8.Tính toán thiết kế hệ thống cấp nước Khu Công Nghiệp Lê Minh Xuân cho phần diện tích mở rộng 200ha (kèm bản vẽ)

MỤC LỤC
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
1.1 GIỚI THIỆU SƠ BỘ CÔNG TRÌNH 1
1.2 MỤC TIÊU 1
1.3 PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI 1
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN
2.1 GIỚI THIỆU KHU CÔNG NGHIỆP LÊ MINH XUÂN 3
2.1.1 Cơ sở pháp lý về hoạt động của Khu Công Nghiệp Lê Minh Xuân 3
2.1.2 Vò trí đòa lý của Khu Công Nghiệp Lê Minh Xuân 4
2.1.3 Điều kiện tự nhiên 4
2.1.4 Dự án mở rộng trong tương lai 5
2.2 LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC 5
2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 7
2.3.1 Qúa trình khử sắt 7
2.3.2 Quá trình lắng 10
2.3.3 Quá trình lọc 11
2.3.4 Quá trình khử trùng trong nước 12
2.4 CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC NGẦM Ở TP HỒ CHÍ MINH 13
2.4.1 Công nghệ xử lý nước ngầm của nàh máy nước ngầm hóc môn 13
2.4.1 Công nghệ xử lý nước ngầm cùa Khu công nghiệp Tân Tạo 14
2.5 TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM EPANET 15
2.5.1 Phần mềm loop 15
2.5.2 Phần mềm Epanet 16
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 21
3.1 TÍNH CÔNG SUẤT TRẠM XỬ LÝ 21
3.2 ĐỀ RA CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 25
3.2.1 Các thông số thiết kế 25
3.2.2 Đề ra các phương án xử lý 27
3.3 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 28
A TÍNH PHƯƠNG ÁN I 28
3.3.1 Tính thùng quạt gió 28

3.3.2 Tính bể lắng tiếp xúc 36
3.3.3 Tính bể lọc hai lớp 45
B. TÍNH PHƯƠNG ÁN II 51
3.3.4 Tính dàn mưa 51
3.3.5 Tính bể lọc tiếp xúc 58
3.3.6 Tính bể lọc một lớp 64
3.3.7 Tính bể gom cặn và bể tuần hoàn 70
3.3.8 Tính sân phơi bùn 72
3.3.9 Tính ổn đònh hóa nước 76
C. TÍNH MẠNG LƯỚI CUNG CẤP NƯỚC 78
3.3.10 Tính dung tích của đài nước 78
3.3.11 Tính dung tích của bể chứa 82
3.3.12 Tính tổn thất áp lực của mạng lưới( dùng chương trình EPANET) 83
3.3.13 Tính tổn thất áp lực của mạng lưới khi có cháy xảy ra ( dùng chương trình EPANET)
84
CHƯƠNG IV: TÍNH KINH TẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 86
4.1 TÍNH KINH TẾ 86
4.1.1 Phần xây dựng (phương án 1) 86
4.1.2 Phần thiết bò (phương án 1) 87
4.1.3 Phần xây dựng (phương án 2) 89
4.1.4 Phần thiết bò (phương án2) 89
4.2 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 90
4.2.1 So saựnh 2 phửụng aựn
4.2.2 Lửùa choùn coõng ngheọ
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
1.1 GIỚI THIỆU SƠ BỘ CÔNG TRÌNH
Trạm xử lý nước cấp của Khu Công Nghiệp Lê Minh Xuân được xây dựng chủ yếu để cấp
nước cho sản xuất và hổ trợ một phần lïng nước đang thiếu hiện nay của Khu Công Nghiệp.
Nguồn nước để xử lý là nước ngầm
1.2 MỤC TIÊU

Muc tiêu của luận văn này: “Tính toán thiết kế hệ thống cấp nước Khu Công Nghiệp Lê
Minh Xuân cho phần diện tích mở rộng 200ha”.
1.3 PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI
Tính toán thiết kế các công trình đơn vò:
a. Phương án 1 bao gồm.
 Thùng quạt gió.
 Bể lắng ngang tiếp xúc.
 Bể lọc hai lớp.
 Bể chứa.
 Đài nước.
 Sân phơi bùn.
b. Phương án 2 bao gồm.
 Dàn mưa.
 Bể lọc tiếp xúc.
 Bể lọc một lớp.
 Bể chứa.
 Đài nước.
 Sân phơi bùn.
c. Mạng lưới cấp nước
Mạng lưới cấp nước sử dụng phần mềm EPANET .
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
2.3 GIỚI THIỆU KHU CÔNG NGHIỆP LÊ MINH XUÂN
1.3.3 Cơ sở pháp lý về hoạt động của Khu công nghiệp Lê Minh Xuân
Thực hiện chính sách công nghiệp hóa và hiện đại hóa của Nhà Nước đưa đất nước
nói chung và Thành Phố Hồ Chí Mính nói riêng thoát khỏi nghèo nàn lạc hậu, kém phát triển
và đến năm 2020 sẽ trở thành một nước công nghiệp. Hiện nay, chính phủ đang khuyến khích
các doanh nghiệp trong và ngoài nước đầu tư phát triển hạ tầng, biến các vùng đất nông
nghiệp có năng suất kém thành các Khu công nghiệp tập trung theo ngành và lónh vực ưu
tiên. Kết hợp việc di dời các xí nghiệp xen lẫn trong dân cư ra nơi qui đònh với việc đầu tư
hiện đại hoá công nghiệp, bảo đảm phát triển bền vững và để cho các nhà đầu tư thuê lại đất

