ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP pptx

Chương 1: TỔNG QUAN – GIỚI THIỆU
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 2
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN – GIỚI THIỆU

1.1.MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN

 Tình hình phân phối và tiêu thụ nước sạch tại thành phố Hồ Chí Minh


Hiện tại thành phố Hồ Chí Minh có các hình thức sử dụng nước sau đây:
- Sử dụng nước qua đồng hồ nước: chiếm đa số trong nội thành (80% trong
nội thành cũ và 56% trong nội thành mới). Tuy nhiên ở khu vực ngoại vi tỉ lệ
hộ sử dụng đồng hồ nước của công ty cấp nước chỉ có 21% bởi vì mạng lưới
cấp nước rất kém hoặc không có mạng lưới cấ
p nước. Ngoài ra còn tồn tại
tình trạng nhiều hộ sử dụng chung một đồng hồ nước do chưa cấp được đồng
hồ riêng.
- Sử dụng nước từ giếng tư nhân hoặc đổi nước. Đây là loại hình sử dụng
nước khi hệ thống phân phối nước không tới được các khu vực này hoặc có
tới nhưng không cấp đủ nước tiêu dùng. Giếng tư nhân là loại hình cấ
p nước
chính ở nội thành mới và vùng ngoại vi (chiếm từ 34 – 45%). Đổi nước (hoặc
dùng nước của láng giềng) là giải pháp chủ yếu trong khu vực nội thành cũ
nơi mà điều kiện nhà cửa không thuận lợi cho việc khoan giếng. Tỷ lệ này
khá cao trong vùng ngoại vi (34%), đặc biệt là ở Bình Chánh và Nhà Bè (nơi
mà chất lượng nước ngầm xấu)

Nhìn chung, hiện trạng phân phối nước của thành phố Hồ Chí Minh v
ẫn
còn nhiều tồn tại sau:
- Không phân phối đủ lượng nước cần cho các đối tượng tiêu thụ.

- Ý thức sử dụng nước của người tiêu dùng kém, nhiều vùng cuối mạng
nhân dân tự đục ống xây bể ngầm, lắp máy bơm hút trực tiếp từ đường ống
gây tụt áp cho toàn mạng.
- Phân bố không đầu dẫn đến hệ thống chênh lệch lớn trong tiêu thụ
-
Khả năng cung cấp nước của các nhà máy không đáp ứng nhu cầu dùng
nước cho người dân.
- Tỷ lệ thất thoát lớn (1985: lượng thất thoát chiếm 29%,1993 – 1994 là
40%, hiện nay lượng thất thoát giảm còn 31.56%).
- Phần lớn hệ thống phân phối quá cũ do tuổi thọ từ 50 năm trở lên, chưa
được cải tạo và thay thế.
- Ống bị đục, bị vỡ, làm tăng rò rỉ và sụ
t áp lớn.
- Các thiết bị phụ tùng van, đồng hồ, vòi công cộng hư hỏng không được
bảo dưỡng gây thất thoát nhiều.

Chương 1: TỔNG QUAN – GIỚI THIỆU
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 3
- Hệ thống bể chứa và thuỷ đài chưa được sử dụng để tăng thêm công
suất vào giờ cao điểm sử dụng nước.
- Mạng cấp I và II chưa phát triển theo yêu cầu qui hoạch và tình hình đô
thị hóa tăng nhanh nên nhu cầu nước lớn lên rất nhiều.

Tóm lại, tình hình cung cấp nước hiện tại là cung không đủ cầu. Hệ thống
cấp nước quá cũ và quá t
ải, hệ thống mạng phân phối chưa đủ để đưa nước tới
các khu vực mới phát triển. Vì vậy cần thiết phải cải tạo và mở rộng hệ thống
cấp nước.

 Tiêu chuN n dùng nước và tỷ lệ dân được cấp nước cho các giai đoạn

2005, 2010


S
T
T


Địa bàn (quận
huyện)

N ăm 2005 N ăm 2010
%
được
cấp
nước
Tiêu chuNn
dùng nước
(l/người.ngày)
%
được
cấp
nước
Tiêu chuNn
dùng nước
(l/người.ngày)
I Khu nội thành cũ:
-8 quận trung tâm
1
3

4
5
6
10
11
Phú N huận
- 4 quận ven cũ
8
Tân Bình
Bình Thạnh
Gò Vấp


100
100
85
95
85
85
85
85

80
70
80
80


180
180

180
180
180
180
180
180

160
160
160
160


100
100
100
100
95
95
95
95

85
80
90
90


200
200

200
200
200
200
200
200

180
180
180
180
II 5 quận mới
2
Thủ Đức
9
7
12

60
65
60
75
30

140
140
140
140
140

80
75
75
80
50

150
150
150
150
150

Chương 1: TỔN G QUAN – GIỚI THIỆU
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 4
III

Các huyện ngoại
thành
Huyện Hóc Môn
Huyện Bình Chánh
Huyện N hà Bè
Huyện Cần Giờ
Huyện Củ Chi


20
30
70
20

20


100
100
100
100
100


30
35
75
25
30


120
120
120
120
120
(N guồn: Công ty cấp nước)

Dựa trên tiêu chuNn cấp nước (nước cấp cho sinh hoạt, sản xuất, công cộng
và các mục đích khác), cũng như tỉ lệ dân số được cấp nước, dự kiến nhu cầu
nước sạch cho năm 2010 là 2.500.000 m
3
/ngày. Qua dự báo nhu cầu nước
sạch cho tương lai ta nhận thấy nhu cầu nước trong vài năm tới là rất lớn. Vì

vậy việc mở rộng công suất cấp nước của các nhà máy nước trong thành phố
là rất cần thiết. Do đó đồ án này nghiên cưú cải tạo và nâng công suất cấp
nước lên 100.000 m
3
/ngày. Vấn đề quan tâm là nguồn nước phải thỏa mãn về
số lượng lẫn chất lượng. Để có thể mở rộng được công suất cấp nước của nhà
máy thì trước hết cần phải đánh giá được trữ lượng nước ngầm có thể dùng
cung cấp cho sinh hoạt.

 Mục tiêu cụ thể của đồ án là
:
- Đánh giá hiện trạng của hệ thống xử lý hiện tại.
- Đề xuất các phương án cải tạo để nâng công suất nhà máy lên
100000m
3
/ngày
- Thiết kế hệ thống xử lý dụa vào các phương án cải tạo.

1.2. QUI MÔ – CÔNG SUẤT XỬ LÝ


- Tên ban đầu là nhà máy nước ngầm Hóc Môn được thành lập và sử dụng
năm 1992.
- Đến năm 1999 đổi tên là Công ty khai thác và xử lý nước ngầm thành
phố.
- Công ty gồm 5 phòng và 2 xí nghiệp: là xí nghiệp khai thác và xử lý
nước Tân Bình và xí nghiệp cấp nước ngoại thành gồm mười mấy trạm nhỏ
cung cấp cho các cụm dân cư quận 8, Bình Chánh, Hóc Môn.
- N hà máy nước Tân Bình được sử dụng năm 1992 với nhiệm vụ là xử lý
nước ngầm. Các bãi gi

ếng tập trung chủ yếu ở quận Tân Bình. Hiện tại tổng
giếng hoạt động là 38 giếng. Công suất thiết kế ban đầu giai đoạn 1 là 50000
m
3
/ngày, giai đoạn 2 nâng cấp công suất lên 100000 m
3
/ngày. Đồ án này
cũng phù hợp với khả năng nâng cấp công suất của công ty.

