tính toán và thiết kê hệ thống xử ly nước mặt công suất 3 500m3h

N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
MC LC
M C L C 1
DANH M C B NG BI U 2
L I M U 3
Phần I 4
Lựa chọn dây chuyền công nghệ 4
I.Dựa theo tiêu chuẩn vệ sinh nớc ăn uống và các chỉ tiêu chất lợng nớc nguồn QCVN
02:2009/BYT ta có: 4
1. Sơ bộ lựa chọn dây chuyền công nghệ: 4
2. Đánh giá công nghệ đề xuất 7
3. Thuyết minh sơ đồ công nghệ 8
Phần II 9
Tính toán các công trình chính trong dây chuyền 9
1. Tính toán song chắn rác 9
2. Tính toán các công trình chuẩn bị hóa chất 9
3. Tính toán công trình chuẩn bị dung dịch Clo 12
4. Tính toán bể lắng đứng kết hợp với ngăn phản ứng hình trụ 13
4.1. Tính toán ngăn phản ứng hình trụ 13
5. Tính toán bể lọc nhanh 17
6. Tính toán bể chứa nớc sạch 25
7. Tính toán bể lắng nớc rửa lọc và bơm tuần hoàn nớc rửa lọc: 26
8. Tính toán hồ cô đặc, nén và phơi khô bùn 28
9. TíNH TOáN MặT BằNG TRạM Xử Lý 29
PH N III: Kết luận và kiến nghị 29
Danh mục tài liệu tham khảo 31
Lời cảm ơn 32
1
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
DANH MC BNG BIU
Bảng2.1: Bảng tính toán chi tiết các thông số của song chắn rác 9

c) Tớnh b tr n vỏch ng n ngang cú c a thu h p 10
Bảng 2.2: Bảng tính toán các thông số của công trình chuẩn bị
dung dịch phèn 12
Bảng 2.3: Bảng tính toán chi tiết công trình chuẩn bị dung dịch Clo
13
Bảng2.4: Bảng tính toán chi tiết các thông số của bể lắng đứng kết
hợp ngăn phản ứng hình trụ 16
Bảng 2.5 Bảng tính toán chi tiết các thông số của bể lọc nhanh 25
Bảng2.6 Bảng tính toán chi tiết các thông số của bể chứa nớc sạch
26
Bảng2.7: Bảng tính toán chi tiết các thông số của bể lắng nớc rửa
lọc và bơm tuần hoàn nớc rửa lọc 27
Bảng2.8: Bảng tính toán chi tiết thông số hồ cô đặc, nén và phơi khô
bùn 29
2
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
LI M U
Xó hi ngy cng phỏt trin, i sng con ngi ngy cng i lờn. Song hnh
vi nhng s phỏt trin ú l nhng vn nn, nhng nh hng m chớnh con ngi
to ra ỏp ng nhu cu sng. Mt trong nhng vn nn m c th gii ang vụ cựng
quan tõm v cựng nhau gỏnh vỏc ú l vn nn v mụi trng.
Con ngi sng c cn phi n, , mc, hớt th khụng khớ trong lnhNhng iu
kin thit yu ú ca cuc sng l do mụi trng cung cp.
Hin nay, do con ngi ngy cng ụng lờn; do s phỏt trin cụng nghip to ra
nhiu khớ thi, nc thi; do s tn phỏ rng v.v khin cho mụi trng ang b ụ
nhim nng n, nh hng khụng tt n sc kho v cuc sng ca con ngi.
m bo s phỏt trin bn vng, chỳng ta cn phi gi gỡn v bo v mụi trng.
Cn phi núi rng, tng lai ca chỳng ta chc chn s rt en ti nu khụng cú
nhng can thip ỳng mc ca tt c chỳng ta. ễ nhim mụi trng cú th xy ra bt
c lỳc no v bt c ni õu, sinh mng ca hng t ngi s b cp i bt c lỳc no

khi cú s t bin t mụi trng xy ra. V nh vy mt mụi trng sch, trong lnh
cho cuc sng ca chỳng ta s l mt khỏi nim tht xa x.
Nớc cũng vậy, là nhu cầu thiết yếu đối với mọi sinh vật trên trái đất. Không có n-
ớc cuộc sống không thể tồn tại. Nhu cầu dùng nớc của con ngời là từ 100-150l/ ngày
đêm cho các hoạt động bình thờng cha kể đến hoạt động sản xuất.
Nớc cấp dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh và các hoạt động giải trí, ngoài ra, n-
ớc còn sử dụng cho các hoạt động khác nh : cứu hỏa, tới tiêu và hầu hết mọi ngành
công nghiệp đều cần sử dụng đến nguồn nguyên liệu này trong sản xuất. Do đó, nớc
sạch là vô cùng cần thiết đối với cuộc sống của con ngời.
Vỡ vy khụng phi ai khỏc m chớnh chỳng ta phi ng lờn chung tay gỏnh vỏc
v bo v mụi trng sng ca chớnh mỡnh.
3
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
Phần I
Lựa chọn dây chuyền công nghệ
I.Dựa theo tiêu chuẩn vệ sinh nớc ăn uống và các chỉ tiêu chất lợng nớc
nguồn QCVN 02:2009/BYT ta có:
STT Tên chỉ tiêu Chất lợng nguồn nớc Tiêu chuẩn
1 Độ màu 12 15
2 Độ pH 6,6 6,0-8,5
3 Độ đục 250 5
4 TS 290
5 SS 180
6 Hàm lợng sắt 0,08 0,5
7 NH
4
+
0,08 3,0
8 Hàm lợng Mangan 0,1 0,3
Nhận xét:

- So sánh với tiêu chuẩn chất lợng nớc mặt, ta thấy nguồn nớc có thể làm nguồn
cấp cho trạm xử lý phục vụ sinh hoạt ăn uống của khu dân c.
- Tuy nhiên các chỉ tiêu: Độ đục, TS, SS vợt quá chỉ tiêu cho phép nên cần đợc
xử lý.
- Hàm lợng cặn lớn hơn các chỉ tiêu chất lợng nớc cấp cho sinh hoạt nên phải làm
trong nớc bằng phèn
- pH = 6,6 thuộc khoảng 6,0 đến 8,5 nên đạt tiêu chuẩn nớc cấp cho sinh hoạt
- Hàm lợng cặn lơ lửng lớn nên dùng phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
để keo tụ
- Hàm lợng sắt, NH
4
+
, Mangan đều đạt tiêu chuẩn nên không cần xử lý.
1. Sơ bộ lựa chọn dây chuyền công nghệ:
Các yếu tố ảnh hởng đến dây chuyền công nghệ :
- Loại nguồn nớc và chất lợng nớc nguồn
- Yêu cầu chất lợng nớc của ngới sử dụng
- Yêu cầu chất lợng nớc cấp đặt ra
- Điều kiện kinh tế kỹ thuật
- Điều kiện địa phơng
Có hai phơng án đợc đa ra:
Ph ơng án I

4
Cặn

Cặn
Thổi khí
Clo lỏng
N ớc rửa
lọc
Phèn nhôm
N ớc tuần hoàn
Bùn
loãng
Sông
M ơng
SCR
Trạm bơm cấp
1
Bể lắng đứng
Bể pha phèn
Bể lắng rửa lọc
Bể lọc nhanh
Bể chứa n ớc
Trạm bơm cấp
2
Hồ nén bùn
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
Ph ơng án II

5
Phèn nhôm
Sông
M ơng
SCR

Trạm bơm cấp
1
Bể lắng ngang
Bể lọc chậm
Bể hòa trộn
Hồ Lắng
Cặn
Cặn
Nớc tuần hoàn
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUẤN
6
BÓ chøa níc
Tr¹m b¬m cÊp
2
Níc röa
läc
Clo láng
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
2. Đánh giá công nghệ đề xuất
a) Phơng án 1:
Bể lắng đứng: Cờu tạo của bể lắng đứng có một ngăn phản ứng xoáy hình trụ tạo điều
kiện cho hóa chất keo tụ và nguồn nớc đợc hòa trộn với nhau, tạo ra những bông keo lớn
có khả năng lắng tốt hoặc có thể lơ lửng. Bể lắng đứng đã xử lý khoảng 80% cặn lơ lửng
có trong nguồn nớc.
Ưu điểm:
-Thiết kế gọn nhỏ, diện tích xây dựng không nhiều.
-Thuận tiện trong việc xả bùn.
-Phù hợp với yêu cầu thiết kế của tiêu chuẩn xây dựng.
Nhợc điểm:
-Chi phí xây dựng tốn kém.

