tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước cấp công suất 20000m3ngày đêm

ĐỀ CƯƠNG
ĐỀ CƯƠNG
1. N
1. N
ỘI DUNG NGHIÊN CỨU
ỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Tổng quan về nguồn nước cấp và các biện pháp xử lý nước cấp.
- Đề xuất công nghệ xử lý nước cấp.
- Tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong các công nghệ đề xuất.
- Dự toán kinh tế chi phí xử lý nước cấp của các công nghệ đề xuất.
- Lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp phù hợp
2.
2.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp so sánh: lấy các số liệu phân tích được so sánh với QCVN
02:2009/BYT, QCVN 08:2009-BTNMT, TCXD 33-2006 từ đó có thể xác định các
chỉ tiêu cần xử lý.
Phương pháp phân tích tổng hợp: thu thập kiến thức từ các tài liệu sau đó
quyết định phương án xử lý hiệu quả nhất.
CHƯƠNG I. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP NƯỚC
1.1.
1.1.
Tính chất nguồn nước cấp và tiêu chuẩn cấp nước
Tính chất nguồn nước cấp và tiêu chuẩn cấp nước
- Nguồn nước: nước sông
- Dân số : 41300 người
- Công suất : 20000 m
3
/ngđ
- Bảng số liệu

Stt Thông số Giá
trị
TCXD
33 - 2006
QCVN
02:2009/B
YT
QCVN
08:2009/
BTNMT
Đánh
giá
1 Nhiệt độ 27
2 pH 6,7 6,5 – 8,5 6,0 – 8,5 6,0 – 8,5
3 Độ màu 70 ≤ 15 15 XL
4 Độ đục 40 ≤ 2 5 XL
5 TS 500 20 XL
6 SS 150
7 Sắt 0,3 ≤ 0,3 0,5 0,5
8 Amoni 0,1 ≤ 1,5 3 0,1
9 Mangan 0,1 ≤ 0,2
1.2. Xác định lượng nước tiêu thụ ( dựa vào bảng 3.1- TCXD 33-2006)
Số dân N= 41300 người
q
tc
= 200 l/ng.ngđ
1. lượng nước dùng cho sinh hoạt
Q
sh
=

1000
.Nq
* K
ngđ
=
1000
41300.200
* 1,3 = 10738 (m3/ngày)
2. lưu lượng nước phục vụ công cộng
Q
1
= 10% .Q = 10% . 10738 = 1073,8 (m3/ngày)
3. lưu lượng nước cho công nghiệp dịch vụ
Q
2
= 10% .Q = 10% . 10738 = 1073,8 (m3/ngày)
4. lưu lượng nước cho khu công nghiệp
Q
3
= 25% .Q = 25% . 10738 = 2684,5 (m3/ngày)
5. lượng nước thất thoát
Q
4
= 20% .(Q + Q
1
+Q
2
+Q
3
)

= 20% . (10738+ 1073,8+1073,8+ 2684,5)
= 3114,1 (m3/ngày)
6. lượng nước yêu cầu riêng cho nhà mãy xử lý nước
Q
5
= 7% .(Q + Q
1
+Q
2
+Q
3
+Q
4
)
= 7% . (10738+ 1073,8+1073,8+ 2684,5 + 3114,1)
= 1307,9 (m3/ngày)
7. công suất công trình thu
Q = Q
sh
+ Q
1
+Q
2
+Q
3
+Q
4
+Q
5
= 10738+ 1073,8+1073,8+ 2684,5 + 3114,1 + 1307,9

= 19992,1 (m3/ngày)
Lấy công suất trạm Q = 20000 (m
3
/ngày)
CHƯƠNG II. LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
2.1 ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
Căn cứ vào chất lượng nước nguồn , có thể đưa ra 2 phương án lựa chọn sơ
đồ dây chuyền công nghệ cho việc thiết kế trạm xử lý nước như sau:
Phương án 1:

Phương án 2:
Phân tích ưu nhược điểm:


Bể phản ứng
Bể phản ứng
•
•
Phương án
Phương án
1
1
: Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng
: Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng
Nguồn
tiếp nhận
Trạm bơm
cấp 1
Bể trộn
đứng

bể phản
ứng có
lớp cặn
lơ lửng
Lắng nước
rửa lọc
Bể lọc
nhanh
bể lắng
ngang
Sân phơi bùn
Bể chứa
nước sạch
Trạm bơm
cấp 2
Phèn
clo
Nguồn
tiếp nhận
Trạm bơm
cấp 1
Bể trộn
đứng
bể phản
ứng có
vách
ngăn
Lắng nước
rửa lọc
Bể lọc

nhanh
bể lắng
li tâm
Sân phơi bùn
Bể chứa
nước sạch
Trạm bơm
cấp 2
Phèn
clo
Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng thường được đặt ngay trong phần đầu của bể
lắng ngang. Bể thường được chia thành nhiều ngăn dọc, đáy có tiết diện hình phễu
với các vách ngăn ngang, nhằm mục đích tạo dòng nước đi lên đều, để giữ cho lớp
cặn lơ lửng được ổn định. Ưu điểm của bể này là cấu tạo đơn giản, không cần máy
móc cơ khí, không tốn chiều cao xây dựng.
•
•
Phương án 2: Bể phản ứng vách ngăn
Phương án 2: Bể phản ứng vách ngăn
Thường được xây dựng kết hợp với bể lắng ngang. Nguyên lí cấu tạo cơ bản
của bể là dùng các vách ngăn để tạo ra sự đổi chiều liên tục của dòng nước. Bể có
ưu điểm là đơn giản trong xây dựng và quản lí vận hành. Tuy nhiên, nó có nhược
điểm là khối lượng xây dựng lớn do có nhiều vách ngăn và bể phải có đủ chiều cao
để thoả mãn tổn thất áp lực trong toàn bể.


