BÁO CÁO THỰC TẬP-ĐỒ ÁN CẤP NƯỚC THIÊN NHIÊN

th uyết minh
I. Lựa chọn công nghệ xử lý nớc
1. Xác định các chỉ tiêu còn lại trong nhiệm vụ thiết kế và đánh giá mức
độ chính xác các chỉ tiêu nguồn nớc
a. Tổng hàm l ợng muối
Tổng hàm lợng muối trong nớc nguồn đợc tính theo công thức sau:
P=
Trong đó:
- : Tổng hàm lợng các ion dơng
- : Tổng hàm lợng các ion âm
Ta có:
=153,1
hay: (mg/l)


hay:

=

9,135Ae
Nh vậy:
P = 153,1+ 135,9 + 1,4ì 5+ 0,5ì317,1 + 0,13 ì2,18
P = 454,83 (mg/l)
b. Xác định l ợng CO
2
tự do có trong n ớc nguồn
Lợng CO2 tự do có trong nớc nguồn phụ thuộc vào P, t
0
, Ki, PH và đợc xác định theo
biểu đồ Langlier

Với:
P =454,83 (mg/l)
t
0
=22
0
C
PH = 7,6
Ki
0
= 5,2 (mg/l)
Tra biểu đồ ta xác định đợc hàm lợng [CO
2
] tự do là 12 (mg/l)
c. Kiểm tra độ Kiềm toàn phần
Do PH = 7,6 nên độ Kiềm toàn phần của nớc chủ yếu là do [HCO
3
-
], ta xác định đợc:
Ki
tf

61,02
-][HCO
3
=5,2 (mg/l)
Nh vậy độ Kiềm toàn phần bằng độ cứng Cacbonat = 4,56 (mg/l) nên số liệu tính
toán là chính xác.
1
[ ] [ ] [ ]

++
++++

23
2
SiO0,13.HCO0,5.Fe1,4.AeMe
[ ] [ ] [ ] [ ]
+++++
+++=

4
22
NHMgNaCaMe
09,4282,120
+++=
[ ] [ ] [ ] [ ]

+++=

32
2
4
NONOSOClAe
1,01,0867,49
+++=

+
Me

Ae
1,153
=

+
Me

2. Đánh giá chất lợng nguồn nớc
Dựa theo tiêu chuẩn vệ sinh nớc ăn uống (Ban hành kèm theo Quyết định số
1329/2002/BYT/QĐ ngày 18/4/2002 của Bộ Y tế) và các chỉ tiêu chất lợng nớc nguồn ta
thấy nguồn nớc sử dụng có các chỉ tiêu sau đây cha đảm bảo yêu cầu:
1. Độ Oxy hoá Pemaganat = 4 (mgO
2
/l) > 2 (mgO
2
/l)
2. Hàm lợng Fe
2+
= 5(mg/l) > 0,5 (mg/l)
3. Hàm lợng H
2
S = 0,1 (mg/l) > 0,05 (mg/l)
4. Hàm lợng Ca
2+
= 120,2 (mg/l) > 100 (mg/l)
5. Hàm lợng cặn lơ lửng = 8 (mg/l) > 3 (mg/l)
6. Chỉ số Ecôli = 720 (con) >2 0 (con)
3. Sơ bộ lựa chọn dây chuyền công nghệ
Do hàm lợng Fe
2+

= 5(mg/l), công suất trạm Q = 12500 (m
3
/ngđ) nên để xử lý sắt ta
dùng phơng pháp làm thoáng tự nhiên.
a. Kiểm tra xem tr ớc khi xử lý có phải Clo hoá sơ bộ hay không
Ta phải Clo hoá sơ bộ trong 2 trờng hợp sau:
- [O
2
]
0
> 0,15ì[Fe
2+
] + 3
- Nớc nguồn có chứa NH
3
, NO
2
Do [O
2
] = 4 (mg/l) < 0,15ì[Fe
2+
] + 3 = 0,15ì5 + 3 = 3,75 (mg/l) nên truớc khi đa đến
công trình làm thoánag ta cho clo hóa sơ bộvới lu lợng Clo là.
Tuy nhiên, trong nớc nguồn có chứa NH
3
(ở dạng NH
4
+
)

và NO
2
-


nên ta phải Clo hoá
dơ bộ. Liều lợng Clo dùng để Clo hoá sơ bộ tính theo công thức:
L
Cl
= 6,5ì[o
2
] =0,5.4=2 (mg/l)
b. Xác định các chỉ tiêu sau khi làm thoáng
Độ kiềm sau khi làm thoáng:
Ki
*
= Ki
0
0,036ì[Fe
2+
]
Trong đó:
- Ki
0
: Độ kiềm của nớc nguồn = 5,2 (mg/l)
Ki
*
= 5,2 - 0,036ì5 = 5,02 (mgđ g/l)
Hàm lợng CO

2
sau khi làm thoáng:
CO
2
*
= (1-a)ìCO
2
0
+ 1,6ì[Fe
2+
]
Trong đó:
- a : Hệ số kể đến hiệu quả khử CO
2
bằng công trình làm thoáng. Chọn phơng
pháp làm thoáng tự nhiên a = 0,5
- CO
2
0
: Hàm lợng khí Cácbonic tự do ở trong nớc nguồn = 12(mg/l)
2

CO
2
*
= (1-0,5)ì12 + 1,6ì2 = 14 (mg/l)
Độ PH của nớc sau khi làm thoáng:
Từ biểu đồ quan hệ giữa PH, Ki, CO
2
,t

0
ứng với các giá trị đã biết:
Ki
*
= 5,02
CO
2
*
= 14 (mg/l)
t
0
= 22
0
C
P = 454,83(mg/l)
Tra biểu đồ quan hệ giữa lợng PH, Ki, CO
2
,t
0
ta có PH
*
= 7,5
Hàm lợng cặn sau khi làm thoáng:
Hàm lợng cặn sau khi làm thoáng đợc tính theo công thức:
C
*
max
= C
0
max