-Hiệu quả xử lý không cao bằng bể lắng ngang.
Bể lọc nhanh: là loại bể lọc nhanh một chiều, dòng nớc lọc đi từ trên xuống dới, có một
lớp vật liệu lọc là cát thạch anh và là lọc trọng lực.
Ưu điểm:
-Tốc độ lọc lớn gấp vài chục lần so với bể lọc chậm.
-Do tốc độ lọc nhanh ( từ 6-15 m/h) nên diện tích xây dựng bể nhỏ và do cơ giới hóa
công tác rửa lọc nên làm giảm nhẹ công tác quản lý và nó đã trở thành loại bể lọc cơ
bản, đợc sử dụng phổ biến trong các trạm cấp nớc trên thế giới hiện nay.
Nhợc điểm: chất lợng nớc lọc không thể bằng bể lọc chậm.
b) Phơng án 2:
Bể lắng ngang:
Ưu điểm: Hiệu quả lọc cao hơn bể lắng đứng.
Nhợc điểm:
-Giá thành xây dựng cao.
-Tốn diện tích xây dựng.
-Không phù hợp với yêu cầu thiết kế của tiêu chuẩn xây dựng.
Bể lọc chậm:
Ưu điểm:
-Hiệu quả làm sạch nớc cao, loại trừ đến 90-95% cặn bẩn và vi trùng.
Nhợc điểm:
-Công suất lọc chậm.
-Thời gian lọc lâu.
-Chi phí xây dựng tốn kém.
-Khó khăn trong việc cơ giới hóa và tự động hóa quá trình rửa lọc.
Từ những lập luận trên thì phơng án 1 có nhiều u điểm hơn nên em chọn phơng án
này để tính toán.
7
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
3. Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Nớc nguồn chảy qua mơng dẫn nớc qua song chắn rác, rác đợc giữ lại ở song

chắn, công nhân thu gom rác theo định kỳ.
Nớc đợc bơm vào bể lắng đứng qua hệ thống trạm bơm cấp 1. Phèn nhôm đợc
hòa trộn trong bể hòa, sau đó đợc đa lên ngăn phản ứng xoáy của bể lắng đứng qua
bơm thiết bị bơm định lợng.
Trớc khi đa lên bể lắng đứng, hóa chất và nớc nguồn đợc qua thiết bị trộn tĩnh
có rãnh xoắn. Nớc và hóa chất keo tụ đợc trộn đều với nhau trong ngăn phản ứng xoáy
hình trụ. Ngăn phản ứng xoáy hình trụ có chức năng hoàn thành quá trình keo tụ, tạo
điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc và kết dính giữa các hạt keo và cặn bẩn trong
nớc để tạo nên những bông cặn đủ lớn và đợc giữ lại trong bể lắng. Tiếp theo nớc đợc
đa sang vùng lắng của bể lắng đứng. Tại đây, các bông cặn đợc tách ra khỏi nớc nhờ
quá trình lắng trọng lực.
Phần các hạt cặn cha lắng đợc ở bể lắng sẽ tiếp tục đợc loại bỏ hoàn toàn khỏi
nớc nhờ bể lọc nhanh trọng lực. Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị trít lại,
làm tốc độ lọc giảm. Để phục hồi lại khả năng làm việc của bể lọc, phải tiến hành rủa
lọc để loại bỏ cặn bẩn. Cặn từ bể lắng và bể lọc đợc chuyển đến bể lắng rửa lọc. Bể
lắng rửa lọc làm nhiệm vụ chứa cặn thải, lắng trong nớc sau đó lại trở lại bể lắng đứng
để tiếp tục xử lý, bùn loãng đợc chuyển sang hồ nén bùn, sau khi bùn đợc cô đặc, bùn
khô định kỳ đợc đa đến nơi khác phục vụ cho nông nghiệp.
Giai đoạn cuối cùng của quá trình xử lý nớc là khử trùng, để loại bỏ hoàn toàn
vi sinh vật có trong nớc, đáp ứng chất lợng nớc đầu ra châm thêm hóa chất khử trùng
vào nguồn nớc. Hóa chất khử trung đợc dùng là Clo dạng lỏng cùng với nớc lọc tạo
thành dung dịch đợc đi qua thiết bị trộn tĩnh trớc khi vào bể chứa nớc sạch, bể chứa
bên trong có các vách ngăn. Tại đây, hóa chất khử trùng và nớc lại đợc hòa trộn đều
thêm lẫn và nớc sạch đợc phân phối ra mạng lới cấp nớc nhờ trạm bơm cấp 2.
8
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
Phần II
Tính toán các công trình chính trong dây
chuyền
1. Tính toán song chắn rác.

Song chắn rác gồm các thanh thép có tiếp diện tròn đờng kính 8mm đặt song song
nhau, cách nhau một khoảng a=50mm. Song chắn rác phải phù hợp với hình dạng cửa
thu nớc. Hình dạng song chắn rác là hình chữ nhật.
- Diện tích công tác của song chắn rác đợc tính nh sau : [1-21]

=
3.2.1. kkk
Q

(m
2
).
Trong đó:
Q: là lu lợng tính toán (m
3
/s)
Q=3500 (m
3
/ngđ) = 145,8 (m
3
/h) = 0,0405 (m
3
/s).
V: là vận tốc nớc qua song chắn rác (m/s) ( Theo điều 5.83 TCVN 33 2006 lấy v
= 0.4 m/s)
K
1
: là hệ số co hẹp do các thanh thép
K
1

=
a
da +
Với a: khoảng cách giữa các thanh thép. a = 50mm.
d: đờng kính thanh thép. d = 8mm
K
1
=
16,1
50
850
=
+
K
2
: là hệ số so hẹp do rác bám vào song, k
2
= 1,25
K
3
: là hệ số kể ảnh hởng của hình dạng thanh thép, thanh tiết diện tròn k
3
= 1,1

s
=
16,01,1.25,1.16,1.
4,0
0405,0
=

(m
2
)
Thiết kế 1 ngăn thu diện tích song chắn rác.

s
= 0,16 (m
2
)
Chọn kích thớc cửa đặt song chắn rác H.L = 250.650 mm.
Bảng2.1: Bảng tính toán chi tiết các thông số của song chắn rác
STT Thông số Đơn vị Giá trị
1 Khoảng cách giữa
các thanh thép
mm 50
2 Đờng kính thanh
thép
mm 8
3 Chiều dài song chắn
rác
mm 650
4 Chiều cao song
chắn rác
mm 250
2. Tính toán các công trình chuẩn bị hóa chất.
Tính toán công trình chuẩn bị dung dịch phèn
a) Tính toán liều lợng phèn
Dùng phèn và chất keo tụ để xử lý nớc có độ đục và chất rắn lơ lửng.
Căn cứ vào hàm lợng cặn tính toán của nớc nguồn là 290mg/l, lấy liều lợng phèn nhôm
không chứa nớc cần thiết theo bảng 6.3 TCXDVN 33:2006 là 40 mg/l=40g/m