xây dựng xcí nghiệp, sản xuất tiêu thụ trong nước và xuất khẩu.
Khu công nghiệp Lê Minh Xuân được thành lập trên cơ sở:
 Quyết đinh 630/TTG của Thủ tướng chính phủ ngày 08 tháng 08 năm 1997 về việc thành
lập và phê duyệt dự án đầu tư xây dựng và kinh doanh hạ tầng kỹ thuật Khu công nghiệp
Lê Minh Xuân, Huyện Bình Chánh TPHCM.
 Quyết đònh số 4990/ QĐ-UB-KT ngày 28 tháng 10 năm 1996 của Uỷ Ban Nhân Dân
TPHCM v/v duyệt quy hoạnh chi tiết Khu công nghiệp Lê Minh Xuân huyện Bình Chánh
 Quyết đònh số 2033/QĐ-UB-KT ngày 17 tháng 04 năm 1996 của Uỷ Ban Nhân Dân
TPHCM v/v giao chức năng đầu tư xây dựng và kinh doanh công trình cơ sở hạ tầng Khu
công nghiệp Lê Minh Xuân cho Công ty Đầu Tư Xây Dựng Bình Chánh.
 Quyết đònh số 291/ QĐ.BCCI.NS ngày 13 tháng 07 năm 2000 của Hội Đồng Quản Trò
Công Ty Cổ Phần Đầu Tư Xây Dựng Bình Chánh v/v thành lập chi nhánh Khu công
nghiệp Lê Minh xuân.
 Giấy chứng nhận đăng ký hoạt động chi nhánh số 03000519CN41 (đăng ký lần đầu,
ngày 19 tháng 05 năm 2000, đăng ký thay đổi lần thứ 3 ngày 17 tháng 07 năm 2002) do
Sở Kế Hoạch và đầu Tư TPHCM cấp.
2.3.3 Vò trí đòa lý của Khu công nghiệp Lê minh xuân
Khu công nghiệp Lê Minh Xuân nằm ở vò tgrí phía Tây Nam cửa ngõ Thành phố Hồ
Chí Minh, trên đòa bàn 2 xã Tân Nhựt và Lê Minh Xuân huyện Bình Chánh Thành phố Hồ
Chí Minh, là đầu mối quan trọng với các tỉnh miền Tây và Đông Nam Bộ.
Khu công nghiệp nằm cách tgrung tâm thành phố khoảng 18km, cách khu dân cư tập
trung khoảng 8km cách quốc lộ 1A 6km và tỉnh lộ 10 cùng vệt dân cư hiện hữu (dọc tỉnh lộ
10) khoảng 3km cách sân bay Tân Sơn Nhất và Cảng Sài Gòn 18km, nằm trên tuyến đường
Trần Đại Nghóa thuộc huyện Bình Chánh.
 Phía Bắc giáp với kêng số 6.
 Phía Tây giáp đường Láng Le – Bầu Cò.
 Phía Đông giáp khu ruộng của Nông trường Lê Minh Xuân.
 Phía Nam giáp kênh số 8.
3.3.3 Điều kiện tự nhiên
a. Khí hậu

Nằm trên đòa bàn Thành phố Hồ Chí Minh nên điều kiện khí tượng thủy văn huyện
Bình Chánh mang các nét đặc trưng của điều kiện khí tượng thủy văn Thành phố Hồ Chí
Minh:
 Khí hậu ôn hòa mang tính chất khí hậu nhiệt đới gió mùa của đồng bằng.
 Hàng năm có 2 mùa mưa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, muàa khô từ tháng 2
đến tháng 4 năm sau.
 Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 28
o
C.
b. Đòa hình.
Đây là vùng đất ruộng và cỏ lát tranh. Độ cao tươ9ng đối thấp bình quân 0,4 – 0,5m
và có một số kênh rạch có độp cao từ 0,04 – 0,08m. Cao độ của khu dân cư lân cận và nền
đường phố biến đổi từ 0,8 – 1,5m. vào mùa mưa khu vực này thường bò ngập nước.
Phần lớn đất thuộc loại nhiễm phèn, chủ yếu trồng mía, cây bạch đàn và một số vụ
lúa có năng suất thấp.
c. Thủy văn
Mực nước ngầm dao động từ 1,5 – 2.0m cho toàn bộ khu vực. Mực nước này là của
tầng chứa thứ nhất thuộc trầm tích Haloxen, phụ thuộc và biến theo mùa.
Trên toàn Thành phố Hồ Chí Minh nói chung và huyện Bình Chánh nói riêng mạng
lưới sông ngoài kêng rạch tương đối dày đặc và liên quan mật thiết với nhau, ngoài ra còn
chòu ảnh hưởng của chế độ của chế độ bán nhật triều từ biển Đông.
2.1.4. Dự án mở rộng trong tưong lai
Diện tích của Khu công nghiệp Lê Minh Xuân khoảng 100ha, tính đến năm 2004 Khu
công nghiệp đã có 195 nhà đầu tư ( năm 2001 là 123 ). Số lượng các nhà đầu tư trong và
ngoài nước tăng lên mỗi năm và phát triển với nhiều ngành nghề khác nhau, vì vậy Khu công
nghiệp Lê Minh Xuân dự kiến sẽ mở rộng thêm 200ha về phía đông của Khu công nghiệp
(phía của nông trường Lê Minh Xuân) để phát triên Khu công nghiệp.
2.3 LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC ĐỂ XỬ LÝ
Khi thiết kế hệ thống cấp nước, một trong những vấn đề có tầm quan trọng bậc nhất là
lựa chọn nguồn nước. Nguồn nước quyết đònh tính chất và thành phần các mực công trình,