Bể lắng
Bể lắng
•
•

Phương án
Phương án
1
1
: Bể lắng ngang
: Bể lắng ngang
Dùng bể lắng ngang thu nước bề mặt bằng các máng đục lỗ, bể được xây
dựng kế tiếp ngay sau bể phản ứng. Được sử dụng trong các trạm xử lí có công suất
lớn hơn 3000 m
3
/ngày đêm đối với trường hợp xử lí nước có dùng phèn.
Căn cứ vào biện pháp thu nước đã lắng, người ta chia bể lắng ngang làm hai
loại: bể lắng ngang thu nước ở cuối và bể lắng ngang thu nước đều trên bề mặt. Bể
lắng ngang thu nước ở cuối thường được kết hợp với bể phản ứng có vách ngăn
hoặc bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng. Bể lắng ngang thu nước đều trên bề mặt
thường kết hợp với bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng.
•
•
Phương án 2: Bể lắng ly tâm
Phương án 2: Bể lắng ly tâm
Bể lắng dùng lực ly tâm tác dụng lên hạt cặn, tốc độ chuyển động của các
Bể lắng dùng lực ly tâm tác dụng lên hạt cặn, tốc độ chuyển động của các


hạt cặn theo hướng từ tâm quay ra ngoài sẽ lớn hơn rất nhiều so với vận tốc lắng tự
hạt cặn theo hướng từ tâm quay ra ngoài sẽ lớn hơn rất nhiều so với vận tốc lắng tự


do của hạt cặn trong khối nước tĩnh, do đó các hạt cặn có thể tách ra khỏi nước
do của hạt cặn trong khối nước tĩnh, do đó các hạt cặn có thể tách ra khỏi nước

bằng cácthiết bị ly tâm hay xiclon thủy lực.
bằng cácthiết bị ly tâm hay xiclon thủy lực.
Các thiết bị lắng ly tâm có hiệu quả lắng cao nhưng cấu tạo phức tạp, quản
Các thiết bị lắng ly tâm có hiệu quả lắng cao nhưng cấu tạo phức tạp, quản


lý khó khăn không kinh tế.
lý khó khăn không kinh tế.
Kết luận:
So với phương án 2 thì phương án 1 có nhiều ưu điểm hơn, hệ thống làm việc ổn
định và vận hành đơn giản hơn. Vì vậy chọn sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp ở
phương án 1 là sơ đồ công nghệ phù hợp.
2.2 THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
- Nước đươc bơm lên trạm bơm cấp 1, đi qua song chắn rác để cản lại những
vật trôi nổi trong nước. sau đó nước được bơm lên bể trộn đứng.
- Tại bể trộn nước sẽ tiếp xúc với hóa chất phèn để tạo kết tủa. Nhờ có bể trộn
mà hóa chất được phân phối nhanh và đều trong nước, nhằm đạt hiệu quả xử
lý cao nhất.
- Sau khi nước được tạo bông cặn ở bể trộn sẽ được dẫn đến bể phản ứng. tại
đây các bông cặn tạo thành các bông cặn lơn hơn.
- Sau đó các bông cặn sẽ được lắng ở bể lắng ngang. Tiếp theo nước được đưa
vào bể lọc nhanh.
- Những hạt cặn còn sót lại sau quá trình lắng sẽ được giữ lại trong lớp vật
liệu lọc, còn nước sẽ đươc đưa sang các công trình xử lý tiếp theo.
- Nước rửa lọc được đưa vèo bể lắng nước rửa lọc, tại đây các cặn lắng được
lắng và đưa sang bể nén bùn, phần nước được đưa vào hệ thống thoát nước
chung của khu vực.
- Nước sau khi làm sạch cặn lắng thì được khử trùng bằng clo để làm tiêu diệt

vi khuẩn và vi trùng trước khi đưa vào sử dụng.
- Sau khi khử trùng nước được đưa vào bể chứa. sau đó nước được cung cấp
ra mang lưới sử dụng nước qua trạm bơm cấp 2 để đáp ưng nhu cầu của người
dân.
CHƯƠNG I
CHƯƠNG I
II
II
:
:


TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ


TRONG TRẠM XỬ LÝ
TRONG TRẠM XỬ LÝ
3.1 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
3.1.1 CÔNG TRÌNH THU
a. SONG CHẮN RÁC
- lưu lượng công trình Q = 20000 m3/ ngđ = 0,23 m
3
/s
- đường kính thanh thép, chọn d = 8 mm
- khoảng cách giữa các thanh thép a = 40-50 mm, chọn a = 40 mm
- vận tốc nước chảy qua song chắn v = 0,2-0,6 m/s chọn v = 0,4 m/s
- số cửa thu nước n = 2
- K2 : hệ số co hẹp do rac bám vào song K2 = 1,25
- K3: hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng của thanh thép, K3 = 1,25

- K1: hệ số co hẹp do các thanh thép, được tính bằng công thức:
K1 =
a
da +
=
40
840 +
= 1,2
 Tiết diện của song chắn rác là:
ω =
nv
Q
.
. K1 . K2 . K3 =
2.4,0
23,0
. 1,2 . 1,25 . 1,25 = 0,54 m
2
Song chắn rác được bố trí móc kéo để dễ dàng nâng hạ khi sửa chữa.
tổn thất cục bộ qua song chắn rác
h
sc
= ξ .
g
v
2
2
. k (m)
Trong đó
- ξ: hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn được xác định bởi công thức :

ξ = β . (
a
d
)
3/4
= 1,25 . (
40
8
)
3/4
= 0,374
- β: hệ số hình dạng đối với thanh thép hình chữ nhật β = 1,25
- k : hệ số dự trữ k = 3
- vậy h
sc
= ξ .
g
v
2
2
. k = 0,374 .
81,9.2
2,0
2
. 3 = 0,0023(m)
b. LƯỚI CHẮN RÁC
Lưới chắn rác làm bằng sợi thép không rỉ có đường kính 1-1,5m, mắt lưới
5 . 5 mm
- lưu lượng công trình Q = 320000 m
3

