1
09/14/08 1
PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
E-mail: [email protected] or [email protected]
Web: http://www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong
Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
Khoa KTXD - Bộ mơn KTTNN
09/14/08 2
NỘI DUNG MƠN HỌC
Chương 1. Chất lượng, ht. phân phối nước & thiết bị.
Chương 2. Quản lý cung - cầu trong cấp nước.
Chương 3. Mơ hình hố & thiết kế ht. cấp nước.
Chương 4: Phân tích mạng lưới cấp nước.
Chương 5: Nước va trong đường ống chảy có áp.
Chương 6. Quy hoạch hệ thống thóat nước.
Chương 7. Mơ hình hố & thiết kế ht. thốt nước.
Chương 8. Thốt nước vùng triều.
Chương 9. Quản lý vận hành ht. cấp và thốt nước.
Phần mềm SWMM & EPANET
MẠNG LƯỚI CẤP THỐT NƯƠ
Ù
C
09/14/08 3
NỘI DUNG
Th
ực hành 1: Mơ hình dự báo nhu cầu
nước dùng với p/p Hồi quy tuyến tính
Thực hành 2: Mơ phỏng mạng lưới cấp
nước với EPANET.
Thực hành 3: Mơ phỏng mạng lưới thốt

C
Đ
Đ
A
A
Ù
Ù
NH GIA
NH GIA
Ù
Ù
-
-
Kie
Kie
å
å
m tra cuo
m tra cuo
á
á
i môn ho
i môn ho
ï
ï
c (50%).
c (50%).
-
-
Tie

nước.
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
2
09/14/08 7
CHƯƠNG 1
CHẤT LƯNG, HỆ THỐNG PHÂN PHỐI
NƯỚC & THIẾT BỊ PHỔ BIẾN
Nội dung:
- Yêu cầu chất lượng nước cấp.
- Quy hoạch & tối ưu hoá hệ thống phân phối
nước.
- Phân tích hệ thống cấp nước.
- Cấu tạo mạng lưới.
- Các thiết bò phổ biến.
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/14/2010
10/14/2010
8
8
CH
CH
Ấ
Ấ
T LƯ
T LƯ
Ợ


 giảm khả
năng truyền ánh sáng 

 đònh nghóa độ đục.
Đơn vò đo: JTU
(Jackson Turbidity Unit), NTU
(Nephelometric Turbidity Unit), so sánh vớ
i
dung dòch có độ đục tiêu chuẩn. 1NTU=2.5JTU.
Theo TCVN, chiều sâu lớp nước thấy (độ
trong),
nước sinh hoạt > 30cm. Đo theo thang Silic.
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 11
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
1000
360
190
130
100
65
30
18
10
2 (chiều lớp nước thấy được)‏


 nước
màu xám đen.


 Các chất humic 

 nước nâu, vàng. Có thể
là:
- acid julvicmic C
10
H
12
O
5
- acid hymatomeanic C
10
H
12
O
7
- acid humic C
10
H
18
O
10
hoặc các hợp chất
C
10

có thể dùng bể lọc nhanh hoặc lọc chậ
m,
keo tụ tạo bông 

 lọc.
Thang đo độ màu 

 so sá
nh dung dòch
chuẩn trong ống Nessler (thường dù
ng
dung dòch K
2
Pt
12
C
16
với 1 mg/l

 1 đ
/v
chuẩn màu).
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 15
- Mùi vò: Các chất khí & các chất hòa tan
trong nước 

 nước có mùi và vò.

, ClO
2
- Mùi trứng thối 

 H
2
S
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 17
CÁC CHẤT GÂY MÙI VỊ CÓ THỂ CHIA 3 NHÓM
Nguồn gốc hữu cơ:
- Chất thải công nghiệp
- Chất thải dầu mỡ
- Chất thải phenol
Nguồn gốc quá trình sinh hoá, hoạt động vi
khuẩn, rong tảo như CH
3
-S-CH
3
cho mùi
tanh cá, C
12
H
22
O, C
12
H
1

) 

 thường chi phí lớn.
- Keo tụ bằng phèn nhôm, phèn sắt đối với chất gây
mùi H
2
S theo phản ứng:
3H
2
S + 2Fe
3+


 Fe
2
S
3
+ 6H
+
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
4
09/14/08 19
Chất gây mùi ở dạng hòa tan 

 p/p keo tụ ít
hiệu quả.
- Hàm lượng chất rắn trong nước:
Có thể vô cơ (các muối hoà tan, rắn không tan

Chất rắn bay hợi VS (Volatile Solids):


