đồ án “xử lý nước mặt làm nước cấp sinh hoạt công suất 2500m3 ngày đêm”

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
BỘ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
TÊN ĐỒ ÁN: “XỬ LÝ NƯỚC MẶT LÀM NƯỚC CẤP SINH HOẠT CÔNG
SUẤT 2500M
3
/ NGÀY ĐÊM”
Họ và tên sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Minh Phương
Lớp : CĐ10CM3
Mã sinh viên: CC01004079
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Vũ Thị Mai
1
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Hà Nội – 10/2013
PHẦN I: LỰA CHỌN DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
1.1. Đánh giá chất lượng nước thô và yêu cầu chất lượng nước sau xử lý 5
1.1.1.Đặc điểm chung của nước mặt 5
1.1.2.Đánh giá chất lượng nước 5
1.2. Đề xuất sơ đồ công nghệ 6-7
1.3. Thuyết minh quy trình 7-8
1.3.1. Phương án 1 7
1.3.2. Phương án 2 8
1.4. So sánh 2 phương án 8
PHẦN II: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG DÂY TRUYỀN
CÔNG NGHỆ
2.1. Công trình thu 9-11
2.1.1. Song và lưới chắn rác 9-11

a. Song chắn rác 9-10
b) Lưới chắn rác 10-11
2.1.2 Trạm bơm 11
2.2. Tính toán hóa chất keo tụ và thiết bị pha trộn phèn 11
2.2.1. Xác định liều lượng phèn đưa vào keo tụ 11-12
2.2.2. Kiểm tra độ kiềm của nước 12-13
2.2.3. Bể hòa trộn phèn 13
2.2.4. Bể tiêu thụ 14
2.2.5 Tính toán lưu lượng gió 14-15
2.3.Bể trộn phèn cơ khí 15-16
2
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
2.4. Bể tạo bông 16-17
2.5. Bể lắng đứng 17-19
2.6. Bể lọc nhanh 19-22
2.7. Khử trùng nước 22-23
2.8. Bể chứa nước sạch 23
2.9. Bể lắng nước rửa lọc 24-25
2.10. Bể lắng bùn và thiết bị nén bùn 25
2.11. Tính toán diện tích mặt bằng các công trình phụ 25-26
Tài liệu tham khảo 27
3
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
BÁO CÁO ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh Phương
Lớp : CD10CM3

Họ và tên giảng viên hướng dẫn: ThS Vũ Thị Mai
1. Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong hệ thống xử lý
nước cấp theo các số liệu dưới đây:
- Nguồn nước: Mặt
- Công suất cấp nước: 2500m
3
/ngày đêm
- Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước: QCVN 02:2009/BYT
Chỉ tiêu Đơn vị đo Nước nguồn QCVN
02:2009
Nhiệt độ
0
C -
pH - 6,3 6,5 – 8,0
Độ màu TCU 129 15 Xử lý
Độ đục NTU 230 5 Xử lý
Độ kiềm mg/l 65
Tổng chất rắn hòa tan mg/l 140 - Xử lý
TSS mg/l 240 - Xử lý
Hàm lượng sắt tổng số mg/l 27 0,5 Xử lý
Hàm lượng amoni mg/l - 1,5
Hàm lượng mangan tổng số mg/l 0,3 0,5
2- Thể hiện các nội dung nói trên vào :
- Thuyết minh
4
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
- Bản vẽ sơ đồ công nghệ
- Bản vẽ tổng mặt bằng khu xử lý

PHẦN I: LỰA CHỌN DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
1.1. Đánh giá chất lượng nước thô và yêu cầu chất lượng nước sau xử lý
1.1.1. Đặc điểm chung của nước mặt:
Nước là một nhu cầu thiết yếu đảm bảo sự sống của con người và các sinh vật trên trái
đất. Việt Nam là một trong những quốc gia có hệ thống sông ngòi dày đặc. Bao gồm các
nguồn nước trong các ao, đầm, hồ chứa, sông suối. Do kết hợp từ các dòng chảy trên bề
mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng cơ bản của nước mặt là:
- Chứa khí hòa tan đặc biệt là ôxy.
- Chứa nhiều chất rắn lơ lửng, riêng trường hợp nước trong các ao đầm, hồ do xảy ra quá
trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại trong nước có nồng độ tương đối thấp và chủ
yếu ở dạng keo.
- Có sự hiện diện của nhiều loại tảo.
- Có hàm lượng chất hữu cơ cao
- Có chứa nhiều vi sinh vật
1.1.2.Đánh giá chất lượng nước:
Dựa vào các số liệu đã có trên bảng, so sánh chất lượng nước thô và QCVN
02:2009/ BYT ta thấy nguồn nước có các chỉ tiêu sau đây chưa đảm bảo yêu cầu:
- Độ màu cao gấp gần 8.6 lần → cần xử lý
- Độ đục cao gấp 46 lần → cần xử lý
- Hàm lượng sắt tổng số gấp 54 lần → cần xử lý
- Hàm lượng tổng chất rắn hòa tan và TSS cao → dùng phèn để xử lý
- Công suất trạm nhỏ Q = 2500 m
3
/ngày đêm nên ta dùng Lắng trong có lớp cặn
lơ lửng – Lọc nhanh, hoặc lắng đứng – lọc nhanh
5
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
- Do có dùng phèn nên trong dây chuyền công nghệ phải có thêm công trình trộn