Chương 1: TỔN G QUAN – GIỚI THIỆU
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 5
1.3.THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THÔ

Chất lượng nước thô của các giếng theo báo cáo của phòng thí nghiệm vẫn
ổn định trong nhiều năm qua. Độ pH dưới 6, hàm lượng sắt khoảng 13 – 15
mg/l. Hệ thống xử lý hiện hữu của nhà máy có thể xử lý nguồn nước này đạt
tiêu chuNn nước cấp cho sinh hoạt. Về độ cứng nước của các giếng thuộc loại
mềm (hàm lượng CaCO
3
từ 38 – 43 mg/l). Độ khoáng hóa của nước giếng
cũng khá thấp. Tổng quát, nước giếng lấy từ các giếng cạnh nhà máy nước
ngầm Hóc Môn có chất lượng trung bình, đạt tiêu chuNn dùng cho mục đích
cấp nước sinh hoạt và có thể xử lý để sử dụng cho sinh hoạt bằng hệ thống xử
lý hiện tại.

Chất lượng nước có 3 thành phần cần xử lý:
 pH:
giá trị pH ít thay đổi theo các mùa và nguồn nước giếng hiện đang
khai thác có giá trị pH thấp. Giá trị pH thường thay đổi từ 5,66 Æ 5,83, vào
các tháng chuyển tiếp pH thường có giá trị cao hơn.

 Fe:
hàm lượng Fe của các giếng vào mùa khô thường cao hơn chút ít so
với mùa mưa. Hàm lượng Fe thường từ 14,6Æ 15,1 mg/l. Hàm lượng Fe ngày
thấp nhất là 10,8 mg/l, còn ngày cao nhất có khi lên đến 19,2 mg/l. Đối với
nguồn nước ngầm, hàm lượng Fe như vậy là tương đối cao, phải sử dụng
thêm hóa chất mới có thể xử lý nước đạt yêu cầu nước cấp.
 Mn
trong nước thô khoảng 0,8 – 0,9 mg/l. Hàm lượng Mn thấp và rất ít
biến động.
N hư vậy, hiện nay lưu lượng nước khai thác tương đối ổn định về chất
lượng.

1.4.TIÊU CHUẨN NƯỚC ĐẦU RA


Vì mục đích của công ty là khai thác và xử lý nước ngầm để cung cấp
nước sinh hoạt cho người dân nên nước đầu ra phải theo tiêu chuNn nước ăn
uống.

 Tiêu chuNn vệ sinh đối với nước cấp sinh hoạt


Thông số Đơn vị Giới hạn tối đa cho phép
Đô thị Trạm lè & nông thôn
pH 6,5 – 8,5 6,5 – 8,5
Sắt mg/l 0,3 0,5
Mangan mg/l 0,1 0,1


Chương 2: LỰA CHỌN CÔN G N GHỆ

Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 6
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

2.1.CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC XỬ LÝ VÀ LỰA CHỌN CÔNG
NGHỆ XỬ LÝ
Giả sử rằng nguồn nước ngầm của hệ thống xử lý mới có chất lượng tương
tự như nguồn nước ngầm hiện tại:
• pH : 5,6 – 5,8
• Fe : 14,6 – 15,1 mg/l
• Mn : 0,8 – 0,9 mg/l
• CO
2
: 175 – 190 mg/l
• Độ kiềm: 48 – 50 mgCaCO
3
/l = 0,95 mgđl/l
• Các chỉ tiêu khác đều nằm trong quy phạm cho phép
N hận xét về chất lượng nguồn nước: đối với nước ngầm có chất lượng như
trên thì hệ thống xử lý chủ yếu là dùng để khử Fe và Mn. N hư vậy hệ thống
xử lý được thiết kế dưới đây sẽ dùng xử lý cả Fe và Mn. Ta nhận thấy nguồn
nước trên đây có độ kiềm th
ấp đồng thời lượng CO
2
trong nước nguồn rất cao,
do đó sơ đồ dây chuyền đề nghị sử dụng ở đây là: làm thoáng – lắng tiếp xúc
– lọc
Do trong nước nguồn hàm lượng Fe cao, độ kiềm thấp do đó ta sẽ phân
tích chất lượng nước trong hệ thống xử lý hiện tại đồng thời sử dụng công
thức để kiểm tra xem có nên sử dụng thêm hóa chất trong quá trình xử lý hay
không.

- Kiểm tra độ kiề
m của nước sau khi làm thoáng
K
i
= K
i0
– 0,036 × CFe
0
2+

Trong đó:
K
i0
là độ kiềm ban đầu của nước nguồn, K
i0
= 0,98
CFe
0
2+
là hàm lượng Fe của nước nguồn, CFe
0
2+
= 14,8
⇒ K
i
= 0,98 – 0,036 × 14,8 = 0,4472
- Kiểm tra hàm lượng CO
2
còn lại trong nước sau khi làm thoáng:
C

(CO2)
= C
(CO2)0
× (1 – a) + 1,6 × CFe
0
2+

Trong đó:
C
(CO2)0
: hàm lượng CO
2
của nước nguồn trước khi làm thoáng,
C
(CO2)0
= 180 (mg/l)
a : hiệu quả khử CO
2
của công trình làm thoáng, lảm thoáng bằng giàn
mưa a = 0,75 ÷ 0,8. Lấy a = 0,8
⇒ C
(CO2)
= 180 × (1 – 0,7) + 1,6 × 14,8 = 77,68 (mg/l)
- pH của nước sau làm thoáng:
pH = log
44 × K
i
K
1
× C

- √μ

Chương 2: LỰA CHỌN CÔN G N GHỆ
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 7
Trong đó:
C: hàm lượng CO
2
sau làm thoáng = 77,68 mg/l
K
i
: độ kiềm sau làm thoáng = 0,4472
⇒pH =
68,771031,4
4472,044
log
7
××
×
−
= 5,62
Theo tài liệu Xử lý nước cấp của N guyễn N gọc Dung nếu pH của nước sau
làm thoáng < 6,8 thì không thể khử Fe bằng làm thoáng độc lập được. Khi đó
phải kết hợp dùng hoá chất vôi và clo.

N hư vậy với chất lượng nước nguồn hiện tại ta sẽ thiết kế hệ thống xử lý
khử Fe có hóa chất. Hệ thống xử lý bao gồm:
- Thiế
t bị pha dung dịch và định lượng hóa chất
- Công trình làm thoáng và trộn hóa chất
- Bể lắng