/ ngđ = 0,23 m
3
/s
- đường kính dây đan lưới, chọn d = 1 mm
- kích thước mắt lưới a = 5 mm
- vận tốc nước chảy qua song chắn v = 0,2-0,4 m/s chọn v = 0,2 m/s
- số cửa thu nước n = 4
- K2 : hệ số co hẹp do rac bám vào lưới K2 = 1, 5
- K3: hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng, K3 = 1,15-1,5
- K1: hệ số co hẹp, được tính bằng công thức:
- K1 =
2
)(
a
da +
=
2
)
5
15
(
+
= 1,44
-  Tiết diện của lưới chắn rác là:
ω =
nv
Q
.
. K1 . K2 . K3 =
2.4,0

23,0
. 1,44 . 1,5 . 1,15 = 1,09 m
2
tổn thất cục bộ qua lưới chắn rác
h
sc
= ξ .
g
v
2
2
. k (m)
Trong đó
- ξ: hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn được xác định bởi công thức : ξ =
β . (
a
d
)
3/4
= 1,25 . (
5
1
)
3/4
= 0,34
- β: hệ số hình dạng β = 1,15
- k : hệ số dự trữ k = 3
- vậy h
lc
= ξ .

g
v
2
2
. k = 0,34 .
81,9.2
2,0
2
. 3 = 0,0021(m)
3.1.2 TÍNH TOÁN LIỀU LƯỢNG HÓA CHẤT, THIẾT BỊ ĐỊNH
LƯỢNG HÓA CHẤT
 Tính toán dựa trên các thông số sau:
-Q = 30000 m3/ngđ
-Độ màu: 70 TCU
- Độ đục: 40 NTU
-Hàm lượng cặn: 500 mg/l
• Hàm lượng cặn của nước mặt là 500 mg/l, chọn liều lượng phèn cần để khử
độ đục là 50mg/l (theo TCXD 33-2006)
• độ màu của nước là 70 ta có liều lượng phèn cần để khử độ màu là:
P
Al
= 4
M
= 4
70
= 33,47 mg/l (6.11 trang 30-TCXD 33-2006)
So sánh hàm lượng phèn cần để khử độ đục và hàm lượng phèn cần để khử độ
màu thì ta chọn hàm lượng phèn là P
Al
= 50 mg/l

 dung tích bể hòa trộn:
Wh =
γ
10000

h
Al
b
PnQ
=
1.10.10000
50.10.3,833
= 4,17 m
3
(6.19 trang 34-TCXD 33-2006)
Q: Lưu lượng nước xử lý (m3/h) ( Q = 20000 m
3
/ngđ = 833,3 m
3
/h)
P
Al
: Liều lượng hoá chất dự tính cho vào nước (g/m3)
n: Số giờ giữa 2 lần hoà tan đối với trạm công suất:
10.000 -50.000 m3/ngày; n = 8 - 12 giờ , chọn n = 10 h
bh: Nồng độ dung dịch hoá chất trong thùng hoà trộn tính bằng %.
γ: Khối lượng riêng của dung dịch lấy bằng 1T/m3.
Chọn kích thước bể hòa trộn: 2 . 1,5 . 1.4
 dung tích bể tiêu thụ:
W

t
=
t
hh
b
bW .
=
5
10.17,4
= 8,34 m
3
bt = Nồng độ dung dịch hoá chất trong bể tiêu thụ (4-10%), chọn bt = 5%
Chọn kích thước bể tiêu thụ: 3 . 2 . 1,4
Hệ thống phân phối khí nén
1. Hệ thống phân phối khí nén
Sử dụng hệ thống dẫn ống xương cá bằng vật liệu chống ăn mòn
2. Cường độ khí nén
- Ở bể hòa trộn W
kk
= 10 l/s.m
2
- Ở bể tiêu thụ W
hh
= 5 l/s.m
2-
- F là diện tích bề mặt bể
Lưu lượng gió phải thổi thường xuyên vào bể hòa trộn:
Q
h
= 0,06 . W

kk
. F = 0,06 . .10. 2 . 1,5 = 1,8 m
3
/phút
Lưu lượng gió phải thổi thường xuyên vào bể tiêu thụ
Q
t
= 0,06 . W
hh
. F = 0.06 . 5 . 3. 2 = 1,8 m
3
/phút
Tổng lưu lượng gió đưa vào bể
Q
gió
= Q
h
+ Q
t
=1,8 + 1,8 = 3,6 m
3
/phút
3.1.3 BỂ TRỘN ĐỨNG
• Công suất trạm xử lý là 20000 m
3
/ngđ
Q = 20000 m
3
/ngđ = 833,3 m
3

/h = 0,23 m
3
/s = 230 l/s
• Thời gian lưu nước lại trong bể; t = 2 p
• Số bể thiết kế lấy N = 2
• Thể tích bể trộn đứng là:
Wb =
N
tQ
.60
.
=
2.60
2.3,833
= 13,9 m
3

• Diện tích tiết diện ngang f
t
của bể trộn tính với vận tốc nước dâng V
d2
= 25
mm/s = 0,025 m/s là:
F
1
=
2d
V
Q
=

025,0
23,0
= 9,2 m
2

 Diện tích mỗi bể là D
1
=
N
F
1
=
2
2,9
= 4,6 m
2

 Mặt bằng bể trộn được thiết kế dạng vuông nên chiều dài mỗi cạnh của bể
trộn là;
a =
1
D

