1/119
Phần một: XỬ LÝ NƢỚC CẤP
Chƣơng 1
CHẤT LƢỢNG NGUỒN NƢỚC VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ

Mục đích – yêu cầu:
 Về kiến thức: Sinh viên phải nêu được:
- Ý nghĩa của nguồn nước trong tự nhiên
- Mục đích sử dụng nguồn nước
- Các chỉ tiêu về chất lượng nguồn nước
 Về kĩ năng: Sinh viên phải hiểu được:
- Từng công trình trong các công nghệ xử lý nguồn nước ngầm
- Từng công trình trong các công nghệ xử lý nguồn nước mặt
Số tiết lên lớp: 4
Bảng phân chia thời lƣợng
STT
Nội dung
Số tiết
1
Các loại nguồn nước dùng để cấp nước
0,5
2
Các chỉ tiêu về chất lượng nguồn nước
1
3
Các yêu cầu và tiêu chuẩn chất lượng nguồn nước
0,5
4
Mục đích, phương pháp xử lý và lựa chọn công nghệ
xử lý nước
1

Câu 4: Anh (chị) hãy cho biết: Nước mưa có dùng để cấp nước không?
Câu 5: Anh (chị) hãy cho biết: ở Đồng bằng sông Cửu Long nguồn nước thường hay có
tính gì?
1.2. Các chỉ tiêu về chất lƣợng nƣớc [1 tr 7;13]
Khi muốn xử lý một nguồn nước nào đó thì cần phải phân tích xem nguồn nước đó
có những tính chất như thế nào để đưa ra quy trình xử lý phù hợp.
1.2.1. Chỉ tiêu hóa lý
- Nhiệt độ
- Độ màu
- Độ đục
- Hàm lượng cặn không tan (mg/l)
- Mùi, vị
- Độ nhớt
- Độ dẫn diện
1.2.2. Chỉ tiêu hóa học
- pH của nước- Độ kiềm của nước (mgđl/l)
+ Độ kiềm toàn phần
+ Độ kiềm riêng phần
- Hàm lương sắt (mg/l)
- Hàm lương mangan (mg/l)
- Các hợp chất chứa Nitơ
3/119
- Ion iod và ion flo
- Ion sunfat và clorua
- Các hợp chất của axit Silixic
- Độ oxy hóa của nước (mg/l O
2

- Nước dùng để tưới đường, tưới cây
1.4. Mục đích, phƣơng pháp xử lý và lựa chọn công nghệ xử lý nƣớc [1 tr 11;14]
4/119
1.4.1. Mục đích
- Cung cấp số lượng nước đầy đủ và an toàn về mặt hóa học, vi trùng học để thỏa
mãn các nhu cầu về ăn uống, sinh hoạt, dịch vụ, sản xuất công nghiệp và phục vụ sinh
hoạt công cộng của các đối tượng dùng nước.
- Cung cấp nước có chất lượng tốt, ngon, không chứa các chất gây vẩn đục, gây ra
màu, mùi, vị của nước.
- Cung cấp nước có đủ thành phần khoáng chất cần thiết cho việc bảo vệ sức khỏe
của người tiêu dùng.
- Nước sau khi xử lý phải thỏa mãn các tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước
cấp cho ăn uống và sinh hoạt.
1.4.2. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc cơ bản
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.
1.4.2.1. Phƣơng pháp cơ học:
- Sử dụng cơ học để giữ lại cặn không tan trong nước.
- Các công trình: Song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc.
1.4.2.2. Phƣơng pháp hóa học:
- Dùng các hóa chất cho vào nước để xử lý nước như keo tụ bằng phèn, khử trùng
bằng Clor, kiềm hóa nước bằng vôi, dùng hóa chất để diệt tảo (CuSO
4
, Na
2
SO
4
).
1.4.2.3. Phƣơng pháp hóa lý:


1.4.3.2. Xử lý nƣớc ngầm
♦ Khi nước nguồn có hàm lượng Fe > 9mg/l ♦ Khi nước nguồn có hàm lượng Fe < 9mg/l

7/119

Bài tập tại lớp
Câu 1: Vai trò của nước
A. Cung cấp cho sản xuất nông nghiệp
B. Tham gia vào hầu hết các quá trình chuyển hóa trong cơ thể sống
C. Cung cấp năng lượng
D. Tất cả các câu đều đúng
Câu 2: Đặc điểm của nguồn nước mặt:
A. Trữ lượng lớn, dễ thăm dò và khai thác
B. Có hàm lượng Fe và Mn cao
C. Trữ lượng lớn, khó thăm dò và khai thác
D. Có độ mặn cao
Câu 3: Chất lượng nước mặt phụ thuộc vào yếu tố nào:
A. Yêu cầu chất lượng nước của người tiêu thụ
B. Quy trình công nghệ xử lý nước
C. Điều kiện khí hậu và chế độ thủy văn
D. Chất lượng và trữ lượng nước ngầm
Câu 4: Đặc điểm của nước ngầm:
8/119
A. Có hàm lượng chất rắn lơ lửng cao
B. Thăm dò và khai thác khó
C. Hàm lượng khí CO

