TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
….…   ……

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG

THIẾT KẾ - LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CẤP NƢỚC
QUI MÔ HỘ GIA ĐÌNH

Cán bộ hƣớng dẫn:
ThS. NGUYỄN VĂN TUYẾN

Sinh viên thực hiện:
QUÁCH THỊ THU TRANG
MSSV: B1205117

Cần Thơ, tháng 11 năm 2015


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN
….…   ……

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG

THIẾT KẾ - LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CẤP NƢỚC
QUI MÔ HỘ GIA ĐÌNH

Cán bộ hƣớng dẫn:

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
SVTH: QUÁCH THỊ THU TRANG, B1205117

i


LỜI CẢM TẠ
Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:
Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại Học Cần Thơ
Ban chủ nhiệm Khoa Môi Trƣờng và Tài Nguyên Thiên Nhiên
Bộ môn Kỹ thuật môi Trƣờng và ban quản lí phòng thí nghiệm Kỹ thuật môi trƣờng.
Xin chân thành cảm ơn tập thể quý thầy cô trong Khoa Môi Trƣờng và Tài Nguyên
Thiên Nhiên cùng tất cả các bạn sinh viên lớp Kỹ Thuật Môi Trƣờng K38 đã tạo điều
kiện cho tôi hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp.
Tôi vô cùng biết ơn gia đình, bạn bè đã hỗ trợ, động viên và khích lệ để tôi hoàn thành
đề tài đƣợc tốt.

SVTH: QUÁCH THỊ THU TRANG, B1205117

iii


TRANG CAM KẾT KẾT QUẢ
Tôi xin cam kết luận văn này đƣợc hoàn thành dựa trên kết quả nghiên cứu của tôi và
các kết quả nghiên cứu này chƣa đƣợc dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác.

Cần Thơ, ngày 27 tháng 11 năm 2015

QUÁCH THỊ THU TRANG

SVTH: QUÁCH THỊ THU TRANG, B1205117

iv


MỤC LỤC
XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ..................................................................i
LỜI CẢM TẠ ................................................................................................................. ii
TRANG CAM KẾT KẾT QUẢ .....................................................................................iv
MỤC LỤC .......................................................................................................................v
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................. viii
DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................... viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .........................................................................................ix
CHƢƠNG 1 .....................................................................................................................1
GIỚI THIỆU ....................................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ..........................................................................................................1
1.2 Mục tiêu của đề tài .............................................................................................1

4.1 Kết quả xác định thí nghiệm Jartest trong phòng thí nghiệm .......................31
Phèn 5% (mL) .........................................................................................................32
NaOH (mL) .............................................................................................................32
pH............................................................................................................................ 32
Độ đục (NTU) .........................................................................................................32
4.2 Kết quả xác định các thông số đầu vào của mô hình .......................................33
4.2.1 Kết quả phân tích đầu vào ............................................................................33
4.2.2 Đề xuất phƣơng án thiết kế ...........................................................................33
4.2.3 Đánh giá lựa chọn phƣơng án thiết kế ..........................................................36
Kết luận: phƣơng án 2 là phƣơng án tốt nhất cho việc thiết kế hệ thống xử lý ......37
4.3 Bản v và thuyết minh của mô hình thực nghiệm qui mô 0,15 m3/h ..............37
4.4 Kết quả thí nghiệm lắng ống nghiêng .............................................................. 39
4.5 Đánh giá mô hình thực nghiệm ........................................................................40
4.6 Tính toán công suất hoạt động của mô hình ....................................................42
4.6.1 Trạm bơm .....................................................................................................43
4.6.2 Bể trộn cơ khí ............................................................................................... 44
4.6.3 Bể tạo bông ...................................................................................................46
4.6.4 Bể lắng ống nghiêng .....................................................................................48
4.6.5 Bể chứa sau lắng ...........................................................................................49
4.6.6 Bể lọc ............................................................................................................50
4.6.7 Bể chứa nƣớc sau lọc ....................................................................................51
4.6.8 Tính toán lƣợng clorine khử trùng................................................................ 51
4.7 Bản v chi tiết công nghệ (phụ lục) .................................................................52
4.8 Quản lý và vận hành hệ thống..........................................................................52
4.8.1 Quản lý hệ thống thiết bị hóa chất: ............................................................... 53
4.8.2 Quản lý bể trộn, bể phản ứng .......................................................................53
4.8.3 Quản lý của bể lắng ......................................................................................53
4.8.4 Quản lý bể lọc: .............................................................................................. 54
4.8.5 Quản lý bể chứa ............................................................................................ 54
4.8.6 Quản lý van, đƣờng ống: ..............................................................................55