và phản ứng.
- Do yêu cầu chất lượng nước sau xử lý dùng để cung cấp phục vụ cho mục đích
ăn uống và sinh hoạt nên cần được khử trùng bằng Clo
1.2. Đề xuất sơ đồ công nghệ
Theo chất lượng nước nguồn thì phương án xử lý được đề ra là:
 Phương án 1:
Phèn
Clo
Hình 1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp (nguồn nước mặt)
6
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
Trạm bơm Bể trộn cơ khíSong chắn rácNước nguồn
Bể chứa
nước sạch
Trạm bơm
Bể lọc áp lực
Bể lắng trong có
lớp cặn lơ lửng
Mạng lưới sử dụng
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
 Phương án 2:
Phèn
Clo

Hình 2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp (nguồn nước mặt)
1.3. Thuyết minh quy trình
1.3.1. Phương án 1
Nước từ nguồn sẽ được bơm lên trạm, tại miệng thu của bơm có đặt một song chắn rác để
giữ lại những vật rắn trôi nổi trong nước tránh làm rác mắc vào bơm làm cháy bơm. Sau

đó nước được bơm tới bể trộn cơ khí.
Tại bể trộn cơ khí, tại đây dung dịch phèn đã được pha ở các thiết bị pha chế phèn được
cấp vào và được khuấy trộn đều với nước giúp cho quá trình tạo bông diễn ra nhanh hơn
và đều hơn, nhằ mục đích đạt hiệu quả xử lý cao.
7
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
Nước nguồn Bể trộn cơ khí
Trạm bơm 1Song chắn rác
Bể tạo bông
Bể lắng
đứng
Bể chứa
Bể lọc nhanh
Trạm bơm 2
Lắng nước rửa
lọc
Đóng bánh
Nén bùn
Nguồn tiếp nhận
Mạng lưới sử dụng
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Sử dụng bể trộn cơ khí với mục đích hòa trộn đều lượng phèn trước khi cho vào bể lắng
trong có lớp cặn lơ lửng đạt được hiệu quả tối ưu công dụng của phèn.
Sau đó nước tiếp tục chảy qua bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng. Sử dụng bể lắng trong có
lớp cặn lớp cặn lơ lửng vì dựa vào TCXDVN 33-2006 bể có công suất đến 3000 m
3
/
ngày đêm.
Sau đó nước từ kênh phân phối sẽ chảy vào bể lọc áp lực , phần cặn còn xót lại trong quá

trình lắng sẽ được giữ lại ở quá trình lọc. Thay vì sử dụng bể lọc chậm ở đây ta sử dụng
bể lọc áp lực để đạt được công suất mong muốn.
Nước sau khi lọc xong được khử trùng bằng Clo trước khi đi vào bể chứa nước sạch . Sau
đó nước sẽ được bơm rồi phân phát tới mạng lưới sử dụng.
1.3.2. Phương án 2
Cũng giống như ở sơ đồ 1 nhưng có phần khác ở chỗ sau khi phản ứng ở bể trộn, sẽ dẫn
đến bể keo tụ tạo bông. Và sau đó các bông cặn sẽ được lắng ở bể lắng đứng sử dụng bể
lắng đứng sẽ đạt được hiệu quả lắng cao hơn dựa theo TCXDVN 33-2006, sau đó qua bể
lọc nhanh và được khử trùng bằng Clo rồi phân phát tới mạng lưới sử dụng. Nước ở quá
trình nén bùn và lắng nước rửa lọc sẽ được thải ra nguồn thải theo hệ thống.
( Dựa vào bảng 1.2 – trang 15, sách Sử lý nước cấp – TS Nguyễn Ngọc Dung)
1.4. So sánh 2 phương án
So sánh Phương án 1 Phương án 2
Ưu điểm - Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng
xử lý nước với công suất bất kỳ.
- Hiệu quả xử lý cao, tốn ít diện
tích
-Bể lắng đứng hoạt động ổn
định, có thể hoạt động tốt khi
chất lượng nước đầu vào thay
đổi
-Thuận lợi trong vận hành xử
lý
Nhược điểm - Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng
nhạy cảm với sự thay đổi lưu
lượng và nhiệt độ nguồn nước
- Quản lý vận hành phức tạp: theo
dõi thường xuyên chất lượng nước
ra để thu cặn một cách hợp lý , đòi
hỏi trình độ cao