+ 1,92ì[Fe
2+
] + 0,25M (mg/l)
Trong đó:
- C
0
max
: Hàm lợng cặn lơ lửng lớn nhất trong nớc nguồn trớc khi làm thoáng = 12
(mg/l)
- M : Độ mầu của nớc nguồn - tính theo độ Cobal
C
*
max
= 12 + 1,92ì5 + 0,25ì8= 23,6 (mg/l)
Vì C
*
max
> 20 (mg/l) và công suất trạm xử lý = 12500 (m
3
/ngđ) nên ta dùng bể lắng
tiếp xúc ngang.
c. Kiểm tra độ ổn định của n ớc sau khi làm thoáng
Sau khi làm thoáng, độ PH trong nớc giảm nên nớc có khả năng mất ổn định, vì vậy ta
phải kiểm tra độ ổn định của nớc. Độ ổn định của nớc đợc đặc trng bởi trị số bão hoà I
xác định theo công thức sau:
I= PH
*
- PHs
Trong đó:
- PH

*
: Độ PH của nớc sau khi làm thoáng, theo tính toán ở trên ta đã can
- PH
*
= 7,5
- PHs : Độ PH ở trạng thái cân bằng bão hoà CaCO
3
của nớc sau khi khử Fe
2+
, đ-
ợc xác định theo công thức sau:
PHs =f1(t
0
)- f2(Ca2+)- f3(Ki*)+ f4(P)
Trong đó:
- f1(t
0
): Hàm số nhiệt độ của nớc sau khi khử sắt
- f2(Ca
2+
): Hàm số nồng độ ion Ca
2+
trong nớc sau khi khử sắt
- f3(Ki*): Hàm số độ kiềm Ki* của nớc sau khi khử sắt
- f4(P) : Hàm số tổng hàm lợng muối P của nớc sau khi khử sắt
Tra biểu đồ Langlier ta đợc:
3
Clo
Làm thoáng
nhân tạo

Lắng tiếp
xúc
ngang
Lọc nhanh
Khử trùng
Nớc nguồn
Bể chứa
nớc
sạch

- t
0
= 22
0
C => f1(t
0
) = 2,05
- [Ca
2+
] = 120,2 (mg/l) => f2 (Ca
2+
) = 2,08
- Ki* = 5,02 (mgđl/l) => f3(Ki*) = 1,71
- P = 454,83 (mg/l) => f4(P) = 8,855
Nh vậy, PHs = 2,05 2,08 1,71 + 8,855= 7,115
I = PH* PHs = 7,5 7,115 = 0,385
Nhận thấy rằng I > 0 nên nick can tin lắnag cặn.
Từ các tính toán nh trên ta chọn lựa các công trình chính trong dây chuyền:
II. Tính toán công nghệ, cấu tạo và các công trình trong dây
chuyền công nghệ

1. Công trình làm thoáng tự nhiên
Để làm thoáng tự nhiên ta sử dụng giàn ma, sau đây ta sẽ đi tính giàn ma.
a. Tính diện tích giàn m a
Diện tích mặt bằng giàn ma đợc tính theo công thức:
F =
m
q
Q
(m
2
)
Trong đó:
- Q:

Công suất Trạm xử lý (m
3
/h)

- q
m
: Cờng độ ma tính toán. Theo quy phạm ta có = 10 ữ 15 (m
3
/m
2
-h). Chọn
q
m
= 12,5 (m
3
/m

2
-h) ta có:
Theo thiết kế, Q = 12500 (m
3
/ngđ)

= 520,8 (m
3
/h)
F =
12,5
520,8
= 41,664 42 (m
2
)
Thiết kế hai giàn ma, diện tích mỗi thùng là: f =
2
42
= 21 (m
2
)
4

Thiết kế mỗi ngăn giàn ma với a = 6 (m) b =
a
f
= 3,5 (m).
Vậy mỗi ngăn giàn ma đợc thiết kế = 6ì 3,5 (m)
Tổng diện tích bề mặt tiếp xúc cần thiết xác định nh sau:
F

tx
=
tb
2COK
G
ì
Trong đó:
- G : Lợng CO
2
tự do cần khử (kg/h) đợc tính nh sau:
Để tính tóan lợng co
2
cần khử ta tính nớc sau khi làm thoáng khử CO
2
tự do đến giới
hạn tại PH=7,5 .Trong tờng hợp tính tóan của chúng ta nớc sau khi làm thoáng đã đạt
PH=7,5 nh vậy đã đạt tiêu chuẩn =>không cần bố trí lớp vật liệu tiếp xúc , chỉ cần phân
bố 1 sàn đập và thu nứơc.
Sơ đồ:
Cl
2
0,8
1
b. Tính giàn ống phun m a
Q =
N
Qtrạm
=
2
520,8

= 260,4 (m
3
/h)
Chọn cống chính
Chọn vận tốc nớc chảy trong giàn ống chính là V = 1 (m/s) ta có:
Q = ì V =
4
d
2

ì V
d =
V
Q4
ì
ì

=
36003,14
0,424
ì
ì 6
= 0,3035 (m)
Ta lấy d
chính
= 0,31(m) = 310 (mm)
5

300
540

6000
540
300
3500
7575
1675
153
150
150
153
Chọn ống nhánh
Vận tốc đảm bảo trong khoảng 1,2 ữ 2 (m/s)
Thiết kế 22 ống nhánh, đờng kính mỗi ống là
nhánh
= 50 (mm), lu lợng nhánh là:
Q
nhánh
=
36002
260,4
ì2
= 3,288ì 10
-3
(m
3
/s)
Diện tích ngang ống nhánh là:
=
4
d

2

=
4
(0,05)3,14
2
ì
= 1,9625ì 10
-3
(m
2
)
V
n

=

Q
=
1,9625
3,288
= 1,68 (m/s)

thoả mãn điều kiện.
Khoảng cách giữa các ống nhánh là:
x =
10
20,3-6 ì
= 0,54 (m)
Trên các ống nhánh đục các lỗ 10 thành 2 hàng hớng xuống dới và nghiêng so với

phơng nằm ngang một góc 45
0
. Diện tích một lỗ là:
F
1lỗ
=
4
d
2

=
4
(0,01)3,14
2
ì
= 7,85ì 10
-5
(m
2
)
Mặt khác, theo quy phạm ta có:
chính cống
lỗ
F
F

