Đồ án xử lý nước cấp xử lý nước ngầm công suất 20000m3ngày đêm

MỤC LỤC
SỐ LIỆU BAN ĐẦU
- Nguồn nước: nước mặt
- Công suất cấp nước: 20000 m
3
/ngày đêm
- Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước: QCVN 02:2009/BYT
Chi tiêu Đơn vị đo Giá trị
Nhiệt độ
o
C 22
o
C
pH - 6,7
Độ màu TCU` 145
Độ đục NTU 289
Độ kiềm mg CaCO
3
/l mg/l 87
SS mg/l 111
TS mg/l 250
1
CHƯƠNG I
TỎNG QUAN ĐỀ TÀI
I ĐÁNH GIÁ CÁC CHỈ TIÊU ĐẦU VÀO
Các chỉ tiêu chất lượng nguồn nước ban đầu sẽ được so sánh với
QCVN 02:2009/BYT
Chi tiêu Đơn vị
đo
Giá trị QCVN
02:2009

Nhận
xét
Nhiệt độ
o
C 22
o
C
pH - 6,7 6-8,5
Độ màu TCU` 145 15 Xử lý
Độ đục NTU 289 5 Xử lý
Độ kiềm mg CaCO
3
/l mg/l 29 -
SS mg/l 111 - Xử lý
TS mg/l 250 - Xử lý
Các chỉ tiêu độ màu và độ đục đều vượt quá giới hạn cho phép
theo QCVN 02-2009 BYT với giá trị lớn hơn lân lượt là 10 và 60 lần.
Như vậy cần sử dụng hóa chất keo tụ để xử lý nước
- Xác định lượng hóa chất cần thiết để xử lý nước
+ Xác định lượng phèn nhôm
Khi xử lý nước đục
Bảng 1.1 – Liều lượng phèn để xử lý nước đục
Hàm lượng cặn của nước
nguồn (mg/l)
Liều lượng phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3

không chứa nước (mg/l)
Đến 100 25 – 35
101 - 200 30 – 45
201 - 400 40 - 60
104 - 600 45 - 70
601 - 800 55 - 80
801 - 1000 60 - 90
1001 - 1400 65 - 105
(Nguồn: TCXD – 33:2006)
2
Ứng với hàm lượng cặn ban đầu là 250 (mg/l) , liều lượng phèn
nhôm không chứa nước được sử dụng là 45 (mg/l)
Khi xử lý nước có màu
Liều lượng phèn nhôm được xác định theo công thức:
P
Al
=
Trong đó: P
Al:
liều lượng phèn nhôm tính theo sản phẩm không chứa
nước:
M: Đô màu của nước nguồn = 145 (Pt-Co)
 P
Al
= 48.17 (mg/l)
Như vậy lượng phèn nhôm xác định theo độ màu lớn hơn xác
định theo độ đục  lựa chọn liều lượng phèn nhôm để xử lý nước là
48,17 (mg/l)
+ Xác định lượng chất kiềm hóa nước
Liều lượng chất kiềm hóa xác định theo công thức

D
k
= (P
p
/e-K
t
+ 1 )K
Trong đó: P
k
: Hàm lượng chất kiềm hóa (mg/l)
P
p
: Hàm lượng phèn cần để keo tụ (48,17 mg/l)
e: Trọng lượng đương lượng của phèn (mg/mgdl)
tương ứng là 57
K
t
: Độ kiềm nhỏ nhất của nước nguồn (mgdl/l) : 1,74
1: độ kiềm dự phòng của nước
K: đương lượng gam chất kiềm hóa : 28
 D
k
= 2,94 ( mg/l)
Xác định độ ổn định của nước
J= pH
o
- pH
s
=0,1
Trong đó:

pH
o
- Độ pH của nước, xác định bằng máy đo pH: 6,7
pH
s
- Độ pH của nước sau khi đã bão hoà Cacbonát đến trạng
thái cân bằng tính
theo công thức:
pH
s
= f
1
(t) - f
2
(Ca
2+
) - f
3
(K) + f
4
(P) (6-32)
3
Trong đó: f
1
(t), f
2
(Ca
2+
),f
3

(K), f
4
(P) là những trí số phụ thuộc
vào nhiệt độ, nồng độ canxi, độ kiềm, tổng hàm lượng muối trong
nước
Ta có Nhiệt độ: 22
0
C; Khối lượng ion Ca
2+