- Bể lọc

2.2.CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

 Công nghệ xử lý được mô tả như sau:
Tiến hành làm thoáng trước để khử CO2, hòa tan O2 và nâng giá trị pH
của nước. Công trình làm thoáng được thiết kế với mục đích chính là khử
CO2 vì lượng CO2 trong nước cao sẽ làm giảm pH mà môi trường pH thấp
không tốt cho quá trình oxy hoá Fe. Sau khi làm thoáng ta sẽ châm hóa chất
để khử Fe có trong nước. Hóa chất sử dụng ở đây là clo – một chất oxy hóa
mạnh để oxy hóa Fe, các chất hữu cơ có trong nước, Mn, H2S. N goài ra để

tạo môi trường thuận lợi cho quá trình oxy hóa Fe thì ta phải cho thêm vôi
cùng với clo. Mục đích cho thêm vôi là để kiềm hóa nước giúp cho tốc độ
phản ứng oxy hóa Fe diễn ra nhanh hơn. Công trình làm thoáng trong các hệ
thống xử lý nước ngầm là giàn mưa và tháp oxy hóa. Sau khi làm thoáng và
châm hóa chất thì nước được đưa sang công trình kế tiếp là công trình trộn.
Công trình này có mục đích là trộn đều nước và hóa chất để các phản ứng hóa
học diễn ra thuận lợi. Các công trình trộn thường được s
ử dụng là bể trộn cơ
khí, máng trộn có vách ngăn, bể trộn đứng. Sau đó nước đuợc tiếp tục đưa
sang bể lắng hay lọc tiếp xúc. Thông thường trong các công trình xử lý nước
ngầm lớn người ta thường hay sử dụng bể lắng tiếp xúc. Bể lắng tiếp xúc có
nhiệm vụ giữ lại các cặn tạo ra trong quá trình oxy hóa cũng như cặn vôisau
khi các phản ứng xảy ra. Th
ời gian lưu nước trong bể lắng thường là 90 phút.
Và công trình cuối cùng là bể lọc nhanh. Bể lọc này có nhiệm vụ giữ lại các
cặn nhỏ mà không thể giữ lại trong bể lắngcũng như là để khử Mn

Chương 2: LỰA CHỌN CÔN G N GHỆ
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 8
 Lựa chọn các công trình trong hệ thống xử lý
 Trước hết, đối với quá trình làm thoáng có thể sử dụng giàn mưa
hoặc tháp oxy hóa.
• N ếu sử dụng giàn mưa thì tốn diện tích cũng như chi phí xây
dựng ban đầu nhưng khi hoạt động thì việc quản lý tương đối dễ dàng và
thuận tiện. Việc duy tu, bảo dưỡng và vệ sinh định kỳ giàn mưa cũng không
gặp nhiều khó kh
ăn. Cần tiến hành vệ sinh thường xuyên do các cặn Fe dễ
dàng bám trên các sàn tung làm chít các lỗ dẫn đến giảm hiệu quả giàn mưa.
• N ếu sử dụng tháp oxy hóa thì sẽ tiết kiệm được mặt bằng xây
dựng và chi phí xây dựng ban đầu nhưng khi vận hành thì tốn chi phí hơn so
với sử dụng giàn mưa (do phải cung cấp điện năng để hoạt động máy thổi
khí), quản lý cũng gặp khó khăn h
ơn. Việc duy tu bảo dưỡng cũng khó khăn
do lâu ngày cặn Fe dễ bám chít trên lớp vật liệu tiếp xúc (hay sàn tiếp xúc).
Lúc này phải ngừng hoạt động của tháp để tiến hành vệ sinh.
 Sau quá trình làm thoáng là châm hóa chất (clo và vôi). Hóa chất
được châm ngay sau khi làm thoáng. Cũng có khi hóa chất được châm trước
khi làm thoáng nhưng điều này không có lợi. Bởi vì trong nước ngầm thường
có một số khí do quá trình phân hủy kị khí trong đất sinh ra (H
2
S), nếu cho
hóa chất vào trước thì sẽ hao tốn thêm hóa chất để khử các chất này trong khi
các chất này thường là các chất khí dễ dàng bị khử qua làm thoáng. Clo cho
vào nước nhằm mục đích oxy hóa Fe
2+
thành Fe

3+
, còn vôi cho vào nước với
mục đích là nâng pH và độ kiềm trong nước tạo môi trường cho phản ứng oxy
hóa và thủy phân Fe diễn ra dễ dàng. Lượng hóa chất cho vào phải đảm bảo
khử hết Fe
2+
có trong nước và pH đầu bể lắng khoảng 8 – 8,3.
 Sau đó ta tiến hành trộn đều nước và hóa chất để phản ứng diễn ra
thuận lợi. Các công trình dùng để trộn có thể chia ra làm 2 loại là khuấy trộn
bằng thủy lực và khuấy trộn bằng cơ học. Ta nên sử dụng bể trộn đứng vì
việc khuấy trộn chủ yếu do lực của dòng nước đi từ dưới lên s
ẽ tránh được
tình trạng cặn vôi bám trên bể mà vẫn đảm bảo trộn đều hóa chất và nước.
 Sau khi trộn đều với hóa chất, nước được đưa sang công trình kế
tiếp là công trình lắng hay lọc tiếp xúc. Mục đích của công trình này là tạo
thời gian để các phản ứng diễn ra và thu hồi cặn của các phản ứng này. Đối
với hệ thống xử lý nước công suất lớn thì ta nên sử d
ụng bể lắng tiếp xúc và
thời gian lưu trong bể tốt nhất là 90 phút. Bể lắng thường được sử dụng trong
hệ thống xử lý nước ngầm là bể lắng ngang với hệ thống thu nước bề mặt.
 Sau khi ra khỏi bể lắng nước tiếp tục sang công trình cuối là bể lọc.
Bể lọc có nhiệm vụ giữ lại các cặn còn sót lại sau bể lắng đồ
ng thời khử Mn.
Đối với hệ thống xử lý nước có công suất lớn người ta thường sử dụng bể lọc
nhanh với vận tốc lọc khoảng 5 – 8 m/h. Ở đây ta có thể sử dụng bể lọc áp lực

Chương 2: LỰA CHỌN CÔN G N GHỆ
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 9
với vận tốc > 10 m/h nhưng nếu sử dụng loại bể lọc này sẽ tốn chi phí đầu tư
cao đồng thời chi phí bảo trì, sửa chữa cũng là 1 vấn đề.

 Tóm lại hệ thống xử lý của nhà máy bao gồm:
- Giàn mưa
- Bể trộn đứng
- Bể lắng ngang
- Bể lọc nhanh






Chương 3: HIỆN TRẠN G TRẠM XỬ LÝ
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 11
CHƯƠNG 3: HIỆN TRẠNG TRẠM XỬ LÝ

3.1 .GIÀN MƯA


 N hiệm vụ:

- khử CO
2
trong nước
- làm giàu oxy trong nước tạo điều kiện để Fe
2+
oxy hóa thành Fe
3+

 Dạng giàn mưa

: làm thoáng tự nhiên.

 Cấu tạo
: giàn mưa bao gồm:
 Hệ thống phân phối khí: sử dụng ống phân phối có đục lỗ gồm:
• ống chính phun mưa làm bằng inox có đường kính 160 mm
• trên ống chính có bố trí các ống nhánh đường kính 40 mm
• đường kính lỗ phun trên các ống nhánh là 5 mm

 Sàn tung nước:
• sử dụng sàn tung nước bằng các tấm inox có đục lỗ. Kích thước
mỗi tấm inox là 0,8 × 0,8m được ghép lại với nhau
Số tấm inox theo chi
ều ngang là 4
Số tấm inox theo chiều dọc là 32
Diện tích của giàn mưa là (0,8 × 0,4) × (0,8 × 32) = 81,92 m
2

• đường kính lỗ trên tấm inox là 14 mm, trên mỗi tấm có 14 × 14
= 196 lỗ. Tỷ số So/S là tỷ số giữa tổng diện tích lỗ và diện tích sàn tung
So/S =
%7,4
48,08,0
014,0196
2
=
××
××
π

•
Số sàn tung : 3
•
Khoảng cách giữa các sàn: 0,8 m
•
Khoảng cách từ hệ thống phân phối nước đến sàn đầu tiên:
0,35m

 Hệ thống thu và thoát khí
Để có thể thu oxy của khí trời, kết hợp với việc thổi khí CO
2
ra khỏi
giàn mưa, đồng thời đảm bảo nước không bị bắn ra ngoài, người ta xây dựng
hệ thống cửa chớp bằng bêtông cốt thép. Góc nghiêng giữa các chớp với mặt
phẳng nằm ngang là 45
0
, khoảng cách giữa hai cửa chớp kế tiếp là 200 mm
với chiều rộng mỗi cửa là 200 mm. Cửa chớp được bố trí ở xung quanh trên
toàn bộ chiều cao của giàn mưa, nơi có bề mặt tiếp xúc với không khí.