-Khối lượng công trình chiếm
diện tích lớn để xây dựng
8
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Dựa vào bảng thông số ban đầu và bảng so sánh, lựa chọn phương án 2 vì nó có nhiều ưu
điểm và hiệu quả đạt được cao hơn.
PHẦN II: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG DÂY TRUYỀN
CÔNG NGHỆ
2.1. Công trình thu
Tính toán công trình thu gồm có:
 Song chắn rác
 Lưới chắn rác
 Trạm bơm
Công trình thu được đặt ở bờ sông do bờ sông có độ dốc thoải, nền đất sét chắc
chắn nên có thể dùng ống xiphong để thu nước, nước được dẫn từ dòng sông vào giếng
thu bằng ống dẫn có D = 500mm, độ dốc về phía giếng thu là 0,01, đầu ống dẫn có song
chắn rác với khoảng cách mắt song chắn là 50mm x 50mm được làm bằng thép không rỉ
tiết diện tròn, trong giếng thu có lưới chắn rác với kích thước mắt lưới là 3mm x 3mm
bằng thép không rỉ.
2.1.1. Song và lưới chắn rác
a. Song chắn rác
- Diện tích song chắn rác tại họng thu được tính theo công thức:
S=. K
1
.K
2
.K
3

(m
2
)
Trong đó:
+ Q: là lưu lượng nước (Q=2500 m
3
/ngày đêm = 104 m
3
/h =0,0289m
3
/s)
+ n là số cửa thu nước, chọn n=1
+ v : là vận tốc nước qua song chắn rác (Theo TCXD 33-2006 , v =(0,2-0,6) m/s chọn
v=0,4 m/s)
+ K
1
: là hệ số co hẹp do các thanh thép K
1
=
9
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Với a: Khoảng cách giữa các thanh thép (a =(40- 50 ) mm chọn a=40mm=0,04m)
d: Đường kính thanh thép d = 8 (mm)
+ K
2
: Là hệ số co hẹp do rác bám vào song, K
2
= 1,25.

+ K
3
: Là hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dạng thanh thép, thanh tiết diện tròn lấy K
3
=
1,25
→ (m
2
)
Với công suất Q = 2500 m
3
/ngày đêm , chọn số ngăn thu là n = 1. Ta có diện tích
song chắn rác là 0,135 m
2
=> chọn song chắn rác có kích thước L x B= 0.135m x 1m
b) Lưới chắn rác:
Chọn lưới chắn rác kiểu lưới chắn phẳng đặt trong hai ngăn chữ U gắn sát tường
ngăn thu để kéo lên hạ xuống dễ dàng khi cần làm sạch. Lưới được đan bằng thép không
rỉ có đường kính d = 1- 1,5 (mm). Kích thước mắt lưới là 2,5 x 2,5(mm). Mặt ngoài của
lưới đặt thêm một tấm lưới nữa có kích thước mắt lưới 25 x 25 (mm).
- Diện tích của lưới chắn rác được xác định theo công thức:
= . K
1
. K
2
. K
3
(m
2
)

Trong đó:
+ Q: Là lưu lượng tính toán. Q = 0,0289 (m
3
/s).
+ n là số cửa thu nước, chọn n=1
+ V: Là vận tốc nước qua lưới, với lưới chắn phẳng lấy V=0,2-0,4 (m/s). Ta chọn v = 0,3
(m/s).
+ K
2
: Là hệ số co hẹp do rác bám vào lưới. K
2
= 1,5.
+ K
3
: Là hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dạng, k
3
= 1,2.
+ K
1
: Là hệ số co hẹp do các thanh thép xác định theo công thức:

10
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Với: a: Kích thước mắt lưới, a = 3 (mm).
d: Đường kính dây đan lưới, d = 1,0 (mm).
m
2
Thiết kế lưới chắn rác có kích thước là B x L = 0,15x 0,15 m

2.1.2 Trạm bơm
- Công suất trạm bơm:
Trong đó:
+ Q- Công suất , Q= 0,0289 m
3
/s
+ γ- Khối lượng thể tích của nước, γ = 1000kg/m
3
+ H- Áp lực , H = 10m.
+ n – Hiệu suất của bơm, n = 80%
Sử dụng 2 bơm trong trạm, 1 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng.
2.2. Tính toán hóa chất keo tụ và thiết bị pha trộn phèn
2.2.1. Xác định liều lượng phèn đưa vào keo tụ
- Loại phèn sử dụng là phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
khô. Đưa phèn vào để xử lý độ màu và độ
đục
- Thông thường phèn nhôm đạt hiệu quả cao nhất khi nước có pH=5,5- 7,5
Bảng 1: Liều lượng phèn để xử lý nước ( Theo bảng 6.3 TCXD 33-2006)
Hàm lượng cặn (mg/l) Liều lượng phèn không chứa nước dùng để
xử lý nước đục (mg/l)
Đến 100
101-200
201-400
401-600
601-800