=
6,4
= 2,15m
2
• Diện tích tiết diện ngang f
t
của bể trộn tính với vận tốc nước dâng V

d1
=
1,1 m/s là:
F
2
=
1d
V
Q
=
1,1
23,0
= 0,21 m
2

 Diện tích mỗi bể là D
2
=
N
F
2
=
2
21,0
= 0,105m
2

 Mặt bằng bể trộn được thiết kế dạng vuông nên chiều dài mỗi cạnh của bể
trộn là;
b =

2
D

=
105,0
= 0,32 m
2
chiều cao tầng đáy:
h
2
=
2
40
cot.
2
32,015,2
2
cot.
2
o
ba −
=
−
α
= 2,51 m
Dung tích phần dưới:
W
2
=
3

1
. h
2
. (D
1
+ D
2
+
2.1
DD
) =
3
1
. 2,51 . ( 4,6 + 0,105 +
105,0.6,4
)
W
2
= 4,52m
3

Dung tích phần trên:
W
1
= W
b
- W
2
= 13,9 - 4,52 = 9,38 m
3

 h
1
=
==
6,4
38,9
1
1
D
W
2,04 m
3
Chiều cao mực trước mặt nước đến đáy tấm che của bể ( chiều cao bảo vệ ),
lấy h
3
= 0,4 m
 chiều cao toàn phần của bể:
H
b
= h
1
+h
2
+ h
3
= 2,04 + 2,51 + 0,4 = 5 m
Bảng: các kích thước thiết kế bể trộn đứng
Thông số
Số lượng
Đơn vị

phần trên phần dưới
Số lượng bể N 02 02 bể
Chiều dài bể L 2,2 0,3 m
Chiều cao bể H 2 2,5 m
chiều cao toàn phần 5 m
3.1.4 BỂ LẮNG NGANG
 Vận tốc trung bình của dòng nước trong bể
- Lấy α = 1,5 thì K = 10
Vtb = K .U
0
= 10 . 0,5 = 5 m/s
U
0
: tốc độ rơi của hạt cặn
 Tổng diện tích mặt bằng bể:
F =
==
5,0.6,3
3,833.5,1
.6,3
.
o
U
q
α
694,42 m
2
(6.71 trang 43 -TCXD 33-2006)
- Chọn số bể lắng ngang: N = 2 bể
- Chọn chiều cao vùng lắng H = 3 m ( theo TCXD 33-2006: H = 3-4m)

- Chiều rộng mỗi bể là:
B =
==
3.2.5.6,3
3,833
6,3 HNV
q
tb
7,72 m
- Mỗi bể lắng ngang được chia làm 2 ngăn,
- chiều rộng mỗi ngăn là:
b =
==
2
72,7
2
B
3,86 m
- chiều dài bể lắng:
L =
==
2.72,7
42,694
.NB
F
45
- Mương phân phối nước rộng 1m
- Máng phân phối nước rộng 1 m
- Tất cả tính với vận tốc v = 0,5 m/s
- Thiết kế 1 mương phân phối và 1 máng phân phối ở 2 đầu bể ( 1 hệ thống

dể phân phối nước vào , 1 hệ thống thu nước sau lắng)
- Chiều rộng tổng cộng của mương và máng 2 đầu là 2 m
- Chiều dài bể lắng là L = 45 + 2 +2 = 49 m
 vậy chiều rộng mỗi bể là 7,72 m chia làm 2 ngăn mỗi ngăn rộng 3,86m.
Trong mỗi ngăn cò vách ngăn hướng dòng đục lỗ, hàng lỗ cuối cùng cao hơn
mực cặn 0,3m (quy phạm 0,3 – 0,5 m) thì diện tích công tác của vách ngăn phân
phối vào bể đặt cách đầu bể 1,5m là:
F
n
= b ( H
L
– 0,3 ) = 3,86. (3 -0,3) =10,42 m
2
Lưu lượng nước tính toán qua mỗi ngăn bể:
q
n
=
smhm /058,0/33,208
2.2
3,833
33
==
 Tốc độ nước chảy qua các lỗ đục đối với vách ngăn đầu bể: V
1
=0,5 m/s
(TCXD 33 – 2006)
 diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào:
F
1 =

==
5,0
058,0
2
V
q
n
0,12 m
2
- Lấy đường kính lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào là d = 0,08 m ( theo
sách cấp nước – Trịnh Xuân Lai: d = 0,075 – 0,2)
- Diện tích 1 lỗ S = Л . (d
2
/4) = 0,005 m
2
- Tổng số lỗ ở vách ngăn phân phối
N =
24
005,0
12,0
1
==
S
F

 Máng thu nước của bể lắng
- Máng thu nước sau bể lắng dùng hệ thống máng thu nước răng cưa
- Xác định tổng chiều dài máng thu
- Theo điều 6.84 TCXD 33-2006, máng thu phải đặt trên 2/3 chiều dài bể
lắng. vậy chiều dài máng:

L
m
=
3045.
3
2
.
3
2
==L
- Cứ mỗi ngăn bố trí 2 máng thu khoảng cách giữa các tâm máng là:
a =
m
B
93,1
2
86,3
2
1
==
- Tốc độ trong máng thu lấy Vm = 0,6m/s (theo quy phạm 0,6 – 0,8 m/s)
- Tiết diện máng thu: F =
m
n
V
q
.2
=
6,0.2
058,0

= 0,048 m
2
- Chọn máng thu có chiều rộng 0,35 m
- Chiếu sâu máng thu h
m
=
m
m
b
F
=
35,0
048,0
= 0,14m
* Thể tích vùng chứa cặn:
W
0
=
c
c
mMQT
δ
).(. −
(theo sách XLNC – Trịnh Xuân Lai)
- T: thời gian giữa 2 lần xả cặn, lấy T = 24h
- δ
c
: nồng độ trung bình của cặn nén sau thời gian T (δ
c
= 35000 g/m