 Là phần mất đi khi nung đến 550
0
C.
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 21
HỐ HỌC
- Hàm lượng oxy hoà tan DO (DO 

 LỚN 

 CHẤT
LƯỢNG NƯỚC CÀNG CAO):
Phụ thuộc: áp suất, nhiệt độ, thành phần hoá học, vi
sinh, thủy sinh, diện tích mặt thoáng.
Nước ngầm có DO thấp so với nước mặt (các phản
ứng oxy hoá khử trong đất đã tiêu thụ một phần
oxy hoà tan).
Nhiệt độ tăng, áp suất giảm 

 DO giảm


 Đònh luật Henry:
- Ở 1at, 0
0

PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 23
- Các hợp chất của acid carbonic :
Độ ổn đònh của nước phụ thuộc vào trạng thái
cân bằng giữa các hợp chất của acid
carbonic. Acid carbonic là một acid yếu,
trong nước phân ly như sau:
H
2
CO
3


 H
+
+ HCO
3
-
2HCO
3
-


 CO
3
2-
+ CO
2
+ H
2

3
(như bê tông) 

 CaCO
3
sẽ
được hoà tan theo phản ứng:
CaCO
3
+ CO
2


 Ca(OH)
2
Lượng CO
2
tham gia phản ứng gọi là CO
2
xâm thực.


 Hiện tượng bê tơng bị xâm thực
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 26
Ngược lại, nếu nước có lượng CO
2
hòa tan <

2-


 CaCO
3
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Muối kết tủa
09/14/08 27
Muối CaCO
3
kết tủa khó hòa tan, dễ bám
kết lắng đọng trong ống dẫn thiết bò 


cản trở quá trình vận chuyển và truyền
nhiệt.
Nước có hàm lượng CO
2
hoà tan (tự do)
bằng CO
2
cân bằng 

 nước ổn đònh.
Trong công nghệ xử lý nước cấp, đây là
vấn đề quan trọng cần phải đạt được.
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò

Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 29
Ta đònh nghóa:
pH = -lg[H
+
]
* pH > 7 

 nước có tính kiềm.
* pH < 7 

 nước có tính acid.
- Sắt & Mangan:
Trong nước ngầm sắt thường tồn tại là sắt có
hoá trò 2 của các muối bicarbonat, sulfat,
clorua hoà tan. Đôi khi còn tồn tại trong
dạng keo của acid humic hoặc keo silic.
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 30
Khi tiếp xúc với oxy hoặc chất oxy hoá thì :
Sắt nhò 

 Sắt tam
Và kết tủa thành bông cặn Fe(OH)
3
màu nâu đỏ.
Trong nước mặt sắt thường tồn tại là sắt có hoá

+0.5O
2


 2Fe(OH)
3
+ H
2
O
Hoặc:
3Fe(HCO
3
)
2
+KMnO
4
+2H
2
O 

 2Fe(OH)
3
+
MnO
2
+KHCO
3
+5CO
2
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC

),
Amoniac (NH
3
).
 Có hợp chất chứa Nitơ 

 Chứng tỏ
nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải sinh
hoạt.
 Nước sau một thời gian nhiễm bẩn 


Amoniac và Nitrit bị oxy hố thành Nitrat
 Sử dụng phân bón 

 tăng hàm lượng
Amoniac trong nước thiên nhiên !!!
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 34
Hàm lượng Sulfat & Clorua (mg/l)
Tồn tại trong nước thiên nhiên dưới
dạng các muối Natri, Calci, Magniê và
acit H
2
SO
4
, HCl.
 Hàm lượng ion Cl

E.Coli có khả năng tồn tại cao hơn các loại vi
trùng gây bệnh khác 

 khảo sát KHÔNG
còn E.coli 

 các loại khác cũng được loại.
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 36
Trò số E.coli: đơn vò thể tích nước có chứa 1 vi
khuẩn E. coli
Chỉ số E.coli: lượng vi khuẩn E. coli có trong 1
lit nước.
Tiêu chuẩn nước tiên tiến:
Trò số E.coli > 100ml (Chỉ số E.coli=10)‏
‏‏
‏
Tiêu chuẩn VN: Chỉ số E.coli =20 (!)‏
‏‏
‏
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
7
09/14/08 37
CÁC LOI RONG TẢO
Rong tảo 


<50
<3000
<1000
<1
<0.15
<5
pH
Acid carbonic x/thực,mg/l
Độ cứng tạm thời, pH
Độ cứng tòan phần, pH
Tổng hàm lượng muối, mg/l
Hợp chất clorua
Sắt, mg/l
Manggan, mg/l
Chất lơ lửng, mg/l
L/nguội
nhiều lần
L/nguội một
lần
Chỉ tiêu
09/14/08 39
TIÊU CHUẨN NƯỚC SINH HOẠT (TCVN-5502-2003)‏
‏‏
‏
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
3
0.005
0.01