801-1000
1001-1500
25-35
30-40
35-45
45-50
50-60
60-70
70-80
11
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
- Dựa theo bảng 1 hàm lượng cặn là 240mg/l, chọn liều lượng phèn không chứa nước là
P
p1
= 45mg/l
- Độ màu của nước 129TCU
+ Xử lý nước có độ màu tính theo công thức:
)/(4 lmgMP
p
=
Trong đó:
P
p
: liều lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước , mg/l
M: Độ màu của nước nguồn tính bằng độ theo thang màu Platin- Côban, M= 129
=> P
p2
= = 45,43 mg/l > P

p1
Dựa theo 6.11 TCXD 33-2006 và bảng 6.3 TCXD 33-2006, ta lựa chọn giá trị lớn nhất
nên : P
p
= 45,43 mg/l
2.2.2. Kiểm tra độ kiềm của nước
Khi cho phèn vào nước, pH giảm. Đối với phèn Al, giá trị pH thích hợp để quá trình
keo tụ xảy ra đạt hiệu quả từ 5,5 đến 7,5
Giả sử, cần phải kiềm hoá nước để nâng pH lên giá trị phù hợp với yêu cầu xử lý,
dùng vôi để kiềm hoá, lượng vôi được tính: (Theo sách xử lý nước cấp, Nguyễn Ngọc
Dung)
(mg/l)
Trong đó:
+ P
k
: Hàm lượng chất kiềm hóa
+ P
p
: Hàm lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ P
p
=45,43 mg/l
+ e
1
:đương lượng phèn đưa vào trong nước, e
p
((Al
2
(SO
4
)

3
) = 57 mgđl/l
+ e
2
: đương lượng kiềm, chọn chất kiềm hoá là CaO nên e
k
= 28 mgđl/l
+ K
t
: độ kiềm của nước nguồn, K
t
= 3,3 mgđl/l
+ C: nồng độ CaO trong sản phẩm sử dụng, C = 80%
+ 1: độ kiềm dự trữ
=> P
k

12
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Như vậy độ kiềm của nước đảm bảo keo tụ, không cần phải kiềm hoá.
2.2.3. Bể hòa trộn phèn
- Mục đích: hòa tan phèn cục và lắng cặn bẩn.
- Nồng độ dung dịch phèn trong bể bằng 10 ÷ 17% (theo TCXD 33:2006).
- Sử dụng máy khuấy cánh phẳng có:
+ Số cánh quạt: 2
+ Chiều dài cánh tính từ trục quay = 0,4 – 0,45 bề rộng của bể.
- Dung tích của bể trộn phèn tính theo công thức:
)(

γ 10000

3
m
b
PnQ
W
h
p
h
=
( Theo TCXD 33:2006)
Trong đó:
+ Q là lưu lượng nước xử lý = 104,16 (m
3
/h)
+ P
p
liều lượng hóa chất dự tính cho vào nước = 45,43(mg/l)=45,43 (g/m
3
)
+ n số giờ giữa 2 lần hòa tan, đối với trạm công suất 1200-10.000 m
3
/ngày,n = 12h
+ b
h
là nồng độ dung dịch hóa chất trong thùng hòa trộn = 10 %
+ γ là khối lượng riêng của dung dịch lấy bằng 1T/m
3
=> (m

3
)
Chọn kích thước bể: 0,2835 x 1x 0,2835 = 0,567 m
3
. Lấy chiều cao an toàn là 0,3m
(Theo TCXD 33:2006, H
bv
= 0,3 – 0,5m).
Thông số Đơn vị Kích thước
Chiều cao m 0,7835
Chiều rộng m 1,0
Chiều dài m 0,2835
13
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
2.2.4. Bể tiêu thụ
- Mục đích: pha loãng dung dịch phèn từ bể hòa tan đến nồng độ 4÷10% (Theo TCXD
33:2006).
- Dung tích bể tiêu thụ:
)(
.
3
m
B
bW
W
t
hh
t

=
Trong đó: B
t
là nồng độ dung dịch phèn trong bể tiêu thụ = 5%
→ W
t
=
=
5
10.567,0
1,134 ( m
3
)
Chọn các kích thước của bể tiêu thụ là: 1,134 x 1,0x 1,0= 1,134 m
3
. Lấy chiều cao an
toàn là 0,3 m.
Thông số Đơn vị Kích thước
Chiều cao m 1,434
Chiều rộng m 1,0
Chiều dài m 1,0
2.2.5 Tính toán lưu lượng gió
Theo quy phạm lấy cường độ khí nén ở thùng hòa trộn là 10l/sm
2
và ở bể tiêu thụ là
5l/sm
2
- Lưu lượng gió thổi vào bể tính theo công thức: ( theo sách XLNC-TS Nguyễn Ngọc
Dung)
Q