C) → Cân lượng chất rắn thu được
C. Nước → Lắng → Đo thể tích cặn thu được
D. Nước → Lọc → Cân lượng chất rắn thu được sau lọc
Câu 4: Phương pháp xử lý nước cấp
A. Phương pháp sinh học
B. Phương pháp hóa học kết hợp với vật lý và sinh học
C. Phương pháp hóa học và vật lý
D. Kết hợp các phương pháp cơ học, hóa lý và vật lý, hóa học
Câu 5: Khi lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước cần phải căn cứ vào:
9/119
A. Chất lượng nước nguồn, chất lượng nước yêu cầu, công suất nhà máy nước, điều kiện
kinh tế kỹ thuật
B. Chất lượng nước nguồn và chất lượng nước yêu cầu
C. Chất lượng nước nguồn và công suất nhà máy nước
D. Chất lượng nước nguồn và điều kiện kinh tế kỹ thuật
Hướng dẫn trả lời: 1d, 2b, 3a, 4d, 5a
Bài tập cuối chƣơng
Câu 1: Anh (chị) hãy cho biết: Nước thô → Trạm bơm cấp 1 → Bể lọc chậm → Khử
trùng → Bể chứa nước sạch → Trạm bơm cấp II → Mạng lưới cấp nước dùng cho nước có
hàm lượng cặn như thế nào?
Câu 2: Anh (chị) hãy cho biết: Khi tạo điều kiện và thực hiện quá trình kết dính các hạt
keo phân tán thành các bông cặn có khả năng lắng và lọc với tốc độ cho phép” là chức
năng của công trình nào?
Câu 3: Anh (chị) hãy cho biết: Tiêu chí quan trọng nhất để lựa chọn dây chuyền công nghệ
xử lý nước mặt?
Câu 4: Anh (chị) hãy cho biết: Trạm bơm cấp 1 → Làm thoáng đơn giản → Bể lọc nhanh
→ Khử trùng → Bể chứa nước sạch → Mạng lưới cấp nước được dùng cho nước có hàm
lượng cặn như thế nào?
Câu 5: Anh (chị) hãy cho biết: Trạm bơm cấp 1 → Làm thoáng tự nhiên hoặc cưỡng bức
→ Bể lắng tiếp xúc → Bể lọc nhanh → Khử trùng → Bể chứa nước sạch → Mạng lưới

Các phương pháp keo tụ
1
3
Các yêu cầu và tiêu chuẩn chất lượng nguồn nước
0,5
4
Mục đích, phương pháp xử lý và lựa chọn công nghệ
xử lý nước
1
5
Câu hỏi hiểu bài và thảo luận
1
Trọng tâm bài giảng
 Nguyên tắc, bản chất của keo tụ
 Các loại hóa chất dùng keo tụ
 Các phương pháp keo tụ
 Các công trình của qua trình keo tụ
Nội dung giảng dạy
Chiếu clip về quá trình keo tụ
2.1. Bản chất của quá trình keo tụ [1 tr 17;19]
Trong kỹ thuật xử lý nước bằng các biện pháp xử lý cơ học như lắng tĩnh, lọc chỉ có
thể loại bỏ những hạt có kích thước lớn hơn 10
-4
mm, còn những hạt cặn có d< 10
-4
mm
phải áp dụng xử lý bằng phương pháp lý hóa.
11/119
Do đó cần phải có những yếu tố bên ngoài tác động, phá vỡ trạng thái cân bằng đó,
tạo điều kiện để các hạt cặn lơ lửng kết dính với nhau, tăng kích thước và khối lượng của

chạm giữa các hạt keo trong dung dịch → kích thước của hạt keo tăng lên → sa lắng