1
0
0.7-1.5
Coliform, MPN/100ml
Crom Cr, mg/l
Dầu mỏ, mg/l
Độ cứng (theo CaCO
3
) , mg/l
Độ đục, mg/l
Đồng Cu, mg/l
E. Coli & Coliform, MPN/100ml
Florua F
-
, mg/l
Giá trò giới hạnTên
09/14/08 41
TIÊU CHUẨN NƯỚC SINH HOẠT (TCVN-5502-2003)‏
‏‏
‏
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
0.05
3
0.5
15
Không có
0.5
10

+,Fe
3+
, mg/l
Thuốc trừ sâu Clo hữu cơ, mg/l
Thuốc trừ sâu lân hữu cơ, mg/l
Thủy ngân Hg, mg/l
Tổng hoạt phổ phóng xạ anpha, pCi/l
Tổng hoạt phổ phóng xạ beta, pCi/l
Vò
Xianua
Giá trò giới hạnTên
8
09/14/08 43
TIÊU CHUẨN NƯỚC ĂN UỐNG (1329/2002/BYT/QĐ)‏
‏‏
‏
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
15
Không có
2
6.5-8.5
300
1000
0.2
1.5
Màu sắc, TCU
Mùi vò
Độ đục, NTU

Crom, mg/l
Đồng Cu, mg/l
Giá trò giới hạnTên
09/14/08 45
TIÊU CHUẨN NƯỚC ĂN UỐNG (1329/2002/BYT/QĐ)‏
‏‏
‏
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
0.07
0.7-1.5
0.05
0.5
0.01
0.5
0.001
0.07
Xianua, mg/l
Florua, mg/l
Hydro sulfua, mg/l
Sắc, mg/l
Chì, mg/l
Manggan, mg/l
Thủy ngân, mg/l
Molybden, mg/l
Giá trò giới hạnTên
09/14/08 46
TIÊU CHUẨN NƯỚC ĂN UỐNG (1329/2002/BYT/QĐ)‏
‏‏

Ù
NH GIA
NH GIA
Ù
Ù
CHA
CHA
Á
Á
T L
T L
Ư
Ư
Ơ
Ơ
Ï
Ï
NG
NG
NGUO
NGUO
À
À
N N
N N
Ư
Ư
Ơ
Ơ
Ù

<2
4-8
0
<25
<25
pH
Độ đục, NTU
Độ màu, mg/l Pt
Độ oxy hoá (KLMnO
4
), mg/l O
2
Độ cứng toàn phần, pH
Sulfua H
2
S, mg/l
Clorua Cl
-
, mg/l
Sulfat SO
4
2-
, mg/l
CBAThông số
9
09/14/08 49
NƯỚC MẶT: LOẠI A > LOẠI B > LOẠI C
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống

-
, mg/l
Phophat PO
3
3-
Sắt tổng Fe, mg/l
Manggan, Mn
Amonium NH
4
+
, mg/l
Florua F
-
, mg/l
Xianua CN
-
, µ
µµ
µg/l
CBAThông số
09/14/08 50
NƯỚC MẶT: LOẠI A > LOẠI B > LOẠI C
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
<100
<100
<5
<50
<10

µg/l
Selen Se, µ
µµ
µg/l
Thủy ngân Hg, µ
µµ
µg/l
Đồng Cu, µ
µµ
µg/l
Chì Pb, µ
µµ
µg/l
CBAThông số
09/14/08 51
NƯỚC MẶT: LOẠI A > LOẠI B > LOẠI C
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
<5000
<200
<0.15
<0.01
<0.1
<1
<1000
<100
<0.15
<0.01
<0.1

<400
<2
<10
6-8
0.5-2
<4,>8
0
<200
<250
<0.1
<6
6.5-8.5
<0.5
4-8
0
<25
<25
0
0
pH
Độ oxy hoá (KLMnO
4
), mg/l O
2
Độ cứng toàn phần, pH
Sulfua H
2
S, mg/l
Clorua Cl
-

1.5
<50
0.5
0
<0.3
<0.05
0
0.5-1
0
0
0
Photphat PO
4
3-
, mg/l
Sắt tổng Fe, mg/l
Mangan Mn, mg/l
Amonium NH
4
+
, mg/l
Florua F
-
, mg/l
Xianua CN
-
, µ
µµ
µg/l
Phenol, µ