gió
= 0,06.W.F (m
3
/phút)
Trong đó: W: Cường độ sục khí trong bể (l/sm
2
)
F : Diện tích bề mặt bể (m
2
)
- Có 1 bể hòa trộn, diện tích bể là: 0,2835mx1,0m =0,2835 m
2
=> Q
gió1
= 0,06.10.0,2835= 0,1701(m
3
/phút)
- Có 1 bể tiêu thụ, diện tích bể là: 1,0mx1,134m=1,134m
2
14
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
=> Q
gió2
= 0,06.5.1,134=0,3402 (m
3
/phút)
=> Tổng lưu lượng gió được đưa vào 2 bể là:
Q= Q

gió1
+ Q
gió2
= 0,1701+0,3402= 0,5103 (m
3
/phút)
2.3. Bể trộn phèn cơ khí
- Mục đích: hòa trộn đều dung dịch phèn (từ bể tiêu thụ) với nước cần xử lý.
- Nguyên tắc: nước và phèn đi vào bể từ phía đáy bể, sau khi hòa trộn đưa sang bể phản
ứng tạo bông.
- Chọn phương pháp trộn cơ khí. Vì loại bể này có thời gian khuấy trộn ngắn, dung tích
của bể nhỏ, tiết kiệm vật liệu xây dựng, có thể điều chỉnh được cường độ khuấy trộn.u
- Thời gian khuấy trộn: 30giây – 60giây (TheoSách XLNC-TS Nguyễn Ngọc Dung)
- Tính toán cho bể trộn cơ khí
+ Chọn thời gian khuấy là t = 40 giây
+ Chọn chiều cao lớp nước là H = D = 0,6m
+ Công suất xử lý Q = 2500m
3
/ngđ = 0,0289 m
3
/s
Khi đó thể tích của bể cơ khí là: V = t.Q = 40.0,0289= 1,156 m
3
Mặt khác: V = H.
=
4
.π
2
d
1,156 m

3
→ H = D =
m6,0≈
14,3
156,1
3
(giả thiết đúng)
→ H
bể
= H + H
bv
= 0,6+0,5=1,1m ( H
bv
=0,3-0,5m)
Chọn 1 bể trộn cơ khí, kích thước bể: HxBxL= 1,1mx1mx1,05m
Thông số Đơn vị Kích thước
Bể trộn cơ khí Bể 1
15
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Chiều cao m 1,1
Chiều rộng m 1
Chiều dài m 1,05
Thể tích m
3
1,156
2.4. Bể tạo bông
- Chọn tạo bông bằng cánh guồng, trục ngang, dòng chảy ngang. Dung tích của bể được
tính theo công thức:

)(
60
.
3
m
TQ
W =

(Theo sách XLNC-TS Nguyễn Ngọc Dung)
Trong đó:
+ Q là lưu lượng nước trong bể, Q = 104 m
3
/h
+ T là thời gian lưu nước trong bể, t = 30 phút ( Theo quy phạm t = 10 - 30 phút)
→ W =
3
52
60
30.104
m=
Chia bể làm 2 ngăn, chọn chiều cao và chiều rộng của bể là:
H = B = 3m
→ Diện tích của mỗi ngăn là: f =H x B=3.3= 9 ( m
2
)
Chiều dài của bể là: L
bể
= W/f = 5,77m → l
ngăn
= 5,77/2 = 2,88 m

Dung tích mỗi ngăn là: V
ngăn
= H x B x L = 3 x 3 x 2.88 = 25,92 m
3
- Cấu tạo guồng khuấy gồm trục quay và 4 bản cánh khuấy đối xứng qua trục. Tổng diện
tích bản khuấy bằng 18% diện tích mặt cắt ngang của bể (theo qui phạm = 15 - 20%):
∑ f
cánh
= f x 0,18 = 9 x 0,18 = 1,62 m
2
→ Diện tích mỗi cánh là: f = 1,62/4 = 0,405 m
2
16
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Chọn các kích thước của cánh là: LxB: 1m x 0,405m
Thông số Đơn vị Kích thước
Bể tạo bông Bể 1
Số ngăn ngăn 2
Thời gian lưu Phút 30
Chiều cao m 3
Chiều rộng m 3
Chiều dài m 2,88
Thể tích 1 ngăn M
3
25,92
2.5. Bể lắng đứng
Nguyên tắc làm việc: nước chảy tù dưới lên trong bể lắng đứng nước chuyển động
theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên còn các hạt cặn rơi ngược chiều chuyển động

của dòng nước từ trên xuống. Khi sử dụng nước có dùng hóa chất keo tụ hầu hết các hạt
cặn đều rơi xuống.
• Diện tích ngang của vùng lắng của bể lắng đừng:
F= (m
2
)
Trong đó:
Q: Lưu lượng nước tính toán (m
3
/h) , Q= 104m
3
/h
V
tt
: Tốc độ tính toán dòng nước đi lên (mm/s) v
tt
=0,4 (theo quy chuẩn từ
0,35-0,45mm/s)
N: Số bể lắng đứng , N=2
: Hệ số kể đến việc sử dụng dung tích bể lấy trong giới hạn từ 1,3-1,5. Giới
hạn dưới lấy khi tỉ số giữa đường kính và chiều cao bể bằng 1, giới hạn trên lấy
khi tỉ số này bằng 1,5. =1,4
 m
2
• Diện tích ngăn phản ứng đặt trong bể:
f= (m
2
)
Trong đó:
t: Là thời gian lưu nước trong ngăn phản ứng lấy bằng 20 phút (15-20 phút)