Bảng 2.3: Cấu tạo của cột vật liệu lọc 2 và 3 lớp ..........................................................18
Bảng 3.1: Phƣơng tiện phân tích ...................................................................................29
Bảng 4.1: Kết quả pH tối ƣu ..........................................................................................31
Bảng 4.3: Thông số chất lƣợng nƣớc đầu vào ............................................................... 33
Hình 4.6: Bản v mặt bằng mô hình hệ thống ............................................................... 38
Hình 4.7: Bản v mặt cắt mô hình hệ thống ..................................................................38
Bảng 4.5: Quan trắc độ đục (NTU) qua từng công đoạn...............................................39
Bảng 4.7: Đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình ...........................................................39
Bảng 4.8: So sánh lý thuyết và mô hình thực tế ............................................................ 41
Bảng 4.9 Hiệu suất xử lý của hệ thống ..........................................................................52
Bảng 1: Chi phí vật tƣ....................................................................................................55
Bảng 2: Chi phí thiết bị .................................................................................................56
Bảng 3: Chi phí hóa chất ............................................................................................... 56

SVTH: QUÁCH THỊ THU TRANG, B1205117

viii


DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát xử lý nƣớc bề mặt .................................................................7
Hình 2.2: Sơ đồ qui trình công nghệ xử lý nƣớc hồ Zevenbergen (Hà Lan) ..................8
Hình 2.3: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc cấp của TP. Donau .........................9
Hình 2.3: Sơ đồ dây chuyền xử lý nƣớc hồ của CHLB Đức ..........................................9
Hình2.6: Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc mặt tại nhà máy xử lý nƣớc Vỏ Cạnh ..............11
Hình 3.1: Địa điểm lấy mẫu ..........................................................................................23
Hình 3.2: Sơ đồ thể hiện tiến trình thực hiện ................................................................ 24
Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm định hƣớng chọn liều lƣợng Xút NaOH ..................25
Hình 3.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm định hƣớng chọn liều lƣợng Phèn ...........................27
Hình 4.1: Đồ thị xác định pH tối ƣu ..............................................................................31

Oxy hòa tan

SS

Supended Solids

Chất rắn lơ lửng

NTU

Nephelometric Turbidity Units

Độ đục

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCXDVN

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

ĐBSCL

Đồng Bằng Sông Cửu Long

ĐHCT

Đại học Cần Thơ


Mục tiêu của đề tài

Thiết kế mô hình cấp nƣớc phục vụ cho nhu cầu sử dụng qui mô hộ gia đình công suất
xử lý Q = 2 m3/ngày.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Tổng quan tài liệu về chất lƣợng nƣớc sinh hoạt và công nghệ xử lý nƣớc cấp phục vụ
cho sinh hoạt.
Tiến hành thí nghiệm Jartest trong phòng thí nghiệm để xác định liều lƣợng phèn
nhôm và xút (NaOH) phục vụ cho việc vận hành mô hình xử lý nƣớc cấp.
Thiết kế, lắp đặt mô hình xử lý nƣớc cấp đặt tại 01 hộ gia đình với qui mô 0,15 m3/h
đạt tiêu chuẩn QCVN 02:2009/BYT với một công đoạn đƣợc bố trí ống lắng nghiêng.
Tiến hành vận hành mô hình để xác định thí nghiệm lắng ống nghiêng.
Lấy mẫu và phân tích nồng độ các chỉ tiêu trong nƣớc trƣớc và sau khi vận hành mô
hình thí nghiệm.
Đánh giá hiệu quả mô hình thực nghiệm.

SVTH: QUÁCH THỊ THU TRANG, B1205117

TRANG 1


Dựa trên các kết quả nghiên cứu thực nghiệm trên, tiến hành thiết kế hệ thống xử lý
nƣớc mặt thành nƣớc sinh hoạt theo QCVN 02:2009/BYT với qui mô hộ gia đình 2,0
m3/ngày.
Tính dự toán hệ thống xử lý mặt

SVTH: QUÁCH THỊ THU TRANG, B1205117

TRANG 2


Tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc thô làm nƣớc cấp

2.3.1 Tiêu chuẩn chất lƣợng nguồn cấp nƣớc:
Để dùng làm nguồn cấp nƣớc, nguồn nƣớc cần đảm bảo một số yêu cầu nhất định, cụ
thể nguồn cấp nƣớc đƣợc lựa chọn theo QCVN 08:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ
thuật Quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt và QCVN 09:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ
thuật Quốc gia về chất lƣợng nƣớc ngầm do Bộ Tài nguyên & Môi trƣờng hành (phụ
lục A).

