đồ án môn học xử lý nước cấp đề tài xử lý nước cấp nhiễm arsen

Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 1
PHẦN MỞ ĐẦU
Hiện nay, một số nơi như các cơ quan, xí nghiệp, nhà trường,… vẫn sử
dụng nước dùng trong sinh hoạt và sản xuất là khai thác các nguồn nước ngầm
bằng cách khoan các giếng công nghiệp, nước giếng khoan có trữ lượng ổn định
và chất lượng tốt nhất. Tuy nhiên trở ngại cho việc dùng nước ngầm hiện nay là
trong thành phần nước ngầm thường bị nhiễm các hợp chất của kim loại nặng ở
dạng hoà tan như: Fe(OH)
2
; Fe(HCO
3
)
2
; Mn(HCO
3
)
2
, các cặn lơ lửng. Đặc
biệt do sự ô nhiễm môi trường ngày càng ra tăng nên nguồn nước ngầm còn có thể
bị nhiễm các hợp chất Nitơ và một số hợp chất hữu cơ khác. Các kim loại nặng
Mn, Cr, các gốc NO
2
, NH
4
+
và đặc biệt nguy hiểm nếu chứa một lượng Asen
> 0,01mg/l gây nên một số bệnh nguy hiểm, có thể dẫn đến tử vong .
Các điều tra sơ bộ ở một số địa phương cho thấy, hàm lượng asen trong
nước ngầm ở nhiều nơi vượt quá tiêu chuẩn cho phép đối với nước ăn uống và

sinh hoạt, cao nhất là các tỉnh ở Đồng Bằng Bắc Bộ như Hà Nam, Hà Nội, Hưng
Yên, Hà Tây, Phú Thọ Hàm lượng asen ở một số điểm cao gấp nhiều lần mức
cho phép như Quỳnh Lôi (Hà Nội) gấp 30 lần, Lâm Thao (Phú Thọ) gấp 50-60
lần, Lý Nhân (Bình Lục, Hà Nam) gấp 50 lần. Vì vậy việc tiến hành xử lý các hợp
chất trên là cần thiết.











Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 2

Chương 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1.Tình hình ô nhiễm Asen trong nước ngầm
Gần đây, hiện tượng nước ngầm bị nhiễm độc Asen đã được báo động,
không chỉ ở các quốc gia như Hoa Kỳ, Băngladesh, Ấn Độ, Trung Quốc, mà ở
Việt Nam cũng đã bắt đầu xuất hiện ngày càng nhiều.
1.1.1.Trên thế giới :
 Tại Hoa Kỳ
Từ hơn hai thập niên qua, Cơ quan Lượng định Địa chất Hoa Kỳ (US
Geological Survey) đã phân tích và thẩm định arsenic trong 18850 giếng khoan
trên toàn quốc gia nầy. Nồng độ arsenic của các mạch nước ngầm ở miền Tây Hoa

kỳ chiếm tỷ lệ cao nhất; kế đến là miền Trung Tây và Đông Bắc. Miền Đông Nam
là nơi có nồng độ thấp nhất. Trên 13% giếng khoan có nồng độ arsenic trên 5ug/l,
khoảng 1% có nồng độ trên 50ug/L.
 Tại Banglades

1.1.2.Tại Việt Nam (Đồng bằng Bắc Bộ)
Do cấu tạo địa chất, nhiều vùng ở nước ta nước ngầm bị nhiễm asen.
Khoảng 13,5% dân số Việt Nam (10-15 triệu người) đang sử dụng nước ăn từ
nước giếng khoan, rất dễ bị nhiễm asen.
Theo thống kê chưa đầy đủ, cả nước hiện có khoảng hơn 1 triệu giếng
khoan, trong đó nhiều giếng có nồng độ asen cao hơn từ 20-50 lần nồng độ cho
phép (0.01mg/l), ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ, tính mạng của cộng đồng.
Tại châu thổ sông Hồng, những vùng bị nhiễm nghiêm trọng nhất là phía
Nam Hà Nội, Hà Nam, Hà Tây, Hưng Yên, Nam Định, Ninh Bình, Thái Bình và
Hải Dương. Ở đồng bằng sông Cửu Long, cũng phát hiện nhiều giếng khoan có
nồng độ asen cao nằm ở Đồng Tháp và An Giang.
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 3
Sự ô nhiễm asen ở miền Bắc phổ biến hơn và cao hơn miền Nam. 1/4 số hộ
gia đình sử dụng trực tiếp nước ngầm không xử lý ở ngoại thành Hà Nội đã bị ô
nhiễm asen, tập trung nhiều ở phía Nam thành phố, Thanh Trì và Gia Lâm
(18,5%).
Ở khu vực Hà Nội, Theo kết quả phân tích của Văn phòng đại diện
UNICEF tại Hà Nội và Trung tâm nước sinh hoạt và vệ sinh môi trường nông thôn
trung ương 6 tháng đầu năm 1999 cho thấy, mẫu nước của 351 trong số tổng số
519 giếng khoan ở Quỳnh Lôi (Hai Bà Trưng - Hà Nội) được phân tích thì có 25%
số mẫu có hàm lượng Asen vượt tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam và nếu theo
tiêu chuẩn của Tổ chức y tế thế giới (WHO là 0,01 mg/l) thì có tới 68% vượt tiêu
chuẩn cho phép.