quyết đònh kinh phí đầu tư xây dựng vàa giá thành sản phẩm.
Nguồn nước thiên nhiên được sử dụng vào mục đích cấp nước, có thể chia làm 2 loại:
 Nước mặt: sông ngoài, ao hồ và biển.
 Nước ngầm: mạch nông, mạch sâu, giếng phun.
Đối với Khu công nghiệp Lê Minh Xuân, nguồn nước được chọn để xử lý là nước
ngầm vì:
 Xung quanh Khu công nghiệp chỉ có các kênh nhỏ, nguồn nước không đủ tiêu chuẩn để
xử lý, lưu lượng nước không đảm bảo. Nếu có xử lý được thì tốn rất nhiều kinh phí.
 Theo kết quả đánh giá tác động môi trường thì nước ngầm ở khu vực này lượng nước có
thể khai thác lâu dài, và chất lượng nước ngầm ở đây có thể xử lý được.
Theo hiện trạng cấp nước tại Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh Đồng Bằng Sông
Cửu Long, có thể nhận thấy là nước ngầm đang là nguồn cấp nước chủ yếu cho các huyện
thành Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng và các đô thò vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long nói
chung. So với nước mặt thì nước ngầm có ưu điểm như sau:
 Nước ngầm là một tài nguyên thường xuyên, ít chòu ảnh hưởng3 của các nhân tố khí hậu
như hạn hán. Chất lượng nước ổn đònh ít bò biến động theno mùa như nước mặt.
 Việc xây dựng các công trình xử lý tương đối đơn giản và ít tốn kinh phí so với nước mặt.
 Chủ động trong vấn đề cấp nước cho các vùng hẻo lánh, dân cư thưa thớt.
Bên cạnh những ưu điểm đó, khi sử dụng nước ngầm cho mục đích cấp nươc cũng có
một số nhược điểm sau:
 Một số nguồn nước ngầm ở các tầng sâu, được hình thành qua hàng ngàn năm và ngày
nay được rất ít nước bù đắp từ nước mưa.
 Việc khai thác nước ngầm với cường độ cao, sẽ làm cho mực nước ngầm hạ thấp xuống.
 Khi khai thác nước ngầm không hợp lý sẽ làm ảnh hưởng tới chất lượng nước ngầm.
Bảng 1.1: Chất lượng nước ngầm tại Thành phố Hồ Chí Mính
Đòa điểm pH Fe
tc
(mg/l) Cứng (mgCaCO
3
/l)

Quận Thủ Đức 3,92 – 6,99 Vét – 34,2 Vét – 400
Quận Bình Chánh 2,82 – 7,82 Vét – 26,2 4 – 600
Quận Gò vấp 3,89 – 4,54 0,2 – 0,4 6 – 22
Quận Tân Bình 4,2 – 6,94 Vét – 7,6 14 – 42
Hóc Môn 3,67 – 6,97 Vét – 5,4 Vét – 180
Củ Chi 3,84 – 6,49 Vét – 7,3 10 – 230
Quận 8 4,26 – 6,86 Vét – 26,2 42 – 261
2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LY
Đối với nguồn nước xử lý là nước ngầm, thì chủ yếu là quá trình khử sắt trong nước
ngầm. Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại ở dạng ion, sắt có hóa trò II là thành phần của các
muối như Fe(HCO
3
); FeSO
4
. Hàm lượng sắt có trong các nguồn nước ngầm thường cao và
phân bố không đồng điều trong các lớp trầm tích.
1.3.3 Quá trình khử sắt
Hiện này có nhiều phương pháp khử sắt của nước ngầm, có thể chia thành 3 nhóm
chính sau:
 Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng.
 Khử sắt bằng phương pháp dùng hóa chất.
 Các phương pháp khử sắt khác.
a) Khử sắt bàng phương pháp làm thoáng
Thực chất của phương pháp khử sắt bằng làm thoáng là làm giàu oxy trong nước, tạo
điều kiện để Fe
2+
oxy hóa thành Fe
3+
, sau đó thực hiện quá trình thủy phân để tạo thành hợp
chất ít tan Fe(OH)

3
, rồi bể lọc để giữ lại. Làm thoáng có thể là làm thoáng tự nhiên hay làm
thoáng nhân tạo.
Trong nước ngầm, sắt II bicacbonat là muối không bền vững, thường phân ly theo dạng
sau:

+
−
+=
2
33
2)( FeHCOHCOFe
Nếu trong nước có oxy hòa tan, quá trình oxy hóa và thủy phân diễn ra như sau:

++
+=++ HOHFeOHOFe 8)(4104
322
2
Đồng thời xảy ra phản ướng phụ:

223
COOHHCOH +=+
−
+
Tốc độ của phản ứng oxy hóa được biểu thò theo phương trình sau:

[ ] [ ]
[ ]
[ ]
K

H
OFe
dt
Fed
v ×==
++
2
2
22
Trong đó,
 v: Tốc độ oxy hóa.

[ ]
dt
Fed
+2
: Sự biến thiên nồng độ [Fe
2+
] theo thời gian t.
 [Fe
2+
]; [H
+
] ;[O
2
]: Nồng độ của các ion Fe
2+
; H
+
và oxy hòa tan trong nước.

