Giáo trình Cấp thoát nước cơ bản (Nghề: Cấp thoát nước) - CĐ Cơ Giới Ninh Bình

Giáo trình Cấp thoát nước cơ bản cung cấp cho người học các kiến thức: Nguồn nước và công trình thu nước; Tính chất, yêu cầu chất lượng nước cấp; Hoá chất dùng để xử lý nước, thiết bị pha chế định lượng hóa chất; Khái niệm chung về hệ thống cấp nước; Khái niệm chung về hệ thống thoát nước. Mời các bạn cùng tham khảo!

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI NINH BÌNH

GIÁO TRÌNH

MÔ HỌC 12: CẤP THOÁT NƯỚC CƠ BẢN

NGHỀ CẤP THOÁT NƯỚC TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP

Ninh Bình, năm 2018

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN:

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa nhằm đưa Việt Nam cơ bản trở thành nước công nghiệp vào năm 2020

Trong cuộc cách mạng to lớn đó, công tác đào tạo nguồn nhân lực luôn giữ vai trò quan trọng “Đổi mới chương trình, nội dung, phương pháp dạy và học, phương pháp thi, kiểm tra theo hướng hiện đại; nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, đặc biệt coi trọng giáo dục lý tưởng, giáo dục truyền thống lịch sử cách mạng, đạo đức, lối sống, năng lực sáng tạo, kỹ năng thực hành, tác phong công nghiệp, ý thức trách nhiệm xã hội Xây dựng đội ngũ công nhân đủ về số lượng, đáp ứng về yêu cầu chất lượng” Trong chiến lược phát triển dạy nghề đến năm 2020

Mô – học Cấp thoát nước cơ bản là mô – học chuyên môn nghề trong chương trình trung cấp nghề Cấp thoát nước

Tài liệu này để làm tài liệu tham khảo hữu ích cho các học sinh, sinh viên học nghề cấp thoát nước và đông đảo bạn đọc quan tâm đến vấn đề dạy nghề

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn các cơ quan chức năng, các trường đại học, cao đẳng, doanh nghiệp, các nhà khoa học, các chuyên gia đầu ngành đã tạo điều kiện giúp đỡ, đóng góp ý kiến, tham gia xây dựng cuốn giáo trình này

Đây là lần đầu tiên chúng tôi biên soạn cuốn giáo trình này, mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, bất cập Chúng tôi mong nhận được các ý kiến đóng góp của bạn đọc để từng bước hoàn thiện tài liệu này trong các lần tái bản sau

Ninh Bình, Ngày tháng năm 2018

Tham gia biên soạn

1 Chủ biên NGUYỄN THẾ SƠN

Mục lục

Contents

GIÁO TRÌ NH 1

MÔ HỌC 12: CẤP THOÁT NƯỚC CƠ BẢN 1

NGHỀ CẤP THOÁT NƯỚC 1

TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP 1

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC 6

Chương 1: Nguồn nước và công trình thu nước 8

1 Nguồn cung cấp nước 8

2 Công trình thu nước ngầm 8

3 Công trình thu nước mặt 10

Chương 2: Tính chất, yêu cầu chất lượng nước cấp 12

1 Tính chất nước thiên nhiên 12

1.1 Tính chất lý học 12 1.2 Tính chất hoá học 13 1.3 Tính chất vi sinh vật 16 2 Yêu cầu chất lượng nước cấp 17

2.1 Tiêu chuẩn chất lượng nước thô dùng cho nguồn nước cấp 17 2.2.1 Nước sạch dùng cho ăn uống và công nghiệp thực phẩm 20 2.2.2 Nước sạch dùng cho làm lạnh, công nghiệp 23 Chương 3: Hoá chất dùng để xử lý nước và các thiết bị pha chế định lượng 25

1 Hoá chất dùng để xử lý nước 25

2 Các thiết bị pha chế định lượng hoá chất 26

Chương 4: Khái niệm chung về hệ thống cấp nước 27

1 Khái niệm chung 27

1.1 Nhiệm vụ của hệ thống cấp nước 27 1.2 Phân loại hệ thống cấp nước 28 2 Sơ đồ hệ thống cấp nước 29

2.1 Trạm bơm cấp I và công trình thu nước 29 2.2 Công trình xử lý nước cấp 34 2.3 Đài nước (két nước) 36 2.4 Đường ống dẫn nước chính 37 3 Cấu tạo hệ thống cấp nước 46

3.2 Thiết bị cấp nước 48

Chương 5: Khái niệm chung về hệ thống thoát nước 56

1 Thành phần, tính chất của nước thải 56

2 Nhiệm vụ, phân loại, cấu tạo hệ thống thoát nước 59

3 Cấu tạo hệ thống thoát nước 62

4 Các công trình của hệ thống thoát nước 81

CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC

Tên môn học: Cấp, thoát nước cơ bản

Mã môn học: MH 12

Thời gian thực hiện môn học: 60 giờ; (Lý thuyết: 56giờ; Thực hành, bài

tập: 0 giờ; Kiểm tra: 4 giờ)

I Vị trí, tính chất của môn học:

- Vị trí: Môn học được giảng dạy song song với nhóm môn học kỹ thuật

cơ sở trong trong chương trình đào tạo nghề Cấp thoát nước, trước khi giảng dạy các mô đun chuyên môn;