= 0,25 ữ 0,5. Lấy tỷ số = 0,5 ta có:
F
ống chính
=

4
d
2

=
4
(0,3)3,14
2
ì
= 0,07065(m
2
)
F
lỗ
= 0,5ì 0,07065 = 0,035325 (m
2
)
S lỗ phải khoan là:
6

n =
lỗ
lỗ
F18
F
ì

=
3-
107,852

0,035325
ìì2
= 20 (lỗ)
Mỗi hàng đục 10 lỗ, khi đó khoảng cách giữa các lỗ là:
R =
9
1504-1675 ì
= 152,78 (mm)
Sơ đồ giàn ma đợc bố trí nh trên.
2. Tính toán bể lắng tiếp xúc ngang
a. Diện tích bể lắng
Dùng bể lắng ngang thu nớc ở cuối bể, diện tích mặt bằng bể là:
F =

ì
ì
0
u3,6
Q
(m
2
)
Q : Công suất trạm , Q = 520,8 (m
3
/s)


=
30
V

-u
u
tb
0
0
(1) là hệ số kể đến ảnh hởng của dòng chảy rối trong vùng lắng.
Trong đó:
- u
0
: Tốc độ lắng cặn, lấy bằng 0,35 (mm/s)
- V
tb
: Vận tốc trung bình chuyển động ngang của dòng nớc. V
tb
= Kìu
0
Với K: hệ số phụ thuộc vào tỷ số chiều dài và chiều cao của bể lắng.
Chọn
H
L
= 15

K = 10

V
tb
= 10
ì
0,35 = 3,5 (mm/s). thay lại công thức (1) ta
có:

=
30
3,5
-0,35
0,35
= 1,5
Nh vậy, F =
1,5
0,353,6
520,8
ì
ì
=620 (m
2
)
b. Chiều rộng bể lắng
Chiều rộng của bể lắng đợc tính theo công thức:
B =
HNV3,6
Q
tb
ììì
Trong đó:
- H: Chiều cao vùng lắng, H = 2,5 (m)
- N: Số bể lắng, lấy N = 2 bể.
Khi đó:
B =
2,523,53,6

520,8
ììì
=8,267 (m)
7

Chia mỗi bể thành 2 ngăn, chiều rộng của một ngăn là b
n
=
2
B
=
2
8,267
= 4,134 (m)
2,4
(m)
Thỏa mãn
c. Chiều dài bể lắng
Theo cách chọn nh trên, chiều dài bể lắng là:
L =
NB
F
.
=
2.267,8
620
=37,5 (m)=15H
Chọn hai vách ngăn đặt cách tờng 1,5 (m). Sử dụng phơng pháp cặn trợt về phía đầu
bể (hố thu cặn đặt ở phía đầu bể).
d. Tính hệ thống phân phối n ớc vào bể

Để phân phối và thu nớc đều trên toàn bộ diện tích bề mặt bể lắng ta đặt các vách
ngăn có đục lỗ ở đầu và cuối bể.
Thiết kế hàng lôc cuối cùng nằm cao hơn mức cặn tính toán là 0,3 (m) theo quy
phạm là 0,3
ữ
0,5 (m).
Đặt vách ngăn phân phối nớc vào bể cách đầu bể một khoảng 1,5 (m).
Diện tích của vách ngăn phân phối nớc vào bể là:
F
ngăn
= b
n
ì (H
0
0,3) = 4,2ì (2,5 0,3) = 9,24 (m
2
)
Lu lợng nớc tính toán qua mỗi ngăn của bể là:
q
n
=
2,02,0
520,8
ì
= 130,2 (m
3
/h) = 0,0362 (m
3
/s)
Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn phân phối nớc vào là:

f
lỗ 1
=
lỗ1
V
n
q
=
0,3
0,0362
= 0,12 (m
2
)
Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn thu nớc ở cuối bể là:
f
lỗ 2
=
lỗ2
V
n
q
=
0,5
0,0362
= 0,0724 (m
2
)
Lấy đờng kính lỗ ở vách ngăn phân phối thứ nhất d
1
= 0,06 (m), diện tích một lỗ là

f
1lỗ
= 0,00283 (m
2
)
Tổng số lỗ ở vách ngăn thứ nhất là:
n
1
=
1lỗf
lỗ1

F
=
0,00283
0,12
= 43 (lỗ) chọn 44(lỗ)
Lấy đờng kính lỗ ở vách ngăn thu nớc d
2
= 0,05 (m), diện tích một lỗ là
f
1lỗ
= 0,00196 (m
2
)
Tổng số lỗ ở vách ngăn thứ nhất là:
n
1
=
1lỗf

lỗ2

F
=
0,00196
0,0724
= 37 (lỗ) chọn 38(lỗ)
8

e. Tính diện tích vùng chứa cặn
Thể tích vùng chứa cặn đợc tính toán theo công thức:
W
0
=
( )
c
m - McQT

ì
ì
N
(m
3
)
Trong đó:
- T: Thời gian giữa hai lần xả cặn, do hàm lợng cặn nhỏ nên lấy T = 12 (giờ)
- Q: Lu lợng nớc vào bể lắng, Q = 520,8 (m
3
/h)
- m: Hàm lợng cặn trong nớc sau khi lắng, m = 10 (mg/l)

-

c: Nồng độ trung bình của cặn nén sau thời gian T, lấy

c = 7500 (g/m
3
)
- Mc: Tổng hàm lợng cặn trong nớc đa vào bể lắng, Mc = 23,6 (mg/l)
W
0
=
( )
75002
10 - 23,6
ì
ì 8,52012
= 5,67 (m
3
)
f. Chiều cao vùng chứa và nén cặn
Diện tích mặt bằnag 1 bể F
1b
=
N
F
=
2
620
=310(m
2

)
Chiều cao vùng chứa và nén cặn đợc tính theo công thức:
h
c
=
F
W
0
=
310
67,5
= 0,018 (m)
g. Chiều cao bể lắng
Chiều cao bể lắng đợc xác định theo công thức:
H
bể
= H
L
+ h
c
+ h
bảo vệ
Trong đó:
- H
L
: Chiều cao vùng lắng nớc, H
L
=2,5 (m)
- h
bảo vệ

: Chiều cao bảo vệ, lấy = 0,5 (m)
- h
c
: Chiều cao tầng cặn
H
bể
= 2,5 + 0,018 + 0,5 = 3,018 (m)
Tổng chiều dàI bể lắnag kể cả 2 ngăn phân phối nớc
L
b
=37,5+2.1,5=40,5(m)

9
1,5 m
1,5 m
i

=

0
,
0
3

3. Tính bể lọc nhanh trọng lực
Bể lọc đợc tính toán với 2 chế độ làm việc là bình thờng và tăng cờng.
Dùng vật liệu lọc là cát thạch anh với các thông số tính toán:
d
max
= 1,6 (mm)

d
min
= 0,7 (mm)
d
tơng đơng
=0,8 ữ1,0 (mm)
Hệ số dãn nở tơng đối e = 30%, hệ số không đồng nhất k = 2,0.