Tại tỉnh Thanh Hóa đã tiến hành phân tích Asen trong nước của 201 lỗ
khoan nông tại các huyện Hoằng Hóa, Nông Cống, Thiệu Hóa. Đa số các lỗ khoan
có hàm lượng Asen nhỏ hơn 0,05 mg/l. Chỉ có 11 giếng khoan ở Thiệu Nguyên,
huyện Thiệu Hóa có Asen lớn hơn 0,05 mg/l, cao nhất đạt 0,1mg/l (4 giếng
khoan).
Tại tỉnh Quảng Ninh đã phân tích Asen trong nước của 175 giếng khoan
nông tại các huyện Đông Triều, thành phố Hạ Long, thị xã Uông Bí, huyện Hưng
Yên. Tất cả 175 mẫu đều có hàm lượng Asen nhỏ hơn 0,05 mg/l, chất lượng nước
ở đây nhìn chung là tốt.
Tại tỉnh Hà Tây chỉ có 01 kết quả phân tích Asen trong nước lỗ khoan nông
có hàm lượng Asen lớn hơn 0,05 mg/l.
Tại thành phố Hải Phòng, đã phân tích Asen trong nước của 49 lỗ khoan
nông tại huyện An Hải, thị xã Đồ Sơn, quận Ngô Quyền, chỉ có 01 mẫu nước lỗ
khoan có hàm lượng Asen vượt tiêu chuẩn cho phép Việt Nam 3 lần.
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 4
Tại tỉnh Thái Bình, qua phân tích trong nước ngầm của 195 lỗ khoan nông
tại các huyện Đông Hưng, Hưng Hà, Kiến Xương, Quỳnh Phụ, Tiền Hải, Vũ Thư
và thị xã Thái Bình, kết quả tất cả 195 mẫu đều có hàm lượng Asen nhỏ hơn 0,05
mg/l.
Tại Hà Nam: 1819/1928 (94,3%) giếng khoan có asen > TCCP của Việt
Nam và quốc tế (<=10 ppb); 60,2% từ 100 – 500 ppb.
Nồng độ khác nhau về hàm lượng Asen trong các nguồn nước ở mỗi vùng nghiên
cứu, ngoài những đặc điểm đặc trưng riêng về điều kiện địa chất, địa lý tự nhiên
còn được quyết định bởi nhiều hoạt động kinh tế dân sinh.
1.2. Nguyên nhân gây nhiễm độc Asen cho nước ngầm
Liên quan đến nhiễm độc Asen cho nước dưới đất, trên thế giới đã có nhiều
cách giải thích nguyên nhân gây nhiễm độc như:
 Do Asenopyrit chứa trong trầm tích Aluvi bị oxy hóa bởi Oxy từ khí quyển

cho phép giải phóng Asen và tích tụ trong nước dưới đất.
 Quá trình trao đổi ion Sunfat chứa trong phân bón dư thừa trong đất và ion
Asen trong khoáng vật chứa Asen cho phép giải phóng và tích tụ Asen
trong nước dưới đất.
 Điều kiện môi trường khử cho phép khử ion Oxyhydroxit sắt (FeOOH)
trong đất đá để giải phóng và tích tụ Asen trong nước; mối liên quan chặt
chẽ giữa hàm lượng Asen, sắt và Mangan.
Từ các cách giải thích nêu trên, người ta cho rằng ở Việt Nam, Asen trong
nước dưới đất có hàm lượng cao do 3 nguyên nhân sau đây:
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 5
 Nước dưới đất ở đồng bằng Bắc bộ có hàm lượng Asen cao có liên
quan nguồn gốc với các khoáng vật chứa sắt và Mangan trong đất đá, tầng chứa
than bùn hoặc tầng bùn sét phân bố khá rộng rãi ở cả hai đồng bằng trên.
 Asen có hàm lượng cao trong nước dưới đất có thể có nguồn gốc
liên quan với các vùng đá gốc chứa hàm lượng Asen dị thường (như ở đông nam
bản Phúng huyện Sông Mã, tỉnh Sơn La).
 Asen trong nước dưới đất cao có nguồn gốc từ nước thải công
nghiệp (như ở khu vực Việt Trì).
Tuy nhiên, cũng không loại trừ ô nhiễm là do tác động của con người như
gần các nhà máy hoá chất, những khu vực dân tự động đào và lấp giếng không
đúng tiêu chuẩn kỹ thuật khiến chất bẩn, độc hại bị thẩm thấu xuống mạch
nước. Theo điều tra của UNICEF, asen có trong tất cả đất, đá, các trầm tích được
hình thành từ nghìn năm trước tại Việt Nam, với nồng độ khác nhau. Thạch tín từ
đá tan vào các mạch nước ngầm. Vì vậy, mọi nơi trên lãnh thổ Việt Nam đều có
nguy cơ nhiễm asen.
1.3.Tác hại của ô nhiễm Asen .Asen - “sát thủ” vô hình
Asen không gây mùi khó chịu khi có mặt trong nước, cả
khi ở hàm lượng có thể gây chết người, nên không thể phát

hiện. Vì vậy, các nhà khoa học còn gọi asen là “sát thủ vô
hình”.
Theo Tổ chức Y tế thế giới WHO cứ 10.000 người thì có 6 người bị ung
thư do sử dụng nước ăn có nồng độ asen > 0,01 mg/l nước.Tại Bangladesh, Ấn
Độ, Việt Nam và Chile, thạch tín (asen) là mối đe dọa lớn đối với sức khoẻ người
dân.
Asen là một chất rất độc. Có thể chết ngay nếu uống một lượng bằng nửa
hạt ngô (bắp). Nếu bị ngộ độc cấp tính bởi asen sẽ có biểu hiện: khát nước dữ dội,
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 6
đau bụng, nôn mửa, tiêu chảy, mạch đập yếu, mặt nhợt nhạt rồi thâm tím, bí tiểu
và tử vong nhanh. Nếu bị nhiễm độc asen ở mức độ thấp, mỗi ngày một ít với liều
lượng dù nhỏ nhưng trong thời gian dài sẽ gây: mệt mỏi, buồn nôn và nôn, hồng
cầu và bạch cầu giảm, da sạm, rụng tóc, sút cân, giảm trí nhớ, mạch máu bị tổn
thương, rối loạn nhịp tim, đau mắt, đau tai, viêm dạ dày và ruột, làm kiệt sức, ung
thư
Ảnh hưởng độc hại đáng lo ngại nhất của asen tới sức khoẻ là khả năng gây
đột biến gen, ung thư, thiếu máu, các bệnh tim mạch (cao huyết áp, rối loạn tuần
hoàn máu, viêm tắc mạch ngoại vi, bệnh mạch vành, thiếu máu cục bộ cơ tim và
não), các loại bệnh ngoài da (biến đổi sắc tố, sạm da, sừng hoá, ung thư da ), tiểu
đường, bệnh gan và các vấn đề liên quan tới hệ tiêu hoá, các rối loạn ở hệ thần
kinh - ngứa hoặc mất cảm giác ở chi và khó nghe. Sau 15 - 20 năm kể từ khi phát
hiện, người nhiễm độc thạch tín sẽ chuyển sang ung thư và chết.


