al(OH)3 + 3H (3)
 3+ + 
 Fe + 3H2O → Fe(OH)2 + 3H (4)
Các ion kim loại mang điện tích dương một mặt tham gia 
vào quá trình trao đổi với các cation nằm trong lớp điện tích 
kép của hạt cặn mang điện tích âm, làm giảm thế điện động 
ξ, giúp các hạt keo dễ liên kết lại với nhau bằng lực hút phân 
tử tạo ra các bông cặn. 
Mặt khác, các ion kim loại tự do lại kết hợp với nước bằng 
phản ứng thủy phân, các phân tử nhôm hydroxit và sắt 
hydroxit là các hạt keo mang điện tích dương, có khả năng 
kết hợp với các hạt keo tự nhiên mang điện tích âm tạo 
thành các bông cặn. Đồng thời các phân tử Al(OH)3 và 
Fe(OH)3 kết hợp với các anion có trong nước và kết hợp với 
nhau tạo ra bông cặn có hoạt tính bề mặt cao. Các 
bông cặn này khi lắng sẽ hấp thụ cuốn theo các hạt keo, cặn 
bẩn, các hợp chất hữu cơ, các chất mùi vị... tồn tại ở trạng 
thái hòa tan hoặc lơ lửng trong nước. 
 12
 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ: pH,
 nhiệt độ, hàm lượng và tính chất của cặn
• pH
 nồng độ Al(OH)3 và Fe(OH)3 trong nước sau quá 
 trình thủy phân các chất keo tụ là yếu tố quyết 
 định quá trình keo tụ. 
 Từ phản ứng (3), (4) - phản ứng thủy phân giải 
 phóng H+, 
 pH của nước giảm làm giảm tốc độ phản ứng 
 thủy phân do đó phải khử H+ để điều chỉnh pH. 
 Ion H+ thường được khử bằng độ kiềm tự nhiên 
 của nước, khi độ kiềm tự nhiên không đủ để 
 trung hòa H+ phải pha thêm vôi hoặc sô đa vào 
 nước để kiềm hóa. 
 13
• Nhiệt độ: 
 T tăng, chuyển động nhiệt của các hạt keo tăng 
 lên làm tăng tần số va chạm và kết quả kết dính 
 tăng. 
 Do đó, T nước tăng làm lượng phèn cần keo tụ 
 giảm, thời gian và cường độ khuấy trộn giảm. 
• Hàm lượng và tính chất của cặn
 Hàm lượng cặn tăng thì lượng phèn cần thiết 
 cũng tăng. 
 Hiệu quả keo tụ phụ thuộc vào tính chất cặn tự 
 nhiên như kích thước, diện tích, mức độ phân 
 tán... 
 14
 Các loại hóa chất dùng để keo tụ nước
a. Phèn nhôm: Al2(SO4)3.18H2O (bánh, cục, bột).
 Al2(SO4)3 + Ca(HCO3)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2
 Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4
 Hiệu quả keo tụ cao nhất ở pH = 5,5 - 7,5
b. Phèn sắt: FeSO4.7H2O tinh thể màu vàng chứa: 
 (47 ÷ 53%) FeSO4 ; (0,25 ÷1%)H2SO4. 
 Hoặc FeCl3: dung dịch màu nâu chứa FeCl3: 98 
 ÷ 96%. 
 2FeCl3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Fe(OH)3 + 3CaCl2 + 6CO2
 2FeCl3 + 3Ca(OH)2 → 2Fe(OH)3 + 3CaCl2
 Hiệu quả keo tụ cao nhất ở pH: 3,5 - 6,5 và 8-9
 15
c. Vôi chưa tôi dạng cục và bột 
- Khi tôi vôi cho dư nước (3,5m3 nước cho một tấn 
 vôi) thu được vôi nhão, 1 tấn vôi cục tạo ra 1,6 ÷
 2,2 m3 vôi. 
- Khi tôi vôi không cho dư nước (0,7m3 nước cho 1 
 tấn vôi) thu được vôi tôi ở dạng bột sệt. 
 Vì vôi có độ hòa tan thấp nên thường định 
 lượng để cho vào nước dưới dạng sữa vôi. 
d. Sô đa: Là bột màu trắng dễ hút ẩm chứa 95% 
 Na2CO3; 1% NaCl 
e. Xút NaOH: là bột màu trắng đục bay hơi trong 
 không khí có chứa (92 ÷ 95%) NaOH; (2,5 ÷ 3%) 
 Na2CO3; (1,5 ÷ 3,75%)NaCl và 0,2% Fe2O3. 
 16
Thiết bị, công trình pha chế, định lượng dung dịch 
 hóa chất
1. Công trình hòa phèn: pha thành dung dịch 10 ÷ 20%, 
 loại bỏ tạp chất (Bề hòa phèn). 