SVTH: QUÁCH THỊ THU TRANG, B1205117

TRANG 3


Bảng 2.1: Trích lục QCVN 08:2008/BTNMT

TT

Đơn
vị

Các thông số

Giá trị giới hạn
A

B

A1
1


≥4

≥2

Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)

mg/l

20

30

50

100

COD

mg/l

10

15

30

50

mg/l

Phosphat (tính theo P) (PO43-)

mg/l

0,1

0,2

0,3

0,5

8

Sắt (Fe)

mg/l

0,5

1

1,5

2

9

E.Coli



pH

2

Độ cứng (tính theo CaCO3)

mg/l

500

3

Tổng số chất rắn

mg/l

1500

4

COD (KmnO4)

mg/l

4

5

Amoni (tính theo N)


E.Coli

MNP/100ml

Không phát hiện thấy

10

Coliform

MNP/100ml

3

SVTH: QUÁCH THỊ THU TRANG, B1205117

Đơn vị

Giá trị giới hạn
5,5 – 8,5

TRANG 4


2.3.2 Tiêu chuẩn vệ sinh nƣớc sạch:
QCVN 02:2009/BYT do Cục Y tế dự phòng và Môi trƣờng biên soạn và đƣợc Bộ
trƣởng Bộ Y tế ban hành theo Thông tƣ số: 05/2009/TT - BYT ngày 17 tháng 6 năm
2009 (phụ lục A).
Bảng 2.3: Trích lục QCVN 02:2009/BYT

4

pH (*)

5

Hàm lƣợng
mg/l
Amoni (*)

6

Hàm lƣợng
Sắt tổng số
mg/l
(Fe2+
+
Fe3+)(*)

7

Coliform
tổng số

-

Vi
khuẩn/
100ml



Tong
khoảng
6,0 8,5

Tong
TCVN 6492: 1999
khoảng
hoặc SMEWW 4500 A
6,0 - H+
8,5

3

SMEWW 4500 -NH3
3 C hoặc SMEWW A
4500 -NH3 D

0.5

TCVN 6177 - 1996
(ISO 6332 - 1988)
0.5
B
hoặc SMEWW 3500
-Fe

50

TCVN

Oxy hóa sơ bộ

Lựa chọn hóa
chất keo tụ

Khuấy nhanh

Keo tụ tạo bông

Lắng

Khử trùng sau xử lý
Lọc
Hóa chất Ca(OH)
hoặc HCl

Bể chứa

Phân phối sử dụng

Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát xử lý nƣớc bề mặt

SVTH: QUÁCH THỊ THU TRANG, B1205117

TRANG 7


Thuyết minh qui trình:
Nguồn nƣớc thô đƣợc đƣa qua lƣới chắn tách rác mảnh vụn thô vật nổi, diệt khuẩn gây
bệnh (oxy hóa chất hữu cơ), hạn chế mùi vị. Tạo hạt kết tinh kích thƣớc nhỏ nhằm


Bể lọc nhanh
2 lớp

Khử
trùng
NaClO
Hình 2.2: Sơ đồ qui trình công nghệ xử lý nước hồ Zevenbergen (Hà Lan)

SVTH: QUÁCH THỊ THU TRANG, B1205117

TRANG 8


FeSO4
Hồ chứa

Trạm bơm
cấp I

Cl2

Trợ keo tụ
Keo tụ

Lắng

FeSO4

Bể trộn


Lọc I

Chất keo tụ
Trợ keo tụ

Phân phối
Lắng

Lọc II

Phản ứng

Hình 2.3: Sơ đồ dây chuyền xử lý nƣớc hồ của CHLB Đức

SVTH: QUÁCH THỊ THU TRANG, B1205117

TRANG 9


b. Một số dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc mặt đã và đang xử lý ở Việt Nam

Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống cấp nƣớc DanKia

SVTH: QUÁCH THỊ THU TRANG, B1205117

TRANG 10


Sông Cái

Bể chứa B2

Trạm bơm cấp 2

Hình2.6: Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc mặt tại nhà máy xử lý nƣớc Vỏ Cạnh
2.5.2 Trạm bơm và công trình thu nƣớc mặt
Chọn vị trí đặt công trình thu nƣớc mặt cần phải đảm bảo các yêu cầu: ở đầu nguồn
nƣớc so với khu dân cƣ và khu vực sản xuất; bờ sông và lòng sông ổn định; thu đƣợc
lƣợng nƣớc có chất lƣợng tốt và đủ lƣu lƣợng và gần nơi cung cấp điện.
2.5.3 Trộn

SVTH: QUÁCH THỊ THU TRANG, B1205117

TRANG 11


Trộn là đƣa các phần tử hóa chất vào trạng thái phân tán đều trong môi trƣờng nƣớc
khi phản ứng xảy ra, đồng thời tạo điều kiện tiếp xúc tốt nhất của chúng với phần tử
tham gia phản ứng. Hiệu quả của quá trình phụ thuộc vào cƣờng độ và thời gian khuấy
trộn (Trịnh Xuân Lai, 2003).
Đại lƣợng gardien vận tốc để biểu thị cƣờng độ khuấy trộn:
G = (P/µV)0.5
Trong đó
G: gradien vận tốc (s-1)
µ: độ nhớt động lực của nƣớc (N.s/m2); đối với nƣớc ở nhiệt độ 200C µ = 0,001 Ns/m2
N: Niuton = kG.m/s2
P: năng lƣợng tiêu hao tổng cộng (J/s) (kW = 1000 J/s)
V: dung tích bể trộn (m3)
Bể trộn đứng có nhiều ƣu việt nhất là khi có dùng vôi nƣớc đƣợc trộn đều, hóa chất sử
dụng triệt để. Thời gian nƣớc lƣu lại 1,5 – 2 phút (Lê Long, 1980).

Xuân Lai, 2003).
Theo Trung tâm đào tạo ngành nƣớc và môi trƣờng (1999) có 2 loại máy kết bông:
Thiết bị kết bông có bộ phận khuấy: bể kết bông kiểu thanh, bể kết bông kiểu cánh
khuấy
Thiết bị kết bông kiểu tĩnh: thiết bị này dùng để lắp đặt ở các vùng nông thôn. Chúng
chỉ làm việc với các dòng chảy chịu sự thay đổi hƣớng đột ngột. Tổn thất tạo ra một
năng lƣợng cần thiết để kết bông.
2.5.5 Bể lắng
Lắng là phƣơng pháp thƣờng dùng nhất để tách huyền phù và chất keo tụ.
Bể lắng trong có lớp cặn lơ lững: nƣớc đi từ dƣới lên qua lớp cặn lơ lững đƣợc hình
thành trong quá trình lắng, cặn dính bám vào lớp cặn, trong trong thu trên bề mặt, cặn
thừa đƣa sang ngăn nén cặn, từng thời kỳ xả ra ngoài. Bể lắng trong có lớp cặn lơ lững
dùng để lắng có khả năng keo tụ.
Theo Trịnh Xuân Lai, (2004) cho rằng lắng các ống tròn hoặc trong các hình trụ
vuông, trục lắng đặt nghiêng so với phƣơng ngang 600. Nƣớc đi từ dƣới lên, cặn trƣợt
theo đáy ống từ trên xuống gọi là bể lắng nghiêng hay còn goi là lắng lớp mỏng, dùng
chủ yếu để lắng nƣớc đã trộn phèn.
Theo Trung tâm đào tạo ngành nƣớc và môi trƣờng, (1999) lắng tầng là việc tăng lên
diện tích tách nƣớc bùn trong một công trình. Vị trí của các tầng (các ống hay các mặt
song song) trong vùng lắng tạo ra một số đông các phần tử tách.
Các loại bể lắng khác nhau:
Bể lắng đứng

Các hạt mà tốc lắng cặn lớn hơn tốc độ dâng lên của chất lỏng đƣợc giữ lại.
Có dạng một bể chứa đáy vuông hoặc tròn bằng gạch hay bê tông cốt thép gồm 3
phần:
Bể phản ứng xoáy hình trụ ở giữa còn goi là ống trung tâm làm nhiệm vụ keo tụ và
hình thành bông cặn.
Chiều cao phản ứng bằng 0,9 chiều cao bể lắng ( Lê Long, 1980)
Thời gian nƣớc lƣu lại 15 – 20 phút. ( Lê Long, 1980)