3
)
- m: hàm lượng cặn trong nước sau khi lắng ( 8-12 mg) chọn m = 10mg
- Q: lưu lượng nước vào bể lắng
Q =
=
2
3,833
416,65 m
3
/ h
- M
c
: tổng hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng
M
c
= M
0
+ KP
Al
+ 0,25M + B = 500 + 1. 50 + 0,25. 70+ 0 = 567,5 g/m
3
• M
0
: hàm lượng cặn lớn nhất trong nước nguồn
• P
Al
: liều lượng phèn cho vào nước
• K : hệ số tính chuyển hàm lượng phèn thành trọng lượng của bể lắng
trong cặn lắng. K = 1

• M : độ màu của nước
• B : hàm lượng cặn không tan trong vôi hoặc các chất kiềm hóa khác
khi kiềm hóa nước.
 Thể tích vùng chứa cặn:
W
0
=
c
c
mMQT
δ
).(. −
=
35000
)105,567.(65,416.24 −
= 159,28 m
3
 Diện tích mặt bằng 1 bể lắng
f
bể
=
2
21,347
2
42,694
m
N
F
==
 Chiều cao vùng chứa cặn và nén cặn

Chiều cao vùng chứa cặn và nén cặn được tính theo công thức:
H
c
=

m
F
W
46,0
21,347
28,159
0
==
 Chiều cao trung bình của bể lắng:
H
bể
= H + H
c
= 3 + 0,46 = 3,46 m
 Chiều cao bảo vệ của bể lấy 0,4m
 Chiều cao xây dựng của bể là 3,46 + 0,4 = 3,86 m
 Thể tích 1 bể lắng : 49 . 7,72 . 3,86 = 1460,2 m
3
 Thời gian xả cặn t = 10 – 20 phút ( theo TCXD 33 – 2006) lấy t=20 phút
Bảng: các kích thước thiết kế bể lắng ngang
(02 bể mỗi bể 2ngăn, kích thước mỗi ngăn)
Thông số Số lượng Đơn vị
Số lượng bể N 02 bể
Chiều rộng bể B 3,9 m
Chiều dài bể L 45 m

Chiều cao bể H
XD
3,9 m
III.1.5 BỂ PHẢN ỨNG CÓ LỚP CẶN LƠ LỬNG
- Diện tích mặt bằng của bể:
S =
vN
Q
.
=
0022,0.2
23,0
= 52,3 m
2
Trong đó:
Q: Công suất trạm xử lý Q = 0,23 m
3
v: vận tốc đi lên của dòng nước ở bể phản ứng v = 2,2 mm/s = 0.0022 m/s
N: số bể phản ứng N = 2.
Lấy chiều dài bể phản ứng bằng chiều rộng bể lắng: L = 7,72 m
B =
72,7
3,52
=
L
S
= 6,78 m
- Thể tích bể phản ứng trong thời gian lưu trong bể là 25 phút:
W
b

=
N
tQ
.60
.
=
2.60
25.3,833
= 173,6 m
3

- Chiều cao của bể phản ứng:
H =
S
W
b
=
3,52
6,173
= 3,32 m
- Trong ngăn phản ứng có đặt 3 tấm chắn hướng dòng.
- Khoảng cách giữa các tấm chắn là:
a =
3
L
=
3
72,7
= 2,57 m
Bảng: các kích thước thiết kế bể phản ứng

Thông số Số lượng Đơn vị
Số lượng bể N 02 bể
Chiều rộng bể B 6,8 m
Chiều dài bể L 7,8 m
Chiều cao bể H
XD
3,4 m
3.1.6 BỂ LỌC NHANH
Chọn cát làm vật liệu lọc ( theo TCXD 33 – 2006), có:
 Cỡ hạt d
td
= ( 0,75 – 0,8) mm
 Hệ số không đồng nhất K = 1,3 – 1,5
 Chiều dày của lớp vật liệu lọc: 1,3 – 1,5 m, chọn L = 1,4 m
Diện tích các bể lọc của trạm xử lý được xác định theo công thức
F =
btbt
VtatWVT
Q
6,3.
21
−−
( 6.20 trang 51-TCXD 33-2006)
Trong đó:
Q - Công suất hữu ích của trạm (m3/ngđ)
T - Thời gian làm việc của trạm trong một ngày đêm (h) T = 24h
V
tb
- Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường V
tb

= 6 – 8 m/h, chọn
V
tb
= 6 m/h (theo bảng 6.11 TCXD 33 – 2006)
a - Số lần rửa mỗi một bể lọc trong 1 ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường.
a = 2
W
tl
- Cường độ nước rửa Wtl = 6 1/s.m
2
t
1
- Thời gian rửa (h) t
1
= 6-5 p, chọn t
1
= 6 p = 0,1h
t
2
– Thời gian ngừng bể lọc để rửa t
2
= 0,35h
 Diện tích các bể lọc của trạm xử lý được xác định theo công thức:
F =
btbt
VtatWVT
Q
6,3.
21
−−

=
20000
24.6 3,6.6.0,1 2.0,35.6n n
= 145,31 m
2
• Số lượng bể lọc cần thiết là: N = 0,5 .
145,31
= 6 bể
Diện tích 1 bể lọc:
F =
145,31
6
F
N
n
= 24,2 m
Chọn kích thước 1 bể lọc: L * B = 6,1 * 4 = 24,4 m
2
Chiều cao toàn phần 1 bể lọc:
H = h
d
+ h
v
+ h
n
+ h
p
+ h
s
+ h

c
h
d
: chiều cao lớp sỏi đỡ, (lấy theo bảng 4.7 sách XLNC – Nguyễn Ngọc
Dung) h
d
= 0,7 m
h
v
: chiều cao lớp vật liệu lọc h
v
= 1,4m (TCXD 33-2006)

h
n
: chiều cao lớp nước trên vật liệu lọc h
n
= 2m
h
p
: chiều cao phụ h
p
= 0,5
h
s
: chiều cao từ đáy bể đến sàn đỡ chụp lọc; h
s
= 1 m.
h
c