H: Chiều cao ngăn phản ứng lấy bằng 0,9 chiều cao vùng lắng
Chiều cao vùng lắng lấy =5m (2,6-5m)
 f= m
2
17
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Đường kính bể lắng: D= =8,02 m
(theo sách XLNC-TS Nguyễn Ngọc Dung)
• Thời gian làm việc giữa hai lần xả cặn:
T= , (h) (TCXD 33:2006)
Trong đó:
W
c
: Dung tích phần chứa cặn của bể lắng, m
3

N: Số lượng bể lắng, N=2
Q: Lưu lượng tính toán, m
3
/h Q=104m
3
/h
m: Hàm lượng cặn sau khi lắng 10-20mg ,m= 12mg
: Nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt, g/m
3
(dựa theo bảng 6.8 TCXD
33:2006) = 20000g/m
3

c: Nồng độ cặn trong nước đưa vào bể lắng
c= C
n
+K.P+0,25M+v (mg/l)
trong đó: C
n:
hàm lượng cặn nước nguồn (mg/l) , C
n
=240mg/l
M: Độ màu của nước nguồn thang màu platin- côban, M=129
K: Hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết của phèn , K=0,55 ( đối với phèn
nhôm sạch)
P: Liều lượng phèn tính theo sản phẩm không ngậm nước (g/m
3
),
P=45,43g/m
3
v: Liều lượng vôi kiềm hóa( nếu có)
 C=240+0,55.45,43+0,25.129= 297,23(mg/l)
+ Tính W
c
:
Ta có W
c
= , m
3

Với: h
n
=,m chọn =50

0
, d=200mm
 h
n
= (m)
 W
c
= m
3
Từ đó ta có: T= (h)
• Lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng tính bằng phần trăm lượng nước xử lý:
P=

K
p
: Hệ số pha loãng cặn bằng 1,2-1,15. Lấy K
p
=1,15
 P=
Thông số Đơn vị Kích thước
18
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Bể lắng đứng Bể 2
Thời gian lưu phút 20
Chiều cao M 4,5
Diện tích ngang của vùng lắng M
2
50,55

2.6. Bể lọc nhanh
• Tổng diện tích bể lọc của trạm xử lý là:
F= m
2
( Theo TCXD 33:2006)
Trong đó:
Q- Công suất hữu ích của trạm, m
3
/ngày Q=2500m
3
/ngày đêm
T- Thời gian làm việc trong trạm một ngày đêm (h) T=24h
V
tb
- Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường (m/h) , ở đây bể lọc
nhanh có 2 lớp vật liệu lọc nên chọn v
bt
= 8m/h
a- Số lần rửa một bể trong một ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường
a=2
W- Cường độ nước rửa lọc (l/sm
2
), W=15(l/sm
2
) ( W=14-16l/sm
2
)
t
1
- Thời gian rửa (h), t

1
=6 phút =0,1h ( t1= 7-6 phút)
t
2
– Thời gian ngừng bể lọc để rửa (h) t
2
=0,35h
 F= =13,46 m
2
-Số bể lọc cần thiết xác định theo công thức:
N=0,5.= 0,5.=1,83 (theo sách XLNC- TS Nguyễn Ngọc Dung)
Lấy N= 2 bể
-Diện tích mỗi bể lọc là: F
bể
= =6,73 m
2
-Chọn kích thước của bể là: Dài x rộng LxB= 2x3,365m
-Chiều cao toàn phần của bể lọc :
H= h
đ
+ h
v
+ h
n
+ h
p
(m)
Trong đó:
h
đ

- Chiều cao lớp sỏi đỡ, lấy h
đ
= 0,7m
h
v
- Chiều dày lớp vật liệu lọc gồm than Antraxit và cát Thạch anh h
v
= L
1
+
L
2
=0,4+0,8=1,2m ( Than Antraxit L= 400-500mm, chọn L=400mm; cát Thạch anh
L=700-800mm, chọn L=800mm)
h
n
– Chiều cao lớp nước trên lớp vật liệu lọc, h
n
=2m
h
p
- Chiều cao lớp bảo vệ của bể lọc, lấy h
p
=0,5m (0,3-0,5m)
 H= 0,7 + 1,2+ 2 + 0,5 =4,4 (m)
• Tỉ lệ lượng nước rửa so với lượng nước vào bể lọc:
P=, % ( theo Sách XLNC- TS Nguyễn Ngọc Dung)
Trong đó: T
0
- Thời gian công tác giữa 2 lần rửa bể

