công nghệ và tính toán các công trình chính trong hệ thống xử lý nước cấp công suất 600m3 nagỳ đem

Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
MỞ ĐẦU
Nước là nhu cầu tất yếu của mọi sinh vật. Không có nước cuộc sống trên trái
đất không thể tồn tại được. Hàng ngày trung bình mọi người cần từ 3-10 lít đáp
ứng cho nhu cầu ăn uống và sinh hoạt hằng ngày. Trong sinh hoạt nước cấp dùng
đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ăn uống, vệ sinh, các họat động giải trí, và các họat
động công cộng khác…Còn trong công nghiệp, nước cấp được dùng cho quá trình
làm lạnh, sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước giải khát, rượu… Hầu như mọi
ngành công nghiệp đều sử dụng nước cấp như là một nguồn nguyên liệu không gì
thay thế được trong sản xuất.
Tùy thuộc vào mức độ phát triền công nghiệp và mức sinh hoạt cao thấp của
mọi cộng đồng mà nhu cầu về nước cấp với số lượng và chất lượng khác nhau.
Ngày nay với sự phát triển của công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số
nguồn nước càng ngày bị ô nhiễm và cạn kiệt. …
Vì thế con người cần phải biết cách xử lý các nguồn nước cấp đề đáp ứng cả
về chất lượng lẫn số lượng cho sinh hoạt hằng ngày và sản xuất công nghiệp.
1
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN CHUNG VỀ NƯỚC NGẦM
1. Khái niệm
Nước ngầm( nước dưới đất) là nước được hình thành do nước mưa thấm qua các
lớp đất đá trong lòng đất và được giữ lại ở các tầng chứa nước bên dưới bề mặt đất
ở các độ sâu khác nhau.
2. Đặc tính của nước ngầm
-Độ đục thấp.
-pH thường khá thấp
-Nhiệt độ và thành phần hóa học tương đối ổn định
-Không có ôxy hòa tan nhưng có chứa nhiều khí: CO
2
, H
2

S….
-Chứa nhiều khoáng chất hòa tan chủ yếu là sắt, mangan, canxi, magiê,
flo.
-Không có sự hiện diện của vi sinh vật.
Một số nơi nước ngầm còn có độ cứng khá cao, đôi khi còn bị nhiễm nitrat,
nhiễm mặn, asen…
3. Các phương pháp xử lý nước ngầm
Về nguyên tắc nước chứa hàm lượng tạp chất ở dạng nào lớn hơn giới hạn cho
phép thì phải xử lý trước khi đem sử dụng. Có rất nhiều phương pháp xử lý nước.
a. Phương pháp cơ học
Nước từ nguồn được bơm cấp 1 phun qua giàn mưa thành những tia nhỏ để
ôxy của không khí tác dụng với Fe
2+
thành Fe
3+
. Nước dàn mưa được dẫn đi
lắng lọc ở các bể lọc chứa chất lọc (cát, đá, than hoạt tính…)
b. Phương pháp hóa học
Là phương pháp dùng hóa chất, các phản ứng hóa học trong quá trình xử lý
nước.
Nếu nước có độ đục lớn chứng tỏ chứa nhiều chất hữu cơ và sinh vật phù du
thì dùng phèn và chất tạo keo tụ để ngưng tạp chất.
2
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
Nước chứa nhiều ion kim loại (độ cứng lớn) xử lý bằng vôi, sôđa hoặc dùng
phương pháp trao đổi ion. Nước chứa nhiều độc tố H
2
S xử lý bằng phương pháp
oxy hóa, clo hóa, phèn.
Nước chứa nhiều vi khuẩn thì phải khử trùng bằng các hợp chất chứa clo,