 K: Hằng số tốc độ phản ứng, phụ thuộc vào nhiệt độ và chất xúc tác.
a) Khử sắt bằng phương pháp d ùng hóa chất
i. Khử sắt bằng các chất oxy hóa mạnh
Các chất oxy hóa mạnh thường sử dụng để khử sắt: Cl
2
, KmnO
4
,O
3
. .Khi cho các chất
oxy hóa mạnh vào nước , phản ứng diễn ra như sau:

+−+
++=++ HClOHFeOHClFe 62)(262
322
2

+++
+++=++ HKMnOOHFeOHKMnOFe 5)(373
2324
2
Trong phản ứng, để oxy hóa 1 mg Fe
2+
, cần 0,64 mg Cl
2
hoặc 0,94 KMNO
4
và đồng thời độ
kiềm của nước giảm đi 0,018 mgdl/l.
ii. Khử sắt bằng vôi

Phương pháp khử sắt bằng vôi thường không đứng độc lập, mà kết hợp với các quá trình
làm ổn đònh nước hoặc làm mềm nước. Khi cho vôi vào nước, quá trình khử sắt xảy ra theo 2
trường hợp:
 Trường hợp nước có oxy hòa tan: vôi được coi như chất xúc tác, phản ứng khử sắt diển ra
như sau:

23322223
)(4)(4)(42)(4 HCOCaOHFeOHCaOHOHCOFe +↓→+++
Sắt III hydroxit được tạo thành, dẽ dàng lắng lại trong bể lắng và giử lại hoàn toàn
tgrong bể lọc.
 Trường hợp nước không có oxy hòa tan: khi cho vôi vào nước phản ứng diễn ra như sau:

OHCaCOFeCOOHCaHCOFe
233223
)(4)( ++→+
Sắt được khử đi dưới dạng FeCO
3
.
c) Các phương pháp khử sắt khác
 Khử sắt bằng trao đổi ion: cho nước đi qua lơp vật liệu lọc có khả năng trao đổi ion. Các
ion H
+
và Na
+
có trong thành phần của lớp vật liệu, sẽ trao đổi với các ion Fe
2+
có trong
nước. Kết qủa Fe
2+
được giữ lại trong lớp vật liệu lọc.

 Khử sắt bằng điện phân: dùng các cực âm bằng sắt, nhôm, cùng các cực dương bằng
đồng, … và dùng điện cực hình ống trụ hay hình sợithay cho tấm điện cực hình trụ phẳng.
 Khử sắt bằng phương pháp vi sinh vật: cấy các mầm khuẩn sắt trong lớp các lọc của bể
lọc. Thông qua hoạt động của các vi khuẩn, sắt được loại bỏ khỏi nước.
2.3.3 Quá trình lắng
Lắng là giai đoạn làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá
trình làm trong nước. Trong công nghệ xử lý nước, quá trình lắng xảy ra rất phức tạp, chủ
yếu lắng ở trạng thái động. Các hạt cặnkhông tan trong nước là những tập hợp hạt không
đồng nhất (kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng khác nhau) và không ổn đònh (luôn thay
đổi hình dạng, kích thước trong quá trình lắng do chất keo tụ).
Theo phương chuyển động của dòng nước qua bể, người ta chia ra các loại bể lắng
sau:
 Lắng tónh và lắng theo từng mể kế tiếp: thường gặp trong các hồ chứa nước, sau trận mưa
nước chảy vào hồ mang theo cặn lắng làm cho nồng độ cặn trong hồ tăng lên, nước đứng
yên, cặn lắng tónh xuống đáy……
 Bể lắng có dòng nước chảy ngang cặn rơi thẳng đứng hay còn gọi là bể lắng ngang: cấu
tạo bể lắng ngang gồm bốn bộ phận chính: bộ phân phân phối nước vào bể; vùng lắng
cặn; hệ thống thu nước đã lắng; hệ thống thu xả cặn. Căn cứ vào biện pháp thu nước đã
lắng, người ta chia bể lắng ngang làm hai loại: bể lắng ngang thu nước ở cuối và bể lắng
ngang thu nước đều trên mặt. Bể lắng ngang thu nước ở cuối thường kết hợp với bể phản
ứng có vách ngăn hoặc bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng. Bể lắng ngang thu nước bề mặt
thường kết hợp với bể phản ứng có lớp cặn lơ lựng.
 Bể lắng có dòng nước đi từ dưới lên, cặn rơi từ trên xuống gọi là bể lắng đứng: bể lắng
đứng thường kết hợp với bể phản ứng xoay hình trụ (hay còn gọi là ống trung tâm). Theo
chức năng làm việc, bể chia làm hai vùng: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hợp ở
phía trên và vùng chứa nén cặn có dạng hình nón hoặc hình chớp ở phía dưới.
 Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: trong bể lắng nước đi từ dưới lên qua lớp cặn lơ lửng
được hình thành trong quá trình lắng, cặn dính bám vào lớp cặn, nước trong thu trên bè
mặt, cặn thừa đưa sang đưa sang ngăn nén cặn, từng thời kỳ xả ra ngoài. Bể lắng có lớp
cặn lơ lửng dùng đbể lắng cặn có khả năng keo tụ.