- Tính chất: Là môn học chuyên môn trong chương trình đào tạo trung cấp cấp thoát nước

II Mục tiêu môn học:

+ Phân tích được tính chất, yêu cầu chất lượng nước cấp;

+ Phân loại được các nguồn nước cấp, các công trình thu nước ngầm, nước mặt;

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tổ chức, thực hiện ®-îc các nhiệm

vụ và chịu trách nhiệm đối với kết quả công việc của mình;

III Nội dung môn học

1 Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:

bài tập

Kiểm tra

1 Chương 1: Nguồn nước và công trình

thu nước

1 Nguồn cung cấp nước 2

2

Chương 2: Tính chất, yêu cầu chất

lượng nước cấp

2.Nhiệm vụ, phân loại hệ thống thoát

nước

3

4.Các công trình của hệ thống thoát

Chương 1: Nguồn nước và công trình thu nước

Nội dung chương:

1 Nguồn cung cấp nước

1.1 Nguồn nước ngầm

- Nước ngầm không áp: Là nước ngâm mạch nông, ở độ sâu 3-10m Loại này thường bị nhiễm Bẩn nhiều, trữ lượng nước ít và chịu ảnh hưởng trực tiếp của thời tiết

- Nước ngầm có áp: Là nước ngầm mạch sâu trên 20m chất lượng nước tốt hơn, trụ lượng nước tương đối phong phú Có hàm lượng cặn nhỏ, ít vi trùng

1.2 Nguồn nước mặt

- Nước sông: Là loại nước mặt chủ yếu Có lưu lượng lớn, dễ khai thác,

độ cứng và hàm lượng sắt nhỏ Tuy nhiên có hàm lượng cặn cao Độ nhiễm bẩn

và vi trùng cao Nước sông có sự thay đổi lớn theo mùa về độ đục, lưu lượng, mực nước và nhiệt độ

- Nước suối: Mùa khô lưu lượng nhỏ, mùa lũ lưu lượng lớn nước đục, có nhiều cát sỏi, mực nước lên xuống đột biến

- Nước hồ, đầm: Nước thường có độ màu cao do ảnh hưởng của rong rêu

và các thủy sinh vật, nó thường bị nhiễm bẩn

1.3 Nguồn nước mưa

Nước mưa trương đối trong sạch, tuy nhiên nó cũng bị nhiễm bẩn do rơi qua không khí, mái nhà nên mang theo bụi bẩn và các chất bẩn khác Nước mưa thiếu muối khoáng cần thiết cho sự phất triển cơ thể con người và súc vật Lượng mưa ở nước ta khá phong phú bình quân khoảng 1500-2000mm/năm

2 Công trình thu nước ngầm

2.1 Giếng khơi

- Loại này thích hợp để thu nước ngầm mạch nông hay lưng chừng khi lượng nước không cần nhiều, có thể dùng cho một gia đình hoặc một nhóm gia đình Khi cần lượng nước nhiều có thể dùng một nhóm giếng rồi tập trung nước vào một giếng chính nhờ các ống xi phông nối các giếng với nhau, hoặc dùng

giếng có đường kính lớn lớn với các ống thu nước nằm ngang, tập trung vào giếng như hình cánh quạt

- Đường kính giếng khơi thường lấy khoảng 1 – 1,5 mét Nước chảy vào giếng có thể từ dưới đáy chui lên hoặc từ các khe hở thành giếng chui vào Để tránh nước mưa trên mặt phủ kéo theo chất bẩn chui vào giếng người ta phải xây thành dưới chân cách mặt đất 1,2m người ta dùng đất sét để chống thấm các loại nước bẩn thấm vào Bệ giếng thường xây cao cách mặt đất 0,8m, xung quanh lát sàn gạch có độ dốc 0,02 để thoát và có hàng rào bảo vệ

- Khi chọn vị trí giếng cần kết hợp với địa chất, địa chất thủy văn để lấy được nguồn nước tốt, đỡ phải đào sâu Vị trí giếng phải gần nhà , xa với các chuồng lợn, trâu bò, xí để đảm bảo vệ sinh

2.2 Giếng khoan

- Dùng để thu nước ngầm sâu khi cần lượng nước nhiều, đường kính giếng từ 150 – 600 mm ( phần cuối cùng) Công suất của giếng từ 5 – 500l/s

- Giếng khoan gồm có hai loại:

+ Giếng khoan hoàn chỉnh ( Đào sâu xuống lớp đấtcản nước)

+ Giếng khoan không hoàn chỉnh ( khoan lưng chừng lớp đất chứa nước) + Giếng khoan có áp

+ Giếng khoan không áp

- khi cần một lưu lượng nước lớn có thể phải thực hiện một nhóm giếng khoan

- Giếng khoan gồm các bộ phận chính sau đây:

+ Cửa giếng khoan hay miệng giếng, để xem sét hay kiểm tra và đặt máy bơm, động cơ, thường xây nhà để che phủ

+ Thân giếng: Gồm có một số ống thép không rỉ - gọi là ống vách được nối với nhau bằng ống lồng, mặt bích hoặc hàn