500 mg/l ; Độ kiềm
1,8 (mgdl/l) Muối toàn phần 40 mg/l
Tra bảng ta có f
1
= 2, f
2
= 2,8; f
3
= 1,25; f
4
= 8,7
 pH
s
= 6,6
 không cần xử lý ổn định nước
II LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
2.1 Dựa trên các chỉ tiêu ban đầu của nguồn nước, so sánh
với TCVN 33-2006 lựa chọn sơ bộ 2 sơ đồ công nghệ xử lý
nước cấp
Sơ đồ 1

Sơ đồ 2
2.2 Tổng quan các công trình trong xử lý nước cấp
4
Trong quá trình xử lí nước cấp, cần phải thực hiện các biện pháp như
sau:
- Biện pháp cơ học: dùng các công trình và thiết bị làm sạch
như: song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc.
- Biện pháp hoá học: dùng hoá chất cho vào nước để xử lí nước
như: dùng phèn làm chất keo tụ, dùng vôi kiềm hoá nước, cho Clo
vào nước để khử trùng.
- Biện pháp lí học: dùng các tia vật lí để khử trùng nước như tia
tử ngoại, sóng siêu âm. Điện phân nước biển để khử muối. Khử khí
CO2 hoà tan trong nước bằng phương pháp làm thoáng.
2.2.1 Hồ chứa và lắng sơ bộ
Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) là
tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt
cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tác động của các điều kiện môi
trường, thực hiện các phản ứng oxy hóa do tác dụng của oxy hòa tan
trong nước, và điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn vào và
lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước thô bơm.
2.2.2 Song chắn rác và lưới chắn rác
Được đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụ loại
trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và
nâng cao hiệu quả làm sạch của các công trình xử lý.
2.2.3 Các thiết bị và công trình của quá trinh keo tụ
a) Bể trộn:
Dùng phương pháp trộn thuỷ lực với bể trộn đứng, đây là loại
bể trộn thường được sử dụng phổ biến hiện nay trong trường hợp có
dùng vôi sữa để kiềm hoá nước với công suất bất kỳ. Vì chỉ có bể
trộn đứng mới đảm bảo giữ cho các phần tử vôi ở trạng thái lơ lửng,

làm cho quá trình hoà tan vôi được triệt để. Còn nếu sử dụng bể trộn
khác thì vôi sữa sẽ bị kết tủa trước các tấm chắn. Mặt khác, nó có
cấu tạo đơn giản, vận hành dễ, chi phí quản lí thấp do dùng năng
lượng nước để trộn, phù hợp với quy mô công suất và dây chuyền
công nghệ xử lý.
5
b) Ngăn tách khí:
Ngăn tách khí cần được thiết kế khi sử dụng bể lắng có ngăn
phản ứng đặt bên trong, bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng và bể lọc
tiếp xúc. Ngăn tách khí có tác dụng tách khí tránh hiện tượng bọt khí
dâng lên trong bể sẽ làm phá vỡ các bông cặn kết tủa tạo thành, ảnh
hưởng đến quá trình lắng.
c) Bể phản ứng:
* Bế phán ứng xoáv:
Bể phản ứng xoáy hình trụ: loại bể này thường áp dụng cho
trạm xử lí có công suất nhỏ (đến 3000 mVngày), ít khi được xây dựng
kết hợp với các kiểu bể lắng khác do cấu tạo phức tạp của vòi phun.
Bể phản ứng xoáy hình phễu: có ưu điểm là hiệu quả cao, tổn
thất áp lực trong bể nhỏ, do thời gian nước lưu lại trong bể nhỏ nên
dung tích bể nhỏ. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là khó tính toán cấu
tạo bộ phận thu nước trên bề mặt theo hai yêu cầu là thu nước đều
và không phá vỡ bông cặn. Ngoài ra đôi với những bể có dung tích
lớn sẽ khó xây dựng, nên chỉ thích hợp đôi với những trạm có công
suất nhỏ.
* Bế phản ứng vách ngăn:
Thường được xây dựng kết hợp với bể lắng ngang. Nguyên lí
câu tạo cơ bản của bể là dùng các vách ngăn để tạo ra sự đổi chiều
liên tục của dòng nước. Bể có ưu điểm là đơn giản trong xây dựng và
quản lí vận hành. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là khôi lượng xây
dựng lớn do có nhiều vách ngăn và bể phải có đủ chiều cao để thoả

