Tính toán lựa chọn thiết bị xử lý nước tại sông Đồng Nai

Đăng Minh Sơn


 !"#
$%&'($")*
- Sông Đồng Nai là con sông lớn đứng thứ hai sau sông Cửu Long ở vùng
Đông Nam Bộ với lưu vực rộng khoảng 44.612 km
2
.
- Sông Đồng Nai chảy qua các tỉnh: Đồng Nai, thành phố Hồ Chí Minh, Lâm
Đồng, Đăk Nông, Bình Phước, Bình Dương, Long An và Tiền Giang.
- Các sông chính trong lưu vực: Đồng Nai, Sài Gòn, Vàm Cỏ, Thị Vải và
Sông Bé.
- Sông Đồng Nai bắt nguồn từ vùng núi Phía Bắc thuộc cao nguyên Lang
Biang (Nam Trường Sơn) ở độ cao 1.770m với nhiều đồi, thung lũng và sườn núi.
- Hướng chảy chính của sông Đồng Nai là Đông Bắc – Tây Nam và Bắc
– Nam.
- Sông Đồng Nai gồm nhiều nhánh sông và chảy qua nhiều thác ghềnh,
thác cuối cùng nổi tiếng là thác Trị An. Nơi đây có hồ nước nhân tạo lớn nhất Việt
Nam, đó là hồ Trị An, cung cấp nước cho nhà máy thủy điện Trị An. Ở thượng lưu
thác Trị An được sự phối hợp của các nhánh lớn sông La Ngà, với diện tích lưu
vực là 4.100km2, còn ở hạ lưu thì được sự phối hợp của các nhánh sông Sông Bé
1
Đăng Minh Sơn
với diện tích lưu vực 8.200km2. Lưu vực này đa số là đất phì nhiêu, màu mở do sự
phân hóa cao của đá bazan.
- Về Phía Tây thì sông Đồng Nai được sự hợp tác của sông Sài Gòn. Từ
thượng nguồn đến hợp lưu với sông Sài Gòn, dòng sông chính dài khoảng 530km.
Và tiếp đó đến sông Nhà Bè với khoảng cách 34km.
- Toàn bộ chiều dài từ sông Sài Gòn đến cửa Soài Rạp (huyện Cần Giờ)
khoảng 586 km, diện tích lưu vực đến Ngã Ba Lòng Tàu là 29.520km

2
.
- Chảy theo hướng Bắc – Nam thì sông Đồng Nai ôm lấy Cù Lao Tân Uyên
và Cù Lao Phố (Biên Hoà).
+,(# !/ !"#
Trong quá trình phát triển, công nghiệp hóa, hiện đại hóa, các địa phương
trên lưu vực sông Đồng Nai đã và đang tiếp tục đối mặt với vấn đề ô nhiễm các
nguồn nước với xu hướng ngày một gia tăng, đặc biệt là ở khu vực hạ lưu của hệ
thống sông này. Không chỉ dừng lại ở vấn đề nổi cộm là việc thải bỏ các chất thải
sinh hoạt và công nghiệp với số lượng lớn, tải lượng ô nhiễm cao vào nguồn nước,
môi trường nước của hệ thống sông Đồng Nai còn bị tác động mạnh bởi việc khai
thác sử dụng đất trên lưu vực; bởi việc phát triển thủy điện – thủy lợi với sự hình
thành hệ thống các hồ chứa, đập dâng và việc vận hành hệ thống này; bởi các hoạt
động nông nghiệp trên lưu vực với việc sử dụng ngày càng nhiều phân bón hóa học
và thuốc bảo vệ thực vật; bởi việc khai thác tài nguyên khoáng sản; bởi việc quản
2
Đăng Minh Sơn
lý yếu kém các bãi rác…, và vấn đề phát triển giao thông vận tải thủy vốn tiềm ẩn
nhiều rủi ro và sự cố môi trường. Thậm chí ngay cả vấn đề ô nhiễm không khí do
giao thông và phát triển công nghiệp cũng có ảnh hưởng nhất định đến chất lượng
nước.
01.2"%&3
Hệ thống sông Đồng Nai giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong phát triển kinh
tế – xã hội của 11 tỉnh, thành phố có liên quan đến lưu vực. Hệ thống này vừa là
nguồn cung cấp nước cho sinh hoạt và hầu hết các hoạt động kinh tế trên lưu vực
nhưng đồng thời cũng vừa là môi trường tiếp nhận và vận chuyển các nguồn đổ
thải trên lưu vực; vừa là điều kiện để khai thác mặt nước cho nuôi trồng thủy sản,
giao thông vận tải thủy, du lịch, nhưng đồng thời cũng là môi trường tiếp nhận
các chất thải dư thừa và sự cố môi trường từ chính các hoạt động đó; vừa là điều
kiện để khai thác cát cho xây dựng nhưng vừa là nơi tiếp nhận trực tiếp các hậu