Chương 2 CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
2.1.Các nghiên cứu ở nước ngoài
2.1.1. Giải độc thạch tín
Đại học Kalyani, Ấn Độ, đã tìm ra một phương pháp hiệu quả và rẻ tiền

giải độc asen trong cơ thể của những người sử dụng nước ngầm ô nhiễm bằng
thuốc giải độc có tên arsenicum album. Tuy nhiên, loại thuốc này vẫn đang trong
thời gian thử nghiệm.
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 7
Trong trường hợp đã bị nhiễm độc asen, muốn giảm bớt các triệu chứng
của bệnh do asen, người bệnh cần được đảm bảo chế độ ăn uống thật tốt, giảm
protein, bổ sung các vitamin để giúp cơ thể thải loại asen nhanh hơn. Bên cạnh đó,
bệnh nhân có thể dùng thuốc giúp gan thải asen ra khỏi cơ thể như thuốc DMPS và
DMSA. Tuy nhiên phải có sự hướng dẫn của bác sĩ vì đây là những loại thuốc có
thể gây ra nhiều phản ứng phụ.
2.1.2. Dò nước ô nhiễm asen bằng vi khuẩn phát sáng
Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ môi trường Thụy Sĩ
đã lợi dụng khả năng nhạy cảm với asen của vi khuẩn Escherichia coli để biến đổi
gen sao cho chúng phát sáng khi dò thấy asen trong nước. Thành công trên có thể
cứu sống nhiều người đang sử dụng nước ngầm bị ô nhiễm loại chất độc tự nhiên
này. E.coli hiện cũng đang được thử nghiệm tại Việt Nam, chi phí thấp mà không
bị giải phóng các hoá chất độc hại vào môi trường.
2.2.Các nghiên cứu ở trong nước
2.2.1.Cách nhận biết Asen
Theo Tiến sĩ Trần Hồng Côn, Bộ môn Công nghệ hoá học, Đại học Khoa
học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, không thể nhận biết được asen trong
nước qua cảm quan. Kể cả nước trong và có cảm giác sạch vẫn có thể chứa chất
độc này. Việc đun sôi và lọc vi trùng cũng không loại được asen, mangan và một
số kim loại nặng khác.
Với bộ kit thử asen của Viện Địa chất, chỉ mất 7 phút để phát hiện có độc
chất asen trong nước hay không. Bộ kít có có giá 150.000 đồng, thử được 25 lần.
Với bộ kit này, có thể xác định được hàm lượng Asen trong nước từ 0,005mg/l đến
1,5mg/l

Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 8
Bộ kit bao gồm một lọ phản ứng, một lọ giấy chỉ thị Asen, một lọ bột khử
cho 25 lần thử, một lọ dung dịch As-1 và panh gắp. Tất cả được chứa trong một
chiếc túi nhựa có kích cỡ bằng bàn tay. Người sử dụng chỉ cần đặt giấy chỉ thị vào
nắp lọ phản ứng, đổ mẫu nước, dung dịch và bột khử vào lọ phản ứng theo chỉ dẫn
rồi đậy chặt nắp lại. Nếu giấy chỉ thị chuyển sang màu vàng là biết nước có nhiễm
asen.
2.2.2.Chế tạo bình lọc asen trong nước sinh hoạt
Sử dụng đất sét, đá ong, đá son (limônit) đã được biến tính, các chuyên gia
khoa Hoá, Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, đã chế tạo thành công thiết bị xử
lý asen trong nước sinh hoạt, rất an toàn, tiện lợi cho các hộ gia đình.
Về cơ bản, bình lọc có cấu tạo như các bình lọc thông thường nhưng bộ cột
lọc có tính năng ôxy hoá và hấp phụ để giữ lại asen. Bình lọc có thể bằng inox
hoặc nhựa với hai ngăn. Ngăn thứ nhất chứa một cột hấp phụ làm từ các hạt đất
sét, đá ong và đá son đã được biến tính nhiệt và biến tính nhiệt hoá. Khi nước chảy
qua cột này, asen và mangan trong nước sẽ bị giữ lại, còn nước sạch chảy vào
ngăn thứ hai để sử dụng.
Theo tính toán, thiết bị xử lý asen quy mô hộ gia đình bằng inox có dung
tích 20 lít có giá thành khoảng 450.000 đồng. Thiết bị tương tự nhưng bằng nhựa
có giá thành khoảng 300.000 đồng. Khi sản xuất hàng loạt, giá có thể rẻ hơn. Hộ
gia đình 5 người sử dụng nước ăn uống thì trung bình một năm phải thay cột hấp
phụ một lần với chi phí khoảng 20.000 đồng.
Asen thu hồi triệt để có thể sử dụng vào mục đích khác hoặc đem chôn lấp
an toàn.

Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 9

Bình lọc asen Chất hấp phụ - đá ong
Chương 3 : CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
Arsenic hiện diện trong nước ngầm ở trạng thái yếm khí dưới dạng As(III)
(arsenite) trung tính. Khi tiếp xúc với không khí (nước mặt) một phần lớn As(III)
sẽ hoán chuyển thành As(V) (arsenate) và cho ra ion âm. Do đó mọi phương pháp
xử lý đều tập trung vào việc khử arsenate.
3.1.Phương pháp kết tủa
Arsenat, AsO
4
3-
có khả năng tạo thành một số hợp chất kết tủa có độ tan
thấp như sắt arsenat FeAsO
4
, canxi Arsenat Ca
3
(AsO
4
)
2
, hay mangan arsenat
Mn
3
(AsO
4
)
2

. Ion sắt, canxi, mangan, thường gặp trong nước ngầm và cũng cần
được xử lý: loại bỏ sắt, mangan hay khử cứng cho nước bằng phương pháp vôi,
sôđa. Trong các quá trình xử lý đó có thể loại bỏ được một phần arsen hoặc có thể
bổ xung trực tiếp các yếu tố gây kết tủa từ ngoài vào.
Khi đưa Fe III, chủ yếu là FeCl
3
vào nước, sắt Arsenat hình thành rất nhanh
(khoảng 10 giây) thành không tan. Tích số tan của sắt arsenat là 10
-20
mol
2
/l
2
, vì
vậy nồng độ của arsen dư trong nước sau kết tủa theo tính toán lý thuyết là
0.0195µg/l.
Điều kiện pH tối ưu cho kết tủa arsen là 7, trong môi trường kiềm, song
song với sự tạo thành sắt arsenat còn các phản ứng cạnh tranh tạo ra sắt hydroxit
và oxit, còn trong môi trường axit thì arsen nằm ở dạng hợp chất trung hoà không
tham gia phản ứng kết tủa. Phản ứng tạo ra mangan arsenat cũng có thể tiến trình
tương tự. Kết tủa arsen dưới dạng sản phẩm không tan chỉ có thể thực hiện được
với As(V), tức là trước đó cần oxy hoá triệt để As(III) thành As(V). Sau khi kết
tủa arsen, nước được lọc, hợp chất arsen dạng keo được giữ lại trong tầng lọc theo
cơ chế hấp phụ trên vật liệu lọc và với chính nó đã bị hấp phụ trước đó.
Sơ
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 10

NƯỚC

RỬA
HỒ
ỔN
ĐỊNH

LẮNG
GIÀN
MƯA
KẾT
TỦA
NGUỒN
CẶN

LỌC
KHỬ TRÙNG
CẤP
NƯỚC










Nhiều nguồn nước chứa đồng thời cả sắt hay mangan hoặc độ cứng cao, khi
xử lý các yếu tố đó là đã loại bỏ được một phần arsen.