Chiều dày lớp vật liệu lọc = 1,2 (m)
Hệ thống phân phối nớc lọc là hệ thống phân phối trở lực lớn bằng chụp lọc đầu có khe
hở. Tổng diện tích phân phối lấy bằng 0,8% diện tích công tác của bể lọc (theo quy phạm
là 0,8
ữ
1,0 m).
Ph ơng pháp rửa lọc: Gió nớc kết hợp.
Chế độ rửa lọc nh sau: Bơm không khí với cờng độ 18 (l/s.m
2
) thổi trong 2 phút sau đó
kết hợp khí và nớc với cờng độ nớc 2,5 (l/s.m
2
) sao cho cát không bị trôi vào máng thu n-
ớc rửa trong vòng 5 phút. Cuối cùng ngừng bơm không khí và tiếp tục rửa nớc thuần tuý
với cờng độ 12 (l/s.m
2
) trong 5 phút.
10

a. Sơ bộ tính toán chu kỳ lọc
Thực tế độ rỗng của lớp cát lọc thờng bằng 0,41 ữ 0,42, lấy 0,41.
Chiều dày lớp cát lọc lấy bằng 1,2 (m)

Vận tốc lọc nớc tra theo bảng lấy V= 7 (m/h)
Khí đó thể tích chứa cặn của 1 (m
3
) cát lọc là:
V=
4
1
ì 0,41ì 1= 0,1025 (m
3
)
Trọng lợng cặn trong 1 (m
3
) vật liệu lọclà:
Trọng lợng cặn chiếm 4% thể tích chứa cặn, tức là G = 40 kg/m
3
ì 0,1025 m
3

= 4,1 (kg)
11
mặt cắt ngang
1. cát; 2. đan bê tông cốt thép; 3. đầu lọc; 4. máng thu nuớc rửa lọc
5. Kênh cấp nuớc trộn khí để lọc và thau rửa; 6. máng xả bùn
2 1
3
66
6
5
sơ đồ bể lọc khối ghép kiểu t
Đ}ờng ống dẫn n}ớc thô tới bể lọc

Dẫn n}ớc lọc về bể chứa n}ớc sạch
ống xả n}ớc rửa lọc
Đ}ờng ống dẫn n}ớc sạch rửa lọc

Tốc độ lọc 7 (m/h), lớp cát dày 1,2 (m), mỗi khối cát 1 giờ phải giữ lại đợc: 7ì10= 70 (g)
hay bằng 0,07 (kG)
Để đảm bảo chất lợng nớc, chu kỳ lọc là:
T
chất lợng
=
0,07
4,1
= 58,57 (giờ) ,
Lấy chu kỳ lọc nhỏ hơn T
chất lợng
bằng 48 (giờ), tức là 2 (ngày).
b. Tổng diện tích mặt bằng của bể
Tổng diện tích mặt bằng của bể đợc xác định theo công thức:
F =
bt21bt
Vta-tW3,6-VT
Q
ììììì
(m
2
)
Trong đó:
- Q: Công suất trạm xử lý, Q = 12500 (m
3
/ngđ)

- V
bt
: Vận tốc ở chế độ làm việc bình thờng, tra theo bảng lấy V
bt
= 7 (m/h)
- n : Số lần rửa bể lọc trong một ngày đêm ở chế độ làm việc bình thờng, theo tính
toán ở trên có n= 0,5(lần/ngđ) và rửa lọc hoàn toàn bằng điều khiển tự động.
- T: Tổng thời gian làm việc của bể lọc trong một ngày đêm, lấy T = 24 giờ
- W: Cờng độ nớc rửa lọc lấy theo kết quả thí nghiệm tơng ứng với từng loại vật
liệu lọc, lấy = 14 (l/s.m
2
) - TCVN 33.85
- t
1
: Thời gian rửa lọc, t
1
= 6 = 0,1 (giờ)
- t
2
: Thời gian ngừng làm việc để rửa lọc, t
2
= 0,35 (giờ)
F =
70,350,5-0,1143,6-724
12500
ììììì
77,3 (m
2
)
Số bể lọc đợc xác định theo công thức:

N = 0,5ì
F
= 0,5ì
77,3
= 4,4 (bể)
Lấy 4 bể, khi đó diện tích của một bể là:
f =
N
F
=
4
77,3
19,33 (m
3
)

Và diện tích xây dựng bể là 4,4ì 4,4 (m
2
).
Kích thớc xây dựng bể là:F
1b
=4,4
2
=19,36(m
2
).
12

Tính toán kiểm tra tốc độ lọc tăng c ờng
Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc tăng cờng đợc xác định theo công thức:

V
tc
= V
tb
ì
1-N
N
= 7ì
1-4
4
= 9,33 (m/h)
Thấy rằng 8 < V
tc
<10 (m/h) nên đảm bảo yêu cầu.
c. Tính toán máng thu n ớc rửa lọcgió n ớc kết hợp
Chọn độ dốc đáy máng theo chiều nớc chảy i = 0,001.
Khoảng cách giữa các tâm máng là 2,0 (m) < 2,2 (m)
Khoảng cách từ tâm máng đến tờng là 1,2 (m) < 1,5 (m)
Lu lợng nớc rửa một bể lọc là:
q
r
= F
1b
ì W (l/s)
Trong đó:
- W: Cờng độ nớc rửa lọc, W = 14 (l/s.m
2
)
- F
1b