Chương 3: HIỆN TRẠN G TRẠM XỬ LÝ
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 12
 Sàn thu nước: sàn thu nước làm bằng bêtông cốt thép được đặt dưới
giàn mưa có độ dốc 0,02 về phía ống dẫn nước qua bể trộn

 Ống dẫn và thu nước trên giàn mưa:
Mỗi giàn mjưa còn bao gồm hai ống inox dẫn nước lên giàn mưa
đường kính 400 mm, một ống thu nước từ giàn mưa qua bể trộn đường kính
600 mm, hai ống PVC thu nước xả, rửa giàn mưa đường kính 150 mm, các
ống dẫn vôi, clo và các vòi phục vụ cho công tác vệ sinh.

 Kích thích giàn mưa
 Kích thước mỗi giàn mưa: dài × rộng × cao = 27,2 × 5 × 8,6 m
 Giàn thiết kế với hình dạng mỏng

 Cường độ mưa
Q
tưới
=
Lưu lượng
Diện tích tưới
=
292,81
2083
×
= 12,714 m
3
/m
2
.h ∈ (10 ÷ 15 m
3
/m
2
.h)

 Hoạt động của giàn mưa:
N ước thô được dẫn từ ống góp chung đường kính 1000 mm rồi qua các
ống đường kính 400 đưa lên giàn mưa. Trên giàn mưa gồm một hệ thống các
ống xương cá trong đó các ống chính đường kính 160 mm và các ống nhánh
có đường kính 40 mm. N ước từ giàn phân phối sẽ phun ra ngoài qua các lỗ

trên ống nhánh và rơi xuống qua từng sàn tung nước. N ước từ các sàn tung
nước di chuyển dẫn xuống dưới do trọng lượng bản thân và tập trung tại sàn
thu nước, tạ
i đây nước sẽ chảy vào ống thu nước có đường kính 600 mm để
đưa sang bể trộn. Tại đầu ống thu nước clo và vôi đồng thời được cho vào để
khử Fe, Mn

 Đánh giá hiệu quả xử lý của giàn mưa
Hiệu quả loại trừ CO
2
của giàn mưa khoảng 68 %. Hiệu quả loại trừ thấp
nhất là 60,6%. Hiệu quả loại trừ cao nhất là 72,3%. N goài hiệu quả khử CO
2
thì giàn mưa còn nhằm mục đích hòa tan oxy vào nước để oxy hoá Fe
Với quá trình xử lý nước ngầm đặc biệt là quá trình khử Fe trong nướn
ngầm thì việc khử CO
2
đồng thời hòa tan O
2
vào nước bằng giàn mưa có tác
dụng quan trọng vì nó làm tăng pH trong nước ngầm và oxy làm cho Fe
2+
bị
oxy hóa. N ếu pH có tăng cao thì mới tạo môi trường tốt để phản ứng oxy hóa
Fe và Mn diễn ra. N hưng trong nguồn nước hiện đang khai thác có hàm lượng
Fe cao đồng thời độ kiềm nhỏ do đó lượng oxy hòa tan không đủ để oxy hóa
Fe nên phải sử dụng thêm clo để oxy hóa hết Fe. N hiệm vụ chính của giàn
mưa sử dụng ở đây là đuổi CO
2
và nâng pH.

Chương 3: HIỆN TRẠN G TRẠM XỬ LÝ
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 13
3.2.BỂ TRỘN


N hiệm vụ: trộn đều nước, clo và vôi

 Cấu tạo: bể có đáy dạng hình chóp, mặt bằng hình vuông
 Kích thước bể : 3,5 × 3,5 × 5 m
 Diện tích: 27,8 m
3


 Thời gian trộn

T=
60,160
2083
8,272
=×
×
=
Q
V


 N guyên lý hoạt động
N ước từ giàn mưa sang đáy bể trộn dâng lên trên bề mặt bể trộn, tràn qua
máng thu nước sang bể lắng ngang

2Fe
2+
+ Cl
2
+ 6H
2
0 = 2Fe(OH)
3
+ 2Cl
-
+ 6H
+

Fe(HCO
3
)
2
+ Ca(OH)
2
= FeCO
3
+ CaCO
3
+ H
2
O
Fe(HCO
3
)
2

+ O
2
+ 2H
2
O = 4Fe(OH)
3
+ 8CO
2

2Mn(HCO3)
2
+ O
2
+H
2
O = 2Mn(OH)
4
+ 4H
+
+ 4HCO
3
-

Phản ứng oxy hóa Mn thường diễn ra với pH cao (8
Æ 9). Do đó việc khử
Mn diễn ra chủ yếu trong bể lọc thông qua lớp màng bám trên cát lọc.

 Xác định lượng clo cho vào
Phản ứng oxy hóa Fe xảy ra tại giàn mưa:
4Fe

2+
+ 8HCO
3
-
+ O
2
+ 2H
2
O = 4Fe(OH)
3
+ 8 CO
2

Độ kiềm của nước giảm: 0,95 – 0,4472 = 0,5028
Hàm lượng Fe còn lại sau khi qua giàn mưa:
14,8 – 0,5028/2 ×28 = 7,7608 mg/l
2Fe
2
+ Cl
2
+ 6H
2
O = 2Fe(OH)
3
+ 2Cl
-
+ 6H
+

Lượng clo cho vào:

lmg /92,4
562
717608,7
=
×
×


Mục đích chính của bể trộn là để trộn đều nước và hóa chất vào nhau để
các phản ứng trên xảy ra. N ước ra khỏi bệ trộn được đưa sang bể lắng để thu
hồi các cặn tạo ra từ các phản ứng trên.



Chương 3: HIỆN TRẠN G TRẠM XỬ LÝ
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 14
3.3.BỂ LẮNG


N hiệm vụ:
 Lắng đọng các bông cặn sinh ra trong các phản ứng trong đó chủ
yếu là Fe(OH)
3

 Tăng thời gian để các phản ứng oxy hóa diễn ra hoàn toàn.

 Cấu tạo: là dạng bể lắng ngang thu nước cuối
 Các thông số của bể lắng:

• Kích thước bể lắng: dài × rộng × cao = 27 × 4 × 4,65 m
•
Dung tích: 502,2 m
3

•
Chiều dài ngăn thu nước cuối: 2 m
•
Chiều dài làm việc của bể lắng: 25,5 m
•
Thời gian lắng (thời gian lưu nước trong bể)
T=
phút
Q
V
8,5760
2083
42,502
=×
×
=


 Bộ phận phân phối nước vào bể: là vách ngăn bằng bêtông có đục lỗ
•
Số lỗ trên mỗi vách ngăn của mỗi bể: 11
•
Kích thước lỗ: 200 × 300 m
•
Vận tốc nước qua các lỗ phân phối:

V
lỗ
=
()
sm
S
Q
l
/22,0
3,02,01136004
2083
=
××××
=
∑

•
Kích thước tường phân phối: dài x rộng = 4 × 4,65 m
•
Tường phân phối cách đầu bể lắng: 1,5 m

 Hệ thống thu nước đã lắng
Khi mơí xây dựng thì sử dụng hệ thống thu nước cuối nhưng công
ty đã lắp đặt thêm hệ thống thu nước bề mặt. Đối với hệ thống thu nước bề
mặt gồm các ống thu nước được đặt ngập dưới mực nước khoảng 12 cm, trên
mỗi ống có bố trí 2 hàng lỗ ở hai bên thành ống.
•
Số ống thu cho mỗi bể :4
•
Chiều dài ống thu: 17,6 m

•
Đường kính ống thu: 200 m
•
Số lỗ trên mỗi ống: 110 lỗ
•
Đường kính lỗ thu: 25 mm

 Hệ thống thu xả cặn: sử dụng hệ thống thu xả cặn bằng thủy lực,
giàn ống thu xả cặn được phân bố kiểu xương cá. Việc xả cặn bằng phương

Chương 3: HIỆN TRẠN G TRẠM XỬ LÝ
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 15
pháp thủ công tận dụng áp lực thủy tĩnh. Xả cặn theo từng đoạn ống phụ được
điều khiển bằng 5 van phân bố từ đầu tới cuối bể.