ozon.
Nước chứa Fe thì oxy hóa Fe
2+
bằng oxy không khí (làm thóang giàn mưa)
hoặc dùng chất oxy hóa để xử lý…
Độ kiềm của nước nhỏ làm cho quá trình keo tụ khó khăn, nước có mùi vị
thì phải kiềm hóa bằng amoniac (NH
3
). Sau khi cacbon hóa, clo hóa sơ bộ rồi
thêm KMnO
4
.
Nước có nhiều oxy hòa tan thì phải xử lý bằng cách dùng các chất khử để
liên kết oxy. Đó là hydrazin, natrithisunfat…
Nhìn chung các phương pháp xử lý hóa học thường đạt năng suất và có hiệu
quả cao.
c. Phương pháp vi sinh
Trên thế giới hiện nay phương pháp xử lý nước bằng vi sinh đang được
nghiên cứu và có một số nơi đã áp dụng. Trong phương pháp này một số chủng
loại vi sinh đặc biệt đã được nuôi cấy và được đưa vào trong quá trìng xử lý
nước với liều lượng rất nhỏ nhưng đạt hiệu quả cao. Tuy nhiên cho đến nay
những kết quả nghiên cứu của phương pháp này chưa được công bố rộng rãi.
Tùy thuộc vào nguồn nước làm nguyên liệu cho các lãnh vực khác nhau mà
ngườt ta đã sử dung cac phương pháp khác nhau để xử lý nước cấp cho lãnnh
vực đó. Thông thường thì người ta kết hợp cả 2 phương pháp cơ học và hóa học
để xử lý nước.
3
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
CHƯƠNG II. XỬ LÝ NƯỚC
1. Đề bài

Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong hệ thống xử lý
nước cấp theo các số liệu sau:
- Nguồn nước : nước ngầm
- Công suất cấp nước : 600m
3
/ ngày đêm
- Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước : QCVN 02:2009/BYT
Chỉ tiêu Đơn vị
đo
Giá trị QCVN 02:2009
(CỘT 1)
Nhiệt độ
o
C
- -
pH - 5,5 6,0- 8,5
Độ màu TCU 12 15
Độ đục NTU 7 5
Độ kiềm mgCaCO
3
/l
mg/l 5 -
Tổng hàm lượng muối
hòa tan
mg/l 325 -
Hàm lượng amoni mg/l - 3
Hàm lượng sắt tổng số mg/l 12 0,5
Hàm lượng mangan
tổng số
mg/l 0,1 -

Ghi chú: QCVN 02:2009 : Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt
Cột I: Áp dụng đối với các cơ sở cung cấp nước
Nhận xét : Nhìn vào bảng chỉ tiêu và so sánh với quy chuẩn ta có thể thấy, một số
chỉ tiêu vượt mức quy chuẩn quy định:
4
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
- Chỉ tiêu pH gấp 1,1 lần( kết quả 5.5 > quy định 6,0),
- Chỉ tiêu độ đục gấp 1,4 lần ( kết quả 7 > quy định 5),
- Hàm lượng sắt tổng số gấp 24 lần ( kết quả 12> quy định 0.5).
- Còn lại các chỉ tiêu khác nằm trong quy chuẩn cho phép QCVN 02:2009/BYT là
quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt.
2. Đề xuất phương án xử lý
Phương án 1
Xả cặn
Cấp nước
Nước ngầm
Nguồn nước bơm từ giếng lên được đưa qua công trình làm thoáng ngằm
mục đích khử sắt và mangan có trong nguồn nước. Sau đó nước được tiếp tục đưa
qua bể lọc để làm trong – khử màu nước, sau công đoạn lọc nước được dẫn vào bể
tiếp xúc khử trùng và đưa vào mạng lưới cấp nước. Lượng nước rửa lọc sẽ được
dẫn qua bể lắng nước rửa lọc , theo chu kì cặn được xả ra ngoài.
Ưu điểm: quy trình đơn giản, vốn đầu tư thấp, thích hợp cho những nguồn
nước ngầm tương đối sạch.
Nhược điểm: chỉ sử dụng cho nguồn nước ngầm có chất lượng loại A, đối
với các nguồn nước nhiễm sắt cao thì khi áp dụng quy trình trên chất lượng nước
ra sẽ không đảm bảo chất lượng.
5
Lắng nước
rửa lọc
Tiếp xúc