+ Ống lọc: Nằm trong lớp đất ngậm nước có tác dụng lọc làm trong nuwowcssow bộ trước khi nó chảy vào giếng Ống lọc có nhiều dạng khác nhau, thông dụng nhất là loại ống lọc – loại lưới đan Loại này gồm một ống lõi bằng thép có châm lỗ đường kính từ 5- 25mm, cách nhau khoảng 10 – 50mm, hoặc có khe rộng 10 – 25mm, dài bằng 10 – 20 lần chiều rộng Bên ngoài ống có bọc một lớp thép không rỉ hoặc lưới đồng có đường kính 0,25 – 1m Giữa ống thép

và lưới thường có một sợi dây đồng ngăn cách, sợi dây có Ф2 – 6mm được quấn quanh ống thép theo hình xoắn ốc, cách nhau 10 – 15mm Hình vẽ 1- 3

- Ống lắng cặn: ở cuối ống lọc cao 2 -5m, dùng để lắng cặn, cặn lắng khi chui vào ống lọc thì rơi xuống ống lắng cặn

3 Công trình thu nước mặt

3.1 Công trình thu nước nằm sát bờ:

- Áp dụng khi ở bờ nước sâu và trong, trạm bơm có thể đặt ngay ở bờ chung với công trình thu nước( Loại kết hợp), hoặc có thể làm riêng rẽ xa bờ tách rời công trình thu nước ( Loại phân ly)

+ Loại kết hợp: thường xây dựng khi ở bờ đất tốt do hợp khối nhà, đường ống hút ngắn, tốn ít người quản lý nên giá thành xây dựng rẻ

+ Loại phân ly: được xây dựng khi đất ở bờ xấu không thể xây dựng trạm bơm kết hợp được

- Cấu tạo công trình thu nước thực chất là một bể chứa nước thường chia làm nhiều gian để có thể thay đổi nhau làm việc khi sửa chữa hoặc rửa bể

Mỗi gian chia làm hai ngăn: Ngăn thu nước ở ngoài có tác dụng lắng cặn

sơ bộ cho nước trong, ngăn ở trong – ngăn hút là nơi bố trí các đường ống của máy bơm Cữa thu nước phía trên được mở trong mùa lũ vì phía dưới đục hơn

do cặn lắng xuống Đến mùa cạn thì mở cữa dưới cho nước chảy vào ngăn thu Song chắn rác có nhiệm vụ chắn giữ các loại rác, củi gỗ và xác súc, thực vật trôi sông còn lưới chắn giữ các loại rác rưởi nhỏ hơn

3.2 Công trình thu nước giữa dòng sông:

- Nếu ở bờ sông mực nước quá nông, bờ thoải, mực nước lại dao động lớn người ta thường lấy nước ở giữa dòng sông ( Khác với loại nằm sát bờ ở chỗ cữa thu nước đưa ra giữa sông), dùng đường ống hút tự chảy vào công trình thu nước nằm sát bờ Trạm bơm có thể tách ly hoặc kết hợp với công trình thu nước

- Cửa thu nước là một phiễu hoặc ống miệng loe dầu bịt song chắn rác ngược lên trên và được cố định dưới đáy sông bằng khung gỗ hoặc bê tông Ở

cữa thu nước phải có phao cờ báo hiệu tránh cho tàu bè qua lại khỏi va chạm

3.3 Công trình thu nước vịnh:

Khi cần thu nhiều nước mà sông có nhiều phù sa thì người ta thường cho nước sông chảy vào một cái vịnh lòng chảo có tác dụng lắng trong sơ bộ rồi xây dựng công trình thu nước và trạm bơm Tùy theo tình hình cụ thể mà có thể đào sông vào hoặc đắp kè ra để tạo vịnh, hoặc đào mương nối với sông để lấy nước, đồng thời để lắng sơ bộ

Chương 2: Tính chất, yêu cầu chất lượng nước cấp

Mục tiêu:

- Trình bày được sơ đồ dây chuyền xử lý nước cấp;

- Trình bày được tính chất lý hoá, vi sinh của nguồn nước thiên nhiên;

- Trình bày được chất lượng nước sạch cho ăn uống, công nghiệp thực phẩm, nước làm lạnh và nước công nghiệp;

- Rèn luyện tính cẩn thận, chủ động và sáng tạo

Nội dung chương:

1 Tính chất nước thiên nhiên

1.1 Tính chất lý học

- Nhiệt độ

Nhiệt độ của nước là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu Nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lý nước và nhu cầu tiêu thụ

Nước mặt thường có nhiệt độ thay đổi thổi theo nhiệt độ môi trường Ví dụ: ở miền Bắc Việt Nam, nhiệt độ nước thường dao động tõ 13 – 340C, trong khi đó nhiệt độ trong các nguồn nước mặt ở miền Nam tương đối ổn định hơn (26 – 290C)

- Độ màu

Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo nên Các hợp chất sắt, mangan không hoà tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất mùn humic gây ra màu vàng, còn các loại thuỷ sinh tạo cho nước màu xanh lá cây Nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải sinh hoạt hay công nghiệp thường có màu xanh hoặc đen

Đơn vị đo độ màu thường dùng là platin – coban Nước thiên nhiên thường có độ màu thấp hơn 200PtCo

- Độ đục

Nước là một môi trường truyền ánh sáng tốt Khi trong nước có các vật lạ như các chất huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi sinh vật, khả năng truyền ánh sáng bị giảm đi