quả môi trường do khai thác cát quá mức; vừa là điều kiện để chống xâm nhập mặn
nhưng cũng vừa là yếu tố thúc đẩy sự lan truyền mặn vào sâu trong nội đồng. Có
thể nói rằng, trên lưu vực hệ thống sông Đồng Nai đang diễn ra những mâu thuẩn
hết sức gay gắt giữa các mục tiêu khai thác, sử dụng nguồn nước để phát triển kinh
tế – xã hội hiện tại với các mục tiêu quản lý, bảo vệ nguồn nước để sử dụng lâu
bền. Mâu thuẫn này đang có chiều hướng ngày càng nghiêm trọng hơn trong quá
trình đẩy mạnh sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa trên lưu vực.
3
Đăng Minh Sơn
Chức năng cung cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất công nghiệp vốn là chức
năng quan trọng hàng đầu của hệ thống sông Đồng Nai, hiện đang bị đe dọa trực
tiếp bởi các hoạt động của chính các khu đô thị và khu công nghiệp trên lưu vực,
bởi các chất thải đang được đổ hầu như trực tiếp vào nguồn nước.
+1.2"%&34"/56
Nước là một nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật. Không có nước, cuộc sống
trên Trái đất không thể tồn tại được. Lượng nước này thông qua con đường thức
ăn, nước uống đi vào cơ thể để thực hiện các quá trình trao đổi chất, trao đổi năng
lượng, sau đó theo con đường bài tiết (nước giải, mồ hôi, ) thải ra ngoài.
Ngày nay, với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm
cho nguồn nước tự nhiên bị cạn kiệt và ô nhiễm dần. Vì thế, con người phải biết xử
lý các nguồn nước cấp để có được đủ số lượng và đảm bảo đạt chất lượng cho mọi
nhu cầu sinh hoạt và sản xuất công nghiệp
Hình 1.1. Vòng tuần hoàn nước cấp.
4
Các nguồn nước tự
nhiên
Khai thác và xử lý
Phân phối và sử
dụng
Thu gom và xử lý

Đăng Minh Sơn
Nước là nhu cầu không thể thiếu được trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày
cũng như trong quá trình sản xuất công nghiệp. trong sinh hoạt, nước cấp dùng cho
nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, các hoạt động công cộng như cứu
hỏa, phun nước, tưới cây, rửa đường,… Trong các hoạt động công nghiệp, nước
cấp được dùng cho các quá trình làm lạnh, sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước
giải khát, rượu, bia… Hầu hết 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 triển công nghiệp và mức sinh hoạt cao thấp của
mỗi cộng đồng mà nhu cầu về nước với chất lượng khác nhau cũng rất khác nhau.
Ở các nước phát triển, nhu cầu về nước có thể gấp nhiều lần so với các nước đang
phát triển.
07% 8(7#75%)9!/:%#;<5%)9
/
Để đánh giá chất lượng nước, người ta đưa ra các chỉ tiêu về chất lượng
nước như sau:
- Các chỉ tiêu vật lý cơ bản: nhiệt độ, độ màu, độ đục, mùi, hàm lượng chất
rắn trong nước, độ dẫn điện,…
5
Đăng Minh Sơn
- Các chỉ tiêu hóa học: pH, độ cứng, độ kiềm, độ oxy hóa, hợp chất nitơ, sắt,
mangan, …
- Các chỉ tiêu vi sinh: số vi trùng gây bệnh E.coli, các loại rong tảo, virut,
Bảng 1.1. Số liệu chất lượng nước sông Đồng Nai quý 4 năm 2010
6
Đăng Minh Sơn
1
pH 6.9
6-8.5
2 DO mg/l 5.6