mãn tổn thất áp lực trong toàn bể.
* Bế phần ứng cổ lớp căn lơ lửng:
Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng thường được đặt ngay trong
phần đầu của bể lắng ngang. Bể thường được chia thành nhiều ngăn
dọc, đáy có tiết diện hình phễu với các vách ngăn ngang, nhằm mục
đích tạo dòng nước đi lên đều, để giữ cho lớp cặn lơ lửng được ổn
định. Ưu điểm của bể này là cấu tạo đơn giản, không cần máy móc
cơ khí, không tốn chiều cao xây dựng.
6
* Bế phán ứng cơ khí:
Nguyên lí làm việc của bể là quá trình tạo bông kết tủa diễn ra
nhờ sự xáo trộn của dòng nước trong bể bằng biện pháp cơ khí. Bể
có ưu điểm là có khả năng điều chỉnh cường độ khuấy trộn theo ý
muôn. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là cần máy móc, thiết bị cơ khí
chính xác và điều kiện quản lí vận hành phức tạp, tôn nhiều điện
năng nên chỉ thích hợp đôi với những trạm có công suât lớn.
Kết luân: qua phân tích như trên ta chọn bể phản ứng có lớp
cặn lơ lửng.
2.2.4 Bể lắng
Lắng là quá trình làm sạch cơ bản trong công nghệ xử lý nước.
Nước cần xử lý được đưa vào bể và giữ lại đó trong suốt quá trình
làm việc. Nhờ diện tích tiết diện bể lớn, tốc độ dòng chảy nhỏ mà
quá trình xảy ra trong bể gần như ở trạng thái tĩnh. Dưới tác dụng
của lực trọng trường, các hạt cặn có khối lượng riêng lớn hơn khối
lượng của nước bao quanh nó sẽ tự lắng xuống.
Có rất nhiều loại bể lắng khác nhau: theo hình dạng chúng có
thể có hình dạng chữ nhật, hình vuông hoặc tròn; theo cách đưa
nước vào chúng có thể là loại liên tục hoặc gián đoạn; theo hướng
dòng chảy, có thể có loại nằm ngang hoặc thẳng đứng.
a) Bể lắng ngang

- Cấu tạo bể lắng ngang
Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật, có thể làm bằng gạch hoặc bê
tông cốt thép.
(1) Ống dẫn nước từ bể phản ứng sang
(2) Máng phân phối nước
(3) Vách phân phối đầu bể
7
(4) Vùng lắng
(5) Vùng chứa cặn
(6) Vách ngăn thu nước cuối bể
(7) Máng thu nước
(8) Ống dẫn nước sang bể lọc
(9) Ống xã cặn
- Căn cứ vào biện pháp thu nước lắng người ta chia bể lắng ngang
làm hai loại:
+ Bể lắng thu nước cuối bể: Thường kết hợp với bể phản ứng có
vách ngăn hoặc bể phản ứng có lóp cặn lơ lửng.
+ Bể lắng ngang thu nước bề mặt: Thường kết họp với bể phản
ứng có lớp cặn lở lửng.
- Ưu điểm: Gọn, có thể làm hố thu cặn ở đầu bể và cũng có thể làm
nhiều hố thu cặn dọc theo chiều dài của bể. Hiệu quả xử lý cao.
- Nhược điểm: Giá thành cao, có nhiều hố thu cặn tạo nên những
vùng xoáy làm giảm khả năng lắng của các hạt cặn, chiếm nhiều
diện tích xây dựng.
b) Bể lắng đứng
- Cấu tạo bể lắng đứng
Bể lắng đứng thường có mặt hình vuông hoặc hình tròn, được
sử dụng cho trạm có công suất nhỏ. Bể lắng đứng thường kết hợp với
bể phản ứng xoay hình trụ.
Bể lắng đứng có thể xây bằng gạch hoặc bê tông cốt thép.