3
.
Liều lợng phèn cần thiết sử dụng trong 1 ngày:


=1Lp
P
p
.Q.1000=40.3500.10
3
=140.10
6
mg/ngđ=140kg/ngđ.
Liều lợng phèn thực tế cần thiết sử dụng trong 1 giờ
9
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN


=2Lp

hkg
Lp
/83,5
24
140
24
1
==

Liều lợng phèn thực tế cần thiết sử dụng trong 1 tháng

=3Lp

1Lp
. 30=140.30=4200 kg.
b) Tính toán bể pha phèn
Dung tích bể pha phèn tính theo [1-29]
W
1
=

10000

h
b
PpnQ
(m
3
)
Trong đó:
Q: Lu lợng nớc xử lý (m
3
/h)
n : Thời gian giữa 2 lần hòa tan phèn ( giờ), đối với trạm xử lý có công suet
3500/ngđ lấy n=12 giờ.
P
p
: Liều lợng phèn dự tính cho vào nớc (g/m
3
)

b
h
: Nồng độ dung dịch phèn trong bể trộn (%), Chọn b
h
=5%.

: Khối lợng riêng của dung dịch (tấn/m
3
),

=1 tấn/m
3
.
Loại phèn sử dụng để làm keo tụ là phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
không chứa nớc.
Vậy dung tích bể phèn là :
W
1
=
24.1.5.10000
40.12.3500
=1,4 m
3
Bể đợc thiết kế theo dạng hình trụ tròn, đờng kính của bể phải lấy bằng chiều cao
công tác của bể d=h [2-33]

W
1
=
4
.
4

32
dhd

=
d=
3
1.4

W
=
3
4,1.4

=1,21=1,3m
Sử dụng máy khuấy để hòa tan phèn bột và trộn dung dịch phèn, dung tích bể pha
phèn : W
1
=1,4 m
3
.
Dùng máy khuấy có số cánh quạt bằng 2, số vòng quay 30 vòng\phút (QP: 20 :30
vòng/phút). Chiều dài cánh quạt lấy bằng 0,45 đờng kính bể ( QP: 0,4 : 0,45d).
L

cq
= 0,4.d=0,45.1,3=0,585 m = 0,6 m
Chiều dài toàn phần của cánh quạt là : l
tpcq
=0,6.2=1,2m.
Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế là 0,2 m
2
cánh quạt/1m
3
phèn trong bể (QP: 0,1-0,2
m
2
)
S
cq
= 0,2.W
1
=0,2.1,4 = 0,28 m
2
Chiều rộng mỗi cánh quạt là :
b
cq
=
==
6,0.2
28,0.1
l
S
.
2

1
cq
cq
0,23m
ống xả cặn và ống xả kiệt có đờng kính là 150mm (QP: 100-200mm)
Chọn hai bể hòa trộn đặt trong trạm, một bể làm việc còn một bể chờ, bảo dỡng.
c) Tớnh b trn vỏch ngn ngang cú ca thu hp
- B trn vỏch ngn ngang cú cu to nh mt cỏi mỏng hỡnh ch nht. Trong
mỏng t 3 vỏch ngn cú ca thu hp. Vỏch u v cui cú ca thu hp gia. Vỏch
gia cú ca thu hp 2 bờn. Nh cú cu to ca thu hp so le nh vy m to nờn
chuyn ng xoỏy cn thit lm cho dung dch cht phn ng trn u vi nc. B
trn cú vỏch ngn ngang ỏp dng thớch hp cho cỏc trm x lý cú cụng sut va v
nh. Tc nc chy trn trong mỏng v
m
0,6 m/s. Tc nc qua ca thu hp v
h

= 1m/s.
- Cụng sut trm x lý : Q = 3500m
3
/ng = 145,8 m
3
/h = 0,0405 m
3
/s
10
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUẤN
- Diện tích máng:
)(193,0
6,0

116,0
2
m
vm
Q
fm
===
- Chọn chiều cao lớp nước cuối bể : hc = 0,5 m ( Quy phạm hc = 0,4-0,5m)
- Chiều rộng máng: b
m
=
)(39,0
5,0
193,0 fm
m
hc
==
- Tổn thất áp lực qua cửa thu hẹp : lấy h = 0,13
- Kích thước của cửa thu hẹp
- Cửa vách giữa : gồm 2 cửa, diện tích 1 cửa là
fc
2
=
)(02025,0
1.2
0405,0
2
2
m
v

Q
==
- Chiều cao lớp nước sau vách ngăn giữa: h2 = 0,5 + 0,13 = 0,63 m
- Nếu lấy khoảng cách của mép trên cửa thu hẹp với bề mặt của lớp nước trên
nó là 0,13m (Quy phạm là 0,1-0,5m) thì chiều cao của cửa thu hẹp ở ngăn giữa là:
hc
2
= 0,63 – 0,13 = 0,5m.
-Chiều rộng cửa : bc
2
=
)(116,0
5,0
058,0
m
=
- Cửa thu hẹp ở vách ngăn đầu và cuối:
Mỗi vách ngăn có 1 cửa, diện tích cửa là
fc
1,3
=
)(0405,0
1
0405,0
2
m
v
Q
==
- Chiều cao lớp nước sau vách ngăn 3 : h

c
= 0,5m.
- Khoảng cách giữa các đỉnh cửa thu hẹp và mặt nước trên nó lấy 0,3m.
- Chiều cao cửa thu hẹp 3: hc
3
= 0,5 – 0,13 = 0,37m.
- Chiều rộng cửa thu hẹp 3 :
bc
3
=
m
hc
fc
31,0
37,0
116,0
3
3
==
-Chiều cao lớp nước sau vách ngăn đầu: h
1
= 0,5 + 0,13 + 0,13 = 0,76m.
Lấy khoảng cách đỉnh cửa thu hẹp và mặt nước là 0,13m.
hc
1
= 0,76 – 0,13 = 0,63m.
bc
1
=
m

hc
fc
18,0
63,0
116,0
1
1
==
-Khoảng cách giữa các vách ngăn là: l = 2b = 2.0,39 = 0,78m.
11
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
d) Tính toán bơm định lợng
q
phèn
=
p
Lp

2

2Lp
: Liều lợng phèn cần thiết sử dụng trong1 giờ ( kg/h)
P: Nồng độ phèn ở bể pha phèn (%), p=5%
Vậy :
q
phèn
=
=
5
100.83,5

116,6 (kg/h)
q
phèn
= 116,6 (kg/h) tơng đơng với 116,6 (l/h)
Vậy chọn 3 máy bơm định lợng phèn, 2 máy bơm làm việc, 1 máy bơm dự phòng có
thông số kỹ thuật :q=150 (l/h)
e) Tính toán kho dữ trữ hóa chất phèn nhôm
Hóa chất dùng trong xử lý nớc phải đợc dự trữ đảm bảo có thể sử dụng liên tục. L-
ợng hóa chất dự trữ đủ cho 1 tháng tiêu thụ. Kho dự trữ hóa chất phảI khô ráo, có
mái che. Diện tích sàn khi có thể tích theo [2-36]
F
kho
=
ok
GhP
TPQ
10000