 Lắng trong các ống tròn hoặc trong các hình trụ vuông, lục lăng đặt nghiêng so với
phương ngang 60
o
: nước từ dưới lên, cặn trược theo đáy ống từ trên xuống gọi là bể lắng
nghiêng hay còn gọi bể lắng có lớp mỏng, dùng chủ yếu để lắng nước đã trộn phèn.
3.3.3 Quá trình lọc
Quá trình lọc là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất đònh đủ để giữ
lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong
nước. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép. Sau
một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bò chít lại, làm tốc độ lọc giảm dần. Để khôi phục lại
khả năng làm việc của bể lọc, ta phải tiến hành rửa lọc, có thể rửa bằng nước hoặc bằng gió
hoặc bằng gió nước kết hợp.
Để thực hiễn quá trình lọc nước có thể sử dụng một số loại bể lọc có nguyên tắc làm
việc, cấu tạo vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau, có thể chia ra các loại bể lọc sau:
a) Theo tốc độ lọc chia ra
 Bể lọc chậm: có tốc độ lọc 0,1÷ 0,5 m/h.
 Bể lọc nhanh: có tốc độ lọc 5÷ 15 m/h.
 Bể lọc cao tốc: có tốc độ lọc 36÷ 100 m/h.
b) Theo chế độ dòng chảy chia ra
 Bể lọc trọng lực: như lọc hở, lọc không áp.
 Bể lọc áp lực: bể lọc kín, quá trình lọc xảy ra nhờ áp lực nước phía trên vật liệu lọc.
c) Theo chiều của dòng nước chia ra
 Bể lọc xuôi: là bể lọc có dòng nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống như bể
lọc chậm, bể lọc nhanh phổ thông……
 Bể lọc ngược: là bể lọc có dòng nước chảy qua lớp vật liệu từ dưới lên như bể lọc
tiếp xúc:
 Bể lọc hai chiều: là bể lọc có dòng nước chảy qua lớp vật liệu lọc theo cả hai chiều
từ trên xuống và từ dưới lên như bể lọc AKX.
d) Theo số lượng lớp vật liệu chia ra
 Bể lọc một lớp vật liệu.

 Bể lọc hai hay nhiều lớp vật liệu.
e) Theo cỡ hạt vật liệu lọc chia ra
 Bể lọc cỡ hạt nhỏ: d< 0,4 mm.
 Bể lọc cỡ hạt vừa: d = 0,4 ÷ 0,8 mm.
 Bể lọc cỡ hạt thô: d > 0,8 mm.
f) Theo cấu tạo vật liệu lọc chia ra
 Bể lọc có vật liệu lọc ở dạng hạt.
 Bể lọc lưới: nước đi qua lưới lọc kim loại.
 Bể lọc có màng lọc: nước lọc di qua màngđược tạo thành trên bề mặt lưới đỡ hoặc
lớp vật liệu lọc rỗng.
0.5.1 Quá trình khử trùng nước
Khử trùng nước là khâu bắt buột cuối cùng trong quá trình xử lý nước ăn uống sinh
hoạt. Trong nước thiên nhiên chứa rất nhiều vi sinh vật và vi trùng. Sau các quá trình xử lý cơ
học, nhất là nước sau khi qua lọc, phần lớc các vi trùng gây bệnh được giữ lại. Song để tiêu
diệt hoàn toàn các vi trung gây bệnh, ta cần phải tiến hành khử trùng nước.
Hiện nay có rất nhiều biện pháp khử trùng nước hiệu quả như:
 Khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh: như Clo. Hợp chất của Clo, Ozon, Kali.
 Khử trùng nước bằng tia tử ngoại: hay còn gọi là tia cực tím, là các tia có bước sóng ngắn
có tác dụng diệt trùng rất mạnh. Khi chiếu các tia này trong nước , các tia này sẽ tác
dụng lên các phần tử prôtit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc và khả năng trao đổi
chất, vì thế chúng bò tiêu diệt.
 Khử trùng bằng siêu âm: dùng dòng siêu âm với cường độ có tác dụng trong khoảng thời
gian nhỏ nhất là 5 phút, sẽ có thể tiêu diệt toàn bộ vi sinh có trong nước.
 Khử trùng bằng phương pháp nhiệt: đun sôi nước ở nhiệt độ 100
o
C sẽ có thể tiêu diệt
phần lớn các vi khuẩn có trong nước. Chỉ trư nhóm vi khuẩn ki gặp nhiệt độ cao sẽ
chuyển sang dạng bào tử vững chắc.
 Khử trùng bằng ion bạc: ion bạc có thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước. Với
hàm lượng 2 đến 10 iong/l đã có tác dụng diệt trùng. Tuy nhiên hạn chế của phương pháp

này là: nếu trong nước có độ màu cao, có chất hữu cơ, có nhiều loại muối…. Thì ion bạc
không phát huy được khả năng diệt trùng của.
2.4 CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC NGẦM Ở TP HỒ CHÍ MINH
2.4.1 Công nghệ xử lý nước ngầm của nhà máy nước ngầm hóc môn
Các thông số :
 Sắt: hàm lượng 14 ÷ 15 mgl/l.
 Mn: hàm lượng 0,6 ÷ 0,7 mgl/l.
 pH: 5 ÷ 6
Sơ đồ công nghệ:
Nước từ giếng khoan được đưa lên 4 đường ống Φ800 để đưa lên giàn phun mưa. Tại
đây người ta có thêm Clo và vôi để tăng pH nhằm tạo môi trường để Fe
2+
chuyển thành Fe
3+
.
Sau đó nước được chuyển qua bể trộn đứng, rồi đưa sang bể lắng tiếp xúc , nước sau lắng cho
qua bể lọc nhanh. Sau đó nước được đưa vào bể chứa. Nước trước khi vào bể chứa được châm
Clo để khử trùng.
Cặn (Fe
3+
) phát sinh từ giàn mưa, bể trôn đứng, bể lắng tiếp xúc, bể lọc nhanh, bề chứa
được đưa vào một ống dẫn ra ao lắng. Tại đây nước được xả ra kênh, còn cặn sẽ được nạo vết
đònh kỳ một năm một lần.
Ngoài ra công ty công ty còn áp dụng công nghệ xử lý mới, đó là sử dụng Zeolit để hấp
phụ trực tiếp Fe
2+
mà không cần phải biến Fe
2+
thành Fe
3+