8
Sang bể lọc nhanh
( 1 ) Nă ng pliàn ủng xoáy (2)
Vũng lắng c 3) V img c liửa cậ
n
(4) Ông nurớc vào
(5) Vòi phun
(6) Máng thu
(7) Õng nurớc ra
(8) Ông xã cặn
- Nguyên tắc làm việc
Nước chảy vào ống trung tâm giữa bể, đi xuống dưới vào bể lắng.
Nước chuyển động theo chiều tò dưới lên trên, cặn rơi từ trên xuống
đáy bể. Nước đã lắng trong được thu vào máng vòng bố trí xung
quanh thành bể và đưa sang bể lọc.
Cặn tích lũy ở vùng chứa cặn được thải ra ngoài theo chu kỳ
bằng ống và van xả
- Ưu điểm: Thiết kế nhỏ gọn, diện tích đất xây dựng không nhiều,
thuận tiện trong việc xả bùn hoặc tuần hoàn bùn.
- Nhược điểm: Hiệu quả xử lý không cao bằng bể lắng ngang, chi phí
xây dựng tốn kém, hiệu suất xử lý không cao.
c) Bể lắng tiếp xúc ( bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng)
- Nguyên tắc hoạt động
Nước sau khi trộn với phèn hoặc hóa chất khác, tiếp xúc với cặn
đã lắng của bể lắng sẽ đẩy nhanh quá trình tạo ra bông cặn của các
chất bẩn có trong nước.
Có hai loại kết cấu của bể lắng tiếp xúc.
Loại thứ nhất: Kiểu bể có quá trình tạo bông và lắng xảy ra
đồng thời. Khi nước chuyển động tò dưới lên trên đi qua lớp cặn với
tốc độ đủ lớn để giữ cặn trong tình trạng lơ lửng, nhưng bé hơn tốc

độ lắng tự do của từng bông cặn trong môi trường tĩnh, để những
bông cặn này không cuốn ra khỏi bể.

1) Ống phân phối nước vào bể
2) Ngăn lắng
3) Tầng bảo vệ
4) Ống dẫn nước sang bể lọc
5) Cửa sổ thu cặn
(6)Ngăn chứa nén cặn
(7) Ống xá cặn
{&). ủng thu nưóc trong ờ ngăn nén
cặ
9
Loại thứ hai: Kiểu bể có quá trình phản ứng tạo bông cặn và lắng
tách rời, ngăn phản ứng đặt ở tâm bể lắng. Nước và hóa chất được
trộn lẫn trong bể phản ứng, tại đây hỗn hợp các hạt cặn và nước
được đưa sang bể lắng theo hướng dưới lên các hạt cặn tiếp xúc với
nhau và tạo các bông cặn và lắng xuống.
- Ưu điểm:
+ Hiệu quả xử lý cao, it tốn diện tích xây dựng
- Nhược điẻm
+ Kết cấu phức tạp, tốn chi phí xây dựng
+ Chế độ quản lý chặt chẽ, đòi hỏi công trình làm việc suốt ngày
đêm
+ Nhạy cảm với sự giao động về lưu lượng và nhiệt độ của nước
d) Bể lắng ly tâm
- Cấu tạo bể ly tâm
Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn, đường kính từ 5m trở lên, thường
dùng đe sơ lắng nguồn nước có hàm lượng cặn cao, Co>2000mg/l.

10
1. Ông dần vảo
2 Máng thu nước
3 cánh gạt bùn
4 Hệ théng cào bùn
5 Ồng dẫn nước sang bế lọc
6 Ống xa cặn
- Nguyên lý làm việc
Nguồn nước đi vào xiclon ở phần trên theo phương tiếp tuyến
với tiết diện ngang và quay xung quanh trục của xiclon rồi đi vào ống
thu đặt trên đỉnh đồng trục với xiclon. Cặn bị văng ra thành xiclon
trượt xuống dưới đi vào côn thu rồi từ đó được tháo liên tục ra ngoài
qua ống đặt ở đáy côn.
- Ưu điẻm
+ Nhờ có thiết bị gạt bùn nên độ dốc nhỏ, chiều cao công tác nhỏ.
+ Vừa làm vieekc vừa xả cặn liên tục nên khi xả cặn bể vẫn làm việc
bình thường
- Nhược điểm
+ Kích thước lớn, hiệu quả lăng kém hơn các bể khác.
+ Khó thu nước đều.
+ Cấu tạo phức tạp.
Kết luân: qua phân tích như trên ta dùng bể lắng ngang thu
nước đều trên bề mặt.
2.2.5 Bể lọc:
Lọc nước là quá trình xử lí tiếp theo quá trình lắng, nó có nhiệm
vụ giữ lại các hạt cặn nhỏ hơn trong nước không lắng được ở bể lắng,
do đó làm trong nước một cách triệt để hơn, với mức độ cao hơn và
làm giảm đáng kề lượng vi trùng trong nước.
a) Bể lọc chậm
Bể lọc chậm có ưu điểm là chât lượng nước lọc cao, không đòi