 N guyên lý hoạt động:
N ước từ bể trộn được dẫn qua buồng phân phối đầu bể lắng sao đó đi qua
các lỗ trên vách ngăn và chảy qua vùng lắng. Tại đây các phản ứng oxy hóa
tiếp tục xảy ra và tạo kết tủa rồi lắng xuống đáy bể cùng với cặn vôi. N ước
sau khi đi từ đầu bể đến cuối bể sẽ đi qua các lỗ thu trên ống thu nước bề
mặt
và các máng thu nước cuối dẫn vào mương thu nước phân phối nước đi vào
các bể lọc. Cặn lắng sẽ được định kì xả ra ngoài bằng áp lực thủy tĩnh qua
giàn ống thu xả cặn.

 Đánh giá hiệu quả xử lý của bể lắng:
Hiện tại bể lắng hoạt động chưa đạt được hiệu quả cao, hàm lượng Fe tổng
cộng ra khỏi bể lắng còn cao. PH đầu bể lắng từ 8 – 8,4, hiệu quả khử Fe 74 –
77% là vẫn còn thấp, hiệu quả khử Mn 60%. Dù cấu tạo của các bộ phận phụ
trong bể lắng đều đạt yêu cầu trong quy phạm nhưng bể vẫn chưa hoạt động

tố
t do thời gian lưu trong bể lắng chưa đủ để lắng bông cặn hay nói cách khác
diện tích bề mặt bể lắng nhỏ.

3.4.BỂ LỌC NHANH


N hiệm vụ:
 Loại bỏ triệt để các cặn chưa lắng và không lắng được ở bể lắng
 Khử Mn nhờ lớp oxit mangan trên bề mặt cát lọc.

 Dạng bể lọc: bể lọc nhanh

 Các thông số của bể lọc:
 Kích thước bể lọc: dài × rộng = 8 × 4,5 m
 Kết cấu bể bằng bêtông cốt thép
 Điều khiển vận tốc lọc bằng siphông đồng tâm

 Vật liệu lọc: sử dụng cát thạch anh
 Đường kính hạt vật liệu lọc: 0,7 ÷ 1,5 mm
 Chiều cao lớp vật liệu lọc (cát): 1,2 m
 Chiều cao lớp sỏi đỡ: 0,4 m
 Tốc độ lọc:


Chương 3: HIỆN TRẠN G TRẠM XỬ LÝ
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 16
v =
Lưu lượng xử lí
Diện tích bề mặt lọc

=
5,4812
2083
××
= 4,82 m/h

 Chụp lọc:
 Làm bằng sứ, là loại chụp lọc hydrocone
 Mật độ bố trí chụp lọc: 25 cái/m
2

 Khoảng cách giữa hai chụp lọc là 125 mm
 Chụp lọc được bố trí đều trên các tấm đan, bên dưới đan là các trụ
đỡ bằng bêtông cốt thép.

 Hệ thống thu nước sạch của các bể lọc
N ước sau khi lọc đi qua siphông đồng tâm dưới tác dụng của áp lực
thủy tĩnh (siphông có tác dụng điều chỉnh tốc độ lọc) và sau đó chảy vào ống
thu nước sạch (gồm hai ống trong đó 1 ống dẫn từ đơn nguyên thứ nhất và 1
ống dẫn từ đơn nguyên thứ hai) có đường kính thay đổi dần từ 300 mm
Æ
450 mm
Æ 600mm, trong đó:
 Đầu ống có đường kính 300 mm thu nước từ hai bể lọc
 Đoạn kế tiếp đường kính 450 mm nối tiếp với đoạn đầu
 Đoạn cuối đường kính 600 mm nối tiếp vào đoạn thứ hai.

Cấu tạo của siphông đồng tâm là hai ống thép lồng vào nhau. N ước lọc
từ ống thu nước được đưa vào ống thép phía trong của siphông, tràn ra rìa
mép phía trên của ống và ra ống thép ngoài, rồi chảy xuống hố thu nước. Việc

điều chỉnh tốc độ lọc được thể hiện tự động nhờ phao đặt trong bể. Khi mực
nước trong bể dâng lên, phao nổi lên theo giúp cho van gió đóng bớt khe gió
làm giảm lượng khí vào siphông làm độ chân không trong siphông tăng lên,
làm tăng lượng nước lọc vào siphông.

 Hệ thống phân phối nước: cấp vào đường ống đường kính 500 mm lấy
nước từ bể chứa nước sạch. Đường ống này được đưa vào ngăn thu nước lọc
ở đáy bể. N ước đưa vào đây đi qua các chụp lọcvà thực hiện quá trình rửa
ngược.

 Hệ thống thổi khí: các ống thổi khí của mỗi bể lọc được lắp đặt phía
trên chụp lọc:
 Gồm một ống gió chính đường kính 250 mm cho mổi bể, ống này
được nối từ ống gió chung cho 12 bể lọc.
 Trên mỗi ống gió chính trong bể lọc có lắp các giàn ống nhánh
đường kính 30 mm. Số ống nhánh là 32 ống. Các ống gió được lắp đặt theo
kiểu xương cá.

Chương 3: HIỆN TRẠN G TRẠM XỬ LÝ
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 17

 Hệ thống thu nước rửa lọc:
 Mỗi bể lọc có 2 máng thu nước rửa lọc bằng bêtông cốt thép
 Hai máng thu nước được đặt song song nhau và song song với thành
bể
 Đáy máng thu có độ dốc 0,01 về phía mương xả
 Chiều cao phần chữ nhật của máng: 0,3 m. Chiều cao phần tam giác
ở đáy máng: 0,3 m
 Chiều rộng máng: 0,6 m
 Khoảng cách giữa hai tâm máng: 2,3 m

Khoảng cách từ tâm máng đến thành bể: 1,1 m
 Lượng nước rửa lọc trung bình cho 1 bể là 150 – 160 m
3
/ 1 lần
 N ước rửa lọc từ các máng thu chảy vào máng tập trung ở đầu bể rồi
thải ra các mương xả

 N guyên lý hoạt động:
 Khi lọc: nước được dẫn từ bể lắng ngang qua máng phân phối vào
các bể lọc qua siphông phân phối, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ
thống thu nước sạch vào bể chứa nước sạch.