.
Clo
Clo
Đưa vào mạng lưới
cấp nước thành phố
Cặn Cặn Cặn Cặn Cặn
Ao lắng
Nhận xét:
Nhìn chung, công nghệ xử lý nước ngầm ở nhà máy nước hóc môn đơn giản nhưng hiệu quả.
Mặc khác, nước ngầm của khu vực này được đánh giá là nguồn cung cấp nước tốt nhất.
Tuy nhiên, công ty nên có kế hoạch tái sử dụng Zeolit sau khi đã dùng nó để hấp phụ Fe
2+

thay vì thải bỏ như hiện nay, bởi vì hoá chất này tương đối đắc tiền.
2.4.2 Công nghệ xử lý nước ngầm của khu công nghiệp Tân Tạo công suất 20 m
3
/h
Al
2
O
4
Giếng
khoan
Giàn
mưa
Bể trộn
đứng
Bể lắng
tiếp xúc
Bể lọc

nhanh
Bể
chứa
Trạm bơm
cấp 2
Giếng
Thùng
quạt gió
Lắng
tiếp xúc
Lọc nhanh
Bể chứa
Xả cặn
Sơ đồ công nghệ:
Nước từ giếng khoan được đưa lên giàn phun mưa. Tại đây người ta có thêm chất keo tụ
Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
và Clo để tăng pH nhằm chuyển Fe
2+
chuyển thành Fe
3+
. Sau đó nước được dẫn
qua bể lắng tiếp xúc, tại đây xảy ra quá trình keo tụ thủy lực, sau đó được bơm qua bể lọc áp
lưc. Sau đó nước được đưa vào bể chứa. Nước trước khi vào bể chứa được châm Clo để khử

trùng.
Cặn (Fe
3+
) phát sinh từ bể lắng tiếp xúc, bể lọc nhanh, bề chứa được đưa vào một ống
dẫn ra cống.
Nhận xét:
Nhìn chung, công nghệ xử lý nước ngầm ở khu công nghiệp Tân Tạo đơn giản nhưng hiệu
quả. Tuy nhiên hóa chất keo tụ ở đây sử dụng nhiều.
2.5 TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM EPANET
2.5.1 Phần mềm Loop
Chương trình Loop được sử dụng thuật toán Hardy – Cross và phương trình dòng chảy
Hazen – Williams để mô phỏng các đặc tính thủy lực trong mạng lưới cấp nước kiểu vòng,
kiểu kết hợp hoặc kiểu phân nhánh hoàn toàn. Chương trình loop giúp cho người kỹ sư dẽ
dàng tìm ra phương án thiết kế mạng lưới cấp nước tối ưu trên cơ sở so sánh nhiều phương án
vạch tuyến.
Chương trình Loop được sử dụng rất nhiều và rất co hiệu quả trong các trường đại học
có đào tạo chuyên ngành cấp thoát nước và môi trường, trong các công ty tư vấn và thiết kế
cấp tháot nước và môi trường. Chương trình này dùng cho các mạng lưới cấp nước có chứa tối
đa 500 đường ống và 400 nút, chương trình này phù hợp với một số không gian giới hạn các
đường song song trên mỗi đường ống nối. Các nút và các ống được đánh theo số nguyên bất
kỳ từ 1 đến 36000.
Điều chỉnh mạng lưới cấp nước bằng chương trình Loop được tiến hành như sau
1) Chuẩn bò số liệu.
2) Nạp số liệu vào chương trình (gồm 4 bảng).
 Bảng 1. Network prametes table.
 Bảng 2. Số liệu về đường ống.
 Bảng 3. Số liệu về nút.
 Bảng 4. Số liệu cho các nút có HGL (áp lực tại nút) cố đònh.
3) Chạy chương trình (mô phỏng).
Sau khi đã nạp xong số liệu, sẽ thực hiện mô phỏng thủy lực cho mạng lưới cấp nước.