Nước có độ đục lớn chứng tỏ có chứa nhiều cặn bẩn Đơn vị đo đục thưòng là mg SiO2/l, NTU, FTU; trong đó đơn vị NTU và FTU là tương đương nhau Nước mặt thường có độ đục 20 -100 NTU, mùa lũ có khi cao đến 500 –

600 NTU Nước cấp cho ăn uống thường có độ đục không vượt quá 5 NTU

Hàm lượng chất rắn lơ lửng cũng là một đại lượng tương quan đến độ đục của nước

- Mùi vị

Mùi vị trong nước thường do các hợp chất hoá học, chủ yếu là là các hợp chất hữu cơ hay các sản phẩm từ các quá trình phân huỷ vật chất gây nên Nước thiên nhiên có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối Nước sau khi tiệt trùng với các hợp chất clo có thể bị nhiễm mùi clo hay clophenol

Tuỳ theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hoà tan, nước có thể

có các vị mặn, ngọt, chát, đắng,

- Độ nhớt

Độ nhớt là đại lượng biểu thị sự ma sát nội, sinh ra trong quá trình dịch chuyển giữa các lớp chất lỏng với nhau Đây là yếu tố chính gây nên tổn thất áp lực và do vậy nó đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nước Độ nhớt tăng khi hàm lượng các muối hoà tan trong nước tăng và giảm khi nhiệt độ tăng

- Độ dẫn điện

Nước có độ dẫn điện kém Nước tinh khiết ở 200C có độ dẫn điện là 4,2μS/m ứng Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất khoáng hoà tan trong nước và dao động theo nhiệt độ

- Tính phóng xạ

Tính phóng xạ của nước là do sự phân huỷ các chất phóng xạ trong nước tạo nên Các chất này có thời gian bán phân huỷ rất ngắn nên nước thường vô hại Tuy nhiên khi bị nhiễm bẩn phóng xạ từ nước thải và không khí thì tính phóng xạ của nước có thể vượt quá giới hạn cho phép

Hai thông số tổng hoạt độ phóng xạ α và β thường được dùng để xác định tính phóng xạ của nước Các hạt α bao gồm 2 proton và 2 neutron có năng lượng xuyên thấu nhỏ, nhưng có thể xuyên vào cơ thể sống qua đường hô hấp hoặc tiêu hoá, gây tác hại cho cơ thể do tính ion hoá mạnh Các hạt β có khả năng xuyên thấu mạnh hơn, nhưng dễ bị ngăn lại bởi các lớp nước và cũng gây tác hại cho cơ thể

nguồn nước có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hoà tan và một số loại khí như CO2, H2S tồn tại

ở dạng tự do trong nước Độ pH được ứng dụng để khử các hợp chất sunfua và cacbonat có trong nước bằng biện pháp làm thoáng Ngoài ra khi tăng

pH và có thêm tác nhân oxy hoá, các kim loại hoà tan trong nước chuyển thành dạng kết tủa và dễ dàng tách ra khỏi nước bằng biện pháp lắng lọc

- Độ cứng

Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magiê

có trong nước Trong kỹ thuật xử lý nước sử dụng ba loại khái niệm độ cứng:

Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng các ion canxi và magiê có trong nước;

Độ cứng tạm thời biểu thị tổng hàm lượng các ion Ca2+, Mg2+ trong các muối cacbonat và hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magiê có trong nước;

Độ cứng vĩnh cửu biểu thị tổng hàm lượng các ion Ca2+, Mg2+ trong các muối axit mạnh của canxi và magie

Dùng nước có độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ gây lãng phí xà phòng do canxi và magiê phản ứng với các axit béo tạo thành các hợp chất khó tan Trong sản xuất, nước cứng có thể tạo lớp cáu cặn trong các lò hơi hoặc gây kết tủa ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

- Độ oxy hoá

Độ oxy hoá là một đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước Đó là lượng oxy cần có để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ trong nước Chất oxy hóa thường dùng để xác định chỉ tiêu này là pecmanganat kali (KMnO4)

Trong thực tế, nguồn nước có độ oxy hoá lớn hơn 10 mgO2/l đã có thể bị nhiễm bẩn

Độ oxy hoá trong nước mặt, đặc biệt nước có màu có thể cao hơn nước ngầm

Khi nguồn nước có hiện tượng nhuộm màu do rong tảo phát triển, hàm lượng oxy hoà tan trong nước sẽ cao nên độ oxy hoá có thể thấp hơn thực tế

- Các hợp chất nitơ

Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ tạo ra amoniac (NH4+), nitrit (NO2-)

và nitrat (NO3-) Do đó các hợp chất này thường được xem là những chất chỉ thị dùng để nhận biết mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước

Việc sử dụng rộng rãi các loại phân bón cũng làm cho hàm lượng nitrat trong nước tự nhiên tăng cao Ngoài ra do cấu trúc địa tầng tăng ở một số đầm lầy, nước thường nhiễm nitrat

Trong quá trình xử lý nước, silic có thể được loại bỏ một phần khi dùng các hoá chất keo tụ để làm trong nước

- Clorua

Clorua làm cho nước có vị mặn Ion này thâm nhập vào nước qua sự hoà tan các muối khoáng hoặc bị ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay ở đoạn sông gần biển Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao

có thể gây ra bệnh về thận Ngoài ra, nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bêtông