 Khi rửa: nước rửa được bơm từ bể chứa nước sạch qua hệ thống
phân phối nước rửa lọc kết hợp với hệ thống phân phối gió, qua lớp sỏi đỡ và
lớp vật liệu lọckéo theo các cặn bNn tràn vào máng thu nước rửa về mang tập
trung rồi được xả ra ngoài theo mương thoát nước. Trong quá trình rửa, gió
được cấp vào trước để xáo trộn vật liệu lọc làm cho hạ
t cát tách ra (thời gian
sục gió khoảng 5 phút) sau đó nước đưa từ dưới lên để cuốn cặn bNn ra ngoài,
quá trình được tiến hành đến khi nước rửa hết đục thì ngưng rửa (10 phút).
N ước sau khi ra bể lọc sang bể chứa, trên đường ống về bể chứa
nước được châm clo để khử trùng lần cuối và đảm bảo yêu cầu cấp nước cho
sinh hoạt.

 Hiệu quả xử lý: hiệu quả xử lý Fe 92%, hiệu quả xử lý Mn 98%. Chu kì
hoạt động 22 – 24 giờ. Lượng nước hao phí cho rửa lọc cao (150 – 160
m
3
/lần) vì rửa chưa tự động hóa và các chụp lọc cũ. Các chụp lọc không được
gắn cố định trên sàn đỡ do vậy gây khó khăn cho việc rửa lọc do không tiến

hành rửa với cường độ lớn được.





Chương 4 : CÁC PHƯƠN G ÁN CẢI TẠO N ÂN G CẤP CÔN G SUẤT
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 18
CHƯƠNG 4 :CÁC PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO NÂNG CẤP
CÔNG SUẤT

4.1.PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO BỂ TRỘN

Ta thấy phương án trộn thủy lực có ưu điểm là cấu tạo công trình đơn giản
không cần máy và thiết bị phức tạp, giá thành quản lý thấp. N hưng khi công
suất nhà máy tăng lên 100.000 m
3
/ngày thì bể trộn thủy lực không đảm bảo
trộn đều vôi, clo và nước. Do đó ta phải bố trí thêm cánh khuấy vào bể trộn
hiện hu để có thể đảm bảo khả năng khuấy trộn đều nước và hoá chất trong
bể. Mặc dù không có sự thay đổi nào về kích thước của bể nhưng đường ống
dẫn nước ra vào bể thì phải thay đổi kích thước để phù hợp với lưu l
ượng
nước vào bể. Các tính toán bể trộn cho hệ thống nâng cấp sẽ được trình bày
cụ thể ở chương sau.

4.2.PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO BỂ LẮNG

Bể lắng được sử dụng ở đây là bể lắng ngang với hệ thống thu nước cuối.
Bể chua hoạt động tốt do thời gian lưu nước trong bể lắng chưa đủ để lắng

bông cặn. Do đó khi tăng công suất lên gấp đôi thì bể lắng càng hoạt động
không hiệu quả. Vì thế có hai phương án cải tạo bể lắng:
- phương án một là xây thêm bể l
ắng.
- phương án hai là sử dụng thêm các vách lắng nghiêng

Cả hai phương án trên đều có thể thực hiện được. Tuy nhiên do diện tích
đất của trạm xử lý là hạn hữu nên viêc xây thêm bể lắng không hiệu quả bẳng
sử dụng các vách lắng nghiêng. N ên ta chọn phương án hai là sử dụng thêm
các vách lắng nghiêng trong các bể lắng hiện hữu. Đây là phương án khả thi
vì ta bố trí các vách nghiêng theo dạng các modul. Điều này thuận lợi cho
việc v
ệ sinh các modul và vệ sinh bể lắng. Việc xây dựng thêm các vách
nghiêng không làm tăng thời gian lưu nước trong các bể lắng nhưng lại làm
tăng diện tích bề mặt lắng. Sử dụng thêm vach nghiêng cũng không làm tăng
nhiều tổn thất áp lực qua bể lắng cho nên khi đưa vào vận hành không làm
ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống xử lý. Tuy nhiên, sử dụng các vách nghiêng
sẽ làm khó khăn hơn trong công tác quản lý cũng như trong quá trình xây
dựng khung đỡ cho các vách nghiêng có th
ể sẽ lám giảm công suất cấp nước
trong thời gian xây dựng.




Chương 4 : CÁC PHƯƠN G ÁN CẢI TẠO N ÂN G CẤP CÔN G SUẤT
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 19
4.3.PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO BỂ LỌC

4.3.1.Thay vật liệu lọc mới

Công nghệ cũ của nhà máy là sử dụng vật liệu lọc là cát thạch anh. Để tăng
công suất của nhà máy thì ta sử dụng bể lọc hai lớp vật liệu lọc: lớp trên là
than antraxit còn lớp dưới là cát thạch anh. Lớp vật liệu lọc hạt lớn nằm trên
nên trong bể hai lớp không tạo ra màng lọc rắn chắc như thường thấy trong
các bể lọc nhanh một lớp vật liệu lọc là cát h
ạt bé. Trong lớp vật liệu lọc hạt
lớn các lỗ rỗng có thể tích lớn nên dung tích chứa cặn của bể lọc hai lớp lớn
hơn dung tích chứa cặn của bể lọc nhanh thông thường 2 – 2,5 lần. Do đó có
thể tăng tốc độ lọc hoặc thời gian của một chu kì lọc. Khi lọc cùng một nguồn
nước, thời gian của một chu kì lọc ở bể lọc hai lớ
p hầu như gấp hai lần so với
bể lọc nhanh thường.

Các nghiên cứu thực hiện trong đề tài “N ghiên cứu bể lọc khử sắt nhiều
lớp vật liệu lọc” của Thạc sĩ N guyễn Đức Minh cho rằng:
- Với cùng một tốc độ rửa ngược, độ nở của tầng lọc sẽ giảm đi khi tăng
đường kính hạt lọ
c và tăng tỉ trọng.
- Cát có d
10
= 0,52 mm, K
tđ
= 1,81, than antraxit có d
10
= 0,55 mm, K
tđ
=1,64. Xét về kích thước cả hai hạt vật liệu trên là tương đương. N ếu thời
gian rửa lọc là như nhau, than chỉ cần một lượng nước rửa bằng ½ lượng nước

rửa của cát. Mặt khác do bề mặt tương đối trơ của mình mà than dễ dàng tách
ra khỏi cặn bNn trên nó hơn là cát. Chính vì vậy mà thời gian rửa sạch than
trong thực tế lại nhỏ hơn của cát. Thời gian rử
a cát là 8 – 10 phút, trong khi
đó than chỉ cần 6 – 7 phút.
- Trong quá trình rửa ngược bể lọc nhiều lớp, chúng ta nhận thấy một điểm
là chỉ có một khoảng tốc độ rửa ngược thích hợp tức là trong khoảng tốc độ
rửa đó bể lọc được rửa tốt nhất, sự sắp xếp các lớp vật lêịu sau khi rửa là tốt
nhất. Khi tốc độ rửa ngược nằm ngoài kho
ảng đó thì một số lớp lọc không
được rửa hoặc là có vật liệu lọc bị đNy ra ngoài và các lớp lọc bị xáo trộn.
Điều này chỉ ra rằng chế độ rửa lọc cần phải tuân thủ một chế độ nghiêm ngặt.
- Bể lọc sử dụng nhiều lớp do đặc điểm của lớp vật liệu lọc antraxit có
nhiều hình dạng khác nhau nên kho
ảng trống được tăng lên, điều này cho
phép vật liệu lọc antraxit lọc được nhiều tạp chất hơn không chỉ phần trên bề
mặt lớp vật liệu lọc mà nó còn lọc được ở cả tầng dưới của lớp lọc. Mặt khác
lớp vật liệu lọc cát được sắp xếp ở lớp dưới cùng có tác dụng lớn đến việc hấp
phụ
Fe
2+
, Mn
2+
chưa kịp phản ứng cho nên hiệu quả về mặt xử lý của mỗi chu
kì lọc được kéo dài gấp hai lần so với công nghệ sử dụng một lớp vật liệu lọc
cát.