hỏi nhiều máy móc, thiết bị phức tạp, công trình đơn giản, tốn ít ông
và thiết bị thi công dễ, quản lí và vận hành đơn giản.
Tuy nhiên, nó có nhược điểm là diện tích lớn, giá thành xây
dựng cao, chiếm nhiều đất do có vận tốc lọc nhỏ, khó cơ khí hoá và
tự động hoá quá trình rửa lọc vì vậy phải quản lí bằng thủ công nặng
nhọc. Vì vậy bể lọc chậm thường áp dụng cho các nhà máy nước có
11
công suât đến 1000 m3/ngày với hàm lượng cặn đến 50 mg/1 và độ
màu đến 50°.
b) Bể lọc nhanh
Bể lọc nhanh được sử dụng là bể lọc nhanh hở phổ thông, là
loại bể lọc nhanh
chiều, dòng nước lọc đi từ trên xuống dưới, có một lớp vật liệu lọc là
cát thạch anh và là lọc trọng lực, được sử dụng trong dây chuyền xử
lí nước mặt có dùng chất keo tụ.
Ưu điểm của bể lọc nhanh là có tốc độ lọc lớn gấp vài chục lần
so với bể lọc chậm. Do tốc độ lọc nhanh (từ 6 - 15 m/h) nên diện tích
xây dựng bể nhỏ và do cơ giớ hoá công tác rửa bể nên làm giảm nhẹ
công tác quản lý và nó đã trở thành loại bể lọc cơ bản, được sử dụng
phổ biến trong các trạm cấp nước trên thế giới hiện nay.
Tuy nhiên nó có nhược điểm là tôn ông và thiết bị, tăng chi phí
quản lý (nhất là chi phí điện năng cho việc rửa bể).
c) Bể lọc tiếp xúc
Bể lọc tiếp xúc sử dụng trong dây chuyền công nghệ xử lý nước
mặt có dùng chất phản ứng đối với nguồn nước có hàm lượng cặn
đến 150mg/l và độ màu đến 150o (nước hồ) với công suất bất kỳ
hoặc khử sắt trong nước ngầm cho trạm xử lý có công suất đến
10.000m3/ngđ.
* Cấu tạo bể lọc tiếp xúc:
1- Ống dẫn nước cần lọc;

2- Ống dẫn nước rửa;
3- Cát lọc; 4- Máng thu nước lọc
hoặc rửa;
5- Ống dẫn nước sạch;
6- Ồng dẫn nước rửa và xả đáy.
- Nguyên tắc làm việc:
12
+ Trong bể lọc tiếp xúc, quá trình lọc xảy ra theo chiều từ dưới lên.
Nước theo ống dẫn nước vào bể qua hệ thống phân phối nước lọc,
qua lớp cát lọc rồi tràn vào máng thu nước và theo đường ống dẫn
nước sạch sang bể chứa.
+ Chất bẩn giữ lại trong khe rỗng và bám trên bề mặt hạt vật liệu
lọc. Sau 1 thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bẩn, trở lực tăng lên,
đến 1 lúc nào đó lóp vật liệu lọc hết khả năng làm việc, khi đó phải
tiến hành rửa vật liệu lọc.
- Ưu điểm:
+ Khả năng chứa cặn cao
+ Chu kỳ làm việc kéo dài
+ Đơn giản hoá dây chuyền công nghệ xử lý nước
- Nhược điểm:
+ Tốc độ lọc bị hạn chế nên diện tích bể lọc lớn.
+ Hệ thống phân phối hay bị tắc, nhất là trong trường hợp trong
nước chứa nhiều vi sinh vật hay phù du rong tảo.
d) Bể lọc áp lực
- Cấu tạo
+ Bể lọc áp lực là một loại bể lọc nhanh kín, thường được chế tạo
bằng thép có dạng hình trụ đứng (cho công suất nhỏ) và hình trụ
ngang (cho công suất lớn). Được sử dụng trong dây chuyền xử lý
nước mặt có dùng chất phản ứng khi hàm lượng cặn của nước nguồn
đến 50mg/l, độ màu đến 80o với công suất trạm xử lý đến