2. Công trình chuẩn bị dung dịch phèn công tác. Dung dịch 
 nồng độ 5 ÷ 10% (bể tiêu thụ) 
3. Thiết bị định lượng: định lượng phèn công tác vào nước 
 tùy thuộc vào chất lượng nước nguồn. 
4. Công trình trộn: tạo điều kiện phân tán hóa chất vào 
 nước xử lý, yêu cầu nhanh, đều, thời gian khuấy trộn 
 t = 1,5 ÷3’ (tùy thuộc vào loại công trình). 
5. Công trình phản ứng: tạo điều kiện cho quá trình dính 
 kết các hạt cặn với nhau (keo tụ, hấp phụ) để tạo thành 
 các tập hợp cặn có kích thước lớn. Thời gian phản ứng 
 t = 6 ÷30’ (tùy thuộc loại công trình phản ứng). 
 17
Sơ đồ công nghệ quá trình keo tụ nước
 18
19
• Chuẩn bị dung dịch vôi: 
 a. Bể tôi vôi: Xây gạch hoặc bê tông cốt thép có dung 
 tích đủ lượng vôi dùng cho trạm 30 - 45 ngày, với lượng 
 nước 3 ÷ 3,5 m3 cho 1 tấn vôi cục. 
 Bể chia thành nhiều ngăn để luân phiên tôi và thau rửa. 
 b. Bể pha vôi sữa: 
 Vôi sữa ở dạng khuếch tán không bền. Các hạt vôi nhỏ 
 có thể lắng xuống trong môi trường khuếch tán. Do đó 
 phải được khuấy trộn để các hạt vôi không lắng xuống. 
 Có thể dùng một trong các biện pháp sau để khuấy trộn. 
 + Khuấy trộn bằng bơm tuần hoàn 
 2
 + Khuấy trộn bằng khí nén Wkk = 8-10l/m
 + Khuấy trộn bằng máy khuấy với số vòng quay không 
 nhỏ hơn 40 vòng/phút.
 20
Công trình trộn: 
 Mục tiêu của quá trình trộn là đưa các phần tử hóa chất vào trạng thái 
 phân 
 tán đều trong môi trường nước trước khi phản ứng keo tụ xảy ra, đồng 
 thời tạo 
 điều kiện tiếp xúc tốt nhất giữa chúng với các thành phần tham gia phản 
 ứng. 
 Hiệu quả của quá trình trộn phụ thuộc vào cường độ và thời gian khuấy 
 trộn. 
 Thời gian khuấy trộn hiệu quả được tính cho đến lúc hóa chất đã phân 
 tán đều vào nước và đủ để hình thành các nhân keo tụ nhưng không 
 quá lâu làm ảnh hưởng đến các phản ứng tiếp theo. Trong thực tế thời 
 gian hòa trộn hiệu quả từ 3 giây đến 2 phút. 
 Quá trình trộn được thực hiện bằng các công trình trộn, theo nguyên tắc 
 cấu tạo và vận hành được chia ra: 
* Trộn thủy lực: về bản chất là dùng các vật cản để tạo ra sự xáo trộn trong 
 dòng chảy của hỗn hợp nước và hóa chất. Trộn thủy lực có thể thực 
 hiện trong: 
 - Ống đẩy của trạm bơm nước thô
 - Bể trộn có vách ngăn 
 - Thiết bị trộn trong ống dẫn
 - Bể trộn đứng 
* Trộn cơ khí: dùng năng lượng của cánh khuấy để tạo ra dòng chảy rối.21 
Ưu nhược điểm của phương pháp trộn thủy lực: 
* Ưu: 
- Cấu tạo công trình đơn giản, không cần máy 
 móc và thiết bị phức tạp. 
- Giá thành quản lý thấp 
* Nhược: 
- Không điều chỉnh được cường độ khuấy trộn khi 
 cần thiết. 
- Do tổn thất áp lực lớn nên công trình xây dựng 
 phải cao. Trường hợp áp lực nguồn nước còn 
 dư (nguồn nước trên cao tự chảy hoặc áp lực 
 bơm nước nguồn còn dư) nên chọn bể trộn thủy 
 lực. 
 22
Trộn cơ khí là dùng năng lượng của cánh khuấy để tạo ra 
dòng chảy rối. Việc khuấy trộn được tiến hành trong bể 
trộn hình vuông hoặc hình tròn với tỷ lệ giữa chiều cao và 
chiều rộng là 2:1. 
Nguyên tắc: Nước và hóa chất đi vào phía đáy bể, sau khi 
hòa trộn đều sẽ thu dung dịch trên mặt bể để đưa sang bể 
phản ứng. 
Cánh khuấy có thể là cánh tuốc bin hoặc cách phẳng gắn 
trên trục quay. 
Tốc độ quay của trục chọn theo kiểu cánh khuấy và kích 
thước cánh khuấy. 