4) Kiểm tra lại kết quả.
 Kiểm tra áp lực tự do cần thiết tại các điểm bất lợi nhất. Nếu thấy áp lực lực tự do tại
các điểm này là nhỏ nhất so với các nút khác và có giá trò tương ứng bằng áp lực tự do
cần thiết của ngôi nhà ở vò trí bất lợi nhất thì đảm bảo. Nếu trò số này chưa phải là nhỏ
nhất, có áp lực tự do ở điểm khác nhỏ hơn, tức là đã chọn điểm bất lợi không đúng.
Khi đó phải chọn lại và chạy lại phương trình.
 Khi trong cột Velocity trong mẫu 1 có quá nhiều tuyến ống máy đánh dấu bằng chữ
“Low”, tức là đã chọn đường kính qua lớn, nên vận tốc nước chảy trong đã nằm dưới
mức vận tốc kinh tế trung bình cho phép. Khi đó phải điều chỉnh lại đường kính các
tuyến ống cho phù hợp.
 Khi trong cột M/Km của Headloss có xuất hiện chữ “High”. Điều đó có nghóa là tổn
thất áp lực trên 1 km đường ống đã vượt quá giới hạn cho phép nạp vào chương trình.
Khi đó cũng cần điều chỉnh lại đường kính các tuyến ống đó để đạt được gia 1trò này
nhỏ hơn 10.
2.5.2 Phần mềm Epanet
a. Mô phỏng mạng lưới cấp nước cấp nước bằng chương trình EPANET
Epanet là chương trình máy tính thực hiện việc mô phỏng thủy lực và chất lượng nước
trên mạng lưới đường ống dưới tác dụng của cảu áp lực dòng nước. Epanet có thể theo dõi lưu
lượng nước trong từng đường ống, áp lực nước tại các nút của mạng lưới, mực nước dao động
trong bể chứa áp lực và sự thay đổi của một số thành phần hóa chất trong nước vận chuyển
trong mạng lưới.
Về mô phỏng thủy lực, Epanet có khả năng áp dụng cho mạng lưới cấp nước có quy mô
bất kỳ, không phụ thuộc vào tốc độ của máy bơm. Tính toán tổn thất áp lực dọc đường và cục
bộ theo công thức Hazen – Williams, Darcy – Weisbach, hoặc Chezy – Manning. Tính toán
năng lượng tiêu thụ của máy bơm và chi phí. Xem sự biến đổi theo thời gian của các thông số
thủy lực cơ bản tại các nút.
Về mô phỏng chất lượng nước, Epanet có khả năng theo dõi sự pha lẫn nước từ nhiều
nguồn nước khác nhau, thời gian gian lưu nước trên đường ống, sự thất thoát clo dư, sự tiêu
diệt vi trùng và tình trạng gây ô nhiễm nước.
b. Đặc điểm của chương trình

Chương trình Epanet sử dụng bao gốm cácc thành phần:
• Điểm nối (điểm các đoạn ống nối với nhau là điểm tiêu thụ nùc).
• Bể chứa (nơi cố đònh biên cốt áp).
• Đài nước (nơi chứa nước).
• Đoạn ống.
• Bơm.
• Van điều khiển.
Trong khi đưa thành phần vật lý vào mạng lưới, các thành phần phi vật lý cũng có thể đưa
vào sử dụng trong mạng lưới như:
• Chế độ dùng nước (đặt hệ số dùng nước để mô phỏng nhu cầu dùng nước trong ngày
theo giờ ).
• Đồ thò (thể hiện đặc tính bơm và đặc tính dung tích của đài ).
• Kiểm soát và vận hành ( thay đổi theo qui luật, phụ thuộc vào mục nước bể chứa. p
lực tại nút và thới gian).
• Phân tích thuỷ lực (chọn phương trình tổn thất áp lực, đơn vò lưu lượng, độ nhớt và gia
tốc trọng trường ).
• Chất lương’ nước (chọn kiểu phân tích mạng lưới. Loại hóa chất và hằng số tộc độ
phản ứmg).
• Đặc điểm thới gian (các bước thời gian cho phân tích thủy lực, chất lượng nước và
khoảng thới gian đưa ra báo cáo tình trạng mạng lưới).
Thường trong phân tích thủy lực theo chế độ ổn đònh hay mở rộng. Epanet có thể được sử
dụng các dạng để phân tích chất lượng nước như:
• Sự truyền theo dòng mà không phản ứng như sử dụng để nghiên cứu vết.
• Xác đònh phần trăm lượng nước từ nguồn đến mỗi nút trên mạng.
• Xác đònh tuổi của nước tại mỗi thời điểm khác nhau.
• Mô phỏng sự phân rã của clo và cloramin theo thời gian và phản ứng tại thành ống và
trong dòng chảy.
• Mô phỏng sự tiến triển của chất khử trùng trong đài nước theo 3 chiều.
c. Mô đun giải thuật
Thuật giải chương trình Epanet được viết bằng ngôn ngữ ANSIC với mô đun riêng rẽ cho xử

lý dữ liệu vào, phân tích thủy lực, chất lượng nước, phân tích ma trận, phương trình tuyến tính
và lập báo cáo. Các bước thực hiện như sau:
1) Dữ liệu vào được ghi lại trong file có đuôi *.net (cho chương trình Epanet 2.x) hoặc * inp
và * map (cho chương trình 1.x).
2) Sau khi hoàn thành việc tính thủy lực, mô phỏng mở rộng kết quả mỗi bước đều được ghi
vào file mã nhò phân * hyd.
3) Nếu có mô phỏng chất lượmg nước, chương trình sẽ lấy dữ liệu từ file thủy lực (*.hyd) để
tính toán lượng trung chuyển và phản ứng trên mạng qua các bước. Qua quá trình xử lý,
cả hai dữ liệu chất lượng nước và phân tích thủy lực sẽ được ghi vào file có đuôi * out.
Nếu không phân tích chất lượng nước chỉ có file *.hyd được ghi.
4) Trong trượng hợp cần thiết, chương trình sẽ đưa kết quả ra file dạng chữ (* rpt) lấy từ
file mã nhò phân. Out hoặc hyd. Bất kỳ thông báo nào đều được đưa vào file này.
EPANET

Input Processor
.INP

Hình 3.1 Sơ đổ giải thuật chương trình Epanet
Để sử dụng chương trình Epanet được thực hiện theo 6 bước sau:
 Bước 1: Vễ mạng lưới, mô tả hệ thống phân phối.
 Bước 2:Thiết lập thuộc tính của các đối tượng tạo nên hệ thống.
 Bước 3: Mô tả sự hoạt động của hệ thống.
 Bước 4: Chọn tập hợp tùy chọn phân tích.
 Bước 5: Chạy phân tích thủy lực hay chất lượng nước.
.OUT
.RPT
Hydraulic Slover
WQ Solver
Report Writer
.HYD