2.2.2. Giảm lực đẩy tĩnh điện và tăng lực hút ion
- Đưa vào trong nước các hóa chất làm tăng nồng độ của chất điện ly trung tính như
NaCl → giảm độ dày của lớp điện tích kép → giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt keo
→ tương tác tổng cộng giữa các hạt keo bằng không.
- Do đó sự tạo thành các tổ hợp keo có thể xảy ra khi chúng va chạm, tiếp xúc với
nhau.
- Quá trình keo tụ bằng chất điện ly là một quá trình tối ưu trong keo tụ. Các chất
điện ly có các ion hóa trị càng lớn thì hiệu quả keo tụ càng cao và liều lượng chất điện ly
càng giảm đi
- Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi liều lượng chất keo tụ cho vào phải rất chính
xác
- Nếu nồng độ chất điện ly trong nước vượt quá mức cần thiết sẽ gây ra quá trình tích
điện trở lại với hạt keo, làm thế năng tăng lên và hiệu quả keo tụ giảm.
2.2.3. Thay đổi pH
- Thay đổi pH của môi trường nước làm thay đổi hay làm mất điện tích sơ cấp ( điện
tích ứng với điểm đẳng điện)
13/119
- Do đó làm giảm hay triệt tiêu lực đẩy. Tuy nhiên pH của nhiều loại hạt thường
thấp.
Ví dụ:
+ Mùn (humin): pH
0
= 3.5 – 4.5
+ Protit: pH
0
= 3.5 – 4.2
+ Silic (SiO
2

thì các loại phèn này phân ly thành:
Al
2
(SO
4
)
2
→ 2Al
3+
+ 3SO
4
2-
FeCl
3
→ Fe
3+
+ 3Cl
-
- Các ion kim loại này trung hòa các hạt keo trong nước mang điện tích (-) → làm
giảm thế điện động ζ → keo liên kết lại → tạo bông cặn
- Các ion kim loại tham gia phản ứng thủy phân :
Al
3+
+ 3H
2
O → Al(OH)
3
↓ + 3H
+


Câu 1: Anh (chị) hãy cho biết: Mục đích của việc tăng động năng của hạt keo lên để làm
gì ?
Câu 2: Anh (chị) hãy cho biết khuấy trộn tạo dòng chảy xoắn thực hiện được trong dạng
bể nào ?
Câu 3: Anh (chị) hãy cho biết khi xử lý nước có hàm lượng màu cao thì liều lượng phèn
được xác định như thế nào ?
Câu 4: Anh (chị) hãy cho biết phèn sắt ít bị ảnh hưởng bởi những yếu tố nào ?
Câu 5: Anh (chị) hãy cho biết nhược điểm của phèn FeCl
3

2.3. Các loại hóa chất dùng keo tụ [2 tr 81, 1 tr 17]
Hiện nay trong công nghệ xử lý nước cấp thường dùng các loại hóa chất bổ sung vào
quá trình keo tụ của nguồn nước để tăng thời gian keo tụ lại của các hạt cặn.
2.3.1. Các loại hóa chất thƣờng dùng
- Sulfat nhôm Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O: Được sản xuất từ quặng Boxit, Nefelin, một số loại
đất sét.
- Sulfat nhôm tinh chế: được sản xuất từ Al
2
O
3
tác dụng với H
2

- Sulfat sắt II, III được sản xuất từ Fe
2
O
3
+ H
2
SO
4

- Hỗn hợp Fe
2
(SO
4
)
3
+ FeCl
3
thu được từ hỗn hợp FeSO
4
.7H
2
O và Cl
2

- Hỗn hợp FeCl
3
+ Al
2
(SO
4

- Có khả năng hấp thụ, thu hút, dính kết các tạp chất và keo làm bẩn nước.
- Giá thành thấp.
3.3.2.2. Nhƣợc điểm:
- Fe(OH)
2
chỉ keo tụ khi pH > 9 – 9.5, trong khi đó Fe(OH)
3
keo tụ ở pH > 3.5 do
đó sau khi pha phèn phải tiếp tục oxy hóa sắt hóa trị II thành hóa trị III.
- Nếu trị số pH thấp và lượng oxy hòa tan trong nước không đủ để oxy hóa, sắt
hóa trị II còn lại trong nước sẽ bị khử trên các công trình lắng lọc.
- FeSO
4
gây khó khăn, tốn kém trong quản lý vì phải kiềm hóa nước để đưa pH >
8 đảm bảo điều kiện oxy hóa sắt hóa trị II thành hóa trị III bằng oxy của không khí.
Câu hỏi thảo luận