 Ưu điểm
o Có thể xử lý triệt để và nhanh chóng Asen
 Khuyết điểm
o Tiêu tốn nhiều hóa chất
o Có thể làm tắc nghẽn các công trình phía sau
o Ảnh hưởng đến chất lượng nước sau xử lý
3.2.Phương pháp trao đổi ion
B Precipitation
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 11
Nếu nguồn nước chứa As có độ khoáng thấp (<500mg/l) và ít sunfat
(<25mg/l) thì có thể sử dụng phương pháp trao đổi ion để xử lý As. Oxy hoá
As(III) thành As(V) trước khi trao đổi nhưng không cần phải điều chỉnh pH. Nước
sau khi được làm trong và clo hoá (oxy hoá)được chảy qua cột chứa anionit mạnh
dạng Cl
-
có độ dày 0.75 – 1.5m, trao đổi ion tại pH = 8 – 9. tái sinh được thực hiện
khá dễ dàng với mối NaCl.
Sử dụng anionit mạnh thương phẩm ( ví dụ Dowex 11) với thời gian tiếp
xúc theo tầng rỗng 5- 6 phút đạt mức độ làm sạch rất cao. Tuy nồng độ sunfat
nhưng vẫn tìm ẩn nguy cơ nó đẩy As ra khỏi nhựa, có thời điểm nước sau xử lý
cao hơn nước đầu vào tới 160%.
Nhìn chung các anionit khác nhau ít ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý As, thời
gian tiếp xúc từ khoảng 1,5 – 5 phút cũng ảnh hưởng không đáng kể đến hiệu quả
của cột. Tái sinh nhựa có thể sử dụng dòng cùng chiều. Lưỡng dung dịch NaCl
3.5% cần để tái sinh không vượt quá 3 lần thể tích tầng nhựa, As được tách ra khỏi
nhựa còn dễ hơn cả bicarbonat do hiệu ứng đảo tính chọn lọc của HAsO
4
2-

. Dung
dịch tái sinh có thể được xử lý bằng cách là bổ xung muối sắt (III) hay muối
nhôm (phèn nhôm) hoặc vôi. Phản ứng hoá học xảy ra:
3Na
2
HAsO
4
+ 3H
2
O + 2FeCl
3
↔ Fe(OH)
3
+ Fe(H
2
AsO
4
)↓ + 6NaCl
2Na
2
HAsO
4
+ NaHCO
3
+ 4Ca(OH)
2
↔ CaCO
3
↓ + Ca
3

(AsO
4
) + 3H
2
O + 5NaOH.
Lượng nhôm hay sắt sử dụng trong thực tế cao hơn so với phản ứng trên, có thể
cao hơn tới hơn 20 lần.

Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 12
Sơ đồ công nghệ xử lý Asen sử dụng phương pháp trao đổi iôn


 Ưu điểm
o Có lợi thế là không cần điều chỉnh pH của nước trong quá trình xử lý
o Có thể sử dụng muối ăn để tái sinh chất trao đổi ion với hiệu quả cao(85-
100 %)
 Khuyết điểm
o Không có lợi về mặt kinh tế nếu nồng độ sunfate >250mg/l và tổng lượng
cặn tan vượt 500mg/l
o Tiềm ẩn nguy cơ đẩy Asen ra khỏi nhựa trao đổi
3.3.Phương pháp hấp phụ (γ- Al
2
O
3
)
Với các nguồn nước có độ khoáng cao, phương pháp hấp phụ tỏ ra có hiệu
quả do tính tương tác đặc thù của hệ. Vật liệu hấp phụ được sử dụng là một số oxít
kim loại như nhôm, sắt, mangan, hay hỗn hợp các oxit kể trên. Arsen (dạng

arsenat) hấp phụ trên các vật liệu oxit trên theo nhiều tác giả là theo cơ chế tạo ra
phức chất bề mặt trên chất rắn. Theo đó, trước khi tạo ra liên kết hoá học chúng
được hấp phụ và nó thường là giai đoạn chậm nhất của quá trình.
Nhôm oxit dạng γ (γ- Al
2
O
3
) là chất hấp phụ arsen được sử dụng rộng rãi
nhất, vật liệu này thường là dạng hạt có kích thước không lớn (0.3-0.6mm). Nhôm

NƯỚC
RỬA
TRAO ĐỔI
ION
GIÀN
MƯA
BỂ
LẮNG
NGUỒN
CẶN
HỒ
ỔN
ĐỊNH
KHỬ TRÙNG
CẤP
NƯỚC
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 13
oxit có tính năng chọn lọc đối với các anion theo: OH

-
> H
2
AsO
4
-
> Si(OH)O
3-
>
F
-
> HseO
3
-
> SO
4
2-
> CrO
4
2-
>> HCO
3
-
> Cl
-
> NO
3
-
> Br
-