khử trùng
Lọc
làm
thoáng
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
Phương án 2:
phèn
Clo
nước ngầm cấp
nước
Xả cặn ra hồ nén cặn
Nước bơm từ giếng lên được vào bể trộn, dung dịch phèn cũng được đưa
vào bể để tiến hành quá trình trộn. Sau đó nước được đưa qua bể keo tụ tạo bông,
tiếp tục qua bể lắng, bể lọc và cuối cùng nước được đưa vào bể tiếp xúc khử trùng
nhằm ổn định nước trước khi đưa vào mạng lưới cấp nước. Cặn từ bể lắng theo
đường ống ra hồ nén cặn. Nước từ quá trình rửa lọc được đưa qua bể lắng nước rửa
lọc, lượng nước sau khi lắng được tuần hoàn trở lại vào bể keo tụ tạo bông.
Ưu điểm: hiệu quả khủ sắt cao, tận dụng được lượng nước rửa lọc, vận hành
đơn giản
Nhược điểm: chi phí xây dựng cao, chỉ thích hợp cho nguồn nước ngầm có
chất lượng nước đạt tiêu chuẩn loại B
6
Trộn
Tiếp xúc
khử trùng
Lọc
Lắng
Keo tụ
tạo bông
Lắng nước

rửa lọc
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
Phương án 3
phèn Clo
Nước nước cấp
ngầm
` Xả cặn
Nước bơm từ giếng lên được đưa qua hệ thống làm thoáng tự nhiên bằng
dàn mưa. Tiếp tục nước được đưa qua bể lắng cùng với dung dịch phèn, sau công
đoạn này hàm lượng sắt trong nước. Sau đó nước được đưa qua bể lọc với mục
đích loại trừ những cặn các hạt cặn nhỏ không lắng được trong bể lắng. Sau quá
trình lọc nước được đưa vào bể ổn định nước, dung dịch clo được đưa vào trên
đường ống dẫn đến bể ổn định nước nhằm khử trùng. Nước rửa lọc được đẫn đén
hồ chứa nước rửa, tại đây quá trình lắng xảy ra. Cặn thu được từ bể lắng và hồ
chứa nước rửa được xả ra ngoài.
Ưu điểm: chất lượng nước đầu ra tốt đủ tiêu chuẩn đưa vào mạng lưới cấp
nước, thích hợp cho nguồn nước ngầm có hàm lượng sắt cao.
Nhược điểm: chi phí xây dựng và vận hành cao, thích hợp với nguồn nước
ngầm có chất lượng tương đối tốt.
3. Lựa chọn phương án
7
Bể ổn
định
nước
Lọc
Lắng
TrộnLàm
thoáng
Hồ chứa
nước rửa

Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
Với nồng độ Fe trong nước vượt cao, độ đục và pH vượt mức QCVN cho phép, thì
phương án xử lý tối ưu nhất là Phương án 3
Các công trình xử lý và nhiệm vụ của chúng
1. Giàn mưa
Khử CO
2
trong nước
Làm giàu oxy trong nước tạo điều kiện khử Fe
2+
thành Fe
3+
2.Thiết bị trộn
Sử dụng thiết bị trộn ống dẫn
Nhiệm vụ: đưa các phần tử hóa chất vào trạng thái phân tán đều trong môi
trường nước.
Hóa chất được cho vào trong đường ống dẫn sang bể lắng. Sau điểm cho hóa
chất thay một đoạn ống dẫn nước nguồn đến bể lắng bằng đoạn ống có đường kính
nhỏ hơn
3. Bể lắng ngang
Nhiệm vụ
Lắng đọng cặn sinh ra trong các phản ứng, cặn vôi, cặn tạo ra trong quá trình
oxy hóa sắt và mangan.
Tăng thời gian để các phản ứng oxy xảy ra hoàn toàn.
Cấu tạo: bể lắng ngang thu nước ở cuối.
Nguyên lý hoạt động: nước được phân phối vào đầu bể lắng sau 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. Nước sau khi từ đầu bể đến cuối bể sẽ
đi qua các lỗ thu trên ống thu nước bề mặt và các máng thu nước ở cuối dẫn vào
mương thu nước và phân phối nước đi vào các bể lọc. Cặn lắng được xả ra ngoài