- Cánh khuấy kiểu tuốc bin có tốc độ quay trên trục 
là 500 - 1500 vòng/phút. 
- Cánh khuấy phẳng: n = 50 - 500 vòng/phút. Thời gian 
khuấy trộn 30 - 60s. 
Cách khuấy làm bằng hợp kim hoặc thép không rỉ. Bộ 
phận truyền động đặt trên mặt bể, trục quay đặt theo 
phương thẳng đứng. 23
• Ưu nhược điểm của trộn cơ khí: 
- Ưu: 
 + Thời gian khuấy trộn nhỏ (t = 30 ÷ 60 giây) 
 nên dung tích bể nhỏ. + Điều chỉnh được cường 
 độ khuấy trộn theo yêu cầu. 
- Nhược: 
 + Thiết bị phức tạp, yêu cầu có trình độ quản lý 
 cao 
 + Tốn điện năng, thường khoảng 
 0,8 ÷ 1,5kW/h/1000m3 nước. 
 Áp dụng: cho các nhà máy nước có mức độ cơ 
 giới hóa cao, thường là nhà máy có công suất 
 vừa và lớn. 
 24
 Dùng năng lượng của cánh khuấy để tạo ra dòng chảy rối trong bể
trộn hình vuông hoặc hình tròn với tỷ lệ giữa chiều cao và chiều rộng là
2:1.
 Cánh khuấy có thể là cánh tuốc bin hoặc cách phẳng gắn trên trục
quay. 25
• Yêu cầu chung về cấu tạo:
 Bể trộn thường được xây dựng thành 1 
 hoặc nhiều ngăn, tùy theo công suất xử lý 
 và qui trình công nghệ của nhà máy nước. 
 Không cần xây dựng bể hoặc ngăn dự 
 phòng nhưng phải có biện pháp đề phòng 
 sự cố. Khi bể chỉ có 1 ngăn,phải có ống 
 hoặc mương dẫn nước vòng qua bể sang 
 khâu xử lý tiếp theo để dây chuyền xử lý 
 không bị gián đoạn nếu bể trộn ngừng làm 
 việc để sửa chữa. 
 Vận tốc nước từ bể trộn sang khâu xử lý 
 tiếp theo v = (0,8 - 1)m/s
 26
Phản ứng tạo bông cặn
• Nguyên lý chung: 
 Hiệu quả quá trình keo tụ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. 
 Với mỗi nguồn nước cụ thể sau khi đã xác định liều 
 lượng và loại phèn sử dụng thì hiệu quả keo tụ chỉ phụ 
 thuộc vào cường độ khuấy trộn G và thời gian hoàn 
 thành phản ứng 
 tạo bông cặn T. Thực tế 2 đại lượng này được xác định 
 bằng thực nghiệm. 
• Quá trình hình thành bông cặn thường cần có 
 G = 30 - 70s-1, thời gian phản ứng từ 15 - 35’.
• Tùy theo phương pháp khuấy trộn, bể phản ứng tạo 
 bông cặn được phân thành 4 loại: 
 - Thủy lực 
 - Cơ khí 
 - Khí nén 
 - Bể phản ứng có lớp hạt tiếp xúc
 27
Bể phản ứng xoáy gồm 2 kiểu:
a. Bể phản ứng xoáy hình trụ thường đặt trong bể lắng 
 đứng, áp dụng cho các nhà máy nước có công suất nhỏ. 
 Bể gồm một ống hình trụ đặt ở tâm bể đi vào phần trên 
 của bể lắng đứng. 
 Nước từ bể trộn được dẫn bằng ống rồi qua 2 vòi phun 
 cố định đi vào phần trên của bể. Hai vòi đặt đối xứng 
 qua tâm bể, với hướng phun ngược nhau và chiều phun 
 nằm trên phương tiếp tuyến với chu vi bể. 
 Do tốc độ vòi phun lớn, nước chảy quanh thành bể tạo 
 thành chuyển động xoáy từ trên xuống. Các lớp nước ở 
 bán kính quay khác nhau có tốc độ chuyển động khác 
 nhau, tạo điều kiện tốt cho các hạt cặn, keo va chạm kết 
 dính với nhau tạo thành bông cặn. 
 - Đường kính vòi phun chọn theo tốc độ nước ra khỏi vòi 
 v = 2-3m/s 
 28
 1) Ống dẫn nước vào bể: v = 0,7 ÷ 1,2m/s; (2) Vòi phun 
 (3) Sàn khử vận tốc xoáy 
Nước chứa bông cặn đi ra từ bể phản ứng. Ở đây theo đường chu kỳ 
 bể đặt các vách ngăn hướng dòng xếp hình nan quạt để dập tắt 
 chuyển động xoáy và phân phối đều nước vào bể lắng. 