> I
-
.
Nhôm oxit được dùng làm vật liệu hấp phụ arsen là do độ chọn lọc cao của
nó đối với hợp chất arsen. Vì là quá trình tạo phức trên bề mặt chất rắn nên diện
tích bề mặt của chất hấp phụ chỉ được sử dụng một phần, tại các trung tâm hoạt
động có khả năng tạo liên kếtt phức chất, vì vậy nhôm oxit có diện tích bề mặt cao
sẽ thuận lợi cho quá trình hấp phụ. Tuy vậy dung lượng hấp phụ của nhôm oxit đối
với arsen cũng không cao do nồng độ của arsen trong nước thường rất nhỏ. Với
nhôm oxit có diện tích khoản 400m
2
/g dung lượng hấp phụ arsen cũng chỉ đạt
1,4mg As/ml nhôm oxit (xấp xỉ 1,6mg/g) tại pH = 6. pH thích hợp cho quá trình
hấp phụ As trên nhôm oxit nằm trong khoảng 5.5-6.0, tại pH cao hơn, ví dụ pH=8
dung lượng hấp phụ chỉ còn non một nửa so với nó tại pH = 6. dung lượng hấp
phụ của nhôm oxit đối với As giảm rất mạnh khi có mặt sunfat nhưng hầu như
không tác động của ion clorua. Tạp chất hữu cơ, chất keo có mặt trong nước cũng
ảnh hưởng xấu đến quá trình hấp phụ của arsen trên nhôm oxit.
Arsen tạo phức chất trên bề mặt nhôm oxit khá bền nên khi tái sinh phải
dùng dung dịch xút 4% sau đó trung hoà lại với axit sunfuric 2%. Tuy vậy dù có
tăng nồng độ axit thì cũng chỉ tách được 50 – 70% lượng arsen trong chất hấp phụ,
do vậy dung lượng hoạt động của chu kì sau giảm 10 – 15% và nhôm oxit sẽ mất
tác dụng sau vài chu kì hoạt động. Do khó khăn trong việc tái sinh và xử lý dung
dịch tái sinh chứa nồng độ arsen cao nên một số nhà công nghệ có ý định chỉ sử
dụng cột một lần sau đó loại bỏ chất hấp phụ đã bảo hoà arsen.
Ngoài ra, Sắt oxit, Mangan dioxit gần đây cũng được sử dụng làm chất hấp
phụ arsen. Đặc biệt là Mangan dioxit có khả năng oxy hoá trực tiếp As(III) thành
As(V) ngay trong cột hấp phụ mà không cần tới oxy hoà tan.
Do có nhiều chất có thể sử dụng làm chất hấp phụ arsen mà những chất này
có thể tồn tại sẵn ở trong nước (Fe, Mn) hoặc là hoá chất dùng để xử lý nước

(phèn nhôm) nên người ta có thể tận dụng các yếu tố trên để xử lý arsen đồng thời
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 14
HỒ
ỔN
ĐỊNH
NƯỚC
RỬA
LỌC
BỂ
LỌC
GIÀN
MƯA
BỂ
LẮNG
NGUỒN
HẤP
PHỤ
CẶN
KHỬ TRÙNG
CẤP
NƯỚC
loại bỏ các thành phần đó. Để đạt hiệu quả tốt cần chú ý tới các điều kiện oxy hoá
As(III) thích hợp vì tính hấp phụ của As(III) thấp hơn nhiều so với As(V).
Dung dịch tái sinh nhôm oxit bão hoà arsen có thể xử lý như sau: dung dịch
tái sinh kiềm và axit chứa một lượng nhôm tan đủ để kết tủa thành dạng hydroxit
nếu sử dụng axit đưa pH của nó về 6.5, arsen sẽ cùng kết tủa mang tính định
lượng. Nước được tách khỏi chất rắn chứa nồng độ arsen rất thấp.
Sơ đồ công nghệ xử lý Asen sử dụng phương pháp hấp phụ

 Ưu điểm
o Ít bị ảnh hưởng nếu hàm lượng sunfate và cặn tan (nồng độ ion tổng)
o

-Al
2
O
3
có tính hấp phụ chọn lọc đối với các hợp chất của Asen
 Khuyết điểm
o Khó khăn trong việc tái sinh

-Al
2
O
3

Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 15
NƯỚC
RỬA
LỌC
BỂ
LỌC
GIÀN
MƯA
BỂ
LẮNG
NGUỒN
HẤP
PHỤ
CẶN
KHỬ TRÙNG
HỒ
ỔN
ĐỊNH
CẤP
NƯỚC
Nước

Chương 4:
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC NGẦM KHU
VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ CÓ HÀM LƯỢNG ASEN 10mg/l VỚI CÔNG
SUẤT 1000m

3
/ngàyđêm

4.2.Tính toán và thiết kế hệ thống
Dựa trên những ưu điểm của phương pháp hấp phụ nên lựa chọn Sơ đồ
công nghệ xử lý Asen bằng phương pháp hấp phụ để tính toán và thiết kế .
Chú thích
Bơm

Bùn
Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Nước được bơm từ giếng lên giàn mưa. Tại giàn mưa nước sẽ được làm
thoáng qua hệ thống sàn tung, Asen được chuyển từ asenic sang Asenate đồng thời
qua đó một phần Fe
2+
, Mn
2+
chuyển thành Fe
3+
và Mn
4+
, quá trình oxi hóa này sẽ
được tăng cường qua bể lắng đồng thời một phần hợp chất keo của sắt, mangan và
asen sẽ được lắng ở bể lắng, một phần sẽ được dẫn qua bể lọc và được giữ lại ở bể
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 16
lọc. Sau đó nước sẽ được tiếp tục bơm qua cột hấp phụ từ phía dưới nhằm để tăng
thời gian hấp phụ, tại đây các kim loại nặng sẽ được hấp phụ và được khử trùng
bằng clorator và được đưa vào hồ ổn định và phục vụ cho cấp nước .

Cặn được sinh ra từ bể lắng và sau rửa lọc được tập trung tại bể chứa cặn và
nước sau rửa lọc sẽ được đưa trở về giàn mưa để xử lý lại.
4.2.1.Giàn Mưa
Nhiệm vụ :
 Khử CO
2
trong nước
 Làm giàu oxy cho nước, tạo điều kiện để Fe
2+
oxy hoá thành Fe
3+

Dạng giàn mưa: làm thoáng tự nhiên
Chọn cường độ tưới là 10 m
3
/m
2
.h , diện tích bề mặt cần cho giàn mưa là:
S = Q/ q
m
= 1000/ 24 . 10 = 4,17 m
2

Trong đó:
 Q = 1000 m
3
/ ngày: công suất trạm xử lý
 q
m
: cường độ tưới (m

3
/m
2
.h)
Chọn diện tích mặt bằng cho gìan mưa là : dài . rộng = 2 . 2 m. Chia giàn
mưa thành 2 ngăn, mỗi ngăn có kích thước : 2. 1 m
Vậy diện tích toàn bộ giàn mưa là ( 2. 1 ) . 2 = 4 m
2