: chiều cao sàn đỡ chụp lọc; h
c
= 0.1 m.
Chiều cao toàn phần 1 bể lọc:
H = h
d
+ h
v
+ h
n
+ h
p
+ h
s
+ h
c
= 0,7 + 1,4 + 2 + 0,5 + 1 + 0,1 = 5,7 m
• Lưu lượng nước trung bình cho 1 lần rửa 1 bể lọc
V
1bể
= q . s
bể
. T
lọc
= 15 . 24,4 .360 = 131760 L = 131,76 m
3
Trong đó
- Q : cường độ nước rửa lọc; q = 15 L/s.m
2
- S

bể
: diện tích bề mặt 1 bể lọc; S
bể
= 24,4 m
2
- T : thời gian rửa bể lọc bằng nước; T = 6 phút = 360s
• Lượng nước lọc được sau 1 chu kỳ
V
nước sạch
= v
lọc
. s
bể
. T
lọc
= 6 . 24,4 . 11,37 = 1664,6 m
3
Trong đó
- v
lọc
: vận tốc lọc trung bình trong các bể lọc; v = 6 m/h
- S
bể
: diện tích bề mặt của 1 bể lọc; S
bể
= 24,4 m
2
- T
lọc
: chu kỳ trung bình của bể lọc; T = 11,37 giờ

Hàm lượng cặn trong nước rửa lọc của 1 bể lọc
. 10.1664,6
131,76
b
mV
C
V
n
n n
= 126,33 mg/l


Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc
Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc
Chọn biện pháp rửa bể bằng gió, nước phối hợp. Chọn cường độ nước rửa lọc
W = 5 l/s.m
2
(quy phạm là 5-8 l/s.m
2
ứng với mức độ nở tương đối của lớp vật liệu
lọc là 45%). Cường độ gió rửa lọc W
gió
= 15 l/s.m
2
(quy phạm cho phép W
gió
= 15 ÷
20 l/s.m
2
).

Lưu lượng nước rửa của 01 bể lọc là
3
. 24,4 5
0,122( / )
1000 1000
r
f W
Q m s
´
= = =
Vận tốc chảy trong ống chính cho phép
 
1,5 2 /
c
v m sn n
, chọn
smv
c
/2=
→ Đường kính ống chính:

4 0.122 4
0,28
2 3,14
r
c
c
Q
D m
v

n n
n n n
nn n
Chọn đường kính ống chính là D
c
= 300 mm bằng thép khơng rỉ.
Để phân phối nước và gió rửa lọc ta dùng hệ thống chụp lọc


Tính hệ thống dẫn gió rửa lọc
Tính hệ thống dẫn gió rửa lọc
Chọn cường độ gió rửa lọc bể là: W
gió
= 15 m/s thì lưu lượng gió tính tốn là
ó
3
.
15 24,4
0,366( / )
1000 1000
gi
g
W f
Q m s
´
= = =
Lấy tốc độ gió trong ống dẫn gió chính là 15 m/s (quy phạm 15 ÷ 20 m/s);
đường kính ống gió chính tính như sau
ó
ó

4.
4 0.366
0.176( )
. 3.14 15
g
gi
gi
Q
D m
v
p
´
= = =
´
Chọn
ó
200( )
gi
D mm=
.


Tính toán máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc
Tính toán máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc
Bể có chiều dài là L = 6,1m, chiều rộng là B = 4m; chọn mỗi bể bố trí 2 máng
thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác; khoảng cách giữa các máng sẽ là d =
4
2( )
2
m=

(quy phạm không được lớn hơn 2.2m)
Lượng nước rửa thu vào mỗi máng xác định theo công thức
3
. . 5 2 6,1 61( / ) 0,061( / )
m
q W d l L s m s= = = =´´
Trong đó
- W : cường dộ rửa lọc; W = 5 L/s.m
2
- d : khoảng cách giữa các tâm máng; d = 2 m
- l : chiều dài máng; l = 6,1 m
Chiều rộng máng tính theo công thức
2
2
5
5
3 3
0,061
. 2.1 0.364( )
(1.57 ) (1.57 1.3)
m
m
q
B K m
a
= = =
+ +
Trong đó
- a: tỉ số giữa chiều cao phần chữ nhật (h
CN

) với nửa chiều rộng của máng. Lấy
a = 1.3 (quy phạm a = 1 ÷ 1.5)
- K: hệ số, đối với tiết diện máng hình tam giác K = 2.1
.
0.364 1.3
0.24( )
2 2
2
CN m
CN
m
x
h B a
a h m
B
= = = =Þ
Vậy chiều cao phần máng chữ nhật là h
CN
= 0.24 m. Lấy chiều cao phần đáy
tam giác là h
đ
= 0.2 m. Chiều dày thành máng lấy là
δ
= 0.08 m.
Chiều cao của máng thu nước rửa là
0.24 0.2 0.44( )
m CN d
H h h m= + = + =
Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép trên máng thu nước xác định
theo cơng thức

. 1,4 30
0.25 0.25 0.67
100 100
m
L e
H
´
= + = + =D
(m)
Trong đó
- L: chiều dày lớp vật liệu lọc; L = 1,4 m
- e: độ giãn nở tương đối của lớp vật liệu lọc; e = 30%
Theo quy phạm khoảng cách giữa đáy dưới cùng của máng dẫn nước rửa phải
nằm cao hơn lớp vật liệu lọc tối thiểu là 0.07m
Chiều cao tồn phần của máng thu nước rửa là H
m
= 0.44 m, vì máng dốc về
phía tập trung nước là 0.01 và máng dài 6,1 m nên ∆H
m
sẽ phải lấy bằng:
0.07 0.44 0,06 0.571( )
m
H m= + + =D
Nước rửa lọc từ máng thu tràn vào ngăn tập trung nước.
Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy ngăn tập trung xác định theo cơng thức
2
2
3
3
2 2