 Khoảng cách giữa các vách ngăn từ 0,1 - 0,6m
 29
b. Bể phản ứng xoáy hình côn (hình phễu). 
 - Nước đi vào ở đáy bể và dâng dần lên mặt bể. 
 Trong quá trình đi lên do tiết kiệm dòng chảy 
 tăng dần nên tốc độ nước giảm dần. Do ảnh 
 hưởng quán tính, tốc độ của dòng nước phân 
 bố không đều trên cùng mặt phẳng nằm ngang 
 ở tâm bể, tốc độ càng lớn hơn và dòng chảy ở 
 tâm có xu hướng phân tán dần ra phía thành bể. 
 Ngược lại, do ma sát các dòng chảy phía ngoài 
 lại bị các dòng bên trong kéo lên. Sự chuyển 
 đông thuận nghịch tạo ra các dòng xoáy nước 
 nhỏ phân bố đều trong bể làm tăng hiệu quả 
 khuấy 
 30
 1). Đường dẫn nước vào bể 
(2). Máng thu nước xung quanh bể 
 (3). Máng tập trung 
 (4). Nước ra khỏi bể 
 ... ắt và mangan. 
 - Làm giàu oxy để tăng thế oxy hoá khử của nước, khử các chất bẩn 
 ở dạng khí hoà tan trong nước. 
- Clo hoá sơ bộ - Oxy hoá sắt và mangan hoà tan ở dạng các phức chất hữu cơ. 
 - Loại trừ rong, rêu, tảo phát triển trên thành các bể trộn, tạo bông 
 cặn và bể lắng, bể lọc. 
 -Trung hoà lượng amoniac dư, diệt các vi khuẩn tiết ra chất nhầy 
 trên mặt lớp cát lọc. 
- Quá trình khuấy - Phân tán nhanh, đều phèn và các hoá chất khác vào nước cần xử lý
trộn hoá chất
- Quá trình keo tụ - Tạo điều kiện và thực hiện quá trình dính kết các hạt cặn keo phân 
và phản ứng tạo tán thành bông cặn có khả năng lắng và lọc với tốc độ kinh tế cho 
 91
thành bông cặn phép
 2 MỘT SỐ QUÁ TRÌNH CƠ BẢN XỬ LÝ NƯỚC NGẦM
 Quá trình xử lý Mục đích
- Quá trình lắng - Loại trừ ra khỏi nước các hạt cặn và bông cặn có khả năng lắng 
 với tốc độ kinh tế cho phép, làm giảm lượng vi trùng và vi khuẩn. 
- Quá trình lọc - Loại trừ các hạt cặn nhỏ không lắng được trong bể lắng, nhưng 
 có khả năng dính kết lên bề mặt hạt lọc. 
- Hấp thụ và hấp - Khử mùi, vị, màu của nước sau khi dùng phương pháp xử lý 
phụ bằng than hoạt truyền thống không đạt yêu cầu. 
tính 
- Flo hoá nước - Nâng cao hàm lượng flo trong nước đến 0,6 - 0,9 mg/l để bảo vệ 
 men răng và xương cho người dùng nước.
- Khử trùng nước - Tiêu diệt vi khuẩn và vi trùng còn lại trong nước sau bể lọc. 
- Ổn định nước - Khử tính xâm thực và tạo ra màng bảo vệ cách ly không cho 
 nước tiếp xúc trực tiếp với vật liệu mặt trong thành ống dẫn để 
 bảo vệ ống và phụ tùng trên ống
- Làm mềm nước - Khử ra khỏi nước các ion Ca2+ và Mg2+ đến nồng độ yêu cầu. 
- Khử muối - Khử ra khỏi nước các cation và anion của các muối hoà tan đến 
 nồng độ yêu cầu. 92
Một số dây chuyền xử lý nước ngầm
Sơ đồ 1
 93
 Một số dây chuyền xử lý nước ngầm
Sơ đồ 2
Sơ đồ 3
 94
Một số dây chuyền xử lý nước ngầm
Sơ đồ 4
 95
dDwtNTgy
 • Một số sơ đồ dây chuyền xử lý nước mặt 
 với hàm lượng cặn < 2500 mg/l 
 • Sơ đồ 1 
 •
 • Sơ đồ 2
 96
dDwtNTgy
 • Sơ đồ 3
 Một số sơ đồ áp dụng xử lý nước mặt với hàm lượng cặn > 
 2500mg/l
 • Sơ đồ 4 
 97
dDwtNTgy
 • Sơ đồ 5
 •
 98
KHỬ TRÙNG NƯỚC
Là khâu bắt buộc cuối cùng trong quá
 trình xử lý nước ăn uống, sinh hoạt để tiêu
 diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh.