Số sàn tung: 3, (vì hiệu quả hoạt động của 3 sàn tung đầu tiên thường là
cao, còn các sàn kế tiếp thường rất kém).
Chọn khoảng cách giữa các sàn tung là 0,7m
Vậy chiều cao phần làm thoáng là 0,7 . 3 = 2,1 m
Đường kính lỗ cũng như số lỗ trên 1 sàn tung : chọn đường kính lỗ là
14mm và bước lỗ là 50mm.
Chọn sàn tung là các tấm inox có kích thước 1 . 1 m. cần sử dụng 4 tấm
inox cho 1 sàn tung.
Hệ thống thu, thoát khí và ngăn nước : góc nghiêng giữa các chớp với mặt
phẳng nằm ngang là 45
o
, khoảng cách giữa 2 cửa chớp kế tiếp là 200mm, cửa chớp
được bố trí ở xung quanh trên toàn bộ chiều cao của giàn mưa, nơi có bề mặt tiếp
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 17
xúc với không khí. Các cửa chớp này được xây dựng cách các mép ngoài của sàn
tung 0,6m.
Sàn thu nước: được đặt dưới đáy giàn mưa, có độ dốc 0,02 về phía ống dẫn
nước xuống bể lắng, kết cấu sàn thu là bê tông cốt thép.
Hệ thống ống thu nước và xả cặn của giàn mưa: ống thu nước đặt ở đáy sàn

thu nước cao hơn mặt đáy sàn ít nhất là 200mm,
Chọn tốc nước trong ống dẫn là 1 m/s, diện tích ống dẫn nước là
S =Q /v = 1000 / 86400.1= 0.01157(m
2
)
4. 4.0,01157
120( )
S
D mm

  

Chọn đường kính D=110mm, kiểm tra lại vận tốc
2
1000.4
1,23( / )
86400. .0,11
Q
v m s
S

  

Hệ thống phân phối nước : chọn 2 ống, mỗi ngăn 1 ống dẫn chính và có vận
tốc v = 0.8m/s nên đường kính ống là:
32
1000
7,2.10 ( )
86400.2.0,8
Q

Sm
v

  


3
4. 4.7,2.10
96( )
S
D mm


  

Chọn đường kính D=90 mm, Kiểm tra lại vận tốc
2
1000.4
0,91( / )
86400. .0,09
Q
v m s
S

  


Trên 1 ống dẫn chính, ta sắp xếp các ống phân phối chính, chọn khoảng
cách giữa 2 ống phân phối chính là 1m. Như vậy trên 1 ngăn của giàn mưa có 2
ống phân phối chính, trên ống phân phối chính có các ống nhánh được nối với ống

phân phối chính theo hình xương cá, ống phân phối chính có chiều dài bằng chiều
rộng giàn mưa là 1m. Chọn vận tốc nước chảy trong ống phân phối chính là 1m/s,
đường kính các ống phân phối chính là:
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 18
.4 1000.4
60,7( )
. 86400.2.2. .1
Q
D mm
v

  

Chọn các ống phân phối chính có đường kính là 60mm, kiểm tra lại vận tốc nước
trong ống phân phối chính:
22
4. 4.1000
1,024( / )
. 86400.2.2. .0,06
Q
v m s
D

  

Chọn khoảng cách giữa các ống nhánh là 500mm.
Như vậy số ống nhánh trên 1 ống phân phối chính là :
n = 2 . ( 1 / 0,5 + 1 ) = 6 (ống)

Lượng nước vào các ống nhánh là:
43
1000
4,83.10 ( / )
86400.2.2.6
n
q m s



Chọn vận tốc nước trong ống nhánh là 1,4m/s. Như vậy đường kính của
ống nhánh là:
4
.4
4,83.10 .4
21( )
. .1,4
n
q
d mm
v


  

Tổng diện tích lỗ trên 1 ống nhánh theo quy phạm chọn từ 30 – 35% diện
tích tiết diện ngang của ống phân phối chính, chọn tỉ lệ này là 30%. tổng diện tích
lỗ phun là:
2
4

2
.0,06
0,3. 8,5.10 ( )
4
m




Chọn đường kính lỗ phun mưa là 10mm, số lỗ phun mưa trên 1 ống nhánh là :
số lỗ =Tổng diện tích lỗ /Diện tích một lỗ
4
2
8,5.10
11
.0,01
4



(lỗ)
Thời gian làm thoáng của nước :
2. 2.2,1
0,65( )
9,8
h
ts
g
  

Tổn thất thủy lực qua giàn mưa: là 0,5m.

Tóm tắt kết quả tính toán giàn mưa
Thông số tính toán
Đơn vị
Giá trị
1.Cường độ tưới
2.Diện tích bề mặt giàn mưa
m
3
/m
2
.h
m
2
10
4
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 19
3.Chiều cao phần làm thoáng
4.Đường kính lỗ sàn tung
5.Số tấm inox cho giàn mưa
6.Ống thu nước và xả cặn của giàn mưa
7.Ống dẫn chính
8.Ống phân phối chính
9.Ống nhánh
10.Thời gian làm thoáng
m
mm

tấm
mm
mm
mm
mm
s
2,1
14
12
110
90
60
21
0,65

4.2.2.Bể lắng ngang
Nhiệm vụ : lắng cặn và tăng quá trình phản ứng oxi hóa.
Nguyên lý hoạt động
Nước từ sàn thu nước của giàn mưa dẫn qua bể lắng, sau đó đi qua các lỗ
trên vách ngăn và chảy qua vùng lắng. Tại đây, các hợp chất kết tủa của asen sẽ
được lắng lại 1 phần, nước sau khi đi từ đầu bể đến cuối bể sẽ đi qua các lỗ thu
nước bề mặt và các máng thu nước cuối dẫn vào mương thu nước và phân phối
nước đi vào các bể lọc. Cặn sẽ được định kỳ xả ra ngoài ra giàn ống thu nước xả
cặn.
Dung tích bể lắng
3
1000
W=Q.T= .1,5 62,5( )
24
m

Trong đó:
Q = 1000 m
3
/d: công suất xử lý của trạm.
T = 1,5 h: thời gian lưu nước trong bể.
Lấy chiều cao vùng lắng trong bể là 2,5m. Diện tích mặt bằng bể lắng là:
2
l
W 62,5
25
H 2,5
Fm  

Chọn chiều rộng bể lắng là 2,5m thì chiều dài của bể là 10m.
Đầu bể lắng có thiết kế một tường chắn để phân phối dòng nước vào bể.
Tường phân phối này cách tường đầu bể 1m. Trên tường phân phối có đục các lỗ
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 20
để phân phối điều nước vào bể lắng. Chọn vận tốc nước qua lỗ phân phối là
0,3m/s. Tổng diện tích các lỗ phân phối trong bể lắng là:
Tổng diện tích lỗ =
2
1000
0,039
86400.0,3
m