Câu 1: Anh (chị) hãy cho biết: Khi xử lý các nguồn nước bị đục có hàm lượng cặn khác
nhau thì dựa vào đâu để xác định hàm lượng phèn cần dùng?
Câu 2: Anh (chị) hãy cho biết: Biện pháp khắc phục tính ăn mòn cao của phèn sắt?
Câu 3: Anh (chị) hãy cho biết: Nếu cho nồng độ chất điện ly trong nước vượt quá cao sẽ
gây ra hiện tượng gì?
Câu 4: Anh (chị) hãy cho biết: Điểm đẳng điện của Silic cao hay thấp và bằng bao nhiêu?
Câu 5: Anh (chị) hãy cho biết: Việc “Tạo điều kiện và thực hiện quá trình kết dính các hạt
keo phân tán thành các bông cặn có khả năng lắng và lọc với tốc độ cho phép” là chức
năng của quá trình nào?
2.4. Các thiết bị và công trình của quá trình keo tụ [1 tr 20;21]
- Quá trình keo tụ gồm các giai đoạn sau:
+ Pha trộn hóa chất keo tụ với nước
+ Thủy phân của phèn đồng thời phá hủy độ bền vững của hệ keo tự nhiên

- Nồng độ phèn trong bể tiêu thụ lấy bằng 4 – 10% tính theo sản phẩm ngậm
nước.
- Để hòa trộn đều dung dịch trong bể tiêu thụ thì dùng không khí nén hoặc máy
khuấy
2.4.1.3. Thiết bị định liều lƣợng phèn
Có nhiệm vụ điều chỉnh tự động lượng phèn, hóa chất cần thiết đưa vào nước
cần xử lý theo yêu cầu
2.4.2. Thiết bị pha chế vôi
Vôi được dùng để kiềm hóa nước, làm mềm và ổn định nước. Vôi sử dụng ở dạng
bột, cục và dạng dung dịch vôi sữa hoặc dung dịch vôi bão hòa
2.4.3. Thiết bị hòa trộn chất phản ứng
Chiếu clip về quá trình trộn hóa chất
Yêu cầu chung
18/119
- Q nước xử lý >> q hóa chất và phản ứng của chúng khi tiếp xúc với nước chảy rất
nhanh nên phải đảm bảo khuấy trộn nhanh, phân phối đều hóa chất trước khi phản
ứng xảy ra + tăng điều kiện tiếp xúc giữa hóa chất và nước.
- Khuấy trộn, tạo dòng chảy rối
+ Thông thường thời gian khuấy trộn 0,5 – 2 phút
+ Có 2 loại trộn chính: - Trộn thủy lực
- Trộn cơ khí
2.4.3.1. Trộn thủy lực
- Nguyên tắc: Dùng các vật cản để tạo ra sự xáo trộn trong dòng chảy của hỗn hợp
nước và hóa chất.
+ Trộn trong đường ống

Thiết bị trộn trong đường ống dẫn
2.4.3.2. Trộn cơ khí
- Trộn đứng kết hợp tách khí
- Trộn đứng kết hợp cơ khí

♦ Bể phản ứng xoáy hình trụ
♦ Bể phản ứng xoáy hình côn
♦ Bể phản ứng tạo bông cặn có vách ngăn hướng dòng theo phương nằm ngang
♦ Bể phản ứng tạo bông cặn theo phương thẳng đứng
♦ Bể phản ứng vách ngăn
♦ Bể phản ứng cặn lơ lửng có ống phân phối nước trừ trên xuống
2.4.4.2. Quản lý và vận hành
- Thường xuyên theo dõi sự hình thành các bông cặn
- Kiểm tra việc phân phối hóa chất, phèn vào bể
- Thường xuyên vớt các bọt và váng nổi trên mặt bể
- Định lỳ kiểm tra chất lượng nước và vệ sinh bể
Bài tập tại lớp
Câu 1: Quá trình: “Phá vỡ sự ổn định của hệ keo và tạo điều kiện để các hạt keo nhỏ tiến
lại gần nhau” là đặc điểm của giai đoạn:
A. Keo tụ
B. Kết bông
C. Lắng
20/119
D. Tất cả đều sai
Câu 2: Quá trình: “Các hạt keo nhỏ gần nhau va chạm với nhau tạo thành khối lớn” là đặc
điểm chính của giai đoạn:
A. Keo tụ
B. Lắng
C. Kết bông
D. Tất cả đều đúng
Câu 3: Điện thế Zeta đặc trưng cho:
A. Độ lớn điện tích của hạt keo
B. Bản chất hạt keo
C. Độ bền vững của hạt keo
D. Khả năng lắng của hạt keo

Câu 4: Anh (chị) hãy cho biết: Quá trình: “Các hạt keo nhỏ gần nhau va chạm với nhau tạo
thành khối lớn” là đặc điểm chính của giai đoạn?
Câu 5: Anh (chị) hãy cho biết: Hiệu quả công tác trộn trong quá trình sử dụng chất keo tụ
để tăng hiệu quả xử lý nước phụ thuộc vào gì?