≥ 5
3
TSS
mg/l 93
30
4
COD
mg/l 15
15
5 BOD
5
mg/l 9
6
6 Độ đục NTU 57
5
7 Độ màu Pt – Co 37
15
8
N-NH
+
4
mg/l 0.06
0.2
9
N-NO
-
2
mg/l
0.009 0.02
10 P-PO

4
3-
mg/l 0.048
0.2
11
As
mg/l 0.001
0.02
12 Pb mg/l 0.001
0.02
13
Cr
6+
mg/l <0.01
0.02
14
Zn
mg/l <0.05
1
15 Fe mg/l 6.34
1
16 Hg mg/l <0.0005
0.001
17 E.Coli MPN/100ml 1500
50
18
Tổng
Coliform MPN/100ml 46000
5000
( Nguồn: bảng tổng hợp kết quả quan trắc chất lượng nước sông Đồng Nai đoạn 3

quý 4 năm 2010- Trung tâm Quan trắc và kỹ thuật Môi trường tỉnh Đồng Nai)
=>?@%A!/ !"#
So sánh kết quả trên với bảng tiêu chuẩn chất lượng nước ăn uống, sinh hoạt thì có
các chỉ tiêu chưa đạt tiêu chuẩn như sau: độ đục, TSS, sắt, chất hữu cơ, coliform.
Việc thải bỏ các chất thải sinh hoạt và công nghiệp với số lượng lớn, tải lượng
ô nhiễm cao vào nguồn nước, môi trường nước của hệ thống sông Đồng Nai còn bị
7
Đăng Minh Sơn
tác động mạnh bởi việc khai thác sử dụng đất trên lưu vực; bởi việc phát triển thủy
điện – thủy lợi với sự hình thành hệ thống các hồ chứa, đập dâng và việc vận hành
hệ thống này; bởi các hoạt động nông nghiệp trên lưu vực với việc sử dụng ngày
càng nhiều phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật; bởi việc khai thác tài
nguyên khoáng sản; bởi việc quản lý yếu kém các bãi rác…, và vấn đề phát triển
giao thông vận tải thủy vốn tiềm ẩn nhiều rủi ro và sự cố môi trường.
Dựa vào số liệu chất lượng nước sông đã tìm được, áp dụng kiến thức đã học và
các tài liệu tham khảo ta có thể lựa chọn công nghệ để xử lý.
8
Đăng Minh Sơn
+
BCDCEFGH
+IJ('4"27%&K?L)*/
Mục đích của quá trình xử lý nước là:
- Cung cấp số lượng nước đầy đủ và an toàn về mặt hóa học, vi trùng học để
thỏa mãn nhu cầu về ăn uống sinh hoạt, dịch vụ, sản xuất công nghiệp và phục vụ
sinh hoạt cộng đồng của các đối tượng dùng nước.
9
Nước nguồn
Clo khử trùng
Bơm hoặc tự chảy cấp
cho người tiêu thụ