Chọn kích thước 1 lỗ là 50.50mm. Tổng số lỗ trên vách phân phối trong bể

lắng là: Tổng số lỗ=
0,039
15,6
0,05.0,05

(lỗ)
Chọn số lỗ phân phối trên vách phân phối trong bể lắng là 15 lỗ. Kiểm tra
lại vận tốc nước chảy qua các lỗ phân phối: v=
2
1000
0,309 /
86400.15.0,05
ms

Chiều cao hữu ích của vách phân phối nước vào là chiều cao mà trong đó
bố trí các lỗ phân phối, chiều cao hữu ích của vách phân phối cũng chính là chiều
cao vùng lắng trong bể. Diện tích hữu ích của vách phân phối nước vào là 2,5.2,5
= 6,25m
2

Chọn chiều cao hàng lỗ duới cùng cách chiều cao lớp cặn là 0,3m, chiều
cao vùng chứa cặn là 1m. Vậy hàng lỗ dưới cùng cách đáy bể là 1,2m.
chiều dài làm việc của bể lắng là: L
bể
= 10 – 1,2= 8,8 m
Tính phần thu nước cuối bể: sử dụng ống thu nước bề mặt
Chiều dài ống thu nước L
ống
= 1/3 L
bể

= 1/3 . 10 = 3,3 m
Sử dụng 2 ống thu nước bề mặt trong bể, khoảng cách giữà ống là 1,5m,
khoảng cách từ mỗi ống đến tường là 0,5m. Chọn vận tốc nước chảy trong ống là
0,6m/s. Lưu lượng nước dùng để tính đường kính ống thu lấy lớn hơn 30% lưu
lượng tính toán. Vậy lưu lượng nước chảy vào mỗi ống thu là:
Q
ống
=
3
1000
1,3. 1,3. 0,008 /
2 86400.2
Q
ms

Đường kính ống thu nước là:
D
ống thu
=
4. 4.0,008
130
. .0,6
Q
mm
v



Chọn D=110mm, kiểm tra lại vận tốc
2

1000.4
1,2( / )
86400. .0,11
Q
v m s
S

  

Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 21
Trên các ống thu có khoan các lỗ thu đường kính 20mm, vận tốc nước chảy
qua lỗ lấy là 1m/s. Tổng diện tích các lỗ thu trên 1 ống thu là:
S
lỗ
=
2
0,008
0,008
1
ong
lo
Q
m
v


Tổng số lỗ trên 1 ống là:
Tổng số lỗ =

2
0,008
26
0,02
.
4


(lỗ)
Chọn số lỗ trên ống thu nước là 26 lỗ, các lỗ sẽ được bố trí 2 bên thành ống so le
với nhau như vậy mỗi bên thành ống có 13 lỗ. Các lỗ được bố trí theo hướng nằm
ngang, khoảng cách giữa các lỗ là: l =
3,3
253( )
13
mm

Tính chiều cao bể lắng :
Chọn chiều cao công tác trong bể ( chiều cao từ mặt nước tới sàn công tác)
là 0,3m.
Chọn phương pháp xả cặn trong bể là xả cặn bằng thủy lực, chọn chiều cao
vùng chứa cặn là 1m và chiều cao an toàn từ lớp cặn cho đến vùng lắng là 0,3m.
Thời gian giữa 2 vùng xả cặn sẽ được xác định khi đưa bể lắng vào hoạt động.
Chiều cao của bể lắng là:
H = H
l
+ H
cc
+ H
ct

= 2,5 + 1,5+ 0,3= 4,3m
Trong đó:
 H
l
: chiều cao lắng
 H
cc
: chiều cao hần chứa cặn, có tính đến chiều cao an toàn từ bề mặt lớp
cặn đến chiều cao lắng.
 H
ct
: chiều cao công tác
Hệ thống thu xả cặn: sử dụng hệ thống thu xả cặn bằng thủy lực, sử dụng ống
thu xả cặn đặt ở trung tâm bể lắng, dọc theo chiều dài bể.
Giả sử khi lượng cặn chiếm đầy thể tích vùng chứa cặn tức là chiều cao lớp
cặn là 1m ở đáy của bể lắng, thể tích của cặn là: v
cặn
= 2,5 . 1. 8,8 = 22 ( m
3
)
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 22
Tính toán ống xả cặn sao cho lượng cặn cần phải xả (khi cặn chiếm đầy thể
tích chứa cặn) là 60% trong thời gian là 30 phút. Vậy lượng cặn cấn xả là:
0,6 . 22 = 13,2 m
3
trong 30 phút hay 0,0073 m
3
/s. chọn vận tốc cặn khi xả cặn

trong ống xả là 1m/s.Đường kính ống xả cặn là:
D
xả cặn
=
4.
4.0,073
96
. .1
can
v
mm
v



Chọn ống xả cặn là ống PVC có đường kính 90mm, có chiều dài bằng chiều
dài làm việc của bể lắng , chiều dài ống là 8,8m. Kiểm tra lại vận tốc
2
1000.4
1,15( / )
86400. .0,09
Q
v m s
S

  

Ta chọn khoảng cách giữa các lỗ là 300mm. Như vậy trên ống xả cặn có
tổng cộng [( 8,8 / 0,3 )-1 ] .2 = 56 (lỗ).
Các lỗ xả cặn được bố trí thành 2 hàng so le với nhau ở 2 bên thành ống xả

cặn. Với 56 lỗ thì mỗi bên ống có 28 lỗ, chọn đường kính lỗ xả cặn là 20mm. Cách
bố trí các lỗ trên ống xả cặn giống cách bố trí các lỗ trên ống thu nước đã lắng.
Đáy bể lắng ngang có độ dóc theo chiều dọc là 0,02 theo chiều ngược với
chiều nước chảy và độ dốc ngang từ thành bể về phía ống thu cặn là 45
0
.
Vận tốc trung bình của dòng nước trong bể lắng là :
1000
0,002( / )
. 86400.2,5.2,5
tb
l
Q
v m s
BH
  