0
<50
0
<50
0
Cadmi Cd, µ
µµ
µg/l
Crom tổng Cr, µ
µµ
µg/l
Selen Se, µ
µµ
µg/l
Thủy ngân Hg, µ
µµ
µg/l
Đồng Cu, µ
µµ
µg/l
Chì Pb, µ
µµ
µg/l
Kẽm Zn, µ
µµ
µg/l
E. Coli MNP/100ml
CBAThông số
10
10/14/2010

Á
T BỊ
T BỊ
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 56
CÁC LOẠI NHU CẦU
(Tham khảo chi tiết trong môn học
Cấp thoát nước – Đại học)‏
‏‏
‏
- Nước dùng cho sinh hoạt,
- Nước dùng cho sản xuất,
- Nước dùng cho chữa cháy.
-
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 57
CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN
HT CẤP NƯỚC
1. Công trình thu nước,
2. Trạm bơm cấp nước,
3. Các công trình làm sạch hoặc xử lý,
4. Các công trình điều hoà & dự trữ nước,
5. Mạng lưới đường ống.
SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT H/T CẤP NƯỚC
(NGẦM, MẶT) 


p, nông
nghiệp, đường sắt).
- Theo chức năng (ăn uống sinh hoạt, sản xuấ
t,
chữa cháy, kết hợp).
- Theo p/p sử dụng (chảy thẳng, tuần hoàn, tá
i
sử dụng).
- Theo nguồn (nước mặt, nước ngầm).
- Thep p/p vận chuyển (có áp, tự chảy).
- Theo phạm vi (bên ngoài, khu dân cư nhỏ
, bên
trong).
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 62
TIÊU CHUẨN DÙNG NƯỚC
(tham khảo giáo trình Cấp thoát nước – ĐH)‏
‏‏
‏
QUAN HỆ GIỮA LƯU LƯNG & ÁP SUẤT HỆ
THỐNG CUNG CẤP NƯỚC
- Vai trò thể tích điều hoà trong hệ thống: đài
nước, bể chứa nước.
W
bc
,W
dh
,W

=
09/14/08 64
CỘT ÁP YÊU CẦU
Cột áp yêu cầu cho vò trí cấp nước bất lợi nhất:
• H
CT
nha
cốt áp cần thiết của ngôi nhà,
h 

 thế năng
Σ
ΣΣ
Σdh 

 tổng tổn thất năng lượng tuyến ống cấp
nước bên trong từ đường ống bên ngoài đến dụng
cụ tiêu thụ nước ở vò trí bất lợi nhất (dọc đường,
cục bộ).
h
td


 cốt áp tự do yêu cầu của thiết bò dùng nước.
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
∑
++=
td

68
QUY HOA
QUY HOA
Ï
Ï
CH &
CH &
TO
TO
Á
Á
I
I
Ư
Ư
U HE
U HE
Ä
Ä
THO
THO
Á
Á
NG
NG
PHÂN PHO
PHÂN PHO
Á
Á
I N

& tương lai
Bản đồ điạ hình,
quy hoạch khu vực
09/14/08 70
THIẾT KẾ TỐI ƯU HT PHÂN PHỐI NƯỚC
HÀM MỤC TIÊU


 Chi phí xây dựng, vật liệu & chi phí vận
hành + quản lý mạng là


 NHỎ NHẤT (Min)
RÀNG BUỘC
- Lưu lượng
- p suất
- Cấp nước liên tục.
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
09/14/08 71
Để có khái niệm cơ bản ta xét mạng lưới cấp I+II. Mạ
ng
lưới cấp III (mạng phục vụ tiểu khu với d<150mm)
không đổi.
SỐ LIỆU ĐẦU VÀO:
- Nhu cầu lưu lượng & áp suất tại các vò trí lấy nước đã
xác đònh.
- Quy hoạch tuyến đường ống đã có (L đường ống có).
- Quy hoạch (vò trí) và quy mô đài nước đã cho trước

PGS. Dr. Nguyễn Thống
∑
=
α=
N
i
iid
dlI
1
1
13
09/14/08 73
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò
PGS. Dr. Nguyễn Thống
d
i
I
1
I
1
=f(d)‏
‏‏
‏
09/14/08 74
XÁC ĐỊNH HÀM CHI PHÍ TỔNG T
- Chi phí xây dựng đường ống:
β
ββ
β

d
i
I
I
3
=f(d)‏
‏‏
‏
I
1
=f(d)‏
‏‏
‏
I
2
=f(d)‏
‏‏
‏
10/14/2010
10/14/2010
76
76
THIE
THIE
Á
Á
T BỊ
T BỊ
(Xem CD ROM)
(Xem CD ROM)