- Sunfat

Ion sunfat thường có trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc hữu cơ Với hàm lượng sunfat cao hơn 400mg/l, có thể gây mất nước trong

cơ thể và làm tháo ruột

Ngoài ra, nước có nhiều ion clorua và sunfat sẽ làm xâm thực bêtông

- Nhôm

Vào mùa mưa, ở những vùng đất phèn, đất ở trong điều kiện khử không

có oxy, nên các chất như Fe2O3 tác động qua lại, lấy oxy của nhau vào tạo thành sắt, nhôm, sunfat hoà tan vào nước Do đó, nước mặt ở vùng này thường rất chua, pH = 2,5 – 4,5, nhôm hoà tan ở dạng ion Al3+ ( 5 – 7mg/l)

Khi chứa nhiều nhôm hoà tan, nước thường có màu trong xanh và vị rât chua Nhôm có độc tính đối với sức khoẻ con người Khi uống nước có hàm lượng nhôm cao có thể gây ra các bệnh về não như alzheimer

- Hoá chất bảo vệ thực vật

Hiện nay, có hàng trăm hoá chất diệt sâu, rầy, nấm, cỏ được sử dụng trong nông nghiệp Việc sử dụng khối lượng lớn các hoá chất này trên đồng ruộng đang đe doạ làm ô nhiễm các nguồn nước

- Chất hoạt đồng bề mặt

Một số chất hoạt động bề mặt như xà phòng, chất tẩy rửa, chất tạo bọt có trong nước thải sinh hoạt và nước thải một số ngành công nghiệp đang được xả vào các nguồn nước Đây là những hợp chất khó phân huỷ sinh học nên ngày càng tích tụ nước đến mức có thể gây hại cho cơ thể con người khi sử dụng Ngoài ra các chất này còn tạo thành một lớp màng phủ bề mặt các vực nước, ngăn cản sự hoà tan oxy vào nước và làm chậm các quá trình tự làm sạch của nguồn nước

1.3 Tính chất vi sinh vật

Trong nước thiên nhiên có rất nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng, rong, tảo

và các đơn bào, chúng xâm nhập vào nước từ môi trường xung quanh hoặc sống

và phát triển trong nước, trong đó có một số vi sinh vật gây bệnh cần phải được loại bỏ khỏi nước trước khi sử dụng

Có ba nhóm vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân:

1 Nhóm coliform đặc trưng là Escherichia Coli ( E.Coli);

2.Nhóm Streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis;

3.Nhóm Clostridia khử sunfit đặc trưng là Clostridium perfringents

Đây là nhóm vi khuẩn thường xuyên có mặt trong phân người, trong đó

E.Coli là loại trực khuẩn đường ruột, có thời gian bảo tồn trong nước gần giống

những vi sinh vật gây bệnh khác Sự có mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nước đã

bị nhiễm bẩn phân rác và có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác Số

lượng E.Coli nhiều hay ít tuỳ thuộc vào mức độ nhiễm bẩn phân rác của nguồn

nước

Ngoài ra, trong một số trường hợp số lượng vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí

cũng được xác định để tham khảo thêm trong việc đánh giá mức độ nhiễm bẩn

nguồn nước

2 Yêu cầu chất lượng nước cấp 2.1 Tiêu chuẩn chất lượng nước thô dùng cho nguồn nước cấp

Bảng 2.1: Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt dùng làm nguồn cấp nước-

Tiêu chuẩn của Mỹ

Chỉ tiêu Tiêu chuẩn cho

- DO 4mgO2/l - Thuốc diệt cỏ

Tính chất chất lượng nước dùng trong ăn uống sinh hoạt của Pháp

Bảng 2-3 Tiêu chuẩn chất lượng nước dùng trong ăn uống và sinh hoạt của

2.2 Yêu cầu chất lượng nước sạch

2.2.1 Nước sạch dùng cho ăn uống và công nghiệp thực phẩm

Nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống phải không màu, không mùi vị, không chứa các chất độc hại, các vi trùng và tác nhân gây bệnh

- Tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước ăn uống và sinh hoạt về phương diện vật lý, hóa học, vi sinh (TC 505/BYT ngày 13/4/1992)

Bảng 2-4 Tiêu chuẩn vệ sinh của nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt

505 BHYT/QĐ ban hành ngày 13/4/1992 Bộ Y tế

STT Thông số chất lượng Đơn vị Giới hạn tối đa

Đối với đô thị Đối với nông thôn

4 Mùi vị (đậy kín sau 0 0

31 Sêlen mg/l 0,01 0,01

- Tiêu chuẩn TCN 33-85 Ban hành ngày 12/2/1985 Bộ xây dựng

Bảng 2-5: Tiêu chuẩn chất lượng nước dùng trong ăn uống và sinh hoạt của tổ

2.2.2 Nước sạch dùng cho làm lạnh, công nghiệp

- Nước công nghiệp phải được xác định trên cơ sở dây chuyền công nghệ của xí nghiệp do cơ quan thiết kế Tiêu chuẩn nước công ngnhiệp được tính theo dây chuyền công nghệ, trang thiết bị và lượng nước do nhu cầu sản xuất của một đơn vị sản phẩm