Đăng Minh Sơn
- Cung cấp nước có chất lượng tốt, ngon, không chứa các chất gây vẫn đục,
gây ra màu, mùi, vị của nước.
- Cung cấp nước có đầy đủ các thành phần khoáng chất cần thiết cho việc bảo
vệ sức khỏe người tiêu dùng.
- Nước sau xử lý phải có các chỉ tiêu chất lượng thỏa mãn “Tiêu chuẩn vệ
sinh đối với chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt”.
++IM%8NOPPA Q?L)*
++ 56/%&%#R6"S#SL%&T
Hình 2.1. Sơ đồ cấp nước trực tiếp sau khi khử trùng
Công nghệ này áp dụng khi nước đạt tiêu chuẩn nước cấp cho ăn uống sinh
hoạt ghi trong bảng 1.14 ( TS. Trịnh Xuân Lai- Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và
10
Bể chứa tiếp xúc để
khử trùng
Đăng Minh Sơn
công nghiệp, trang 38- 42, NXB xây dựng ).Chỉ cần khử trùng rồi cấp cho người
tiêu dùng.
+++ FL)*/UV)3>.
Áp dụng cho nước nguồn có chất lượng loại A ghi trong tiêu chuẩn nguồn
nước TCXD 233 – 1999
Nước nguồn có độ đục nhỏ hơn hoặc bằng 30mg/l tương đương với 15 NTU,
hàm lượng rong, rêu, tảo và độ màu thấp.
Hình 2.2. Sơ đồ xử lí nước bằng lọc chậm
++0 3%&%#R6
Áp dụng khi nước nguồn có chất lượng loại A theo tiêu chuẩn nguồn
nước cấp, nước nguồn có độ đục nhỏ hơn hoặc bằng 10 NTU tương
đương khoảng 20mg/l.
11
Bể lọc chậm

Bể tiếp xúc
khử trùng
Nước
Cấp cho người
tiêu thụ
Clo
Nước
B
ể
B
ể

l
ọ
c

t
i
ế
p

x
ú
c
B
ể

t
i
ế

p

x
ú
c

k
h
ử

t
r
ù
n
g
P
h
è
n
C
l
o
L
ắ
n
g

n
ư
ớ

c

r
ử
a

l
ọ
c
Đ
ư
a

v
à
o

b
ể

t
r
ộ
n

h
o
ặ
c

x
ả

r
a

c
u
ố
i

n
g
u
ồ
n
Đăng Minh Sơn
Hình 2.3. Sơ đồ lọc trực tiếp
++W XOPPA Q?L)*/%&PA%8
Dùng để xử lý nguồn nước có chỉ tiêu chất lượng nước loại B và tốt hơn
12
B
ể

l
ọ
c

t
i

ế
p

x
ú
c
B
ể

t
i
ế
p

x
ú
c

k
h
ử

t
r
ù
n
g
L
ắ
n

g

n
ư
ớ
c

r
ử
a

l
ọ
c
Đ
ư
a

v
à
o

b
ể

t
r
ộ
n

h
o
ặ
c

x
ả

r
a

c
u
ố
i

n
g
u
ồ
n
Đăng Minh Sơn
Hình 2.4. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước truyền thống
+0"3 Q?L)*Y !"#
+0Z)"3 Q
Khi thiết kế quy trình
công
nghệ xử lý nước cấp cần xem xét đầy đủ các
yếu tố sau:
- Chất lượng nguồn nước đầu

vào.
- Cần xem xét vấn đề bảo vệ và sử dụng tổng hợp các nguồn nước, đảm
bảo cung cấp đầy đủ
lưu
lượng cho nhu cầu hiện tại và khả năng phát triển
trong tương lai.
- Các yếu tố thủy văn và điều kiện địa hình trong khu
vực.
- Yêu cầu về lưu lượng, chất lượng nước sạch cho đối tượng sử dụng
nước.
- Khả năng xây dựng và quản lý hệ thống ( về tài chính, mức độ trang
13
Đăng Minh Sơn
thiết bị,
tổ
chức quản lý hệ thống
).
- Sơ đồ quy hoạch chung và thiết kế khu dân cư và công nghiệp của địa
phương.
- Giá thành đầu tư xây
dựng.
- Chi phí quản lý hàng
năm.
- Chi phí điện năng cho 1m
3
nước.
- Chi phí xử lý và giá thành sản phẩm của 1m
3
nước.
Phương án thiết kế tối ưu là phương án đáp ứng đầy đủ cả ba yếu tố kỹ