0.122
1.75 0.2 1.75 0.2 0.46( )
. 9.81 0.7
M
m
q
h m
g A
= + = + =
´
Trong đó
- q
M
: lưu lượng nước chảy vào ngăn tập trung nước; q
M
= 0.07 m
3
/s
- A : chiều rộng của ngăn tập trung nước. Chọn A = 0.7 (thường từ 0,7-0,8)
- g : gia tốc trọng trường bằng 9.81 m/s
2
 Tính ống thu nước lọc
Nước sau khi lọc được đưa về bể chứa dự trữ. Vận tốc nước của ống thu nước
sạch chung là 1.2m/s.
4 4 0.061
0.26( )
3.14 1.2
ch
Q
D m

v
n n
n n n
nn n
.
Chọn đường kính ống là 300mm
Trong đó:
Q: lưu lượng nước cho 1 đơn ngun, Q=0.061m
3
/s
V
c
:vận tốc nước chảy trong ống, v
c
=1.2m/s
 Đường kính ống xả nước rửa lọc:
Với lưu lượng nước rửa lọc của 1 bể là 0.206m
3
/s, vận tốc chảy trong ống cho
phép là
smv
c
/2=
. Đường kính ống xả nước rửa lọc:

4 0.122 4
0,28
2 3,14
r
c

c
Q
D m
v
n n
n n n
nn n
Chọn đường kính ống là D
c
= 300 mm bằng thép khơng rỉ.
Bảng - Các thơng số thiết kế của bể lọc
Thơng số Số lượng Đơn vị
Bể lọc N 6 bể
Chiều rộng bể B 4 m
Chiều dài bể L 6,1 m
Chiều cao bể H
XD
5,7 m
Ống dẫn nước rửa lọc 300 mm
Ống dẫn gió 200 mm
Ống thu nước lọc 300 mm
Ống xả nước rửa lọc 300 mm
Số máng trong 1 bể lọc 2 máng
Chiều rộng máng B
m
0.37 m
Chiều dài máng L
m
6,1 m
Chiều sâu máng H

m
0.44 m
3.1.7 BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH
3.1.7.1 DUNG TÍCH BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH
Thiết kế bể chứa nước sạch có dung tích F= 20% . Q
trạm
 Dung tích bể chứa nước sạch: theo TCXD 33-2006 ta có:
F= 20% . Q
trạm
= 20% . 20000 = 4000 m
3
Chọn 2 bể mỗi bể chiều cao là H = 4m
 Diện tích bể
S =
2.4
4000

=
NH
F
= 500 m
2
 Kích thước của bể là 20m * 25m
 Chiều cao của bể là H
1
= 4 + 0,5 = 4,5
 Chọn đường kính ống dẫn d = 300 mm
Bảng: các kích thước thiết kế bể chứa nước sạch
Thông số Số lượng Đơn vị
Số lượng bể N 04 bể

Chiều rộng bể B 20 m
Chiều dài bể L 25 m
Chiều cao bể H
XD
4,5 m

3.1.7.2 TÍNH TOÁN LƯỢNG CLO ĐƯA VÀO BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH
- lượng clo để khử trùng nước đạt tiêu chuẩn cấp nước, vừa đảm bảo liều
lượng clo dư ở bể chứa nước sạch nằm trong khoảng 0,3 – 0,5 mg/l.
- dùng phương pháp khử trùng nước bằng clo lỏng. đối với nước mặt lượng
clo cần dùng khoảng (2-3 mg/l), chọn m
Cl
= 3mg/l
- liều lượng clo cần dùng ( lấy bằng 1,3 lần so với lượng clo hoạt tính cần cho
vào nước theo TCXD 33 – 2006) là: 1,3 . 3 = 3,9 mg/l
 lượng clo trung bình cần dùng trong 1 ngày đêm
W
Cl
= Q . 1000 . 3,9 = 20000 . 1000 . 3,9 =78000000 mg = 78 kg
 thể tích clo lỏng cần dùng trong 1 ngày đêm
V
Cl
=
47,1
Cl
W
=
47,1
78
= 53,06 m

3

- 1,47 là trọng lượng riêng của clo lỏng được nén trong bình (kg/l)
 lưu lượng clo đưa vào nước
Q
Cl
=
24
Cl
W
=
24
78
= 3,25 m
3
3.1.8 SÂN PHƠI BÙN
 Sân phân bùn phải có dung tích đủ chứa lượng bùn từ nhà máy nước xả ra
trong 4 đến 6 tháng mùa lũ.
 Đáy sân có độ dốc 1% về phía cửa tháo nước ra.
 Thành và đáy sân lát bêtông tấm, miết mạch bằng vữa xi măng atsfan để
chống xói lở và ngăn không cho nước bẩn thấm vào nguồn nước ngầm.
 Đáy sân đổ lớp sỏi cỡ hạt 16 – 32 mm, dày 200 mm. Trên lớp sỏi đổ hai
lớp sỏi nhỏ, lớp thứ nhất đường kính 4 – 8 mm, dày 100 mm; lớp thứ hai
đường kính 1 – 2 mm, dày 100 mm.
 Chung quanh sân có đường ôtô đi lại để vận chuyển bùn, chiều rộng 1 làn
xe tải là 5m.
- Lượng cặn khô cần xả ra hằng ngày theo công thức trang 496- sách Trịnh
Xuân Lai:
G
1