Thiết kế phần máng thu nước ở cuối bể lắng để phân phối nước vào các bể
lọc : các máng thu nước ở cuối bể lắng ( hay máng phân phối nước vào các bể lọc)
được tính toán dựa trên chọn lưu lượng nước cần thu và vận tốc nước chảy trong
máng thu. Các máng nà được xây dựng bằng bêtông cốt thép ở phía cuối bể lắng
lưu lượng tính toán máng thu lấy lớn hơn 30% lưu lượng xử lý.
3
1000
1,33. 1,3. 54,17( / )
24
tt
Q Q m h  

Chọn vận tốc chảy trong máng thu là 0,6m/s. Diện tích mặt cắt máng thu là:

2
54,17
0,025( )
0,6 3600.0,6
tt
Q
Sm  

Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 23
Chọn máng có kích thước là : 0,16 . 0,16m. Máng này sẽ được xây dựng tương tự
như phần máng của hệ thống cũ, chiều cao từ sàn công tác đến mặt nước trong
máng lấy là 0,3m.
Chọn tổn thất áp lực qua bể lắng là 0,5m.
Bảng tóm tắt kết quả tính toán bể lắng ngang
Thông số tính toán
Đơn vị
Giá trị
1.Thời gian lưu nước
2.Dung tích bể lắng
3.Chiều rộng
3.Chiều dài
4.Chiều cao
5.Số lỗ trên vách phân phối
6.Ống thu nước
7.Ống xả cặn
h
m
3

m
m
m
lỗ
mm
mm
1,5
62,5
2,5
10
4,3
15
110
90

4.2.3.Bể lọc nhanh
Cấu tạo và nguyên lý làm việc:
Lớp phía trên là than ăngtraxit nghiền nhỏ, có đường kính tương đương d
td

= 1,1mm, hệ số không đồng nhất k = 2, chiều dày L
1
= 400mm. Lớp phía dưới là
cát thạch anh, cỡ hạt d
td
= 0,7mm, k = 2, L
2
= 400mm.
Khi lọc: nước được dẫn từ bể lắng sang, qua máng phân phối vào bể lọc,
qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong và được đưa về bể

chứa nước sạch.
Khi rửa: nước rửa do bơm cấp, qua hệ thống nước phân phối nước rửa lọc,
qua lớp sỏi đỡ, các lớp vật liệu lọc và kéo theo các cặn bẩn kéo vào máng thu nước
rửa ở giữa chảy về cuối bể và xả ra ngoài theo mương thoát nước. Quá trình rửa
được tiến hành đến khi nước rửa hết đục thì ngưng.
Sau khi rửa, nước được đưa vào bể đến mực nước thiết kế, rồi cho bể làm
việc. Do cát mới rửa chưa được sắp xếp lại, độ rỗng lớn nên chất lượng nước lọc
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 24
ngay sau rửa chưa đảm bảo, phải xả nước lọc đầu, không đưa qua bể chứa. Thời
gian xả lọc đầu quy định là 10 phút.
Tổng diện tích bể lọc tính theo công thức:
2
12
()
. 3,6. . . .
bt bt
Q
Fm
T v W t a t v



Trong đó:
 Q: công xuất trạm xử lý (m
3
/ngày đêm).
 T: thời gian làm việc của trạm trong một ngày đêm (giờ) T = 24 giờ.
 v

bt
: tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường (m/h), ở đây bể lọc
nhanh có 2 lớp vật liệu lọc, chọn v
bt
= 8m/h.
 a: số lần rửa mỗi bể trong một ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường,
chọn a = 2, điều kiện rửa lọc hoàn toàn tự động.
 w: cường độ nước rửa lọc (l/s.m
2
) với bể lọc nhanh 2 lớp vật liệu lọc rửa
nước thuần tuý thì 15 – 16 l/s.m
2
, chọn w = 15 l/s.m
2
.
 t
1
: thời gian rửa lọc (giờ), chọn bằng 7 phút.
 t
2
: thời gian ngừng bể lọc để rửa (giờ) t
2
= 0,35 giờ
Tổng diện tích bể lọc của trạm xử lý là:
2
1000
5,6( )
7
24.8 3,6.15. 2.0,35.8
60

Fm


Số bể lọc cần thiết xác định theo công thức:
0,5 0,5. 5,6 1,18NF  
(bể)
Chọn N = 3 bể ( N không được nhỏ hơn 3 để khi một bể ngưng làm việc thì
vận tốc trong các bể còn lại không vượt quá 1,5 lần bình thường).
Khi kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường với điều kiện đóng một bể để rửa:
1
3
. 8. 12( / )
31
tc bt
N
v v m h
NN
  


(Nằm trong khoảng (8 – 12m), nên đảm bảo).
Trong đó:
 V
tc
: tốc độ lọc tăng cường (m/h).
Đồ Án môn học Xử Lý Nước Cấp Nhóm 3

Trang 25
 N
1

: số bể lọc ngừng làm việc để sữa chữa.
Diện tích mỗi bể lọc là:
F = 5,6/3 = 1,9(m
2
)
Chọn kích thước bể là 1,38 m. 1,38m.
Chiều cao toàn phần bể lọc nhanh xác định theo công thức: H = h
d
+ h
v
+ h
n
+ h
p

Trong đó:
 H
p
: chiều cao lớp bảo vệ của bể lọc (0.3 – 0.5m), lấy h
p
= 0.5m.
 H
d
: chiều cao lớp sỏi đỡ, lấy h
đ
= 0.7m.
 H
n
: chiều cao lớp nước trên lớp vât liệu lọc, lấy h
n

= 2m.
 H
v
: chiều cao lớp vật liệu lọc gồm than ăngtraxit và cát thạch anh, h
v
= L
1
+
L
2
= 0.8m.
Vậy chiều cao bể là: H = h
d
+ h
v
+ h
n
+ h
p
= 0.7 + 0.8 + 2 + 0.5 = 4(m).
Bảng tóm tắt kết quả tính toán bể lọc
Thông số tính toán
Đơn vị
Giá trị
1.Số bể lọc
2.Diện tích bể lọc
3.Chiều dài
4.Chiều rộng
5.Chiều cao
6.Chiều cao lớp cát thạch anh

7.Chiều cao lớp than Angtraxit
bể
m
2

m
m
m
m
m
3
1,9
1,38
1,38
4
0,4
0,4

4.2.4.Hấp phụ với vật liệu ODM
Giới thiệu :
Nước sản xuất: Nga. Sản phẩm được Cơ quan quản lý bằng sáng chế và
thương hiệu của Cộng hòa Liên bang Nga cấp bằng sáng chế số 2141375, ngày
15/12/1998.