Bảng 2.6 Tiêu chuẩn dùng nước công nghiệp

TT Các loại cơ sở dùng nước Đơn vị đo đơn vị đo (mTiêu chuẩn cho một 3 /1ĐVĐ) Ghi

10 Nước cho xưởng đúc thép 1 tấn 6 – 20

- Tiêu chuẩn dùng nước cho nhu cầu sinh hoạt của công nhân làm việc tại các cơ quan, xí nghiệp

Bảng 2.7 Tiêu chuẩn dùng nước cho nhu cầu ăn uống, sinh hoạt tại xí nghiệp

Tiêu chuẩn (lít/ người ca)

Hệ số không điều hoà giờ (Kh max )

Lượng nước tắm cho công nhân sau giờ làm việc là 40 lít cho một lần tắm đối với công nhân làm việc trong các xưởng bình thường và 60 lít cho một lần tắm đối với công nhân làm việc trong các phân xưởng nóng Thời gian tắm là 45 phút lưu lượng nước tính toán cho mỗi hương sen sơ bộ tính là 500l/h

Chương 3: Hoá chất dùng để xử lý nước và các thiết bị pha chế định lượng

Mục tiêu:

- Nêu được các loại hoá chất thường dùng để xử lý nước cấp, thải;

- Biết được các thiết bị pha chế, định lượng hoá chất dùng để xử lý nước cấp, thải;

* Phèn nhôm tinh khiết: dạng bánh, cục màu xám sáng chứa: Al2  40,3% (13,3%Al2O3) Cặn không tan  1%

* FeCl3: dung dịch màu nâu chứa FeCl3: 98  96%

1.2 Vôi chưa tôi sản xuất ở 2 dạng cục, 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 dể cho vào nước dưới dạng sữa vôi

1.3 Sô đa: Là bột màu trắng dễ hút ẩm chứa 95% Na2Co3: 1% NaCl

1.4 Xút NaOH: Là bột màu trắng đục bay hơi trong không khí có chứa (92  95%) NaOH

2 Các thiết bị pha chế định lượng hoá chất

2.1 Thiết bị hoà tan phèn

Hì nh 3-1: Hòa phèn, chuẩn bị dung dịch phèn công tác bằng khí nén

I: Bể hòa trộn phèn II Bể dung dịch phèn công tác bể tiêu thụ

1 Sàn bê tông đục lỗ 2 Giàn ống phân phối khí nén

2.2 Thiết bị tôi vôi, pha chế sữa vôi, dung dịch vôi bão hoà

Hì nh 3.2: Thiết bị định lượng vôi sữa

Chương 4: Khái niệm chung về hệ thống cấp nước

Mục tiêu:

- Trình bày được nhiệm vụ, phân loại hệ thống cấp nước;

- Trình bày được sơ đồ hệ thống cấp nước;

- Biết được cấu tạo của hệ thống cấp nước;

- Rèn luyện tính cẩn thận, chủ động và sáng tạo

Nội dung chương:

1 Khái niệm chung

1.1 Nhiệm vụ của hệ thống cấp nước

Hệ thống cấp nước là tổng hợp các công trình có chức năng thu nước, xử

lý nước, vận chuyển, điều hoà và phân phối nước

1-Trạm bơm cấp I, giếng nước ngầm; 2- Đường ống dẫn nước về khu xử lý;

3- Dàn mưa, bể lắng; 4- Bể lọc nhanh; 5- Trạm clo; 6- Bể chứa nước sạch;

7- Trạm bơm cấp II; 8- Đài nước; 9- Mạng lưới cấp nước

Nước cung cấp cho nhu cầu ăn uống và sinh hoạt cũng như nước cấp cho công nghiệp có thành phần, tính chất vật lý, hoá học và vi trùng nằm trong giới hạn nhất định Trong khi đó nguồn cấp nước lại có thành phần tính chất vật lý, hoá học và vi trùng rất đa dạng, tuỳ thuộc vào xuất xứ của nguồn nước; và hầu hết các chỉ tiêu nêu trên bảng trên đều lớn hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn quy định Vì vậy cần thiết phải xử lý nước thiên nhiên đến mức độ nhất định trước khi cung cấp nước cho các nhu cầu sinh hoạt và công nghiệp

1.2 Phân loại hệ thống cấp nước

- Hệ thống cấp nước có thể phân loại như sau:

1 Theo đối tượng phục vụ: Hệ thống cấp nước đô thị, công nghệp, nông nghiệp

2 Theo chức năng phục vụ: Hệ thống cấp nước sinh hoạt, sản xuất, chữa cháy

3 Theo nguồn nước: Nước ngầm, nước mặn,

4 Theo nguyên tắc làm việc: Hệ thống có áp, hệ thống không áp tự chảy

5 Theo phạm vi cấp nước: Hệ thống cấp nước nhà ở, khu dân cư, thành phố, các tiểu khu dân cư

6 Theo phương pháp sử dụng nước: Hệ thống trực tiếp, hệ thống tuần hoàn

- Mỗi loại hệ thống có những yêu cầu về tính chất, qui mô và thành phần các công trình có khác nhau nhưng có thể chia làm hai loại sơ đồ cơ bản như sau:

Sơ đồ hệ thống cấp nước trực tiếp và sơ đồ hệ thống cấp nước tuần hoàn

Hình 4.3 Sơ đồ hệ thống cấp nước tuần hoàn

1- Nguồn nước; 2- Công trì nh thu; 3- Trạm bơm cấp I; 4- Ống dẫn nước thô; 5- Trạm bơm cấp II; 6- Ống dẫn nước thô và dẫn nước tuần hoàn; 7- Nơi sử dụng

2 Sơ đồ hệ thống cấp nước

2.1 Trạm bơm cấp I và công trình thu nước

Trạm bơm cấp I

Có nhiệm vụ đưa nước từ công trình thu lên trạm xử lý

Tùy thuộc vào nguồn nước được sử dụng mà trạm bơm cấp I có thể là trạm bơm giếng khoan bơm nước ngầm hay trạm bơm nước mặt từ sông hồ

Nếu chất lượng của nguồn cung cấp thỏa mãn yêu cầu sử dụng, trạm bơm cấp 1 có thể làm việc theo chế độ thay đổi hoặc điều hòa

a Công trình thu nước cố định loại gần bờ

- Thường đặt tại vị trí bờ sông ổn định, dòng chảy ổn định, có bờ dốc đảm bảo xây dựng công trình

- Có thể xây dựng kiểu kết hợp: Nghĩa là công trình thu và trạm bơm cấp

1 liền khối, quản lí thuận tiện

- Có công trình thu lắp bơm trục ngang, có công trình thu lắp bơm trục đứng

- Có thể xây dựng kiểu phân li: Nghĩa là trạm bơm cấp 1 và công trình thu tách riêng nhau

- Cấu tạo công trình thu cố định thường có: Ngăn thu; ngăn hút; ngăn đặt bơm

- Tại ngăn thu thường có song chắn rác

- Tại ngăn hút có lưới chắn rác

Hình 4.4 Sơ đồ hệ thống cấp nước trực tiếp

1- Nguồn nước; 2- Công trì nh thu; 3- Trạm bơm cấp 1; 4- Khu xử lí; 5- Bể chứa 6- Trạm bơm cấp II; 7- Đường ống dẫn nước; 8- Đài nước; 9- Mạng

lưới cấp nước.

- Ngăn đặt bơm có thể là bơm trục đứng, bơm trục ngang, có các thiết bị điện động lực điều khiển, có ống hút ống đẩy

- Khi mực nước dao động lớn thì phải làm nhiều cửa thu có độ cao khác nhau

- Khi mực nước dao động ít thì làm 1 cửa thu

- Mép dưới cửa thu phải cao hơn đáy sông ít nhất 0,5m

- Mực nước thấp nhất phải cao hơn mép thu tối thiểu 0,3m để tránh nổi đâm vào hố thu

- Khi hút trực tiếp, miệng thu crêpin phải thấp hơn mức nước thấp nhất là 0,5m

- Song và lưới chắn dùng ngăn rác, đôi khi dùng lưới quay ở những trạm hiện đại

- Tốc độ nước qua song là 0,4-0,8m/s, thường song chắn có đường kính 10mm, hai thanh cách nhau 40-50mm

- Có thể lấy bùn trong hố thu bằng thủ công Khi trạm bơm có công suất >10.000m3/ngày, ta lấy bùn bằng cơ giới (bơm bùn)

- Trường hợp bơm đặt thấp hơn mức nước thấp nhất thì không cần dùng crêpin

- Trong các công trrình thu nước lớn, người ta trang bị một thiết bị rửa ngược chiều , một cách đơn giản trang bị ở đầu hút của trạm bơm một ống có vòi vặn tay cho phép phun một lượng nước rửa ngược làm sạch rác

- phân loại được chia thành hai loại

+ Kiểu phân li

+ Kiểu kết hợp

Hì nh 4.5 Công trình thu nước gần bờ

a, b) Kiểu kết hợp; c) Kiểu phân ly 1- Cửa thu và song chắn rác; 2- Hố thu nước; 3- Lưới chắn rác;

4- Gian đặt máy bơm; 5- Ống hút; 6- Ống đẩy

b Công trình thu nước cố định xa bờ

- Thường xây dựng tại những vị trí bờ sông không ổn định

- Công trình thu xa bờ có thể xây dựng kết hợp, cũng có thể xây dựng kiểu phân li

- Họng lấy nước đưa ra xa công trình Tại điểm đầu họng bố trí lưới chắn rác và có kết cấu định vị ổn định

- Trong công trình thu vẫn có ngăn thu, ngăn hút, ngăn đặt bơm đứng hoặc ngang và các thiết bị điện động lực, điều khiểm, có đường ống hút, ống đẩy…

- phân loại được chia thành hai loại

+ Kiểu phân li

+ Kiểu kết hợp

Hì nh 4.6 Công trình thu nước xa bờ

c Công trình thu nước nổi (di động)

Tại những vị trí bờ sông phức tạp, không ổn định, lưu lượng nước thu không lớn, người ta thường xây dựng các công trình thu nước nổi

- phân loại được chia thành hai loại

+ Kiểu phân li

+ Kiểu kết hợp

- Công trình thu nước ụ nổi

+ Làm ngoài sông nhỏ hoặc hồ chứa nông cố định, tại đó không cần ngăn thu, tại crêpin có lưới chắn rác bảo vệ