: Diện tích của một bể: F
1b
= 19,36 (m
2
)
q
r
= 14ì 19,36= 271,04 (l/s) = 0,271 (m
3
/s)
Do một bể bố trí hai máng thu nên lu lợng nớc đi vào mỗi máng là:
q
1m
=
2
0,271
=0,1355 (m
3
/s)
Chọn máng hình tam giác, ta đi tính toán máng dạng này.
Chiều rộng của máng
Đợc tính theo công thức:
B
m
= K ì
( )
5
3
2
a1,57

q
m
+
13
4,4 m
1,2 m
2,0 m
1,2 m
4,4 m

Trong đó:
- q
m
: Đã tính toán ở trên = 0,1355 (m
3
/s)
- a: Tỷ số giữa chiều cao hình chữ nhật và một nửa chiều rộng máng, a = 1,5 (quy
phạm là 1
ữ
1,5)
- K: hệ số phụ thuộc vào hình dạng của máng, với máng có tiết diện đáy hình tam
giác ta lấy K = 2,1
B
m
= 2,1ì
( )
( )
5
3
2

1,51,57
0,1355
+
0,48 (m)
Chiều cao của phần máng chữ nhật
H
1
=
2
B1,5 mì
=
2
0,481,5ì
= 0,36 (m)
Chiều cao của máng
H
2
= H
1
+ 0,5ì B
m
= 0,36+
2
1
ì 0,48 = 0,6 (m)
Chiều cao toàn bộ máng
H
m
= H
2

+
m
(m)
Trong đó:
m
là chiều dày đáy máng, lấy
m
= 0,1 (m)
Do đó H
m
= 0,1 + 0,6 = 0,7(m)
Kiểm tra khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc tới mép trên của máng thu nớc đợc
xác định theo công thức:
h =
100
eHì
+ 0,25 (m)
Trong đó:
- e : Độ trơng nở của vật liệu lọc khi rửa, e = 30%
- H: Chiều cao lớp vật liệu lọc (m)
=> h =
100
01,2 3ì
+ 0,25 (m) = 0,61 (m)
Theo quy phạm, khoảng cách giữa đáy dới cùng của máng dẫn nớc rửa phải nằm cao
hơn lớp vật liệu lọc tối thiểu là 0,07 (m).
Chiều cao toàn phần của máng thu nớc rửa là: H
m
= 0,7 (m) . Vì máng dốc về phía
máng tập trung 0,01, máng dài 4,4 (m) nên chiều cao máng ở phía máng tập trung là:

0,7 + 0,044 = 0,744 (m)
Do đó khoảng cách giữa mép trên lớp vật liệu lọc đến mép dới cùng của máng thu
H
m
phải lấy bằng:
H
m
= 0,744 + 0,07 = 0,814 (m)
14

Khoảng cách từ đáy máng thu tới đáy mơng tập trung nớc đợc xác định theo công thức
sau:
h
m
= 1,75ì
3
m
2
m
2
Bg
q
ì
+ 0,2 (m)
Trong đó:
- q
m
: Lu lợng nớc chảy vào máng tập trung nớc; q
m
=q

r
= 0,271 ( m
3
/s)
- B
tt
m
: Chiều rộng của máng tập trung , Theo quy phạm, chọn B
tt
m
= 0,7 (m)
- g : Gia tốc trọng trờng, g = 9,81 m/ s
2
Vậy:
h
m
= 1,75ì
3
2
2
0,79,81
0,271
ì
+ 0,2 (m)
h
m
= 0,63 (m)
Chọn vận tốc nớc chảy trong mơng khi rửa lọc là 0,8 (m /s)
Tiết diện ớt của mơng khi rửa là:
F

mơng
=
k
r
V
q
( m
2
)
F
mơng
=
0,8
0,271
= 0,338 ( m
2
)
Chiều cao nớc trong mơng tập trung khi rửa là:
h =
m
B
F
=
0,7
0,338
= 0,483 (m)
Theo TTVN 33.85 đáy ống thu nớc sạch ít nhất phải cách mực nớc trong mơng khi
rửa là 0,3m, vậy ta phải bố trí ống thu nớc sạch có cốt đáy ống cách đáy mơng một
khoảng 0,783 (m) .
15

0,5B
0,75B
B

d. Tính toán hệ thống rửa lọc
Bể đợc sử dụng hệ thống phân phối nớc trở lực lớn là sàn chụp lọc. Rửa lọc bằng gió
và nớc kết hợp.
Quy trình rửa bể:
Đầu tiên, ngng cấp nớc vào bể.
Khởi động máy sục khí nén, với cờng độ 18 (l/s.m
2
), cho khí nén sục trong vòng 2
phút.
Cung cấp nớc rửa lọc với cờng độ 2,5 (l/s.m
2
), kết hợp với sục khí trong vòng 5 phút.
Kết thúc sục khí, rửa nớc với cờng độ 8 (l/s.m
2
) trong vòng 5 phút.
Cung cấp nớc vào bể tiếp tục quá trình lọc và xả nớc lọc đầu.
Tính toán số chụp lọc
Sử dụng loại chụp lọc đuôi dài, loại chụp lọc này có khe rộng 1 (mm).
Sơ bộ chọn 50 chụp lọc trên 1 (m
2
) sàn công tác, tổng số chụp lọc trong một bể là:
N = 50ì F
1b
= 50ì 19,36= 968 (cái)
Sau pha rửa gió nớc đồng thời, cờng độ rửa nớc thuần tuý là W = 12 (l/s.m
2

)
Lu lợng nớc đi qua một chụp lọc là: q =
N
W
=
50
12
= 0,24 (l/s) = 2,4ì 10
-4
(m
3
/s)
Lấy diện tích khe chụp lọc bằng 0,8% tổng diện tích sàn công tác, tổng diện tích khe
chụp lọc trong một bể =
100
0,8
19,36
ì
= 0,1588(m
2
)
Diện tích khe hở của một chụp lọc là: f
1 khe
=
993
0,1588
= 1,5ì 10
-4

(m

2
)
Vận tốc nớc qua khe của một chụp lọc khi đó là:
V =
khe1
f
q
=
4-
-4
10
10
5,1
2,4
ì
ì
= 1,6 (m/s) đảm bảo theo quy phạm.
Vậy chọn 50 chụp lọc trong 1m
2
bể, khoảng cách giữa tâm các chụp lọc theo chiều
ngang và chiều dọc bể đều là 14,12 (cm).
Tổn thất qua hệ thống phân phối bằng chụp lọc là:
h
PP
=
à
ììg2
V
K
2