Chương 4 : CÁC PHƯƠN G ÁN CẢI TẠO N ÂN G CẤP CÔN G SUẤT
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 20
4.3.2.Thay chụp lọc

Sử dụng loại chụp lọc đuôi dài có ren thay cho chụp lọc đuôi ngắn hình
nấm đang được sử dụng tại công ty. Các chụp lọc ngắn đuôi hiện đang sử
dụng tại công ty cần được thay thế do đã cũ, không được gắn cố định lên sàn
thu nước nên cường độ rửa lọc lớn dễ làm bung chụp lọc lên, không thể kết
hợp rửa nướ
c và khí đồng thời. N gược lại loại chụp lọc đuôi dài có thể gắn cố
định bằng ren lên sàn đỡ cho nên khi rửa có thể cho nước và khí qua với
cường độ cao. N ếu sử dụng loại chụp lọc này thì có thể bỏ giàn phân phối khí
hiện tại mà đưa đường ống khí xuống sàn thu nước dưới bể lọc cùng với ống
thu nước rửa lọc. Khi rửa lọc thì cả khí và n
ước cùng được đưa vào một lúc
như vậy sẽ tiết kiệm cả nước và khí mà vẫn đảm bảo độ giãn nở của lớp vật
liệu.

Đối với loại chụp lọc này, khi rửa vật liệu lọc bằng biện pháp gió, nước kết
hợp rất có hiệu quả, bởi vì loại chụp lọc này có ống thu nước dài và trên ống
có lỗ hoặc khe để thu gió vào nên đ
ã tạo khả năng thu gió và nước riêng biệt.
N ước có áp theo đầu dưới ống đi lên, khí nén vào lỗ ở phía trên đuôi chụp lọc
và sẽ hòa trộn với nước trước khi ra ngoài phía đầu chụp lọc. Cũng chính vì
vậy, khi sử dụng loại chụp lọc có ống phân phối dài (dài đuôi), thì có thể
không cần thiết kế giàn ống phân phối nước và gió như loại chụp ngắn đuôi.



Hình: Chụp lọc có hệ thống ống
thu nước và gió dài

1. Phần đầu chụp lọc

2.
Ống phân phối nước rửa lọc
3.
Sàn gắn chụp lọc
4.
Khe thu khí
5. Ren lắp chụp lọc

Chương 4 : CÁC PHƯƠN G ÁN CẢI TẠO N ÂN G CẤP CÔN G SUẤT
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 21
4.3.3.Thu hồi nước rửa lọc

Trước đây toàn bộ nước rửa lọc của công ty không dược thu gom mà xả
thẳng ra kênh Tham Lương. Việc xả này vừa không kiểm soát được chất
lượng nước thải vào kênh làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước của kênh
vừa lãng phí một lượng nước khá lớn (lượng nước rửa lọc thường chiếm từ 3
– 5% lượng nước lọc). Trong việc tăng công suất của nhà máy thì sử d
ụng lại
nước rửa lọc cũng là một giải pháp. Thu hồi nước rửa lọc là biện pháp nhằm
làm giảm thất thoát nước trong quá trình xử lý bằng cách tận dụng lại nguồn
nước rửa đồng thời cũng là thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường, kiểm
soát nguồn nước thải từ công ty.
N ước thải từ các bể lọc trong quá trình rửa lọc chủ yế
u là các cặn sắt
Fe(OH)
3
. Hàm lượng sắt cuối lắng thường từ 3,1 – 3,5 mg/l và các cặn này
được giữ lại trong các bể lọc. Để tận dụng lại nước này thì vấn đề chủ yếu là
loại bỏ các cặn này ra khỏi nước.

N ước
N ước đưa vào hệ
hệ thống xử lý



N ước














N ước rửa
lọc
Bể lắng
cặn
N ước thu
hồi
Bể nén
cặn

Cặn
Máy ép
dây đai

Chương 5 : THIẾT KẾ TÍN H TOÁN HỆ THỐN G CẢI TẠO
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 22
CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG
CẢI TẠO

 Các thông số tính toán:
Q = 100.000 m
3
/ngày
pH = 5,6 ÷ 5,8
Fe = 14,6 ÷ 15,1 mg/l
Mn = 0,8 ÷ 0,9 mg/l
CO
2

= 175 ÷ 190 mg/l
Độ kiềm: 48 – 50 mg CaCO
3
/l = 0,98 mgdl/l

5.1.TÍNH GIÀN MƯA

Hệ thống xử lý có 2 giàn mưa
- Lưu lượng nước qua 1 giàn mưa:
Q = 50.000 m
3

/ngđ
- Chọn cường độ tưới là 10m
3
/m
2
h
⇒ diện tích bề mặt cần cho giàn mưa là:
2
3,208
1024
50000
m
q
Q
S
n
=
×
==


- Chọn diện tích mặt bằng cho giàn mưa là dài × rộng = 52 × 4 m. Chia
giàn mưa thành 4 ngăn, mỗi ngăn có kích thước 14 × 4 m
⇒ Diện tích toàn bộ giàn mưa:
S = 13 × 4 × 4 = 208 m
2
- Số sàn tung: 3
- Khoảng cách giữa các sàn tung là 0,7 m
⇒ Chiều cao phần làm thoáng:
0,7 × 3 = 2,1 m

- Chọn sàn tung là các tấn inox khoan lỗ có kích thước 1 × 1 m
- Đường kính lỗ khoan 14 mm, bước lỗ là 50mm
- Số tấm inox theo chiều ngang là 4
Số tấm inox theo chiều dọc là 52

⇒ kiểm tra lại cường độ tưới = 10,016 m
3
/m
2
h
- Số lỗ khoan theo chiều rộng
()
16
64
501000
1 =
−
+
lỗ
Số lỗ khoan theo chiều dài là 16 lỗ

Chương 5 : THIẾT KẾ TÍN H TOÁN HỆ THỐN G CẢI TẠO
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 23

- Mỗi sàn tung khoan:
16 × 16 = 256 lỗ

 Hệ thống thu, thoát khí và ngăn nước

•

Góc nghiêng của cửa chớp với mặt phẳng là 45
o
, khoảng cách giữa 2
cửa kế tiếp là 200 mm. Cửa chớp được bố trí ở xung quanh trên toàn bộ chiều
cao giàn mưa nơi có bề mặt tiếp xúc với không khí. Các cửa chớp này được
xây dựng cách các mép ngoài của sàn tung là 0,6 m để làm lối đi xung quanh
giàn mưa khi tiến hành vệ sinh



•
Sàn thu nước: đặt dưới đáy giàn mưa có độ dốc 0,02 về phía ống dẫn
nước xuống bể trộn.Kết cấu sàn thu là bêtông cốt thép

•
Hệ thống thu nước của giàn mưa: ống thu nước đặt ở đáy sàn thu
nước cao hơn mặt đáy sàn ít nhất là 100 mm. Vận tốc nước trong ống dẫn là
1m/s