(m
2
)
Trong đó :
Q: công suất trạm xử lý (m
3
/ngày)
P:liều lợng hóa chất tính toán (g/m
3
)
T:thời gian giữu hóa chất trong kho (ngày)

: hệ số tính đến diện tích đi lại và thao tác trong kho,

=1,3
G
0
: khối lợng riêng của hóa chất (tấn/m
3
) ( thờng lấy 1,1 tấn/m
3
)
P
k
: độ tinh khiết của hóa chất (%)
h: chiều cao cho phép của lớp hóa chất (m) ( phèn nhôm cục, h=2m)
Vậy :
F
kho
=
1,1.2.100.10000
3,1.30.40.3500
= 2,48(m
2
)
Nhà hóa chất bố trí thêm khoang hòa trộn hóa chất, khoang đặt máy bơm
định lợng nên diện tích kho chứa hóa chất là 15 m
2
. Kích thớc kho chứa hóa chất :
a.b = 5m.3m
Lắp các thiết bị an toàn: rửa mắt, trung hòa toàn bộ cơ thể khi bị nhiễm

phèn.
Bảng 2.2: Bảng tính toán các thông số của công trình chuẩn bị dung dịch phèn.
STT Thông số Đơn vị Giá trị
1 Liều lợng phèn sử dụng trong 1 giờ Kg 5,83
2 Liều lợng phèn sử dụng trong 1 ngày Kg 140
3 Liều lợng phèn sử dụng trong 1 tháng Kg 4200
4 Số bể pha phèn Bể 2
5 Đờng kính mỗi bể M 1,3
6 Chiều cao bể M 1,3
7 Số máy bơm định lợng phèn Cái 3
8 Công suất bơm l/h 150
9 Chiều rộng nhà hóa chất M 3
10 Chiều dài nhà chứa hóa chất M 5
3. Tính toán công trình chuẩn bị dung dịch Clo
a) Liều lợng Clo
Công suất thiết kế: 3500 m
3
/ngđ=145,8 m
3
/h
12
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
Khử trùng bằng Clo lỏng, liều lợng Clo hoạt tính cho vào nớc lấy bằng 2 mg/l
( điều 6.169-TCXDVN 33:2006, QP: 2-3 mg/l)
L
Cl
=2 (mg/l)=2.10
-3
(kg/m
3

)
Lợng Clo cần dùng trong 1 giờ:
q
Cl
= Q.L
Cl
(kg/h)
Trong đó:
L
Cl
: Liều lợng Clo (Kg/m
3
)
Q: Công suất trạm ( m
3
/h), Q
trạm
= 3500 (m
3
/ngđ)=145,8 (m
3
/h)
Vậy :
q
Cl
= 145,8.2.10
-3
=0,29=0,3 (kg/h)
Lợng nớc tính toán cho hòa trộn Clo làm việc, tối thiểu lấy bằng 0,6 (m
3

/kg.Clo)
(điều 6.169 TCXDVN 33:2006)
Lu lợng nớc cấp cho trạm Clo là:
Q
cấp
=0,6.q
Cl
=0,6.0,3=0,18(m
3
/h)
Lợng Clo dùng trong một ngày:
Q
Cl
=24.q
Cl
=24.0,3=7,2 (kg/ngđ)
Lu lợng nớc tiêu thụ trong 1 ngày:
Q
cấp
=0,18.24=4,32(m
3
/h)=4,5(m
3
/h).
Chọn số bình Clo dự trữ trong trạm đủ dùng trong 30 ngày
Lợng Clo dùng trong 1 tháng:
Q
Cl
=30.7,2=216 (kg)
Clo lỏng có tỉ trọng riêng là 1,43 (kg/l) tổng lợng dung dịch Clo là:

Q=
151
43,1
216
=
(l)
Chọn bình Clo loại 50Kg, số lợng bình Clo dùng trong 1 tháng là 4 bình.
Lắp đặt hệ thống Clorator công suất 0-0,4 kg/h để phục vụ cho việc khử trùng của
hệ thống bao gồm:
-Thiết bị Clorator (0-0,4 kg/h) 2 bộ
-Bơm kỹ thuật Q=200l/h, H=50m 1 bộ
b) Tính toán nhà chứa Clo
Phòng Clo đợc xây dựng làm 2 gian riêng biệt cuối hớng gió với kích thớc:
1 gian đặt Clorator, 1 gian đặt bình Clo lỏng. Các gian có cửa thoát dự phòng riêng.
Phía bên ngoài nhà Clo có bố trí vòi rửa cho công nhân sau khi vận hành.
Nhà Clo có khối tích 4m.3m.3m=36 m
2
Bảng 2.3: Bảng tính toán chi tiết công trình chuẩn bị dung dịch Clo
STT Thông số Đơn vị Giá trị
1 Lợng CLo tiêu thụ trong 1 giờ Kg 0,3
2 Lợng Clo tiêu thụ trong 1 ngày Kg 7,2
3 Lợng Clo tiêu thụ trong 1 tháng Kg 216
4 Chiều cao nhà chứa Clo M 3
5 Chiều rộng nhà chứa Clo M 3
6 Chiều dài nhà chứa Clo M 4
4. Tính toán bể lắng đứng kết hợp với ngăn phản ứng hình trụ
4.1. Tính toán ngăn phản ứng hình trụ
Diện tích ngắn phản ứng đặt trong bể đợc xác định theo [1-35]
f=
NH

TQ
60
.
(m
2
)
Trong đó:
t: thời gian lu nớc trong ngăn phản ứng (phút). t=18 phút( QP: 15-20 phút)
13
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
H:Chiều cao ngăn phản ứng lấy bằng 0,9 chiều cao vùng lắng (m). Chọn chiều cao
vùng lắng là 5m ( QP: 2,6-5 m). H=0,9.5=4,5 m
N: Số bể lắng (bể). Chọn N=3
Vậy:
f=
3.5,4.60
18.8,145
=3,24 m
2
Đớng kính ngăn phản ứng:
d=

f.4
=

24,3.4
=2,03 m
Chọn đờng kính ngăn phản ứng là 2m
Miệng phun đặt cách thành buồng phản ứng : 0,2.d=0,2.2=0,4 m
Đờng kính miệng phun:[2-49]

d
f
= 1,13.
f
b
V
q
.
à
(m)
Trong đó:
à
: Hệ số lu lợng đối với miệng phun hình nón có góc nhọn

=25
o
C thì
à
=0,908
q
b
= lu lợng nớc đi vào mỗi bể ( m
3
/s)
q
b
=
=
3.86400
3500

0,013 m
3
/s
Chọn d
f
= 90 mm.
Vậy :
V
f
=
=
2
2
09,0.908,0
013,0.13,1
2,26 m/s
(QP: 2-3 m/s)
Chiều dài miệng phun: [2-49]
l
f
=
==
2
25
cot.45
2
cot.
2
0
C

gg
d
f

202,98 mm=210 mm.
Tổn thất áp lực ở miệng phun : [2-47]
h= 0,06.V
2
fkt
(m)
V
2
fkt
: Vận tốc phun kinh tế (m/s) lấy nh sau :
V
2
fkt
=1,13
2
.
26,2
09,0.908,0
013,0
.13,1
.
2
2
2
=
f

b
d
q
à
m/s
Vậy : h= 0,06.2,26
2
=0,3 m
4.2. Tính toán bể lắng đứng
Diện tích tiết diện ngang của vùng lắng của bể lắng đứng đợc xác định theo [1-35]
F=
NV
Q
tt
6,3
.