(m) (Theo 6.114 TCVN 33.85)
Trong đó :
- V
K
: Vận tốc nớc qua chụp lọc; V
K
= 1,6 (m/s)
-
à
: Hệ số lu lợng của chụp lọc, vì dùng chụp lọc có khe hở nên
à
=0,5
- g : Gia tốc trọng trờng, g = 9,81 (m/s
2
)
h
PP
=
0,59,812
1,6
2
ìì
= 0,26 (m)
16

Tính toán các đờng ống kỹ thuật
Đờng ống dẫn nớc rửa lọc
Công thức:
d
r

=
r
r
V
q4
ì
ì

(m)
Trong đó:
- q
r
: Lu lợng nớc rửa một bể lọc, q
r
= 0,271 (m
3
/s)
- V
r
: Vận tốc nớc trong đờng ống, V
r
= 1,6 (m/s)
=> d
r
=
1,63,14
0,2714
ì
ì
= 0,46 (m)

Ta chọn đờng kính ống là 0,46 (m)
Hệ thống cấp khí
Cờng độ rửa gió thuần tuý là: W = 18 (l/s.m
2
)
Vận tốc của gió trong ống là: V = 20 (m/s) (quy phạm là 15
ữ
20 m/s)
Lu lợng gió cung cấp cho một bể là:
q
gió
= Wì F
1b
= 18 ì 19,36= 348,48 (l/s) = 0,348 (m
3
/s)
Đờng kính ống dẫn gió chính:
d
d
=
V
q4
gió
ì
ì

=
203,14
0,3484
ì

ì
= 0,15(m)
Chọn ống dẫn gió có đờng kính là: 0,15 (m)
Đờng ống thu nớc sạch tới bể chứa
Sử dụng một đờng ống chung thu nớc từ 4 bể lọc về bể chứa. Đờng ống đợc đặt ở trên
cao trong khối bể lọc và xuống thấp khi ra khỏi khối bể lọc.
Đờng kính ống từ một bể ra ống thu nớc sạch chung là 0,15 (m). Vận tốc nớc của ống
thu nớc sạch chung là 1,2 (m/s)
Đờng kính ống chung:
D
chung
=
cV
Q4
ì
ì

(m)
Trong đó:
- Q : Lu lợng nớc toàn trạm, Q = 12500 (m
3
/ngđ) = 520,8(m
3
/h) = 0,1446 (m
3
/s)
- V
c
: Vận tốc nớc chảy trong ống, V
c

= 1,2 (m/s)
D
chung
=
cV
Q4
ì
ì

=
1,23,14
0,14464
ì
ì
= 0,39(m)
Chọn đờng kính ống là 0,4 (m). Kiểm tra lại tốc độ nớc chảy:
17

V
c
=
chung
D
Q4
ì
ì

=
2
0,43,14

0,14464
ì
ì
= 1,21 (m/s) > 1,2 (m/s)
Nh vậy, đờng kính ống là 0,4m là hợp lý.
Đờng ống xả kiệt
Lấy đờng kính ống là D100 (mm).
Đờng ống xả rửa lọc
Lấy đờng kính ống là D500 (mm).
e. Ttính toán tổng tổn thấ táp lực khi rửa bể lọc
Tổng tổn thất qua sàn chụp lọc
Theo tính toán ở trên là: 0,26 (m)
Tổng tổn thất qua lớp vật liệu đỡ
h
đỡ
= 0,22ì L
đỡ
ì W (m)
Trong đó:
- L
đỡ
:Chiều dày lớp sỏi đỡ dày = 0,2 (m)
- W : Cờng độ nớc rửa lọc = 14 (l/s.m
2
)
Vậy h
đỡ
= 0,22ì 0,2ì 14 = 0,616 (m)
Tổn thất áp lực bên trong lớp vật liệu lọc
h

VLL
= ( a+ b ì W) ì h
L
Trong đó:
- a,b là các thông số phụ thuộc đờng kính tơng đơng của lớp vật liệu lọc, với d
tđ
=
0,9 (mm) => a = 0,16; b = 0,017
- h
L
: Chiều cao lớp vật liệu lọc = 1,2 (m)
Vậy h
VLL
= ( 0,16+ 0,017 ì 14) ì 1,2
= 0,4272 (m)
Tổng tổn thất trên đờng ống dẫn nớc rửa lọc
h = h
dd
+ h
CB
Trong đó:
- h
dd
: Tổn thất trên chiều dài ống từ trạm bơm nớc rửa đến bể chứa. Sơ bộ chọn bằng
100 (m). Theo tính toán ở trên ta có lu lợng nớc chảy trong ống
- Q = 0,1446 ( m
3
/s), đờng kính ống D
chung
= 400 (mm).

Tra bảng ta có 1000 i = 4,64
h
dd
= i ì L = 4,64 ì
1000
100
= 0,464 (m)
- h
CB
: Tổn thất áp lực cục bộ trên van khoá, sơ bộ chọn h
CB
= 0,3 (m)
Vậy h = 0,464+ 0,3 = 0,764 (m)
18

f. Tính toán chọn bơm rửa lọc
áp lực cần thiết của bơm rửa lọc đợc tính theo công thức:
h
B
= h +h
r
+h
dt
+ h
dl
(m)
Trong đó:
- h : Độ chênh lệch hình học giữa mực nớc thấp nhất trong bể chứa nớc sạch tới cao
độ máng thu nớc, đợc tính theo công thức:
h =

MĐ
+ h
K
+ h
S
+ h
đ
+ h
l
+ H
m
+ H
m
Với

MĐ
: Cốt mặt đất tại trạm xử lý;

MĐ
= 0 (m)
: Cao độ mực nớc thấp nhất trong bể chứa, = 0,5 (m)
h
K
: Chiều cao hầm phân phối nớc: h
K
= 1 (m)
h
S
: Chiều dày sàn chụp lọc, h
S

= 0,1 (m)
h
đ
: Chiều cao lớp vật liệu đỡ; h
đ
=0,2 (m)
h
l
: Chiều cao lớp vật liệu lọc; h
l
= 1,2 (m)


Hm : Khoảng cách từ mép dới của máng phân phối đến lớp vật liệu lọc,

Hm = 0,814 (m)
H
m
: Chiều cao máng thu nớc rửa lọc; Hm = 0,6 (m)
=> h = 0 - 0,5 + 1 + 0,1 + 0,2 + 1,2 + 0,814+ 0,7 = 3,514 (m)
- h
r
: Tổng tổn thất áp lực khi rửa lọc:
h
r
= h
PP
+ h
VLL
+ h