- Diện tích ống dẫn nước là:
2
3
5787,0
/1/864000
/50000
m
smngàys
ngàym
v
Q

S =
×
==





Chương 5 : THIẾT KẾ TÍN H TOÁN HỆ THỐN G CẢI TẠO
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 24
- Đường kính ống dẫn
cm
S
D 858,0
5787,044
=
×
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
×
=
ππ

Chọn ống có đường kính là 850 mm
- Kiểm tra lại vận tốc H
2
O chảy trong ống
sm
S
Q
v /996,0
4
0,86
86400
50000
=
×
==
π


•
Hệ thống xả cặn của giàn mưa: Mỗi ngăn một ống xả cặn, ống này
có thể lấy là ống PVC đường kính ống tùy thuộc vào vận tốc nước trong ống và
lượng nước cần xả khi tiến hành rửa giàn mưa. Chọn ống xả cặn là ống PVC có
đường kính 150 mm đặt ở giữa ngăn và sát sàn thu nước phía đáy thấp . Toàn
giàn mưa có 4 ống xả cặn

 Hệ thống phân phối nước

Chọn mỗi ngăn của giàn mưa có 1 ống dẫn nước chính có điều kiện 400
mm vận tốc nước trong mỗi ống dẫn chính là:

sm
ngàys
ngàym
S
Q
v /6,4
4
0,4m
/86400
/000.50
2
3
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
××
==
π


- Trên một ống dẫn chính lên 1 ngăn của giàn mưa ta sắp xếp các ống
phân phối chính. Ống phân phối chính có chiều dài bằng chiều rộng của giàn
mưa là 4 m. Khoảng cách giữa 2 ống phân phối chính là 1,6 m

⇒ Số ống phân phối chính là:
8

6,1
13
=
ống
- Trên các ống phân phối chính này có các ống nhánh được nối với ống
phân phối chính theo hình xương cá.
- Chọn vận tốc nước chảy trong các ống phân phối chính là 1m/s
⇒ Đường kính ống chính


Chương 5 : THIẾT KẾ TÍN H TOÁN HỆ THỐN G CẢI TẠO
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 25
m
smngàys
ngàym
v
Q
D 152,0
/1/864008
/500004
8
4
3
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜

⎝
⎛
×××
×
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
××
×
=
ππ


- Chọn ống phân phối chính có đường kính 150mm
⇒ Kiểm tra vận tốc nước chảy trong ống phân phối chính

()
sm
m
ngàymQ
v /2,1102,1
y86400s/ngà0,1532
/500004
D32

4
2
3
2
−∈=
×××
×
=
××
×
=
ππ


- Chọn khoảng cách giữa các ống nhánh là 300 mm (theo quy phạm là
250 ÷ 300 m)
⇒ Số ống nhánh là:
67,281
3,0
4
2 =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+×=n

Chọn 28 ống

- Chọn vận tốc nước chảy trong ống nhánh là 2m/s (theo quy phạm là 1,8
÷ 2m/s)
⇒ Lượng nước vào ống nhánh là:

sm
ongnhanhongchinhnganngàys
ngàym
q /10.46,6
2884/400.86
/000.50
4
3
−
=
×××
=


- Đường kính ống nhánh:
m
sm
smq
d 021,0
/2
/1046,64
v
4
4
=
⎟

⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
×
××
=
×
×
=
−
ππ


- Chọn đường kính ống nhánh d = 20 mm
⇒ Kiểm tra lại vận tốc trong ống nhánh
sm
smq
v /05,2
0,02m)(
/1046,64
d
4
2
4
2
=

×
××
=
×
×
=
−
ππ


- Tổng diện tích lỗ trên 1 ống nhánh theo quy phạm bằng 30 – 50% diện
tích tiết diện ngang của ống chính.
Chọn tỉ lệ này là 30%
⇒ ∑d/t lỗ
2
2
0053,0
4
0,15
3,0 m=
×
×=
π


- Chọn đường kính lỗ phun mưa 10mm

Chương 5 : THIẾT KẾ TÍN H TOÁN HỆ THỐN G CẢI TẠO
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 26
⇒ Số lỗ =

Tổng diện tích lỗ
Diện tích 1 lỗ
=
4/01,0
0053,0
2
×
π
= 67,5 lỗ ≈ 68 lỗ

 Kiểm tra thời gian làm thoáng của nước (bỏ qua thời gian nước đọng lại
trên sàn tung)

s
g
h
t 65,0
81,9
1,222
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
×
=

⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
×
=


Do H
2
O rơi tự do trên giàn mưa nên tổn thất thủy lực của nước qua giàn
mưa là 0,5 m

5.2.TÍNH BỂ TRỘN


Hệ thống xử lý có hai đơn nguyên, mỗi đơn nguyên có một bể trộn.
- Kích thước bể: 3,5 × 3,5 × 5 m
- Dung tích bể: 27,8 m
3

- Kiểm tra vận tốc nước dâng khi công suất tăng lên 100.000 m
3
/ngày

sm

S
Q
v
d
/047,0
5,3400.862
000.100
2
=
××
==
>(0,025÷0,028) m/s
Do đó ta đặt thêm cánh khuấy vào bể để tăng hiệu quả khuấy trộn của
nước và hoá chất.
- Thời gian lưu nước:

04,48
400.86/000.50
8,27
===
Q
V
t
giây
Bảng các giá trị G cho trộn nhanh
Thời gian trộn t G, s
-1

0,5(trộn đường ống)
10 – 20

20 – 30
30 – 40
> 40
3500
1000
900
800
700

Chọn G = 700 s
-1

- N ăng lượng khuấy:

kWWVGP 1,12124.128,277001089,0
232
==×××=××=
−
μ

Hệ số truyền động là η = 0,8

Chương 5 : THIẾT KẾ TÍN H TOÁN HỆ THỐN G CẢI TẠO
Phạm Đức Hoàng Trâm Mssv: 90102847 Trang 27

- Công suất động cơ là

kWPP 15,15
8,0
1,12

/
'
===
η

Chọn số vòng quay 120 v/ph

- Đường kính cánh khuấy
()
m
nK
P
D
T
75,0
99760/1203,6
124.12
5
3
5
3
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛

××
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
ρ

Dùng máy khuấy turbin sáu cánh nghiêng 45
0
hướng lên trên để đưa
nước từ dưới lên. Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng h = 350 mm.

- Chiều rộng bản cánh khuấy = 1/5 đường kính cánh khuấy
= 1/5 × 750 = 150 mm

- Đường kính máy khuấy = 1/2 chiều rộng bể = 1/2 ×3,5 = 1,75 m

- Chiều dài bản cánh khuấy = 1/4 đường kính máy khuấy
= 1/4 × 1,75 = 0,4375 m

- Chọn vận tốc nước vào là 1m/s. Đường kính ống dẫn nước vào bể là:

m
v

Q
D 858,0
1400.86
000.5044
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
××
×
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
×
×
=
ππ

Chọn D = 850 mm

Æ Kiểm tra lại vận tốc nước đưa vào

sm
D
Q
v /02,1
85,0400.86
000.5044
22
=
××
×
=
×
×
=
ππ


- Chọn vận tốc nước từ bể trộn sang bể lắng là 0,8 m/s (theo qui phạm vận
tốc này nằm trong khoảng 0,8 – 1 m/s). Diện tích máng thu xung quanh bể
trộn là:

2
72,0
8,0400.86
000.50
m

v
Q
S =
×
==


Chọn máng thu nước có diện tích rộng × cao = 0,9 × 0,8 m. Chọn chiều
cao sàn công tác cách mặt bể trộn cũng như cách mặt máng thu nước 0,3 m.