theo định kỳ bằng áp lực thủy tĩnh qua dàn ống thu xả cặn.
8
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
4. Bể lọc
Nhiệm vụ
Loại bỏ triệt để các cặn chưa lắng và không lắng được ở bể lắng
Khử mangan nhờ lớp oxit mangan trên bề mặt cát lọc
Dạng bể lọc: bể lọc nhanh
Cấu tạo và nguyên lý làm việc
Bể lọc nhanh thiết kế dưới đây sử dụng hai lớp vật liệu lọc là cát thạch anh
và than antraxit.
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 đưa về bể chứa nước
sạch.
Khi rửa: nước rửa do bơm cung cấp, qua hệ thống phân phối nước rửa lọc,
qua lớp sỏi đỡ, các lớp vật liệu lọc và kéo theo các cặn bẩn tràn 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 ngay sau
rửa chưa đảm bảo, phải xả nước lọc đầu, không đưa ngay vào bể chứa
5. Khử trùng nước
Nhiệm vụ
Dùng để sát trùng nước trước khi đưa vào mạng lưới cấp nước
Để Clo hóa nước cần phải có kho chứa Clo tiêu thụ hằng ngày, thiết bị để
Clo hóa nước thành hơi và thiết bị định lượng Clo (Clorator).
Ống dẫn Clo có độ dốc chung 0,01 về phía thùng đựng Clo lỏng và không
được phép có các mối nốicó thể tạo thành các vật chắn thủy lực hoặc nút khí. Ống
dẫn Clo phải dùng loại vật liệu chịu được nước Clo
4. Xác định và đánh giá các chỉ tiêu nguồn nước

Ta có tổng hàm lượng các muối hòa tan trong nước là P = 325 mg/l
9
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
Xác định CO
2
tự do trong nước nguồn
Lượng CO
2
trong nước nguồn phụ thuộc vào nhiệt độ, độ kiềm K
i
, pH và được
xác định theo biểu đồ Langlier ( Hình 3.1 : Biều đồ quan hệ giữa K
i
, CO
2
và độ
pH trong nước, sách Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung)
Với P= 325mg/l
Chọn nhiệt độ T =25
0
C
pH = 5,5
Độ kiềm
0
i
K
= 5mg/l
Tra bảng Langlier ta xác định được hàm lượng CO
2
tự do là 14mg/l

Xác định các chỉ tiêu sau làm thoáng
Độ kiềm sau làm thoáng được xác định theo công thức
[ ]
)036,0(
20*
+
−=
FexKK
ii
K
i
0
: độ kiềm của nguồn nước, K
i
0
=5mg/l
→
)/(568,4)12036,0(5
*
lmgxK
i
=−=
Hàm lượng CO
2
sau làm thoáng
CO
2
= (1-a).CO
0
2

+ (1,6. [Fe
2+
])
a : Hiệu quả khử CO
2
bằng công trình làm thoáng, tùy thuộc vào công trình làm
thoáng (TCN 33 – 85) .
Đối với phương pháp làm thoáng bằng giàn mưa thì a = 0,75 – 0,8. Chọn a =
0,8
→CO
2
= (1- 0,8).14 +(1,6 . 12) =22 (mg/l)
pH cuả nước sau làm thoáng
10
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
Ta có các giá trị đã biết
)/(568,4
*
lmgK
i
=
CO
2
= 22 mg/l
T= 25
0
C
P= 325 mg/l
Tra bảng Langlier ( Hình 3.1 : Biều đồ quan hệ giữa K
i