đ
(m)
Theo tính toán ở trên ta có: h
r
= 0,26 + 0,4272+0,616 = 1,3032 (m)
- h: Tổng tổn thất trên đờng ống dẫn nớc rửa lọc:
h = 0,764 (m)
- h
dt
: áp lực dự trữ để phá vỡ kết cấu ban đầu của hạt vật liệu lọc, lấy h
dt
= 2 (m)
Tóm lại:
h
B
= 3,514 + 1,3032 +0,764 + 2 = 7,5812 (m)
Để tiện cho tính toán, lấy h
B
= 7,6 (m).
Vậy chọn bơm nớc rửa lọc có Q
r
= 0,271 ( m
3
/s) và áp lực H
r
= 7,6 (m)
g. Chiều cao xây dựng bể lọc
Chiều cao xây dựng bể lọc đợc xác định theo công thức:
H
xd

= h
k
+ h
S
+ h
d
+ h
l
+h
n
+ h
BV
Trong đó:
- h
k
, h
S
, h
d
, h
l
: là các hệ số đã đợc trình bày ở trên
- h
BV
= 1 (m)
- h
n
: chiều cao lớp nớc trên vật liệu lọc 2 (m)
H
xd

= 1+ 0,1+ 0,2 + 1,2 + 2 + 1
19
MNTN
BC

MNTN
BC

MNTN
BC


H
xd
= 5,5 (m)
4. Tính toán sân phơi vật liệu lọc
Số lợng bùn tích lại ở bể lắng sau một ngày đợc tính theo công thức:
G
1
=
1000
)C-(CQ
21
ì
(kg)
Trong đó:
- G
1
: Trọng lợng cặn khô tích lại ở bể lắng sau một ngày, (kg)
- Q: Lợng nớc xử lý, Q = 12500 (m

3
/ngđ)
- C
2
: Hàm lợng cặn trong nớc đi ra khỏi bể lắng, lấy bằng 10 (g/m
3
)
- C
1
: Hàm lợng cặn trong nớc đi vào bể lắng, sau làm thoáng hàm lợng cặn trong
nớc là:
C
1
= 23,6 (mg/l)
Vậy nên G
1
=
1000
10)-(23,612500ì
= 170 (kg)
Số lợng bùn tích lại ở bể lọc sau một ngày đợc tính theo công thức:
G
2
=
1000
)C-(CQ
21
ì
(kg)
Trong đó:

- G
2
: Trọng lợng cặn khô tích lại ở bể lọc sau một ngày, (kg)
- Q: Lợng nớc xử lý, Q = 12500 (m
3
/ngđ)
20
5500
1000
100
200
1200
2000
1000
Lớp n}ớc trên vật liệu lọc
Lớp vật liệu lọc
Lớp vật liệu đỡ
4400
Sàn chụp lọc
760
Hầm thu n}ớc

- C
2
: Hàm lợng cặn trong nớc đi ra khỏi bể lọc, lấy bằng 3 (g/m
3
) (tiêu chuẩn là
không nhỏ hơn 3 g/m
3
)

- C
1
: Hàm lợng cặn trong nớc đi vào bể lọc, lấy bằng lợng cặn đi ra khỏi bể lắng,
C
1
= 10 (g/m
3
)
Vậy nên G
2
=
1000
3)-(1012500ì
= 87,5 (kg)
Vậy tổng lợng cặn khô trung bình xả ra trong một ngày là G = G
1
+ G
2
= 257,5(kg)
Tính sân phơi bùn có khả năng giữ bùn lại trong vòng 3 tháng.
Lợng bùn khô tạo thành sau 3 tháng là:
G
nén
= 257,5ì 30ì 3 = 23175 (kg)
Thiết kế sânphơi hình chữ nhật có tổng diện tích là 150 (m
2
).
Sau khi phơi, bùn đạt đến độ ẩm 60% nên khối lợng bùn khô sau khi phơi là:
g
khô

=
40
23175
ì 100 = 57937,5 (kg)
Lấy tỷ trọng bùn ở độ ẩm 60% là 1,2 (t/m
3
), thể tích bùn khô là:
V
khô
=
khô
khô
g

=
1,2
57,9375
= 48,28 (m
3
)
Chiều cao bùn khô trong sân là:
h
khô
=
F
V
khô
=
150
48,28

= 0,32 (m)
Trong thực tế cặn tạo thành đa ra sân phơi nằm trong hỗn hợp với nớc có độ ẩm 95%
nên tổng lợng bùn loãng xả ra từ khối bể lắng và lọc trong một ngày là:
g
loãng
=
5
257,5
ì 100 = 5510 (kg/ngđ)
Lấy tỷ trọng bùn ở độ ẩm 95% là 1,02 (t/m
3
), thể tích bùn loãng xả ra trong một ngày
là:
V
loãng
=
loãng
loãng
g

=
1,02
5,51
= 5,4 (m
3
)
Chiều cao bùn loãng trong sân là:
h
loãng
=

F
V
loãng
=
150
5,4
= 0,036 (m)
Vậy chiều dày của lớp bùn trong sân phơi là:
H
sân

= h
khô
+ h
loãng
= 0,356 0,36 (m)
Lấy chiều cao dự trữ = 0,22 (m), chiều dày lớp sỏi ở đáy h
đáy
= 0,3 (m)

khi đó chiều
cao thành máng của sân phơi là 0,36 + 0,22 + 0,3 = 0,88 (m).
21

Thiết kế 2 sân phơi bùn có chiều dày 0,9 (m), chiều dài bằng 3 lần chiều rộng, diện
tích mỗi sân 75 (m
2
), kích thớc:15ì 5 (m
2
).