 Bước 6: Xem kết quả phân tích.
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ
3.1 T ÍNH CƠNG SUẤT TRẠM XỬ LÝ
Trong khu công nghiệp, nước được dùng vào các việc sau:
 Nước dùng trong quá trình sản xuất.
 Nước dùng trong ăn uống và sinh hoạt của công nhân.
 Nước dùng cho việc tưới đường và tưới cây xanh.
 Ngoài ra còn nước dùng cho tram xử lý để rửa các bể lắng, bể lọc …. và nước bò rò rỉ.
Tiêu chuẩn dùng nước của khu công nghiệp:
 n uống và sinh hoạt của công nhân: q
sh
= 25 l/người.ngày.
 Công nghiệp tập trung: q
sx
= 60 m
3
/ha.ngày.
 Tưới cây xanh và tưới đường bằng cơ giới: q
t
= 4 l/m
2
diện tích tưới.
a. Nước dùng trong ăn uống và sinh hoạt của công nhân
Q
sh
ngay.đêm
1675
1000
6700025
1000

=
×
=
×
=
Nq
sh
m
3
/ngày.đêm
Trong đó,
 N: Số lượng công nhân trong khu công nghiệp, dự kiến N = 67000 người.
 q
sh
: Tiêu chuân dùng nước của công nhân, q
sh
= 25 l/người. ngày
b. Nước dùng cho công nghiệp (nước dùng cho sản suất)
Đất của khu công nghiệp được sử dụng như sau: 70% đất dùng cho việc xây xí nghiệp,
nhà xưởng; 30% dùng cho việc xây đường, trong cây xanh, nhà điều hành…
Q
sx
ngay.đêm
84002007.060 =××=×= fq
sx
m
3
/ngày.đêm
Trong đó,
 f: Diện tích đất dùng cho sản xuất, f = 0,7x200 ha

 q
sx
: Tiêu chuẩn dùng nước công nghiệp, q
sx
= 60 m
3
/ha.ngày
c. Nước dùng cho việc tưới cây và rửa đøng
Trong khu công nghiệp, khoảng 20% đất dùng cho việc làm đường và trong cây xanh.
Q
t
ngay.đêm
1600
1000
100002002,04
1000
=
×××
=
×
=
Fq
t
m
3
/ngày.đêm.
d. Nước dùng để chữa cháy.
Diện tích đất của khu công nghiệp lớn hơn 150ha, nên ta tính cho 2 đám cháy. Tiêu
chuẩn dùng nước cho một đám cháy, q
ch

= 30 l/s, thời gian chữa cháy cho một đám cháy: t = 3
h.
Q
ch
ngay.đêm
648
1000
23360030
1000
23600
=
×××
=
×××
=
tq
sh
m
3
/ngày.đêm
e. Công suất trạm xử lý.
Tổng lưu lựợng:
Q
tb
ngay.đêm
=
Q
sh
ngày.đêm
+ Q

sx
ngày.đêm
+ Q
t
ngày.đêm
= 11675 m
3
/ngày.đêm.
Công suất củaa trạm bơm cấp II phat vào mạng lưới cấp nước:
Q
ML
=
Q
tb
ngày.đêm
x K
r
= 11675 x 1,25 = 14593,75 m
3
/ngày.đêm.
Trong đó,
K
r
: Hệ số kể đến lưu lượng nước rò rỉ trên mạng lưới và lượng nước dự phòng, K
r

= 1,1 ÷ 1,4. Chọn K
r
= 1,25.
Công suất của trạm xử lý:

15971=+×=
CCXLMLXL
QKQQ
m
3
/ngày.đêm.
Trong đó:
K
XL
: Hệ số kể đến lượng nước cho bản thân trạm xử lý,
K
XL
= 1,04÷1,06. Chọn K
XL
= 1,05.
Chọn công suất của trạm xử lý: Q
XL
= 16000 m
3
/ngày.đêm.
 Q
max
ngày.đêm
= Q
XL
= 16000 m
3
/ngày.đêm.
 Q

tb
ngày.đêm

13500
2,1
16000
max
==
ng
XL
K
Q
m
3
/ngày.đêm.
 Q
min
ngày.đêm
= K
ng
min
x Q
tb
ngày.đêm

= 0,7 x 13333,33 = 9333,33 m
3
/ngày.đêm.
 Q
max

h
=
9334,1
24
16000
24
max
max
=×=×
h
ng
K
Q
m
3
/ngày.đêm
 Q
min
h
=
1604,0
24
10796
24
min
min
=×=×
h
ng
K

Q
m
3
/ngày.đêm
Trong đó,
 K
ng
max
:
Hệ số không điều hòa ngày lớn nhất,
K
ng
max

= 1,2 – 1,4. Chọn K
ng
max

= 1,2
 K
ng
min
:
Hệ số không điều hòa ngày nhỏ nhất,
K
ng
min

= 0,7 – 0,9. Chọn K
ng

max

= 0,7.
 K
h
max
:
Hệ số không điều hòa giờ lớn nhất,
K
h
max

=1,4– 2,5. Chọn K
ng
max

= 1,4.
 K
h
min
:
Hệ số không điều hòa giờ nhỏ nhất,
K
h
min

= 0,4 – 0,6. Chọn K
ng
max

= 0,4.