=
1000
).( mMQ
c
−
=
1000
)105,567.(20000
−
= 11150 kg/ngđ
Trong đó
 G : trọng lượng cặn khô (kg)
 Q : lượng nước xử lý (m
3
/ngày); Q = 20000 m
3
/ngày
 m : hàm lượng cặn trong nước ra khỏi bể lắng (g/m
3
); m = 12
g/m
3
 M
c
: hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng (g/m
3
) M
c
= 567,5
g/m

3
- Lượng cặn xả khô từ bể lọc xả ra hàng ngày
G
2
= V
b
. C . N = 133,92 . 126,33 . 6 = 101508,68 g = 102 kg
- Tổng lượng cặn xả ra 1 ngày của trạm xử lý
G = G
1
+ G
2
= 11150 + 102 =11252 kg
- Lượng bùn cặn nén trong vòng 4 tháng
G
3
= 4.30.11252 = 1350240 kg
- Diện tích mặt hồ cần thiết
F =
120
1350240
3
=
a
G
= 11252 m
2
- Ta chọn 4bể, mỗi bể có tiết diện 70.40 m luân phiên làm việc trong năm.
- Sau 4 tháng nước được rút khỏi hồ, để phơi bùn trong 3 tháng, nồng độ bùn
đạt 25%, tỷ trọng của bùn là 1,2 tấn/m

3
- Thể tích bùn khô trong hồ
V =
2,1
10.1350240
3
3
−
=
γ
G
= 1125 m
3
- Chiều cao bùn khô trong hồ
H
1
=
53.53.4
1125
4
=
BL
V
= 0,1 m
- Lượng cặn khô xả ra hằng ngày G=11252 kg, nồng độ cặn khoảng 0,4%, tỷ
trọng bùn 1,011 tấn/ m
3
- Trọng lượng dung dịch cặn xả hằng ngày
G
4

=
==
4,0
100.11252
1
γ
G
2813000 kg = 2813 tấn
- Thể tích bùn loãng ra trong 1 ngày:
V1 =
011,1
2813
1
4
=
γ
G
=2782,4 m
3
- Chiều cao phần bùn loãng trong hồ
H
2
=
53.53.4
4,2782
4
=
BL
V
= 0,25 m

- Chiều cao hữu ích của bể
H = H
1
+ H
2
= 0,1 + 0,25 = 0,35
Chọn chiều sâu hồ là 1,5 m
H
h
= H
đáy
+

H
chứa cặn
+ H
dự trữ
= 3 m
Với H
đáy
: đáy lót 3 lớp sỏi có chiều dày 0,4m
H
dự trữ
= 0,3 m
H
chứa cặn
= H
h

- (H
đáy
+

H
dự trữ
) = 3 – 0,4 – 0,3 = 2,3 m
3.2 BỐ TRÍ MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP
3.2 BỐ TRÍ MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Trạm xử lí với công suất xử lí 2000m3/ngđ có diện tích mặt bằng là 2 ha (xử
Trạm xử lí với công suất xử lí 2000m3/ngđ có diện tích mặt bằng là 2 ha (xử


lí nước cấp của Nguyễn Lan Phương)
lí nước cấp của Nguyễn Lan Phương)
Trên khu đất đã được phê duyệt để xây dựng trạm xử lý sẽ được sắp xếp, bố trí
các công trình chính, các công trình phục vụ và các công trình phụ. Ngoài ra
còn bố trí các đường ống kĩ thuật, đường ống cấp nước cho bản thân trạm, ống
thoát nước, mương thoát nước, hệ thống cấp điện cho trạm bơm, điện chiếu
sáng… Tất cả các công trình, thiết bị và đường ống cần sắp xếp hợp lý, đảm bảo
các điều kiện kĩ thuật và mĩ quan công trình.
Khi bố trí mặt bằng trong trạ xử lý nước cần dựa vào các nguyên tắc thiết kế
sau:
- Cần ưu tiên bố trí các công trình chính trong dây chuyền công nghệ xử lý
nước. Đảm bảo cho các công trình chính làm việc hợp lý và thuận tiện nhất.
- Các công trình cần được sắp xếp gọn gàng, chiếm ít diện tích và tiết kiệm
đất.
- Triệt để lợi dụng địa hình, kết hợp bố trí mặt bằng với thiết kế cao trình
trạm xử lý để giảm công tác đất, giảm chiều sâu công trình, tạo điều kiện thoát
nước và xả cặn dễ dàng.

- Khi bố trí các công trình trên mặt bằng, phải dự kiến trước các vị trí các
công trình sẽ được xây dựng ở giai đoạn sau, tạo điều kiện thuận lợi thiết kế mở
rộng nhà máy, tránh đập phá công trình và đường ống phải đi đường vòng quá
xa.
- Các công trình phụ trợ cần đặt ở gần các công trình chính mà nó phụ thuộc
để giảm công tác vận chuyển.
- Các phòng quản lý, trực ban,… nên bố trí ở gần nới làm việc, tránh tập
trung đông người.
- Các công trình gây nhiễm bẩn, độc hại nên bố trí riệng biệt, xa các công
trình chính, cuối hướng gió và ít người qua lại.
- Trong điều kiện địa chất cho phép nên bố trí hợp khối công trình để tiết
kiệm đất xây dựng và giá thành.
- Trạm biến thế điện nên đặt gần nới sử dụng điện nhiều nhất và gần đường
nội bộ.
- Bảo đảm điều kiện vệ sinh, hệ thống thoát nước phải đảm bảo thoát nước
tốt, có biện pháp trồng cây xanh, hoa cỏ để đảm bảo không khí trong sạch.
- Các đường giao thông nội bộ phải bố trí hợp lý, thuận tiện đến từng công
trình với chiều rộng đường ô tô có thể ra vào thuận tiện.
- Phải đảm bảo điều kiện mĩ quan toàn nhà máy.