(m
2
)
Trong đó:
Q: Lu lợng nớc tính toán (m
3
/h), Q=3500 m
3
/ngđ=145,8 m
3
/h
V
tt

: Tốc độ tính toán của dòng nớc đi lên (mm/s). Dựa vào bảng xác định tốc độ rơi
của cặn ( bảng 6.9 điều 6.71 TCXDVN 33:2006), ứng với hàm lợng cặn của nớc là
290 mg/l ( Nớc đục vừa, có dùng phèn), chọn V
tt
=0,45 mm/s ( QP: 0,45-0,5 mm/s)
N: Số bể lắng đứng. N=3

: Hệ số kể đến việc sử dụng dung tích bể. Chọn

=1,3 ( QP 1,3-1,5).
Ta có:
14
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
F=
39
3.45,0.6,3
8,145
.3,1 =
(m
2
)
Đờng kính bể lắng :[2-84]
D=
33,7
)24,339(4)(4
=
+
=
+

fF
m
Trong đó:
F: diện tích bể lắng (m
2
)
Chọn D=8m
Lu lợng nớc đi vào mỗi bể :
q
b
=
013,0
3.86400
3500
=
(m
3
/s)
Chọn đờng kính ống dẫn nớc vào bể, D
1
=150 mm
Vận tốc nớc chảy trong ống:
V=
8,079,0
15,0.
013,0.4
.
4
22
1

===

D
q
b
m/s
Chọn đờng kính ống xả cặn = 200mm (QP: 100-200mm)
Thời gian làm việc giữa 2 lần xả cặn đợc xác định theo [2-85]
T=
).(

max
CCQ
NW
c


(h)
Trong đó:
W
c
: Dung tích phần chứa nén cặn của bể [2-85]
W
c
=

++
4
.
.
3
.
22
dDdD
h
n

(m
3
).
ở đây :
h
n
: Chiều cao phần hình nón chứa cặn (m)
Chiều cao phần hình nón chứa cặn [2-85]
h
n
=
)90(2
0

tg
dD
(m)

: Góc nghiêng của phần hình nón so với mặt phẳng nằm ngang ( độ), chọn

=50
0

(QP:

=50-55)
D: đờng kính bể lắng(m)
d: đờng kính phần đáy hình nón lấy bằng đờng kính ống xả cặn (m), d=200mm=0,2m
(QP: 150-200 mm)
N: số bể lắng đứng ( bể) N=3.

: Nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt (g/m
3
) tùy theo hàm lợng cặn trong nớc và
thời gian chứa cặn trong bể, lấy theo bảng 3.3,

=8000 (g/m
3
)
Q: Lu lợng tính toán (m
3
/h), Q=145,8 m
3
/h

C
max
: Hàm lợng cặn trong nớc đa vào bể lắng (mg/l)
C: Hàm lợng cặn sau khi lắng (mg/l), C= 12mg/l (QP: 10-12 mg/l)
h
n
=
=


)5090(2
2,08
00
tg
4,6 (m)
Vậy :
W
c
=
=








++
4

2,0.82,08
.
3
6,4.
22

79 m
3
15
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
Hàm lợng cặn trong nớc tính theo [2-78]
C
max
=C
n
+KP+0,25M+v (mg/l)
Trong đó :
C
n
: Hàm lợng cặn nớc nguồn (mg/l); C
n
=290 (mg/l)
P: liều lợng phèn tính theo sản phẩm không ngậm nớc (mg/l); P=25g/m
3
=25mg/l.
K:Hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết của phèn sử dụng; chọn K=1,0 (Phèn nhôm sạch)
M:Độ màu của nớc nguồn (TCU); M=12 TCU
V: Liều lợng vôi kiềm hóa nớc. (mg/l)
C
max

= 290+25.1+0,25.12=318 (mg/l)
Vậy :
T=
=
)12318.(8,145
8000.3.79
42,5 (h)
Thời gian làm việc giữa hai lần xả cặn của mỗi bể lắng
t=T/3=14,16 (h)
Lợng nớc dùng cho việc xả cặn bể lắng tính bằng phần trăm lợng nớc xử lý:
P=
(%)100.
.

TQ
NWK
cp
K
p
: Hệ số pha loãng cặn bằng 1,2-1,15. Lấy K
p
=1,15.
P=
=100.
5,42.8,145
3.79.15,1
4,39%
Lợng nớc dùng cho việc xả cặn bể lắng tính bằng phần trăm lợng nớc xử lý của mỗi bể
lắng:
p=P/3=1,46%

Để thu nớc đã lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể. Nớc
chảy theo hai chiều, vận tốc nớc chảy trong máng là 0,6m/s (QP: 0,5-0,6 m/s) nên diện
tích mặt cắt ngang của máng vòng là : [2-87]
F
v
=
==
6,0.2
013,0
.2 v
q
b
0,011 m
2
Thiết kế máng có tiết diện : 0,1.0,11 m
Chiều cao toàn phần của bể lắng đứng:
H=h
1
+h
bv
+h
n
(m)= 5+0,4+4,6=10m
h
1
: chiều cao vùng lắng (m), h
1
=5 m
h
n

: chiều cao hình nón (m), h
n
=4,6 m
h
bv
:chiều cao bảo vệ (m), chọn h
bv
=0,4 m
Vậy : H= 5+0,4+4,6=10 m
Bảng2.4: Bảng tính toán chi tiết các thông số của bể lắng đứng kết hợp ngăn phản ứng
hình trụ.
TT Thông số Đơn vị Giá trị
Ngăn phản ứng
1 Đờng kính bể phản ứng M 2
2 Chiều cao ngăn phản ứng M 4,5
Bể lắng đứng
3 Số bể lắng Bể 3
4 Đờng kính bảo vệ M 8
5 Chiều cao bảo vệ M 0,4
6 Chiều cao phần nón M 4,6
7 Chiều cao vùng lắng M 5
8 Chiều cao ngăn phản ứng M 4,5
9 Chiều cao toàn phần bể lắng đứng M 10
16
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
5. Tính toán bể lọc nhanh
a) Bể lọc nhanh đợc tính toán theo 2 chế độ làm việc : chế độ bình thờng và chế độ
tăng cờng.
Chọn vật liệu lọc là cát thạch anh với các thông số: ( Bảng 6.11 TCXDVN 33:2006)
Loại bể lọc Đặc trng của lớp vật liệu lọc V

làm việc
bình thờng
V
làm việc
tăng cờng
d
min
mm
d
max
mm
d
td
mm
Hệ số không
đồng nhất k
Chiều dày
VLL
Một lớp vật
liệu lọc
0,5
1,2
5
0,6-0,65 1,5-1,7 700-800 5-6 6-7,5
Tổng diện tích các bể lọc của trạm xử lý xác định theo [1-43]
btbt
vtataWvT
Q
F
*****6,3*

21

=
(m
2
)
Trong đó:
Q: công suất trạm 3.500 m
3
/ngđ.
T: thời gian làm việc của một trạm trong một ngày đêm 24h.
v
bt
: Vận tốc lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thờng ( m/h), lấy là 5 m/h.
a: Số lần rửa lọc mỗi bể trong 1 ngày đêm ở chế độ làm việc bình thờng
(a = 1 - 4), lấy a = 2.
W: Cờng độ rửa lọc, W= 12-14 (l/s.m
2
) lấy W= 13 (l/s.m
2
) Điều 6.115 và 6.124.
t
1
: Thời gian rửa lọc lấy t
1
=6 phút = 0,1 h. Điều 6.115 và 6.124
t
2
: Thời gian ngừng bể lọc để rửa lấy 0,35 h (TCVN 33- 2006). Điều 6.102.