T
0
= -(t
1
+ t
2
+ t
3
)= (h)
 P = =12,27%
• Xác định hệ thống rửa lọc
- Lưu lượng nước cần thiết để rửa lọc:
19
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Q
r
= , m
3
/s
Trong đó:
f- Diện tích một bể lọc, m
2
, f=6,73 m
2
W- Cường độ nước rửa lọc, l/s.m
2
W= 15l/s.m
2

( theo quy phạm là
14-16l/s.m
2
, ứng với độ nở tương đối đạt 50%).
 Q
r
= = 0,1 (m
3
/s)
- Lưu lượng nước vào 1 máng:
q
m
= (m
3
/h)
n- Số máng thu nước rửa trên 1 bể lọc, n=4
 Q
m
= = 0,025 (m
3
/s)
- Chiều rộng của máng :
B= K. , m
Trong đó:
a- Tỉ số giữa chiều cao của phần chưa nhật với nửa chiều rộng
máng, a= 1m ( 1-1,5m) ( theo XLNC- TS Nguyễn Ngọc Dung)
k- Hệ số lấy bằng 2,1 đối với máng có tiết diện đáy tam giác
 B= 2,1. = 0,36 (m)
- Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung:
h

m
= 1,75 , m
Trong đó:
q
M
- Lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước (m
3
/s)
A – Chiều rộng máng tập trung, lấy A=0,7m
g- Gia tốc trọng trường bằng 9,81 m/s
2

 h
m
=1,75.= 0,29 (m)
- Khoảng cách từ bề mặt lớp lọc đến mép máng thu nước:
Trong đó:
L- Là chiều dày lớp vật liệu lọc (m), L=1,2m
e- Độ dãn nở tương đối của lớp vật liệu lọc (%), e=50% =0,5

• Tổn thất áp lực khi rửa bể lọc nhanh
- Tổn thất áp lực trong hệ thống đáy trung gian có chụp lọc :
20
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

m
g
V

h
cl
82,0
5,081,92
2
μ2
2
2
2
2
=
××
==
Trong đó:
v- Vận tốc chuyển động của nước hoặc hỗn hợp nước và không khí qua khe
chụp lọc, v=2m/s
- Hệ số lưu lượng của chụp lọc xẻ khe , = 0,50
- Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ:
H
s
= 0,22.L
s
.W ,m
Trong đó:
L
s
: Chiều dày của lớp sỏi đỡ: 0,7 m
W: cường độ rửa lọc W = 15 (l/s.m
2
)

=> h
s
= 0,22.0,7
×
15 = 2,31 m
- Tổn thất áp lực trong lớp vật liệu lọc:
H
vl
= (a + b.W).L.e (m)
Trong đó:
a và b là các thông số phụ thuộc vào kích thước hạt. Ứng với kích thước hạt d = 0,5-
1mm thì a = 0,76; b = 0,017 (Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung).
 h= (0,76+0,017.15).1,2.0,5= 0,609 (m)
Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu của lớp cát lọc lấy h
bm
=2m
Vậy tổn thất áp lực trong nội bộ bể lọc là:
h= h
s
+ h
vl
+ h
bm
=2,13+0,609+2= 4,739 (m)
Thông số Đơn vị Kích thước
Bể lọc nhanh Bể 2
Chiều cao lớp vật liệu m 4,4
Chiều rộng M 3,365
Chiều dài m 2
21

SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
2.7. Khử trùng nước
Liều lượng Clo cần thiết trong 1 giờ là:
C= (kg/h)
Trong đó:
Q- Lưu lượng nước nguồn xử lý (m
3
/h), Q=104m
3
/h
a- Liều lượng Clo khử trùng, mg/l, lấy a=3mg/l (theo TCXD 33:2006 từ 2-3mg/l)
 C==0,312 (kg/h)
- Liều lượng Clo dùng để khử trùng trong 1 ngày đêm là:
C
ngày
= 24.C=24.0,312=7,488 (kg/ngày đêm)
- Lượng Clo dự trữ trong 30 ngày:
C
30
= 30.C
ngày
= 30.7,488= 224,64 (kg)
Để định lượng Clo, xáo trộn Clo hơi với nước cần lắp đặt một thiết bị chuyên
dụng là Clorator.
2.8. Bể chứa nước sạch
Nước sau khi được khử trùng sẽ được dẫn vào bể chứa nước sạch
- Chức năng của bể chứa nước sạch: điều hòa lưu lượng giữa trạm bơm cấp 1 và trạm
bơm cấp 2, nó còn có nhiệm vụ dự trữ lượng nước chữa cháy, nước xả cặn bể lắng, rửa bể