, CO
2
và độ pH trong
nước, sách Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung)
Ta có pHsau làm thoáng = 7
Như vậy sau khi làm thoáng pH = 7< 6,8 nên không cần phải điều chỉnh pH
11
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
CHƯƠNG III . CÔNG THỨC TÍNH TOÁN
1. Giàn mưa
- Diện tích bề mặt cho giàn mưa là:
10
25
==
m
q
Q
F
=2,5 m
2
Trong đó
Q: công suất trạm xử lý (m
3
/h)
q
m
: cường độ tưới (m
3
/m
2

h). Chọn q
m
= 10 (m
3
/m
2
h)
- Chọn diện tích mặt bằng cho giàn mưa là dài x rộng = 2,5 x 1 m. Chia thành hai
ngăn, mỗi ngăn có kích thước dài x rộng = 1,25 x 1 m. Việc chia ngăn nhằm tạo
điều kiện thuận lợi cho quá trình vệ sinh hay sửa chữa giàn mưa.
- Chọn số sàn tung: 3.
- Chiều cao hiệu quả đối với giàn mưa là 2 m, vậy ta chọn khoảng cách giữa các
sàn tung là 0,5 m
- Chiều cao phần làm thoáng là: 0,5 x 3 = 1,5 m
- Đường kính lỗ cũng như số lỗ trên một sàn tung
Chọn đường kính lỗ d=14 mm ( d = 14 – 16mm)
Chọn sàn tung là các tấm inox có kích thước 1x1m. Cần sử dụng 4 tấm inox
cho một sàn tung. Trên mỗi tấm inox khoảng 20 x 20 = 400 lỗ.
- Hệ thống thu, thoát khí, ngăn nước: ta bố trí hệ thống cửa chớp làm bằng bê tông
cốt thép. Góc nghiêng giữa các chớp với mặt phẳng ngang là 45
0
, khoảng cách giữa
12
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
hai cửa chớp kế tiếp là 200 mm, cửa chớp được bố trí xung quanh trên toàn bộ
chiều cao giàn mưa, nơi có bề mặt tiếp xúc với không khí. Các cửa chớp được xây
dựng cách mép ngoài của sàn tung 0,6 m, khoảng cách này dùng làm lối đi xung
quanh khi tiến hành vệ sinh giàn mưa.
- Sàn thu nước: được đặt dưới đáy giàn mưa, có độ dốc 20
0

về phía ống dẫn nước
sau khi làm thoáng. Sàn thu được làm bằng bêtông cốt thép.
- Hệ thống thu nước và xả cặn: ống thu đặt ở mặt đáy sàn thu nước, cao hơn mặt
đáy sàn 0,2 m nhằm ngăn cặn bẩn không theo dòng nước vào các công trình sau
- Diện tích ống dẫn nước là:
( )
≈===
− 23
10.9,6
1.1.86400.
600
m
v
Q
S
0,007 m
Trong đó: Vận tốc dòng nước theo quy phạm từ 1-1,5 m/s, chọn v =1m/s
- Đường kính ống dẫn :
ππ
007,0.4.4
==
S
D
=0,094 (m)
Chọn ống có đường kính 94 mm. Kiểm tra lại vận tốc nước chảy :
===
86400.094,0.
4.600
.
4.

22
ππ
D
Q
v
1,001m/s
- Ống xả cặn: bố trí mỗi ngăn có một ống xả cặn theo quy phạm đường kính ống từ
100-200 mm, ống này đặt sát sàn để thu cặn và xả nước khi làm vệ sinh giàn mưa.
13
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
Chọn ống xả cặn là ống PVC có đường kính là 100 mm, mỗi ngăn đặt một
ống xả cặn ở giữa ngăn và sát sàn thu nước, phía đáy thấp.
- Hệ thống phân phối nước:
Trên mỗi giàn mưa ta bố trí một ống phân phối nước chính có chiều dài bằng
chiều rộng giàn mưa. Chọn vận tốc nước chảy trong ống là 1 m/s.
- Đường kính ống phân phối chính là:
1 2.86400
4.600
86400
4.
ππ
==
v
Q
D
= 0,066m
Chọn đường kính ống phân phối chính là 70 mm, kiểm tra lại vận tốc nước
chảy trong ống :
.)07,0(.2.86400
4.600

.
4.
22
ππ
==
D
Q
v
=1m/s
Chọn khoảng cách giữa cách ống nhánh là 300 mm (theo quy phạm khoảng
cách này được lấy từ 250-300 mm).
-Số ống nhánh trên một ống phân phối chính sẽ là:
8)1
3,0
1
.(2 =+=n
- Lượng nước vào ống nhánh là
14
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
)/(10.3,4
2.8.86400
600
8
34
sm
Q
q
nh
−
===