66,32
5.35,0.21,0.2.13.6,35.24
3500
=

=F
(m
2
).
Số bể lọc cần thiết:
N = 0,5
F
= 0,5.
66,32
= 2,85(bể) ta lấy là 3 bể.
Kiểm tra lại vận tôc tăng cờng:
1
*

=
N
N
vv
bttc
=
13
3
.5

= 7,5 (m/h)

Vận tốc tăng cờng nằm trong giớ hạn cho phép 6-7,5 (m/h)

đảm bảo.
Diện tích một bể lọc là:
F
b
= F/N = 32,66/3 = 10,88 (m
2
)
Kích thớc của bể lọc là: L
ì
B=
4
ì
3 = 12 (m
2
)
Lu lợng nớc đi vào mỗi bể :
q
b
= Q/4=
3.86400
3500
= 0,013 (m
3
/s)
Chọn đờng kính ống dẫn nớc từ bể lắng sang bể lọc, D
1
= 125 mm.
Thì tốc độ nớc chảy trong ống :

V
1
=
2
1
.
qb.4
D

=
2
125,0.14,3
01,0.4
=1,05(m/s)
( V
1
= 1,07 m/s nằm trong giới hạn cho phép 0,8-1,2m/s)
Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh:
H = H
d
+ H
l
+ H
h
+ H
s
+ H
n
+ H
bv

Trong đó:
H
d
: Chiều cao lớp sỏi đỡ = 0,7m có d =1-2 mm để ngăn cát chui vào và phân
phối nớc theo chiều ngang đều và xa hơn.
17
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUẤN
H
l
: ChiÒu cao líp vËt liÖu läc lÊy lµ 0,8m.
H
h
: ChiÒu cao hÇm thu níc lÊy b»ng 0,5m.
H
s
: ChiÒu dµy sµn chôp läc = 0,1 m.
H
n
: ChiÒu cao líp níc trªn vËt liÖu läc = 2m.
H
bv
: ChiÒu cao b¶o vÖ = 0,5 m.
VËy: chiÒu cao bÓ läc lµ H = 4,6 m.
18
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
b) Xác định hệ thống phân phối rửa lọc.
Đ ờng ống dẫn n ớc thô tới bể lọc
Dẫn n ớc lọc về nể chứa n ớc sạch
Đ ờng ống dẫn n ớc sạch rửa lọc
ống xả n ớc rửa lọc

Chọn biện pháp rửa bể bằng gió nớc kết hợp.Cờng độ rửa lọc W = 12-14 l/s.
2
ứng với e = 45%, chọn W = 13 l/s.m
2
.Cờng độ gió rửa lọc W
gió
= 15-20 l/s.m
2
.
Chế độ rửa nớc và gió nh sau :
Rửa gió với cờng độ 15 l/sm
2
trong 2 phút, sau đó rửa kết hợp nớc và gió trong thời
gian 5 phút với cờng độ gió 15 l/sm
2
và nớc là 3 l/s.m
2
, sao cho cát không bị trôi vào
máng thu nớc rửa. Cuối cùng ngừng rửa gió và tiếp tục rửa nớc thuần túy với cờng độ 7
l/s.m
2
trong khoảng thời gian 5 phút.
TT Bớc của chu trình rửa Thao tác cần thực hiện
1 Hạ mực nớc Đóng van nớc đầu vào, mở van thu nớc sạch
tới 100% và chờ cho mực nớc trong bể lọc
giảm xuống còn 0,3 m thì đóng van thu nớc
sạch lại.
2 Thổi khí sục cát 2 phút Đóng van điện ừ xả khí. Mở van khí, khởi
động máy thổi khí và sục khí với cờng độ 15
l/s.m

2
, trong thời gian 2 phút.
Hệ thống đĩa phân phối khí dới đáy chụp lọc
sẽ đợc mở từng bớc đều đặn để bảo vệ lớp
vật liệu lọc sẽ đợc mở từng bớc đều đặn để
bảo vệ lớp vật liệu lọc.
3 Kết hợp sục nớc và khí
5 phút.
Mở van nớc rửa. Khởi động máy bơm rửa số
1 để kết hợp xục nớc và khí. Chờ cho mực n-
ớc dâng 1,4m.
4 Dừng thổi khí Tắt máy thổi khí, đóng van khí mở van điện
từ xả khí d trong đờng ống.
5 Sục nớc tăng cờng 5
phút
Khời động máy bơm rửa số 2 để xục nớc
tăng cờng cùng với máy bơm rửa ngợc số 1
và chờ cho mực nớc trong bể lọc dâng lên
1,8m.
Việc xục khí tăng cờng làm cho mực nớc
dâng lên nhanh hơn tránh sự lắng cặn trở lại
của bùn bẩn.
6 Xả nớc rửa Tắt một máy bơm rửa, chờ khoảng 10 giây.
Mở van xả nớc rửa, chờ khoảng 3 phút.
7 Cho nớc vào bể lọc Đóng van xả nớc rửa, tiếp tục chạy một máy
bơm và chờ cho mực nớc trong bể lọc dâng
lên 1,8m. Tắt máy bơm nớc rửa. Đóng van
nớc rửa.
19
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN

8 Khởi động bể lọc Mở van nớc vào bể lọc và thu van nớc sạch.
Điều chỉnh mực nớc trong bể đợc duy trì ở
mức cao hơn 1,8m (2m)
Lu lợng nớc rửa của 1 bể lọc : [2-141]
Q
r
=
=
1000
.Wf
=
1000
8.12
0,096 m
3
/s=96 l/s
Chọn ống chính bằng thép đờng kính ống d
c
= 250 mm.
Thì tốc độ nớc chảy trong ống chính :
V
c
=
=
2
.
.4
c
r
d

Q

2
25,0.14,3
096,0.4
=1,95 m/s.
(Giới hạn cho phép là 2m/s)
Khoảng cách giữa các ống nhánh là : 0,25 m (QP: 0,25-0,35 m). Thì số ống nhánh của
một bể lọc là : m=
== 2.
25,0
3
2.
25,0
B
24 ống.
Lu lợng nớc rửa lọc chảy trong mỗi ống nhánh là :
q
n
=
3
10.4
24
096,0
24

==
r
Q
m

3
/s.
Chọn đờng kính ống nhánh thép d
n
=50 mm.
Thì tốc độ nớc chảy trong ống nhánh :
V
n
=
sm
d
Q
n
r
/2
05,0.
10.4.4
.
.4
2
3
2
==


(QP: 1,8-2 m/s)
Chiều dài một ống nhánh: [3-271]
L=
m
dL

n
2
2
05,04
2
=

=

Với đờng kính ống chính là 0,25m thì diện tích tiết diện ngang của ống chính là :
=
2
22
05,0
4
25,0.14,3
4
.
m
d
==

Tổng diện tích của các lỗ bằng 35% diện tích ngang của ống chính (QP: 30-35%)


lỗ
=35%.=0,35.0,05=0,0175 m
2
.
Chọn lỗ có đờng kính 10 mm (QP: 10-12 mm)

Diện tích 1 lỗ là :

1 lỗ
=
5
2
10.85,7
4
01,0.