lọc và nước dùng cho nhu cầu khác của nhà máy nước
- Tại bể xảy ra quá trình tiếp xúc giữa nước cấp với dung dịch Clo (30 phút) để loại bỏ
những vi trùng còn lại trước khi cấp nước vào mạng lưới cấp nước.
- Dung tích của bể chứa:
W= 15%.Q=15%.2500=375 (m
3
)
+Chọn số bể là 1 bể, h= 5m
+ Diện tích của bể: S= L.B= 10,7x7m
+ Tổng chiều cao của bể: H= h + H
bv
= 5+0,5=5,5 m
 Kích thước của bể là: LxBxH=10,7m x 7m x 5,5m
Thông số Đơn vị Kích thước
Số lượng Bể 1
22
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Chiều cao m 5,5
Chiều dài m 10,7
Chiều rộng m 7
2.9. Bể lắng nước rửa lọc
Nước sau rửa lọc được đưa vào bể lắng nước rửa lọc tại đây các cặn lắng được lắng và
đưa sang bể nén bùn. Phần nước thải bỏ được đưa vào hệ thống thoát nước chung của nhà
máy.
Lượng nước rửa lọc của bể lắng vào bể lắng nước rửa lọc là:
Q
rl
= = = 306,75 (m

3
/ngày đêm)
Hàm lượng cặn: W= = = 30(kg/ ngày đêm)
Chọn tải trọng của chất rắn là 2kg/m
2
. ngày đêm
 Diện tích bể : S= = 15 (m
2
)
 Đường kính trong của bể: D= = = 4,37(m)
Chiều cao phần lắng của bể:
h
lắng
= v
1.
t (m)
Trong đó:
V
1
- vận tốc chuyển động của bùn lắng trong bể, lấy v
1
=0,05mm/s
t- Thời gian lưu bùn, chọn t=12h
 h
lắng
= 0,05.10
-3
.12.3600=2,16m
Đáy bể được xây dựng theo hình chóp cụt, với đáy lớn =4,37m, đáy bé chọn bằng 0,2m,
chọn góc nghiêng của đáy là 45

0
, nên chiều cao đáy:
H
đ
= 0,5(4,37-0,2).tg45
0
=2,085 (m)
Chọn chiều cao bảo vệ h
bv
=0,3m
Vậy chiều cao tổng cộng của bể nén bùn là: h= h
lắng
+ h
đ
+ h
bv

=2,16+2,085+0,3=4,545(m)
23
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Lưu lượng bùn cặn qua bể lắng:
Q
l
= .= =1,5m
3
Trong đó: P
l
- Độ ẩm của bùn cặn, lấy =98%

Thông số Đơn vị Kích thước
Đáy chóp bé m 0,2
Đáy chóp lớn m 4,37
Chiều cao đáy m 2,085
Chiều cao bể m 4,545
2.10. Bể lắng bùn và thiết bị nén bùn
- Mục đích: bể lắng bùn có tác dụng giảm độ ẩm của cặn bằng cách lắng cơ học để đạt độ
ẩm thích hợp 94 - 96%, và giảm khối tích của công trình xử lý bùn tiếp theo. Thiết bị nén
bùn sẽ làm giảm thể tích bùn sau khi lắng thành những khối rắn chắc.
 Số lượng bùn tích lại ở bể lắng sau một ngày được tính theo công thức:
W
1
= (Kg/ngày đêm)
Trong đó:
- W
1
: Trọng lượng cặn khô tích lại ở bể lắng sau một ngày, (Kg)
- Q: Lượng nước xử lý, Q = 2500 (m
3
/ngày đêm)
- C
2
: Hàm lượng cặn trong nước đi ra khỏi bể lắng, lấy bằng 10 (g/m
3
) (10-
12g/m
3
)
- C
1

: Hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng, c
1
=297,23 (tính ở phần bể lắng
đứng)
 W
1
==718,075 (kg/ ngày đêm)
Cộng thêm lượng cặn lắng ở trên : W
2
=30 (kg/ngày đêm)
W= W
1
+ W
2
= 718,075+30=148,075 (kg/ngày đêm)
- Diện tích bể nén bùn: F= (m
2
)
Trong đó: q
0
- Tải trọng chất rắn tổng cộng , q
0
=25kg/m
2
(từ 15-25kg SS/m
2
)
=> F==5,932 (m
2
)

24
SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
2.11. Tính toán diện tích mặt bằng các công trình phụ
STT Tên công trình Diện tích Kích thước
1 Phòng thí nghiệm hóa nước 30 m
2
6m x 5m
2 Phòng giám đốc 6 m
2
2m x 3m
3 Phòng bảo vệ cổng tường dào 8m
2
2m x 4m
4 Nhà vệ sinh 8m
2
2m x 4m
5 Nhà kho 10m
2
2m x 5m
6 Xưởng 30m
2
5m x 6m
7 Phòng trực ca 8m
2
2m x 4m
Trong công trình còn trồng thêm cây xanh và hệ thống giao thông quanh khu vực xử lý
TÀI LIỆU THAM KHẢO
25

SVTH: Nguyễn Thị Minh Phương GVHD:Ths. Vũ Thị
Mai