5.Tính toán bể điều hoà và bơm tuần hoàn nớc rửa lọc
a.L u l ợng tuần hoàn
Để đảm bảo khi bơm tuần hoàn làm việc gián đoạn, không ảnh hỏng đén chế độ thuỷ
lực của các công trình xử lý, q
th
phải nằm trong khoảng
24
W
< q
th
< 5%Q
trạm
.
Có 5%Q
trạm
=
100
5
ì 502,8 = 25,14 (m
3
/h)
Lợng nớc rửa lọc trong một ngày
Do rửa gió nớc đồng thời, pha rửa gió nớc với cờng độ 2,5 (l/s.m
2
) trong 5 phút, pha
sau rửa nớc với cờng độ 12 (l/s.m
2
) trong vòng 5 phút nên thể tích nớc rửa một bể là:
V
r

1 bể
=
F
1000
F
1000
ì
ìì
+ì
ìì 560125605,2
= 4,35F (m
3
)
Theo trên ta có chu kỳ rửa lọc là một ngày rửa 2 bể nên lu lợng nớc rửa trong một
ngày: W = 4,35ì 19,36ì 2 = 168,432 (m
3
)

24
W
=
24
432,168
= 7,018 (m
3
/h)
Vậy chọn lu lợng nớc tuần hoàn q
th
= 10 (m
3

/h)
b. Thể tích bể điều hoà l u l ợng n ớc rửa
Thể tích bể điều hoà nớc rửa đợc tính theo công thức:
V = nì V
r
1 bể
nì q
th
ì t
= 2ì 4,35ì 19,36 2ì 10ì 1

= 148,43 (m
3
)
(chọn thời gian giữa hai lần rửa các bể kế tiếp nhau là t = 1 giờ)
Thiết kế bể tròn cao 3,5 (m), đờng kính bể 7,35 (m), diện tích mặt bằng 42,4 (m
2
).
6.Tính toán bể chứa nớc sạch cho trạm xử lý
Thiết kế bể chứa nớc sạch có dung tích = 20% Q
trạm
do đó dung tích bể:
Q
bể
=
100
20
ì 12500 = 2500 (m
3
/ngđ)

Thiết kế 2 bể, mỗi bể có dung tích 1250 (m
3
/ngđ) với chiều cao mỗi bể là 4,5 (m)
Trong đó chiềub cao bảo vệ 0,5m
Diện tích một bể là: F
1bể
=
4
1250
= 312,5 (m
2
)
Vậy kích thớc 1 bể là 17,7ì 17,7 = 313,29 (m
2
)
22

7.Tính toán khử trùng nớc
a. Tính l ợng Clo cần dùng
Phơng pháp khử trùng nớc bằng Clo lỏng, sử phụng thiết bị phan phối Clo bằng
Clorator.
Lợng Clo dùng để khử trùng lấy bằng 1,3 (mg/l)
Vậy tổng lợng Clo bao gồm cat lợng Clo đã dùng để Clo hoá sơ bộ là:
L
Cl
= L
KT
+ L
sơ bộ
= 1,3 + 2 = 3,3 (mg/l) = 3,3ì 10

-3
(kg/m
3
)
Lợng Clo cần dùng trong một giờ là:
q
CL2
= Q ì L
Cl

Trong đó:
- Q: Công suất trạm xử lý, Q
trạm
= 520,8 (m
3
/h)
- L
Cl
: Đợc xác định ở trên = 3,3ì 10
-3
(kg/m
3
)
Vậy q
CL2
= 520,8ì 3,3ì 10
-3
= 1,72 (kg/h)
Năng suất bốc hơi của một bình ở nhiệt độ không khí 20
0

C là C
s
= 0,7 (kg/h)
Do đó số bình Clo dùng đồng thời là: N =
0,7
q
2
Cl
=
0,7
1,72
= 2,4. Vậy dùng 2 bình Clo sử
dụng đồng thời.
Lợng nớc tính toán cho Clorator làm việc lấy bằng 0,6 (m
3
/ kg.Clo)
Lu lợng nớc cấp cho trạm clo là:
Q
cấp
= 0,6 ì q
CL2
= 0,6 ì 1,72 = 1,032 (m
3
/h) = 0,287 l/ s)
Đờng kính ống:
D =
0,63,14
0,0002874
V
Q4

ì
ì
ì
ì
=

= 0,025 (m)
Với 0,6 (m/s) là tốc độ nớc chảy trong ống.
Lợng Clo dùng trong một ngày:
Q
Cl2
= 24ì q
CL2
= 41,28 (kg/ngđ)
Lu lợng nớc tiêu thụ trong một ngày là:
Q
cấp
=1,032ì 24 = 24,768 (m
3
)
Do đặc thù về vị trí địa lý của trạm xử lý gần khu vực sản xuất Clo nên chọn số bình
Clo dự trữ trong trạm đủ dùng trong 30 ngày.
Lợng clo dùng cho 30 ngày là :
Q
Cl2
= 30ì 41,28 = 1238,4 (kg)
Clo lỏng có tỷ trọng riêng là 1,43 (kg/l) nên tổng lợng dung dịch Clo là:
Q
lỏng
Cl2

=
1,43
1238,4
= 866 (l)
Chọn 3 bình clo loại 400 (l), 2 bình hoạt động và một bình để dự trữ.
23

Chọn thiết bị định lợng clo loại PC5, 2 Clorator có công suất 1,28 ữ20,5 (kg/l). Trong
đó có một Clorator dự trữ .
b. Cấu tạo nhà trạm
- Trạm clo đợc xây cuối hớng gió
- Trạm đợc xây dựng 2 gian riêng biệt: 1 gian đựng Clorato, 1 gian đặt bình clo
lỏng, các gian có cửa thoát dự phòng riêng.
- Trạm đợc xây cách ly với xung quanh bằng các cửa kín, có hệ thống thông gió th-
ờng xuyên bằng quạt với tần suất bằng 12 lần tuần hoàn gió. Không khí đợc hút ở
điểm thấp.
- Trong trạm có giàn phun nớc áp lực cao, có bể chứa dung dịch trung hoà Clo, khi
có sự cố dung tích bình đủ để trung hòa.
- Đờng kính ống cao su dẫn Clo:
d
Cl
=1,2ì
V
Q
Trong đó:
- Q: Lu lợng giây lớn nhất của khí Clo lỏng
Q =
3600
1072,14
3

ìì
=
ì
3600
q4
h
Cl
= 1,91ì 10
-6
(m
3
/s)
- V: Vận tốc trong đờng ống, lấy V= 0,8 (m/s)
d
Cl
= 1,2ì
0,8
101,91
6
ì
= 1,85(mm)
ống cao su đợc đặt trong ống lồng có độ dốc 0,01 đến thùng đựng Clo lỏng, ống
không có mối nối.
24