=

m
2
Tổng số lỗ là :
N=
lỗ 1
lỗ




=
223
10.85,7
0175,0
5
=

lỗ

Vậy, số lỗ trên mỗi ống nhánh :
10
24
223
=
lỗ.
Trên mỗi ống nhánh, các lỗ xếp thành 2 hàng so le, hớng xuống phía dới và nghiêng
1 góc 45
0
so với mặt phẳng nằm ngang. Số lỗ trên mỗi hàng của ống nhánh là 5 lỗ.
Khoảng cách giữa các lỗ lấy bằng 150mm(QP:150-200 mm)
Chọn 1 ống thoát khí =32 mm đặt ở cuối ống chính.
Chọn đờng kính ống dẫn nớc rửa lọc, D
3
=125 mm
Thì tốc độ nớc chảy trong ống:
20
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
V
3
=
05,1
125,0.
013,0.4
.
.4
22
3
==

D
q
b
m/s
(giới hạn cho phép 1-1,5 m/s)
Chọn đờng kính ống xả nớc lọc đầu, D
4
=125 mm
Chọn đờng kính ống xả cặn, D
5
=125 mm.
Tính toán hệ thống dẫn gió rửa lọc:
Chọn cờng độ gió là : W
gió
=15 /s.m
2
thì lu lợng gió tính toán : [2-142]
Q
gió
=
==
1000
12.15
1000
. fW
giú
0,18 (m
3
/s) =180 (l/s)
Chọn đờng kính ống gió chính, d

c
=125 mm
Tốc độ gió trong ống dẫn gió chính :
V
c
=
==
22
125,0.
18,0.4
.
.4

c
r
d
Q
15 m/s.
(QP: 15-20 m/s)
Khoảng cách giữa các ống nhánh là : 0,25m ( QP: 0,25-0,35 m). Thì số ống nhanh
của một bể lọc là : m=
== 2.
25,0
3
2.
25,0
B
24 ống.
Lợng gió trong một ống nhánh sẽ là :
q=

==
24
18,0
24
gió
Q
7,5.10
-3
(m
3
/s)
Chọn đờng kính ống dẫn gió nhánh d
n
=25 mm.
Thì vận tốc gió qua ống nhánh:
V
n
=
==

2
3
2
025,0.
10.5,7.4
.
.4

n
d

q
15 m/s
(QP: 15-20 m/s)
Chiều dài một ống nhánh: [3-274]
L=
2
2
02,04
2
=

=

n
dL
m
Đờng kính ống dẫn gió chính là 100 mm, diện tích tiết diện ngang của ống dẫn gió
chính là :
f
c
=
4
1,0.14,3
4
.
2
2
=
c
d

=7,85.10
-3
m
2
.
Tổng diện tích các lỗ lấy bằng 40% diện tích tiết diện ngang ống gió chính (QP: 35-
40%)


lỗ= 40%.f
c
=0,4.7,85.10
-3
=3,14.10
-3
(m
2
)
Chọn đờng kính lỗ gió là 2 mm ( QP:2-5 mm), diện tích 1 lỗ gió là:

1 lỗ=
=
4
002,0.14,3
2
3,14.10
-6
(m
2

)
Tổng số lỗ gió sẽ là :
n=
1000
10.14,3
10.14,3
1
6
3
==



lỗ
lỗ


lỗ
Số lỗ trên 1 ống :
42
24
1000
=
lỗ.
21
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
Trên mỗi ống nhánh, các lỗ xếp thành 2 hàng so le, hớng xuống phía dới và nghiêng
1 góc 45
0
so với mặt phẳng nằm ngang. Số lỗ trên mỗi hàng của ống nhánh là 21 lỗ.

Khoảng cách giữa các lỗ lấy 150 mm ( QP: 140-180mm)
c) Tính toán hệ thống chụp lọc:
Sử dụng chop lọc có khe đuôi dài
Số chop lọc trên 1 m
2
diện tích lọc là 50 cáI (QP: 50 cái) [2-130]
Vậy số chụp lọc trên 12 m
2
diện tích một bể lọc là 50.12= 600 cái.
Tổng số chụp lọc của 4 bể lọc là : 600.4=2400 cái.
Khoảng cách giữa các chụp lọc là 150 mm (QP: 140-180 mm)
Tổng diện tích các khe của chụp lọc = 0,6% diện tích công tác của bể lọc (QP: 0,6-
0,8%)


khe= 0,006.F=0,006.12=0,072 m
2
Chiều rộng khe lấy bằng 0,4 mm
Tốc độ chuyển động của dòng nớc hoặc hỗn hợp gió, nớc qua khe chụp lọc=1,5 m/s
Hệ thống chụp lọc đợc gắn vào sàn bê tông cốt thép dày 100 mm đặt ở phía dới lớp
vật liệu lọc.
d) Tính toán máng phân phối và thu nớc rửa lọc:
Bể có chiều dài là 4m. Chọn mỗi bể bố trí 2 máng thu nớc rửa lọc có đáy hình tam
giác. Khoảng cách giữa các máng là d=4/2=2m (QP: 2,2m)
Lợng nớc rửa thu vào mỗi tháng xác định theo công thức : [2-146]
q
m
= W.d.l (l/s)
Trong đó:
W: Cờng độ rửa lọc (l/s.m

2
); W=8 l/s.m
2
d: Khoảng cách giữa các tâm máng (m); d=2 m
l: Chiều dài của máng (m); l=3 m
q
m
= 8.2.3=48 l/s=0,048 m
3
/s
Chiều rộng máng tính theo công thức : [2-132]
B
m
= K.
5
3
2
)57,1( a
q
m
+
(m)
Trong đó :
a: tỉ số giữa chiều cao phần chữ nhật với ẵ chiều rộng máng; a=1,3 (QP: 1-1,5)
K: Hệ số đối với tiết diện máng hình tam giác; K=2,1
Ta có:
B
m
= 2,1.
5

3
2
)3,157,1(
06,0
=
+
0,36 m
Chọn B
m
=0,4 m.
a=
m
aB
h
B
h
m
cn
m
cn
26,0
2
3,1.4,0
2
.
2
===
Chọn h
cn
=0,3m

Vậy chiều cao máng thu nớc là h
cn
=0,3m. Lấy chiều cao phần đáy tam giác : h
d
=0,2m.
Độ dốc của máng lấy về phía máng nớc tập trung là i=0,01. Chiều dày thành máng là
m

=0,08m
Chiều cao toàn phần của máng thu nớc rửa là : [2-147]
H
m
=h
cn
+h
d
+
m

=0,3+0,2+0,08=0,58 m.
22
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
Chọn H
m
=0,6 m
Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép trên máng thu nớc xác định theo [2-
133]
25,0
100
45,0.8,0

+=
m
H
=0,61 m
Theo quy phạm, khoảng cách giữa đáy dới cùng với máng dẫn nớc rửa phải nằm cao
hơn lớp vật liệu tối thiểu là 0,07m.
Chiều cao toàn phần của máng thu nớc là : H
m
=0,6m
Vì máng dốc về phía máng tập trung i=0,01, máng dài 3m.