22/119
Chƣơng 3
LẮNG NƢỚC
Mục đích – yêu cầu:

- Lắng là một khâu xử lý quan trọng trong công nghệ xử lý nước, nhất là với nước mặt.
- Là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình
lắng nước.
- Dựa vào nguyên tắc cơ bản là sự rơi theo trọng lực của các hạt cặn
3.2. Các loại bể lắng
3.2.1. Bể lắng ngang[1 tr 72;76]
3.2.1.1. Nguyên tắc hoạt động
Là loại bể lắng mà nước chuyển động theo chiều ngang từ đầu bể đến cuối bể
23/119

- Dòng nước chuyển động theo phương ngang trong chế độ chảy tầng và vận
tốc tại mọi điểm trong bể đều bằng nhau. Thời gian lưu lại của mọi phần tử nước đi
qua bể đều bằng nhau.
- Trên mặt cắt ngang vuông góc chiều dòng chảy ở đầu bể nồng độ các hạt cặn có
cùng kích thước tại mọi điểm đều bằng nhau
- Hạt cặn ngừng chuyển động khi chạm đáy bể
- Để đạt được điều kiện trên thì phải luôn tồn tại 4 bộ phận riêng biệt trong bể lắng
ngang:
* Bộ phận phân phối nước vào bể
* Vùng lắng cặn
* Hệ thống thu xả cặn
* Hệ thống thu nước đã lắng

3.2.1.2. Các chỉ tiêu thủy động lực học cơ bản để tính toán bể lắng ngang
- Trong điều kiện tự nhiên quá trình lắng xảy ra phức tạp do ảnh hưởng của nhiều
yếu tố.
- Về mặt thủy lực: Dòng chảy thường không đạt chế độ chảy tầng lý tưởng mà
còn xuất hiện những dòng chảy rối, theo hướng bất kỳ nên cuộn theo cặn
- Do đó để đat được hiệu suất lắng cao thì phải đạt được chế độ chảy tầng: Re <
2000

nhỏ hẹp, nhờ các tấm hoặc ống đặt nghiêng.
25/119
- Khoảng cách giữa các tấm chỉ bằng 5 – 15cm và góc nghiêng của bản vách ngăn
so với mặt phẳng nằm ngang một góc α = 45
0
– 60
0

- Khi dùng các tấm hình phẳng hoặc hình sóng thì dễ lắp đặt và quản lý hơn.
- Khi dùng các ống thì việc chắc chắn và đảm bảo kích thước được đồng đều hơn
và tốc đô dòng chảy có thể tăng hơn. Tuy nhiên lại nhanh bị đóng cặn và tăng khối
lượng công tác quản lý, tẩy rửa.3.2.2.2. Tác dụng và cơ chế của quá trình lắng
- Khi giảm chiều cao lắng thì giảm độ chảy rối của dòng chảy tự do Re ≤ 500,
giảm được dao động của thành phần tốc độ thẳng đứng của dòng nước.
- Kết quả là tăng hệ số sử dụng dung tích và giảm được thời gian lắng.
- Bể lắng lớp mỏng được chia ra làm 3 loại chính:
+ Bể lắng lớp mỏng với dòng chảy ngang
+ Bể lắng lớp mỏng với dòng chảy nghiêng ngược chiều
+ Bể lắng lớp mỏng với dòng chảy nghiêng cùng chiều
- Bể lắng nhiều lớp mỏng chủ yếu được sử dụng đối với nước chứa nhiều cặn
lắng.
- Ở các bể theo sơ đồ dòng chảy ngang tốc độ thành phần của dòng nước theo
phương ngang và ít gây xáo trộn đối với các hạt lắng cặn
- Chất nổi tập trung về khoang trống
- Ở sơ đồ ngược dòng, nhờ dòng nước ở các lớp nghiêng từ dưới lên nên tạo điều
kiện tốt cho quá trình lắng theo quỹ đạo ngắn nhất
- Cặn liên tục trượt về ngược chiều dòng nước và ở dạng tập hợp lớn tập trung về