Chọn vận tốc nước trong ống phân phối nhánh là 2 m/s ( v= 1,8-2 m/s).
- Như vậy đường kính ống nhánh là:
m
v
q
d
nh
nh
017,0
.2
4.10.3,4
.
4.
4
===
−
ππ
Chọn ống nhánh đường kính 17 mm. Kiểm tra lại vận tốc nước trong các
ống nhánh:
)/(9,1
)017,0.(.
4.10.3,4
.
4.
2
4
2
sm
d
q

v
nh
nh
===
−
ππ
Tổng diện tích lỗ trên các ống nhánh theo quy phạm chọn từ 30-35 % diện
tích tiết diện ngang của ống chính, chọn tỷ lệ này là 30 %, tổng diện tích lỗ phun
là:
Tổng diện tích lỗ
3
22
10.1,1
4
)07,0.(
3,0
4
.
3,0
−
====
ππ
x
D
xS
chính
(m
2
)
Chọn đuờng kính lỗ phun mưa là 12 mm ( đường kính từ 10-12 mm).

Số lỗ phun mưa trên một ống nhánh là:
- Số lỗ= tổng diện tích lỗ/diện tích một lỗ
10
4
012,0.
110,1
2
3
=
−
π
(lỗ)
Các lỗ được bố trí thành hai hàng so le nhau ở hai bên thành ống nhánh.
15
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
Ngoài ra ta còn bố trí hai vòi nước và ống cao su ở hai đầu giàn mưa cách
giàn mưa 1m.
Kiểm tra thời gian làm thoáng của nước: thời gian làm thoáng nước tính sơ
bộ theo thời gian nước rơi trên toàn bộ chiều cao của giàn mưa (bỏ qua thời gian
nước đọng lại trên sàn tung):
)(555,0
81,9
5,122
s
x
g
xh
t
===
-Tổn thất áp lực qua giàn mưa: do nước rơi tự do trên giàn mưa nên chọn sơ bộ tổn

thất thủy lực của nước qua giàn là 0,5 m.
Bảng các thông số của giàn mưa
Các thông số tính toán Kết quả
Diện tích bề mặt giàn mưa 2,5m
2
Số ngăn 2
Chiều dài x chiều rộng mỗi ngăn 1,25 x 1m
Số sàn tung 3
Chiều cao 1,5m
Đường kính ống dẫn nước 94mm
Đường kính ống phân phối chính 70mm
Đường kính ống nhánh trên mỗi ngăn 17 mm
Số nhánh trên mỗi ngăn 8
2. Thiết kế trộn
- Chiều dài đoạn ống trộn tính theo tổn thất áp lực bằng 0,4 m.
- Đường kính đoạn ống trộn là:
16
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
076,0
5,1 86400
4.600
.
4.
===
ππ
v
Q
D
(m)
Trong đó:

- v: Vận tốc dòng nước , chọn v=1,5 (m/s), (theo TCXDVN 33- 2006, v = 1,2-1,5
(m/s))
→ Đường kính d= 76 mm
Kiểm tra lại vận tốc ta có:
5,1
4
076,0
86400
600
4
86400.
22
===
ππ
D
Q
v
(nằm trong giới hạn cho phép)
3. Bể lắng ngang
- Dung tích bể lắng
W =Q.T=
2.
24
600
= 50(m
3
)
Trong đó, Q: công suất xử lý của trạm (m
3
/h)

T: thời gian lưu nước trong bể (h). Chọn T = 2h.
Chọn chiều cao vùng lắng H = 2 m ( chiều cao này từ 2- 3,5 m.
- Diện tích mặt bằng bể lắng:
)(25
2
50
2
m
H
W
F ===
17
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
Chọn hệ thống xử lý gồm một bể lắng chia thành hai ngăn lắng, mỗi ngăn
xem như một bể lắng nhỏ. Chọn chiều rộng bể lắng là 4 m, chiều rộng mỗi ngăn
lắng là 2 m (theo TCXDVN 33- 2006 chiều rộng này lấy không quá 6 m).
18
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
-Chiều dài của bể lắng là:
L =
)(25,6
4
25
m
B
F
==
Chọn chiều dài bể lắng 6,5m
-Tính lại thời gian lưu nước trong bể lắng.
T =