thuật, kinh tế và môi
trường.
+0+(! Q
14
Bể chứa
Bể trộn
Bể tạo bông Bể lắng
ngang
Bể lọc
Phèn
Lắng nước rửa lọc
Xả cặn ra hồ nén cặn
Nước Sông
Đồng Nai
Clo
Đăng Minh Sơn
Phân phối
Hình 2.2. Sơ đồ công nghệ
Ghi chú: Nước xử lý
Nước hoàn lưu
+00PR%.#2P%&K Q
Nguồn nước sông Đồng Nai được bơm qua song chắn rác và lưới chắn rác
để loại bỏ các vật thể có kích thước lớn trước khi được đưa vào hồ chứa và lưu trữ
một thời gian nhằm ổn định chất lượng nước trước khi đưa vào dây chuyền xử lý.
Sau đó, nước sẽ theo kênh dẫn vào bể trộn cơ khí có bổ sung phèn nhôm. Mục
đích của quá trình này nhằm xáo trộn đều giữa nước và phèn. Tiếp tục nước được
dẫn đến bể tạo bông
Mục đích của quá trình phản ứng tạo bông cặn là tạo điều kiện thuận lợi nhất
để các hạt keo phân tán trong nước sau quá trình pha và trộn với phèn sẽ mất ổn
định và có khả năng kết dính với nhau, va chạm với nhau để tạo thành các hạt cặn

15
Bể chứa
Clo
Đăng Minh Sơn
có kích thước đủ lớn, có thể lắng trong bể lắng hoặc giữ lại được ở bể lọc. Đồng
thời tại đây, các vi sinh vật sẽ bám dính vào các hạt keo làm giảm đáng kể lượng
vi sinh vật trong nước.
Sau đó, nước theo hệ thống phân phối đến bể lắng ngang. Bể lắng ngang
được thiết kế nhằm mục đích loại trừ các hạt cặn lơ lửng có khả năng lắng xuống
đáy bể bằng trọng lực.
Nước sau khi qua bể lắng sẽ tiếp tục được dẫn qua bể lọc nhanh. Bể lọc
nhanh có lớp vật liệu lọc để tách các hạt cặn lơ lửng, các thể keo tụ và ngay cả vi
sinh vật trong nước còn xót lại. Trong quá trình lọc các chất bẩn trong nước được
tách ra khỏi nước, tích tụ dần trong bề mặt vật liệu lọc và trong các lỗ mao quản
dần dần gây cản trở quá trình lọc, trở lực qua lớp vật liệu lọc tăng lên và năng suất
lọc giảm xuống khi đó phải tiến hành rửa lớp vật liệu lọc, loại bỏ hết cặn bẩn để
phục hồi lại năng lực của lớp vật liệu lọc. Nước để rửa lọc mang nhiều bông cặn
và màng vi sinh vật sẽ được tuần hoàn lại bể keo tụ tạo bông làm chất trợ keo tụ
trong chu kỳ sau.
Nước sau khi xử lý tiếp tục được dẫn đến bể khử trùng. Tại đây nước được
khử trùng bằng Clo sau đó dẫn vào bể chứa và cấp cho người tiêu dùng.
+W*%PR%%'%Y7U-[\Y%J=]YU 
Chọn bể trộn là bể trộn cơ khí và bể phản ứng tạo bông là phản ứng tạo bông
cặn cơ khí.
16
Đăng Minh Sơn
+W^-%&MS'
So với lượng nước cần xử lý, lượng hóa chất thường chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ,
khoảng vài chục phần triệu. mặt khác phản ứng của chúng lại xảy ra rất nhanh
ngay sau khi tiếp xúc với nước. Vì vậy cần phải khuấy trộn để phân phối nhanh và