Các biện pháp bằng các chất ôxi hóa
 mạnh đang đuợc sử dụng phổ biến ở Việt
 Nam
 - Khử trùng bằng tia vật lý 
 - Khử trùng bằng siêu âm 
 - Khử trùng bằng các iôn kim loại nặng
 99
Khử trùng bằng các chất ôxi hóa mạnh
 Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của Clo: Dùng Clo nguyên chất, clorua 
 vôi, natrihypoclorit (nước javen) hoặc canxi hyđrôclorit và Clođioxit.
 Theo TCXD - 33: 1985: Lượng Clo dư ở đầu mạng lưới tối thiểu 0,5 mg/l; ở 
 cuối mạng lưới tối thiểu 0,5 mg/l và không lớn hơn mức có mùi khó chịu.
 Liều lượng Clo đưa vào nước để khử trùng thường được xác định bằng 
 thực nghiệm. 
 Khi cần thiết sơ bộ có thể lấy hàm lượng Clo để khử trùng đối với nước
 ngầm là 0,7 ÷1,0 mg/l; đối với nước mặt 2,0 ÷3,0 mg/l
Khi lượng Clo dư trong nước quá lớn, cần khử clo dư trong nước xuống dưới
 mức cho phép. Có thể áp dụng các biện pháp sau:
- Clo hóa nước kết hợp với amoniac hóa: Liều lượng amoniac hay muối
 amôni lấy từ 0,5 ÷ 1,0g tính theo ion NH 4 cho 1g Cl. Sau đó cho Clo vào
 nước PH>7.
- Dùng than hoạt tính hấp thụ Clo dư: lọc nước có Clo dư qua lớp than hoạt
 tính dày 2 ÷ 2,5 m, kích thước hạt từ 1,5 ÷2,5 mm, tốc độ lọc 20 ÷ 30 m/h.
- Hoàn nguyên lại độ hấp thụ của than hoạt tính bằng dung dịch
 canxihypôdorit hoặc dung dịch kiềm nóng.
 100
1. Khử trùng bằng Clo lỏng
 Clo lỏng là dạng Clo nguyên chất có màu vàng xanh, trọng lượng
 riêng là 1,47 kg/l. Clo lỏng sản xuất trong nhà máy đựng trong các
 bình có dung tích từ 50 - 500 lít, áp suất trong bình 6÷8at hoặc
 thùng có dung tích lớn từ 800÷4000 lít, khi sử dụng để pha Clo lỏng
 dưới áp suất cao vào nước, người ta dùng thiết bị giảm áp suất, Clo
 bốc thành hơi và hòa vào trong nước.
 Khi dùng Clo hóa lỏng để khử trùng nước, tại nhà máy phải lắp đặt
 thiết bị chuyên dùng để đưa Clo vào nước gọi là Cloratơ, Cloratơ có
 chức năng pha chế và định lượng Clo hơi nước
 101
2. Khử trùng bằng Clorua vôi và canxihypôclorit: 
 Trong Clorua vôi lượng Clo hoạt tính chiếm 20-25% 
 Clorua vôi 
 Trong Canxihypolorit hàm lượng Clo hoạt tính chiếm 30-
 40%. 
 Hai loại hóa chất trên được bảo quản dưới dạng bột. Khi 
 đưa vào sử dụng pha chế theo qui trình: cho hóa chất 
 vào thùng hòa trộn đạt nồng độ 10%, để lấy tách cặn 
 bẩn và tạp chất. Sau đó đưa vào dung dịch này vào 
 thùng tiêu thụ → nồng độ 0,5-1,0% 
3. Khử trùng bằng nước Javen (NaClO) 
 NaClO là sản phẩm của quá trình điện phân dung dịch 
 muối ăn. Nước Javen có chứa nồng độ clo hoạt tính từ 
 6-8g/l 
 Áp dụng: Cho nhà máy có công suất nhỏ 
 102
Các phương pháp khử trùng khác
1. Khử trùng bằng tia tử ngoại: Các tia tử ngoại tác dụng lên phần tử prôtit của tế bào vi 
 sinh vật, phá vỡ cấu trúc và mất khả năng trao đổi chất, vì thế chúng bị tiêu diệt 
2. Khử trùng bằng siêu âm: Dòng siêu âm với cường độ tác dụng lớn trong khoảng 5 
 phút có thể tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật có trong nước 
3. Khử trùng bằng iôn bạc: Đây là phương pháp khử cổ truyền. Đun sôi nước ở 1000C 
 có thể tiêu diệt phần lớn vi sinh vật. Với hàm lượng 2-10 ion g/l bạc có thể tiêu diệt 
 phần lớn vi trùng có trong nước. 
 Tuy nhiên, trong môi trường có độ màu cao, có chất hữu cơ và nhiều muối thì ion 
 bạc không phát huy được khả năng diệt trùng. 
 Để thu được ion bạc có thể sử dụng các biện pháp sau: - Tăng diện tích tiếp xúc trực 
 tiếp giữa nước và bạc; - Sản xuất viên ôxit bạc để hòa vào nước; - Điện phân với 
 điện cực bằng hạt. 