Chiều cao ở máng tập trung là: 0,6+0,01.3=0,63 m
Vậy
=
m
H
0,07+0,63=0,7 m
Khi dùng biện pháp rửa lọc bằng gió và nớc kết hợp, cần gắn thêm các tấm chắn bảo vệ
vào mép máng thu để ngăn chặn việc cuốn trôi cát lọc vào máng thu.
Nớc rửa lọc từ máng thu tràn vào máng nớc tập trung. Khoảng cách từ đáy máng thu
đến máng tập trung xác định theo [2-133]:
h
m
= 1,75.
2,0
.
3
2
2
+

Ag
q
M
(m)
Trong đó :
q
m
: lu lợng nớc chảy vào máng tập trung nớc (m
3
/s); q
m
=0,1 m
3
/s
A: chiều rộng của máng tập trung (m); chọn A= 0,7m (QP: 0,6 m)
g: gia tốc trọng trờng (m/s
2
); g=9,81 m/s
2
.
h
m
= 1,75.
2,0
7,0.81,9
1,0
3
2
2
+

=0,43 m
Chọn h
m
=0,5 m
e) Tính tổn thất áp lực khi rửa bể lọc nhanh
-Tổn thất áp lực trong hệ thống phân phối bằng ống khoan lỗ của bể lọc xác định theo
[1-46]
h
m
=
g
V
g
V
nc
22
22
+

(m)
Trong đó:
V
c
: Tốc độ ở đầu ống chính (m/s)
V
n
: Tốc độ ở đầu ống nhánh (m/s)

: Hệ số sức cản.
g: gia tốc trọng trờng (m/s

2
); g=9,81 m/s
2
=

96,181
35,0
2,2
)35,0(1
.
2,2
22
=+==+

KW
WK
h
m
= 18,96.
8,5
81,9.2
5,2
81,9.2
4,2
22
=+
(m)
-Tổn thất áp lực trong hệ thống phân phối có đáy trung gian và có chụp lọc xác định theo [2-
134]
h

c
=
2
2
2
à
g
V
(m)
Trong đó :
23
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
V: tốc độ chuyển động của nớc hoặc hỗn hợp nớc và không khí qua khe chụp lọc (m/s), V=1,5
m/s
à
: hệ số lu lợng của chụp lọc. Đối với chụp lọc có xẻ khe
à
=0,5
h
c
=
2
2
5,0.81,9.2
5,1
=0,46 (m)
-Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ : [2-135]
h
Đ
=0,22.L

S
.W (m)
Trong đó :
L
S
= Chiều dày lớp sỏi đỡ (m), L
S
=0,7 m
W: Cờng độ rửa lọc (l/s.m
2
), W=8 l/s.m
2
Vậy h
đ
= 0,22.0,7.8=1,232 m
-Tổn thất áp lực trong lớp vật liệu lọc: [2-135]
h
vl
= (a+bW)L.e (m)
Trong đó :
Với kích thớc hạt d=0,7-0,8 m ; a=0,76;b=0,017
L: Chiều dày lớp vật liệu lọc (m), L=0,8 m
e: độ giãn nở tơng đối (%), e=45%
h
vl
= (0,76+0,017.8)0,8.0,45=0,32 m
Vậy tổn thất áp lực khi rửa bể lọc nhanh:
h
t
=h

m
+h
c
+h
đ
+h
vl
+h
bm
=5,8+0,46+1,232+0,32+2=9,8 m
h
m
: áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu của lớp cát lọc lấy h
bm
=2 m.
f) Tính toán bơm rửa lọc và bơm gió rửa lọc :
áp lực công tác cần thiết của máy bơm rửa lọc :[2-142]
H
r
=h
hh
+h
ô
+h
m
+h
c
+h
đ
+h

vl
+h
bm
+h
cb
(m)
Trong đó :
h
t
= h
m
+h
c
+h
đ
+h
vl
+h
bm
=9,8 (m)
h
hh
: độ cao hình học đa nớc tính từ mức nớc thấp nhất trong bể chứa đến mép máng thu
nớc rửa lọc (m)
h
hh
=4,5+3,5-2+0,7 = 6,7 m
4,5 : chiều sâu mực nớc trong bể chứa (m)
3,5 : Độ chênh mực nớc giữa bể lọc và bể chứa (m)
2: Chiều cao lớp nớc trong bể lọc. (m)

0,7: Khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến mép máng (m)
h
ô
:Tổn thất áp lực trên đờng ống dẫn nớc từ trạm bơm nớc rửa đến bể lọc (m)
h
ô
=i.l (m)
Giả sử chiều dài đờng ống dẫn nớc rửa lọc là l=100 m. Đờng kính ống dẫn nớc rửa lọc D= 250
mm, Q
r
= 100 l/s. Tra bảng hệ số tổn thất ( Phụ lục 14- TCXDVN 33:2006) ta đợc 1000i=8
h
ô
=0,008.100=0,8 m
h
cb
: Tổn thất áp lực cục bộ của bộ phân nối ống và van khóa (m) : [2-142]
h
cb
=

.
g
V
2
2
(m)
Giả sử trên đờng ống dẫn nớc rửa lọc có các thiết bị phụ nh 2 cút 90
o
, 1 van khóa, 2 ống ngắn.

h
cb
=(2.0,98+0,26+1.2).
=
81,9.2
04,2
2
0,9 m
Vậy H
r
= 9,8+6,7+0,8+0,9= 18,2 m
Vậy với Q
r
= 96 l/s, H
r
=18,2 m chọn máy bơm rửa lọc phù hợp, chọn 2 máy bơm có công suất
150 l/s, 1 máy bơm rửa lọc công tác, phải chọn 1 máy bơm dự phòng. Với Q
gió
= 180 l/s ,
H
gió
=3 m (QP: 3-4 m) chọn 1 máy bơm gió với công suất 200 l/s.
-Tỉ lợng nớc rửa so với lợng nớc vào bể : [2-143]
P=
1000
100 60
0
1
TQ
NtfW

(%)
24
N CễNG NGH MễI TRNG GVHD: Th.S MAI QUANG TUN
Trong đó :
W: Cờng độ rửa lọc (l/s.m
2
)
f: Diện tích một bể lọc (m
2
)
N: Số bể lọc ( bể)
Q: Công suất trạm xử lý (m
3
/h)
T
0
: Thời gian công tác của 2 bể giữa 2 lần rửa ( giờ )
T
0
=
)(
321
ttt
n
T
++
Trong đó :
T: Thời gian công tác của bể lọc trong 1 ngày ( giờ )
n: Số lần rửa bể lọc trong 1 ngày ( lần )
321

,, ttt
: Thời gian rửa, xả nớc lọc đầu và thời gian chết của bể ( giờ )
T
0
=
)35,017,01,0(
1
24
++
=23,38 ( giờ)
Vậy :
P=
05,0
1000.38,23.8,145
100.3.60.1,0.12.8
=
%
Bảng 2.5 Bảng tính toán chi tiết các thông số của bể lọc nhanh
TT Thông số Đơn vị Giá trị
Bể lọc
1 Số bể lọc nhanh Bể 3
2 Chiều cao mỗi bể lọc nhanh M 4.6
3 Chiều dài mỗi bể lọc nhanh m 4
4 Chiều rộng mỗi bể lọc nhanh m 3
Hệ thống rửa lọc bằng nớc
5 Đờng kính ống chính mm 250
6 Đờng kính ống nhánh mm 50
7 Số ống nhánh mỗi bể Cái 24
8 Tổng số lỗ Cái 223
Hệ thống rửa lọc bằng gió

9 Đờng kính ống chính mm 125
10 Đờng kính ống nhánh mm 25
11 Số ống nhánh Cái 24
12 Tổng số lỗ Cái 1000
Hệ thống phân phối và thu nớc rửa lọc
13 Chiều dài máng M 3
14 Chiều rộng máng M 0,4
15 Chiều cao toàn phần của máng M 0,6
16 Khoảng cách từ đáy máng thu nớc rửa đến máng
tập trung
M 0,5
Tổn thất áp lực khi rửa bể lọc M 9,8
6. Tính toán bể chứa nớc sạch
Dung tích bể chứa:
W
bc
=W
đh
+W
3h
cc
+W
bt
(m
3
)
Trong đó :
W
đh
: Dung tích phần điều hòa của bể chứa (m

3
)
W
đh
=15%Q
ngày đêm
=15%.3500=525 m
3
W
3h
cc
: Nớc cần cho việc chữa cháy trong 3 giờ (m
3
)
W
3h
cc
=10,8.n.q
cc
=10,8.2.30=648 (m
3
)
n:số đám cháy xảyra đồngthời, n=2
25