đều hóa chất ngay sau khi cho chúng vào nước, nhằm đạt hiệu quả xử lý cao nhất.
Hiệu suất của quá trình phụ thuộc vào cường độ và thời gian khuấy trộn. khi pha
phèn vào nước, nếu cường độ khuấy trộn quá nhỏ thì không đạt yêu cầu phân phối
hóa chất, nếu quá lớn sẽ làm các phần tử trượt khỏi nhau khi tiếp xúc. Cường độ
khuấy trộn phụ thuộc trực tiếp vào năng lượng tiêu hao tạo ra dòng chảy rối. trong
kỹ thuật xử lý nước dùng Gradien vận tốc để biểu thị cường độ khuấy trộn.
G =
V
P
µ
Trong đó
G – gradien vận tốc (s
-1
)
µ
- độ nhớt động học của nước ( N.s/m
2
), ở 20
o
C
µ
= 0,001 N.s/m
2
P – năng lượng tiêu hao tổng cộng ( J/s), (1W=1000J/s)
V – dung tích bể trộn (m
3
)
17
Đăng Minh Sơn
Thời gian khuấy trộn hiệu quả được tính cho đến khi hóa chất đã phân tán

đều vào trong nước, đủ để hình thành các nhân keo tụ. trong thực tế G = 200 –
1000s
-1
, thời gian hòa trộn 1 đến 2 phút. Chuẩn số khuấy trộn Camp: G
t
= 300-
1600, thường lấy G
t
= 1000.
Trộn cơ khí dùng năng lượng cánh khuấy tạo ra dòng chảy rối, cánh khuấy
có nhiều dạng khác nhau, năng lượng cần thiết để chuyển động được tính theo
công thức.
P = K
ρ
n
3
D
5
Trong đó:
P – năng lượng cần thiết(W)
ρ
- khối lượng riêng chất lỏng (kg/m
3
)
D – đường kính cánh khuấy (m)
n – số vòng quay trong 1s (v/s)
K: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, lấy theo số liệu
của Rushton.
- Cánh khuấy chân vịt 3 cánh – K =0,32
18

Đăng Minh Sơn
- Cánh khuấy chan vịt 2 cánh – K=1,00
- Tua bin 4 cánh nghiêng 45
o
– K=1,08
- Tua bin kiểu quạt 6 cánh – K=1,65
- Tua bin 6 cánh đầu tròn cong – K=4,8
- Cánh khuấy gắn 2-6 cánh dọc trục – K=1,70
Ta thấy năng lượng cánh khuấy phu thuộc vào đường kính bản cánh và tốc độ
chuyển động của cánh khuấy. vì vậy điều chỉnh tốc độ cánh khuấy sẽ điều chỉnh
được cường độ khuấy trộn. đối với khuấy trộn cơ khí G=800÷1000 s
-1
. nên thời
gian khuấy trộn ngắn, chỉ từ 1 đến 3s.
Việc khuấy trộn được tiến hành trong bể hình vuông hoặc hình tròn với tỷ lệ
cao chia rộng là 2:1. Nước và hóa chất đi vào phần đáy bể, sau khi hòa trộn
được thu lại trên mặt bể và chuyển sang bể phản ứng. cánh khuấy có thể là
tuabin hay cánh phẳng gắn trên trục quay. Tùy theo chiều sâu mà có thể gắn
nhiều cánh khuấy theo nhiều tầng dọc theo chiều cao bể. tốc độ quay tùy thuộc
vào kiểu cánh khuấy thường lấy theo vận tốc giới hạn của điểm xa nhất trên
cánh khuấy so vói trục quay không lớn hơn 4,5m/s. như vậy kiểu cánh tua bin
có tốc độ quay trên trục 500-1500 vòng/phút, cánh phẳng 50-500 vòng/phút.
19
Đăng Minh Sơn
Cánh khuấy có thể làm bằng hợp kim, thép không rỉ, hoặc bằng gỗ. bộ phận
truyền động đặt trên mặt bể và trục quay đặt theo phương thẳng đứng.
+W+^-6_`%]YU ,S'
Bể phản ứng cơ khí dùng năng lượng chuyển động của cánh khuấy trong nước
để tạo ra sự xáo trộn dòng chảy. Cánh khuấy thường có dạng bản phẳng đặt đối
xứng qua trục quay và được đặt theo phương ngang hoặc thẳng đứng. Kích thước