 103
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ĐẶC BIỆT 
Khử mùi và vị trong nước
 Thông thường các quá trình xử lý nước đã khử 
 được hết mùi vị có trong nước. Chỉ khi nào các 
 biện pháp trên không đáp ứng được yêu cầu 
 cần khử mùi, vị thì mới áp dụng các biện pháp 
 khử mùi vị độc lập. 
1. Khử mùi bằng làm thoáng 
 Dựa trên nguyên tắc: Các công trình làm thoáng 
 có thể bay hơi các loại khí gây mùi cho nước và 
 đồng thời ôxi hóa các chất có nguồn gốc hữu cơ 
 và vô cơgây mùi. 
 Các công trình làm thoáng khử mùi cũng tương 
 tự như các công trình làm thoáng để khử sắt: 
 dàn mưa, phun mưa, bể làm thoáng cưỡng bức. 
 104
2. Khử mùi bằng các chất ôxi hóa mạnh 
- Các chất ôxi hóa mạnh để khử mùi có thể là: Clo và các hợp chất của Clo, 
 ôzôn, permangannat kali... 
- Dùng Clo và ôzôn để khử mùi, vị gây nên bởi các vi sinh có nguồn gốc 
 động, thực vật là biện pháp tương đối thông dụng. Đa số các trường hợp 
 đều dùng Clo để khử mùi, vị trong nước. Tuy nhiên còn một số trường hợp, 
 dùng clo không hiệu quả, cần phải thay thế bằng ôzôn.
- Dùng Kali permanganats KMnO4 để khử mùi mới xuất hiện trong quá trình 
 Clo hoá nước. Ưu điểm của việc dùng KmnO4 là ngoài việc khử mùi Clo, 
 nó còn khử được mùi dầu thầu dầu, là một trong những mùi khó khử nhất. 
 105
3. Khử mùi bằng phương pháp dùng than hoạt tính 
 Than ăngtraxít, than cốc, than bạch dương hay than bùn dạng bột để cho vào nước. 
 Than hoạt tính dùng trong các bể lọc khử mùi có kích thước d = 1÷3mm, chiều dày 
 lớp than ι = 1,5÷4m. Tốc độ lọc có thể đạt 50m/h. 
 Các bể lọc than hoạt tính thường bố trí sau bể lọc trong và khử trùng. 
 Để phục hồi khả năng hấp thụ của than hoạt tính dùng dung dịch kiềm nóng. 
 Khi nước có mùi không liên tục, mà chỉ xảy ra vào từng thời kỳ nhất định, thì phương 
 pháp dùng bể lọc than sẽ không kinh tế. Khi đó có thể khử mùi bằng bột than với liều 
 lượng không quá 12mg/l. Có thể dùng 5 ÷7mg/l cho vào bể trộn, còn lại không quá 
 5mg/l cho vào ngay trước bể lọc để tránh rút ngắn chu kỳ lọc do ảnh hưởng của bột 
 than. Khối lượng than hoạt tính lấy từ 0,06÷0,12m3 cho 1m3 nước trong 1 giờ. 
 106
Làm mềm nước
Làm mềm nước hay khử độ cứng trong nước là khử các loại muối Ca và Mg có 
 trong nước. Thường nước cấp cho một số lĩnh vực công nghiệp cần làm 
 mềm là: công nghiệp dệt, sợi nhân tạo, hoá chất, chất dẻo, giấy...và nước 
 cấp cho các loại nồi hơi. 
Các phương pháp làm mềm nước: 
 Phương pháp nhiệt; 
 Phương pháp hoá học; 
 Phương pháp trao đổi ion 
1. Làm mềm nước bằng phương pháp nhiệt 
 Khi đun nước, khí CO2 tự do bốc hơi, làm phá vỡ sự cân bằng của hợp 
 chất CO2, dẫn đến sự phân li của các bicácbônát và các chất khó tan như 
 CaCO3. Mg(OH)2 sẽ lắng đọng. 
 Đun nước lên đến 100oC, có thể khử toàn bộ độ cứng cácbônát và 1 phần 
 nhỏ độ cứng không cácbônát. 
 Có thể biểu diễn sự làm mềm nước bằng phương pháp nhiệt theo các 
 phương trình phân li sau: 
 Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O 
 Mg(HCO3)2 → MgCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O 
 Sau đó MgCO3 + H2O → Mg(OH)2 ↓ + CO2 ↑
 Phương pháp nhiệt chỉ áp dụng cho các hệ thống cấp nước nồi hơi, vì tận 
 dụng được lượng nhiệt thừa của nồi hơi. 