)(08,2
24/600
4.5,6.2
h
Q
V
==
Đầu bể lắng thiết kế một tường chắn để phân phối dòng nước vào bể. Tường
này cách đầu bể 1,5 m. Trên tường phân phối đục các lỗ, tổng diện tích các lỗ phụ
thuộc vào vận tốc nước qua lỗ.
- Tổng diện tích các lỗ phân phối trong một bể lắng là:
Tổng S
=
lưu lượng nước vào bể/vận tốc nước
)(017,0
2.2,0.86400
600
2
m==
Trong đó:
- Theo vận tốc này 0,2- 0,3 m/s, chọn vận tốc nước là 0,2 m/s
- Chọn lỗ hình vuông kích thước 40 x 40 mm. Tổng số lỗ trên một vách phân
phối trong ngăn lắng là:
- Tổng số lỗ = tổng diện tích lỗ/kích thước một lỗ:
11
04,004,0
017,0
=
x
(lỗ)

Chọn số lỗ phân phối trên vách phân phối trong ngăn lắng là 11 lỗ
19
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
Kiểm tra lại vận tốc nước chảy qua lỗ:
v = lưu lượng vào một bể/tổng diện tích lỗ =
)/(197,0
2.04,0.04,0.11.86400
600
sm=
Chiều cao hữu ích của vách phân phối chính bằng chiều cao vùng lắng trong
bể.
- Diện tích hữu ích của vách phân phối nước vào là: 2 x 3 = 6 m
2
.
Chọn lỗ phân phối được bố trí cách chiều cao lớp cặn 0,3 m (chiều cao này
0,3 -0,5m).
Chọn chiều cao hàng lỗ dưới cùng cách lớp cặn 0,3 m, chiều cao vùng chứa
cặn 1m. Vậy hàng lỗ dưới cùng cách đáy bể 1,3 m.
- Chiều dài làm việc của bể lắng là:
L
b
= 6,5 – 1,3 = 5,2(m)
- Chiều dài ống thu nước
=== 2,5
3
1
3
1
xLL
b

1,7(m)
Sử dụng một ống thu khoảng cách giữa ống và tường bể là 1m.
- Lưu lượng nước dùng tính đường kính ống thu lấy lớn hơn 30% lưu lượng tính
toán.
→Lưu lượng nước chảy vào mỗi ống thu trong một ngăn lắng là:
Q
ống
=
)/(10.5,4
2.86400
600.3,1
33
sm
−
=
20
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
Theo TCXDVN 33- 2006 vận tốc nước chảy trong ống thu 0,6 -0,8 m/s,
chọn vận tốc nước bằng 0,8 m/s.
- Đường kính ống thu nước:
D
ống thu
=
==
−
8,0.
10.5,4.4
.
.4
3

ππ
v
Q
ong
0,085m
Chọn đường kính ống 85 mm kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống thu:
===
−
4/)085,0.(
10.5,4
4/.
2
3
2
ππ
D
Q
v
ông
0,79(m/s)
Trên các ống thu khoang lỗ đường kính d = 25 mm, vận tốc nước chảy qua
lỗ 1m/s (chọn theo quy phạm).
-Tổng diện tích các lỗ trên một ống thu:
S
lỗ=
)(10.5,4
1
10.5,4
23
3

m
v
Q
lo
óng
−
−
==
- Tổng số lỗ trên một ống là:
Tổng số lỗ= S
lỗ
/diện tích một lỗ=
2,9
4/)025,0.(
10.5,4
4/.
10.5,4
2
3
2
3
==
−−
ππ
D
(lỗ)
Chọn số lỗ trên mỗi ống 10 lỗ, bố trí hai bên thành ống so le với nhau mỗi
bên 5 ống. Khoảng cách giữa các lỗ:
21
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường

)(34,0
5
7,1
mI ==
Tính chiều cao bể lắng
Chiều cao từ mực nước đến sàn công tác là 0,3 m (theo quy phạm chiều cao
này 0,3-0,5 m). Chọn phương pháp xả cặn bằng thủy lực, chọn chiều cao vùng
chứa cặn 1m. Chiều cao từ lớp cặn đến vùng lắng 0,3m.
- Chiều cao bể lắng là:
H= HI + Hcc + Hct = 2 + 1,3 + 0,3 = 3,6 m
Trong đó:
H
I:
Chiều cao vùng lắng
H
cc
: Chiều cao vùng chứa cặn
H
ct
: Chiều cao sàn công tác
Hệ thống thu xả cặn: sử dụng ống thu xả cặn đặt ở trung tâm bể lắng dọc
theo chiều dài bể.
- Thể tích của cặn là: V
cặn
= 2 x 1 x 5,2 = 10,4 m
3
Tính toán ống xả cặn sao cho lượng cặn cần xả là 60 % trong thời gian 30
phút. Lượng cặn cần phải xả bằng 0,6 x 10,4 = 6,24 m
3
→Q

can
=3,4.10
-3
(m
3
/s)
Chọn vận tốc xả cặn trong ống xả 1 m/s.
- Đường kính ống xả cặn là:
22
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
D
xả cặn
=
=
−
1.
10.4,3.4
3
π
0,065m
Chọn ống xả cặn loại ống PVC đường kính 65 mm, chiều dài 5,2 m.
Chọn khoảng các giữa các lỗ xả cặn 400mm (theo quy phạm khoảng cách
này 300-500 mm).
-Vậy số lỗ trên ống xả cặn là:
2821
4,0
2,5
=







+ x
(lỗ)
Đáy bể lắng ngang có độ dốc 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
o
.
- Vận tốc trung bình của dòng nước trong bể lắng là:
)/(10.6,8
2.2.2.86400
600
2
4
sm
HB
Q
v
lang
tb
−
===
Thiết kế phần máng thu nước ở cuối bể lắng để phân phối nước vào bể lọc:
máng này được xây dựng bằng bê tông cốt thép ở cuối bể lắng, ba ống thu nước
cùng chảy vào một máng thu.
-Lưu lượng tính toán máng thu lấy hơn 30% lưu lượng xử lý
→Q
tt

= 1,3.
86400
600
=9.10
-3
(m
3
/s)
Chọn chiều cao chảy vào máng thu là 0,6 m.
→Diện tích mặt cắt ngang máng thu là:
23
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường
)(10.5,7
6,0.2
10.9
23
3
m
v
Q
S
thu
−
−
===
Chọn máng có kích thước 0,085 x 0,085 m. Chiều cao từ sàn công tác đến
mặt nước trong máng là 0,3m.
Chọn tổn thất áp lực qua bể lắng là 0,5 m.
24
Trường đại học tài nguyên và môi trường Hà Nội Khoa môi trường

Bảng 2: Các thông số tính toán bể lắng ngang
Các thông số tính toán Kết quả
Dung tích bể lắng 50 m
3
Số ngăn lắng 2
Chiều dài x chiều rộng mỗi ngăn 6,5 x 4 m
Chiều cao bể 3,6 m
Thời gian lưu nước 2, 08 h
Đường kính ống thu nước 85mm
4. Bể lọc
Bể lọc nhanh thiết kế dưới đây sử dụng hai lớp vật liệu lọc là cát thạch anh
và than antraxit có các thông số sau đây( tra bảng 6.11, mục 6.103, TCXDVN 33-
2006):
Cát thạch anh:
Đường kính hạt: d = 0,5-1,2 mm
Đường kính hiệu dụng: d
10
= 0,6-6,5 mm
Hệ số không đồng nhất: k=1,5-1,7
Chiều dài của lớp vật liệu lọc:700- 800 mm
Than antraxit:
Đường kính hạt: d = 0,8 – 1,8 mm
Đường kính hiệu dụng: d
10
= 0,9 – 1,1 mm
Hệ số không đồng nhất: k=1,5-1,7
Chiều dài của lớp vật liệu lọc: 400-500 mm
25