được chọn phụ thuộc vào bể. Theo camp, bể phản ứng cơ khí nên chia thành với
mặt cắt ngang dòng chảy dạng hình vuông, kích thước cơ bản là 3,6 x 3,6 m ; 3,9 x
3,9m hoặc 4,2 x 4,2 m. Thời gian lưu nước là 10 đến 30 phút. Theo chiếu dài, mỗi
ngăn được chia làm nhiều buồng bằng các vách thẳng đứng. Mỗi buồng đặt một
cánh khuấy được thiết kế sao cho cường độ cánh khuấy giảm dần từ bể đầu tiên
đến bể cuối cùng, tương ứng với sự lớn dần của bông cặn. Thực tế, gradien tốc độ
ở buồng đầu tiên thường là 60 – 70 s
-1
, ở buống cuối cùng là 30 – 20 s
-1
. Đề đạt
được vậy cần phải chia thành nhiều buồng. Tuy nhiên nếu quá nhiều buồng sẻ tăng
giá thành và vận hành phức tạp. Vì thế số buồng thường là 3 đến 4 và sự chênh
lệch gradien tốc độ giữa 2 buồng thường la 15 – 20s
-1
Guồng cánh khuấy gồm có trục quay và các bản cánh khuấy đặt hai bên hoặc
bốn phía quanh trục. Đường kính cánh khuấy tính đến mép cánh khuấy ngoài cùng
nhỏ hơn chiều rộng hoặc chiều sâu của bể 0,3 đến 0,4m. Kích thước bản cánh
20
Đăng Minh Sơn
khuấy được tính tỉ lệ với tổng diện tích bản cánh với diện tích mặt cắt ngang bể là
15 – 20 %. Tốc độ quay của guồng khuấy là từ 5 vòng/phút. Tốc độ chuyển động
của cánh khuấy tính theo công thức:
V
1 =
60
2 Rn
π
,
(m/s)

Trong đó :
R- bán kính chuyển động của cánh khuấy
n- số vòng quay trong 1 phút, (vg/ph)
khi cánh khuấy chuyển động trong nước, nước bị cuốn theo với tốc độ bằng ¼ tốc
độ của cánh khuấy. Như vậy tốc độ chuyển động tương đối của cánh khuấy so voi
nước là:
v
n
= v
1
– v
a
= v
1
-
4
1
v
1
= 0,75v
1
hoặc v
n
= 0,75.
60
2 Rn
π
, (m/s)
Trong đó: v
n