 107
2. Làm mềm nước bằng phương pháp hoá học 
 Cơ sở của phương pháp là đưa vào nước các hoá chất 
 có khả năng kết hợp với các ion Ca2+ và Mg2+ để tạo 
 ra các chất không tan và loại trừ khỏi nước bằng biện 
 pháp lắng lọc. 
a.Khử độ cứng cácbônát và làm mềm nước bằng vôi + 
 xôđa 
 Khi khử độ cứng cácbônát và làm mềm nước bằng vôi + 
 xôđa, phải dùng vôi ở dạng vôi sữa. Khi lượng vôi dùng 
 hàng ngày ít hơn 0,25 tấn tính theo CaO, thì được phép 
 cho vôi vào nước ở dạng dung dịch vôi bão hoà. 
b. Khi làm mềm nước bằng vôi hoặc xôđa 
 108
c. Làm mềm nước bằng phốt phát 
Khi cần làm mềm nước triệt để, sử dụng vôi 
 và xôđa vẫn chưa hạ độ cứng của nước 
 xuống được đến mức tối thiểu. Để đạt 
 được hiệu quả, cho vào nước Na3PO4 sẽ 
 khử được hết các ion Ca2+ và Mg2+ ra khỏi 
 nước ở dạng các muối không tan. 
Quá trình làm mềm nước bằng phốt phát chỉ 
 diễn ra thuận lợi ở nhiệt độ lớn hơn 
 100oC. Do giá thành của Na3PO4 cao, 
 nên chỉ dùng với liều lượng nhỏ và sau khi 
 đã làm mềm nước bằng vôi và xôđa. 
 109
3. Phương pháp làm mềm nước bằng natricationit 
 Phương pháp Natri - cationit dùng để làm mềm 
 nước ngầm và nước mặt có hàm lượng chất lơ 
 lửng không vượt quá 5÷8mg/ι và độ màu không 
 quá 30o. Khi dùng phương pháp này, độ kiềm 
 của nước không thay đổi. 
4. Phương pháp làm mềm nước bằng hyđrônatri -
 Cationit 
 Phương pháp hyđrônatri - cationít dùng để khử 
 các cation Ca và Mg có trong nước, đồng thời 
 làm giảm độ kiềm của nước. Dùng phương 
 pháp này để xử lí nước ngầm và nước mặt có 
 hàm lượng chất lơ lửng không quá 5÷8 mg/ι . 
 110
KHỬ MẶN NƯỚC 
 Khử mặn là giảm hàm lượng muối trong nước đến trị số 
 thoả mãn yêu cầu đối với nước dùng cho ăn uống. 
 Khử muối là giảm triệt để lượng muối hoà tan trong 
 nước dến trị số thoả mãn yêu cầu công nghệ sản xuất 
 quy định. 
 Các phương pháp khử mặn hiện nay: tuỳ thuộc vào hàm 
 lượng muối 
 - Nước có hàm lượng muối dưới 2 ÷ 3 g/ι dùng theo 
 phương pháp trao đổi ion 
 - Nước có hàm lượng muối từ 2,5 ÷ 15 g/ι dùng theo 
 phương pháp điện phân hay lọc qua màng lọc bán thấm. 
 - Nước có hàm lượng ,muối lớn hơn 10 g/ι, dùng 
 phương pháp chưng cất, đông lạnh, hay lọc qua màng 
 bán thấm
 111
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ĐẶC BIỆT KHÁC: 
1. Flo hóa nước: 
 Khi nước cấp cho ăn uống sinh hoạt có hàm lượng flo < 0,5 mg/ι thì cần phải pha 
 thêm flo vào nước. 
 Để flo hóa có thể dùng các hóa chất sau: silíc florua natri, florua natri ; silíc florua 
 amôni
2. Khử Flo trong nước: 
 Trong nước ăn uống sinh hoạt, nếu hàm lượng flo lớn hơn giới hạn cho phép, sẽ 
 sinh ra bệnh hỏng men răng. Vì vậy phải khử bớt flo trong nước. 
3. Khử sunfua (H2S) và hyđrôsunfit (HS) trong nước: 
 Dùng các phương pháp: clo hóa ; làm thoáng rồi clo hóa - axít hóa, làm thoáng - keo 
 tụ - lọc. 
4. Khử axít silic hòa tan trong nước: 
 2 − 
 Để giảm hàm lượng phèn nhôm. SiO4 đến 3 ÷ 5 mg/ι, dùng keo tụ bằng phèn sắt 
 2-
 hoặc Để giảm hàm lượng SiO3 đến 1 ÷ 1,5 mg/ι khi độ kiềm của nước ≤ 2 mgđι/ι, 
 xử lý bằng magiê ôxít kiềm và phải đun nóng nước trên 350C. Để giảm hàm lượng 
 2-
 SiO3 đến 0,1 ÷ 0,3 mg/ι thì lọc nước qua chất hấp thụ ôxít magiê theo sơ đồ 2 bậc 
5. Khử ôxi hòa tan:
 Phun nước trong chân không. 