+ Bố trí bơm trục ngang, đôi khi có thể bố trí bơm chìm

+ Đường kính ống có đoạn khớp nối co dãn

- Công trình thu nước nổi

+ Thường làm bè, mảng, xà lan đặt tại những nơi có mực nước sông hồ không ổn định, thay đổi lớn

+ Kết cấu phải vững chắc để bơm hoạt động

+ Đường ống có khớp nối co dãn, chống lật công trình thu, có neo giữ chống

lũ

+ Cố gắng đặt vào nơi ít sóng và ít chịu ảnh hưởng dòng chảy

Hì nh 4.7 Công trình thu nước ụ nổi

1- Ụ nổi; 2- Dây cấp điện sang tủ điện của trạm; 3- Hầm trạm bơm kín; 4- Tủ điện của trạm bơm; 5- Van của máy bơm; 6- Máy bơm li tâm; 7- Ống hút; 8- Mức nước tối thiểu; 9- Van một chiều và lưới lọc; 10- Đường ống đẩy

- Công trình thu nước di động

+ Thường đặt nơi có bờ sông ổn định nhưng mực nước thay đổi lớn + Máy bơm được đặt trên xe goòng, hay trên giá di chuyển trên bệ hay đặt cố định ở bờ sông nhờ tời và cấp định vị

+ Ống đẩy cũng phải có khớp co dãn

+ Ống hút có lưới chắn rác bảo vệ crêpin

- phân loại được chia thành hai loại

+ Kiểu phân li

+ Kiểu kết hợp

Hì nh 4.8 Công trình thu nước di động

2.2 Công trình xử lý nước cấp

2.2.1 Sơ đồ dây chuyền xử lý nước ngầm

Hì nh 4.9 Sơ đồ dây chuyền xử lý nước ngầm

Lắng tiếp xúc

Làm thoáng tự nhiên Hoặc cưỡng

bức Nước thô

Khử trùng

Song chắn, lưới chắn

2.2.2 Sơ đồ dây chuyền xử lý nước mặt

Hì nh 4.10: Sơ đồ dây chuyền xử lý nước mặt

Lọc tiếp xúc

Khử trùng Khử trùng

Keo tụ, tạo bông Lắng sơ bộ

Bể chứa nước sạch

Trạm bơm II

MLCN

Xử lý sơ bộ Chất keo tụ

2.3 Đài nước (két nước)

1 Chức năng của két nước

- Két, đài nước có nhiệm vụ điều hoà nước, đồng thời còn tạo áp lực để đưa nước tới nơi tiêu thụ và dự trữ một phần nước chữa cháy Két nước có hình tròn, vuông, chữ nhật Vật liệu bằng bê tông cốt thép, gạch, thép tấm hàn, inox

- Két nước có dạng tròn hoặc chữ nhật có thể xây bằng gạch, bê tông cốt thép hoặc bằng thép, nhựa và hiện nay ta dùng bằng Inot, thường được bố trí ở hầm mái hay trên mái nhà.( Sơ đồ)

Hì nh 4.11 Két nước

2 Bố trí và cấu tạo két nước

- Ống dẫn nước lên két, đài nước có đường kính phụ thuộc vào lưu lượng của máy bơm Miệng ống đặt ngang với mực nước thiết kế trên có lắp van

- Ống dẫn nước xuống đặt cách đáy két, dài khoảng 100 – 200mm trên đường ống có lắp van một chiều

- Ống dẫn nước tràn có đường ống bé hơn đường ống vào, miệng đặt cao hơn miệng ống nước vào két

- Ống xả bẩn đặt sát đáy có lắp van, có đường kính ống  40 -  50

Ống được chế tạo bằng phương pháp đúc trong khuôn cát đối với các ống

có đường kính tới 1500 mm Bằng phương pháp đúc trong khuôn liên tục với các ống có đường kính từ 100 mm trở lên

Ống xuất xưởng phải qua thử nghiệm, đặc biệt là thử về cường độ chịu lực

Ống phải có nhãn hiệu ghi qui cách ống, vật liệu, nhà máy sản xuất

Ưu, nhược điểm:

- Ưu điểm của ống gang xám: Giá thành hạ, có khả năng chống gỉ cao hơn ống thép thông thường

- Nhược điểm: Giòn, dễ vỡ, chịu uốn kéo Tổn thất áp lực cao, có ứng suất bền uốn và ứng suất bền kém Vì sản xuất đúc trong khuôn cát liên tục nên thành ống dày, trọng lượng ống lớn, do đó vận chuyển và thi công khó khăn

Bảng 8.2: Các kích thước cơ bản và trọng lượng của ống gang miệng bát

Chiều dày

S (mm)

Chiều dài mỗi đoạn L (mm)

Áp suất làm việc thấp chỉ chịu được đến 16 kg/cm2

Với những nhược điểm cơ bản trên, ngày nay người ta không dùng ống gang xám cho các công trình cấp nước và chỉ dùng hạn chế trong công trình thoát nước

Hì nh 4.14 Ống gang xám miệng bát

a Ưu, nhược điểm của ống gang dẻo

- Ưu điểm: Sản xuất theo phương pháp đúc li tâm trong khuôn thép

Bền, cứng, chịu mỏi cao hơn gang xám

Dễ nối, mối nối mềm, có thể cho phép độ võng lệch nhất định

Không bị nhiễm bởi các chất khí và hữu cơ