– tốc độ của chuyển động của nước
để đảm bảo hiệu quả, tốc độ chuyển động của nước không nên vượt quá 0,75m/s và
không nhỏ hơn 0,25 m/s
Năng lượng tiêu thụ ở đây tính bằng năng lượng để cánh khuấy chuyển động
trong nước theo công thức:
P = 51.C.Fv
3
, (W)
Trong đó:
21
Đăng Minh Sơn
C- hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào tỷ lệ giữa chiều dài l và chiều rộng
b của bàn cánh khuấy
Khi l/b =5, C = 1,2
Khi l/b = 20, C = 1,5
Khi l/b > 21, C = 1,9
F- tổng diện tích của các bản cánh (m
2)
v- tốc độ chuyển động tương đối của cánh khuấy so với nước, (m/s)
Năng lượng tiêu hao phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ chuyển động của cánh
khuấy. Tiết diện bản có phụ thuộc nhưng không đáng kể. Tốc độ chuyển động của
bản cánh khuấy có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi số vòng quay hoặc bán kính
quay của cánh khuấy. Trong thực tế, việc giảm cường đô khuấy trộn trong các
buồng phản ứng thường được thực hiện bằng cách giảm dần số vòng quay của cánh
khuấy. Khi bể có nhiều buồng phản ứng kế tiếp, sự chênh lệch của gradien tốc độ
giữa các buồng nhỏ nên có thể dùng biện pháp thay đổi kích thước và bán kính
quay của cánh khuấy. Đồng thời khi chất lượng nước thay đổi mỗi guồng khuấy
có thể có tốc độ quay khác nhau, tương ứng với cường độ khuấy đã chọn.
Bộ phận truyền động gồm động cơ điện, bánh răng trục vít hoặc dây xích. Có
thể dùng một hay nhiều động cơ cho một guồng. Cấu tạo bể phải đảm bảo điều

kiện phân phối đều nước vào các ngăn và có thể cách ly từng bể để sửa chữa. Nước
22
Đăng Minh Sơn
từ bể phản ứng được dẫn bằng mương hoặc ống sang bể lắng, vận tốc từ 0,15 – 0,3
m/s
0
aCbcCd^e
0^-%&MS'
0#Q.J
So với lượng nước cần xử lý, lượng hóa chất thường chỉ chiếm một tỷ lệ rất
nhỏ, khoảng vài chục phần triệu. Mặt khác phản ứng của chúng lại xảy ra rất
nhanh ngay sau khi tiếp xúc với nước. Vì vậy cần phải khuấy trộn để phân phối
nhanh và đều hóa chất ngay sau khi cho chúng vào nước, nhằm đưa các phần tử
hóa chất vào trạng thái phân tán đều trong môi trường nước khi phản ửng xảy
23
Đăng Minh Sơn
ra, đồng thời tạo điều kiện tiếp xúc tốt nhất giữa chúng với các phần tử tham gia
phản ứng, việc này thực hiện bằng cách khuấy trộn để tạo ra dòng chảy rối
trong nước để đạt hiệu quả xử lý cao nhất.
(#
- Có thể điều chỉnh cường độ khuấy trộn theo ý muốn
- Thời gian khuấy trộn ngắn nên dung tích bể trọn nhỏ, nên tiết kiệm về kinh tế
xây dựng.
9(#
Cần có máy khuấy và các thiết bị cơ khí khác, đòi hỏi trình độ quản lý, vận
hành cao.
0+'%Y7%#R%U$
24
Đăng Minh Sơn
Bảng 3.1. Các thông số tham khảo thiết kế bể trộn cơ khí.

 8 $ #7%&$
Hình dạng Hình vuông
Hình tròn
Tỉ lệ chiều cao và chiều rộng H : B 2 : 1
Thời gian lưu nước giây 45 – 90
Cường độ khuấy trộn theo gradient
tốc độ
s
-1
500 – 1500
(Nguồn: Tiêu chuẩn XDVN 33:2006, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội, 2006)
Chọn thời gian lưu nước là 90 giây.
Gradient tốc độ là 700 s
-1
Nhiệt độ nước là 20
o
C
Lưu lượng nước 2000 m
3
/ngày đêm
Thể tích bể trộn:
V =
tQ ×
=
90
360024
2000
×
×
= 2,08 m

3
Chọn

bể trộn hình vuông.
Tỉ lệ chiều cao và chiều rộng H : B = 2 : 1 ⇒ H = 2B
 Chiều rộng bể:
Ta có : V = H × B × B = 2B × B × B = 2B
3
⇒ B =
3
2
V
=
3
2
08,2
= 1,01 m Chọn B = 1 m
25