 Liên kết giữa ôxi hòa tan và chất khử.
 112
Xử lý nước sinh hoạt bị đục
• Nước đi qua vòi sen để tạo mưa (hạt nhỏ - khỏi làm sói mòn lớp cát trên cùng). Qua
 lớp cát trên cùng, nước đã được lọc sơ các loại bụi bẩn, sinh vật, phèn. Nước sẽ
 thấm qua lớp than hoạt tính hấp phụ các chất độc hại, các loại vi sinh vật nguy hiểm
 và trung hòa các khoáng chất khó hoàn tan trong nước. Nước tiếp tục thấm qua lớp
 cát lớn, lớp sỏi nhỏ và lớp sỏi lớn nhất để đi ra bể chứa nước sạch.
• Sử dụng ống nước bằng nhựa, có khoan lỗ đường kính khoảng 5 li (0,5 cm) dọc
 thân ống, còn đầu ống phía trong được bịt lại. Nước sẽ thấm qua các lỗ nhỏ rải đều
 trên ống chứ không chảy trực tiếp vào đầu ống. Tránh ống bị nghẹt và lượng nước
 vào ống đều hơn.
• Tất cả vật liệu cho vào bể nước (ngoại trừ than hoạt tính) như cát, sỏi,... đều được
 rửa sạch trước.
• Tùy theo điều kiện thực tế và tình trạng nguồn nước, cứ 3-6 tháng, phải lọc bỏ lớp
 phèn đóng trên bề mặt lớp cát trên cùng bằng cách: khuấy đều lớp nước mặt (để
 nước khoảng 2-3 cm), rồi mở van xả phèn phía trên.Tất cả lớp phèn đọng sẽ bị trôi
 ra ngoài. Làm lại một hai lần để nước sạch hoàn toàn.
• Nếu nước nhiễm bẩn, nhiễm phèn quá nặng, nên thay lớp cát trên cùng sau vài
 tháng sử dụng... Lưu ý khi thay cát, nhớ nạo từ từ, đừng để ảnh hướng đến lớp than
 hoạt tính phía dưới (vì nó còn được sử dụng lâu dài). Sau 9 tháng đến 1 năm, nên
 thay toàn bộ cát và than hoạt tính.
 113
Xử lý nước sinh hoạt bị đục
 114
Tài liệu tham khảo
1. Nguyễn Thị Thu Thủy. Xử lý nước cấp sinh hoạt và công nghiệp. 
 Nxb. KH&KT. Hà Nội 2006
2. Trần Ngọc Lan - Giáo trình Hoá học nước tự nhiên, nxb Đại học Quốc gia Hà
 Nội, 2007
3. Trần Văn Quy, Tập bài giảng Ô nhiễm nước tự nhiên và biện pháp xử lý
 4. Abel, P.D. Water pollution biology. CRC Press, 1996.
5. Bartram, Jamie. Water quality monitoring: Practical guide to the 
 design and implementaion of freshwater quality studies and 
 monitoring programe. Spon Press, 1996
6. Nguyễn Thị Phương Loan - Giáo trình tài nguyên nước. ĐHQG Hà 
 Nội, 2004
 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[5]. Lê Trình. Quan trắc và kiểm soát ô nhiễm môi trường nước,
 NXB KH&KT (1997).
[8]. Anil Kumar De. Environmental Chemistry, Wiley Eastern Ltd,
 2nd ed. (1989).
[11]. Howard S. Peavy, Donald R. Rowe, George Tchobanoglous.
 Environmental Engineering, McGraw-Hill Book Co., 1st ed. (1985).
[15]. Metcalf & Eddy, Inc. Wastewater Engineering: Treatment,
 Disposal, and Reuse, McGraw-Hill, Inc., 3rd ed. (1991).
 116
117
Hóa chất BVTV là những hợp chất có nguồn gốc tự nhiên hay chất
tổng hợp nhân tạo được dùng để phòng trừ các sinh vật hại cây trồng
 118
119
Sau khi sử dụng thuốc cũn lại, vỏ bao bỡ được vứt bừa bói trờn
đồng ruộng, kờnh mương làm ụ nhiễm MT. Đõy là mối nguy
hiểm tiềm tàng cho sức khoẻ con người.
 120
 NƯỚC SẠCH VÀ VỆ SINH MễI TRƯỜNG
Nhà tiờu
 121
Hiện trạng sử dụng nước sạch
 Cho đến thời điểm hiện nay, vẫn
còn trên 60% dân số nông thôn
chưa có nước sạch để dùng.
Nước mặt ở các sông, hồ, suối,
ao đã nhiễm bẩn, nhiễm mặn.
Tình hình khô hạn, thiếu nước
SX đang diễn ra gay gắt.
 122