3000m3/ngày
+ Do bể làm việc dưới áp lực, nên nước cần xử lý được đưa trực tiếp
tò trạm bơm cap I vào bể, rồi đưa trực tiếp vào mạng lưới không cần
trạm bơm cap II.
13
- Bể lọc áp lực có thể chế tạo sẵn trong xưởng. Khi không có điều
kiện chế tạo sẵn có thể dùng thép tấm hàn, ống thép để chế tạo bể.
Cẩu tạo bể lọc áp lực 1- Vỏ bể ; 2- Cát lọc, 3- Sàn chụp lọc, 4- Phễu
đưa nước vào bể, 5- ống dẫn nước vào bể, 6- Ống dẫn nước đã lọc, 7-
Ống dẫn nước rửa lọc, 8- Ống xả nước rửa lọc, 9- Ồng gió rửa lọc, 10-
Van xả khí, 11- Van xả kiệt, 12- Lỗ thăm
- Nguyên tắc làm việc :
Nước được đưa vào bể qua 1 phễu bố trí ở đỉnh bể, qua lớp cát
lọc, lớp đỡ vào hệ thống thu nước trong, đi vào đáy bể và phát vào
mạng lưới. Khi rửa bể, nước từ đường ống áp lực chảy ngược từ dưới
lên trên qua lớp cát lọc và vào phễu thu, chảy theo ống thoát nước
rửa xuống mương thoát nước dưới sàn nhà
- ưu điểm:
+ Gọn, lắp đặt nhanh và dễ đáp ứng
+ Tốc độ lọc lớn và tiết kiệm diện tích
- Nhược điêm:
+ Khi xử lý nước sông đã đánh phèn và qua lắng phải dùng bơm bơm
vào bể lọc áp lực, cánh bơm làm phá vỡ bông cặn nên hiệu quả kém.
+ Do bể lọc kín, khi rửa không quan sát được nên không khống chế
được lượng cát mất đi, bể lọc làm việc kém hiệu quả dần.
+ Do bể lọc làm việc trong hệ kín nên không theo dõi được hiệu quả
của quá trình rửa lọc.
+ Khi mất điện đột ngột, nếu van một chiều bị hỏng, hay rò nước
hoặc xảy ra tình trạng rửa ngược, đưa cát lọc về bơm.
Kết luân: qua phân tích như trên ta dùng bể lọc nhanh phổ

thông .
14
Tổng kết: dựa trên các kết luận trên, lựa chọn sơ đồ công
nghệ thứ nhất.
2.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Từ trạm bơm cấp 1, nước được đưa đến bể trộn của nhà máy xử
lý qua hệ thông ông dẫn nước thô. Tại bể trộn, các hoá chất là phèn,
vôi được châm vào với liều lượng tuỳ thuộc vào điều kiện nước
nguồn. Nước sau khi đã được trộn đều với hoá chất sẽ chảy qua
máng dẫn nước vào của bể phản ứng có lớp cặn lở lửng, đồng thời
khí cũng được tách tại máng này, giúp nâng cao hiệu quả xử lý của
các công trình phía sau, Nước được phân phôi vào 6 ngăn phản ứng
bằng 6 máng phân phôi. Vận tốcc nước dâng trong bể phản ứng là
2,2 mm/s. Ta sử dụng hệ thông ông đứng để đưa nước xuông đáy bể.
Mỗi bể có 6 ông đứng PVC, DI00 với vận tốc nước trong ông là 0,8
m/s. Phân phôi nước vào bể bằng các ông D80 với vận tốc nước trong
ông là 1,6 m/s. Nước từ bể phản ứng chảy tràn qua tường chắn
hướng dòng sang bể lắng ngang với tốc độ là 0,05 m/s, chiều cao lớp
nước trên tường là 0,4 m. Sau tường chắn hướng dòng cuối cùng ta
đặt 1 vách treo ngập trong nước và cách tường chắn hướng dòng 1,5
m.
Bể lắng ngang thu nước bề mặt chia làm 6 ngăn, được tính toán với
vận tốc lắng cặn là 0,6 mm/s. Thu nước sau lắng bằng các máng thu
nước có lỗ. Mỗi bể sử dụng 1 máng thu nước, chiều dài mỗi máng là
28 m.
15
Nước từ bề lắng được đưa đến 7 bể lọc nhanh chia thành 2 dãy. Bể
lọc có nhiệm vụ giữ lại các hạt cặn nhỏ và vi khuẩn mà bể lắng
không có khả năng giữ. Vật liệu lọc được dùng là cát thạch anh 1 lớp,
có đường kính hạt từ 0,5 đến 1,25 mm. Nước sau khi qua lớp vật liệu

lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thông chụp lọc và được thu vào hệ thông ông
thu nước lọc và đưa đến bể chứa. Rửa bể lọc bằng gió và nước kết
hợp. Nước rửa được thu vào các ông D400 đưa ra hệ thông thoát.
Nước sau khi qua bể lọc được dẫn đến bể chứa nước sạch. Tại
đây, lượng Clo được châm vào đủ để khủ trùng nước và đảm bảo
lượng Clo dư đạt tiêu chuẩn trong mạng lưới nước cấp .
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ
I TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CÁC CÔNG TRÌNH
1.1 Các thiết bị và công trình của quá trình keo tụ
1.1.1 Bể hòa trộn
- Dung tích bể hoà trộn tính theo công thức:
16
)m(
.b000.10
p.n.q
W
3
h
1
γ
=
Trong đó:
q: Lưu lượng nước xử lý (m
3
/h) q = 833,33 (m
3
/h)
p: Liều lượng hoá chất dự tính cho vào nước (g/m
3

) p = 48,17
(g/m
3
)
n: Số giờ giữa 2 lần hoà tan đối với trạm công suất: n = 9
(theo TCXD 33-2006 , q= 10.000 -50.000 m
3
/ngày; n = 8 -
12 giờ
b
h
: Nồng độ dung dịch hoá chất trong thùng hoà trộn tính bằng
%. 10%
ᵧ: Khối lượng riêng của dung dịch lấy bằng 1T/m3.

³7,3613,3
110000.10
17,4893,833
3
mm
xx
xx
W
h
≈==
Chọn kích thước bể là 1,5x1,5x1,7, chiều cao an toàn của bể là 0,3
(m)
Thiết kế bể hòa trộn phèn sử dụng máy khuấy, xây bằng gạch.
Bộ phận khuấy trộn gồm: động cơ điện, bộ phận chuyển động và
cánh khuấy kiểu cánh phẳng. Máy khuấy có số cánh quạt là 2, số

vòng quay là 30 vòng /phút
1.1.2 Bể tiêu thụ phèn
- Dung tích bể tiêu thụ tính theo công thức:
bt = Nồng độ dung dịch hoá chất trong thùng tiêu thụ, tính
bằng %. b
t
= 10 %

7,3
10
10.7,3
.
===
t
hh
t
b
bW
W
( m
3
)
Chọn 2 bể tiêu thụ đặt trong trạm, một bể hoạt động, một bể chuẩn
bị dung dịch dự trữ
Chọn kích thước bể là 1,5x1,5x1,7, chiều cao an toàn của bể là 0,3
(m)
Thiết kế bể tiêu thụ sử dụng máy khuấy, xây bằng gạch. Bộ
phận khuấy trộn gồm: động cơ điện, bộ phận chuyển động và cánh
17
)(

.
3
1
2
m
b
bW
W
t
h
=
khuấy kiểu cánh phẳng. Máy khuấy có số cánh quạt là 3, số vòng
quay là 30 vòng /phút
1.1.3 Thiết bị pha chế vôi
Vôi là chất có độ hòa tan trong nước thấp, ở nhiệt độ 20
0
C, độ
hòa tan của vôi chỉ là 1,23 g/l vì vậy với lượng vôi cần dùng là 27,3
(mg/l) thì sử dụng vôi sữa.
- Dung tích bể pha vôi sữa xác định theo công thức
γ
10000

v
k
v
b
PnQ
W =
Trong đó:

Q: Lưu lượng nước tính toán 833,33 (m
3
/h)
n: số giờ giữa 2 lần pha vôi n= 9 (giờ)
p
k
: liều lượng vôi cho vào là 27,3 (mg/l)
b
v
: nồng độ vôi sữa 5%
ᵧ: khối lượng riêng của vôi sữa 1 tấn/ m
3

09,4
15000.10
3,2793,833
γ 10000

===
xx
xx
b
PnQ
W
v
k
v
(m
3
) chọn bằng 4,1 (m

3
)
- Bể được thiết kế hình tròn, đường kính bể phải lấy bằng chiều cao
công tác của bể d=h
W
v
=
 d = 1,74 (m)
Chọn số vòng quay là 30 vòng/ phút, chiều dài cánh lấy bằng 0,45
đường kính bể
l
cq
= 0,45 d = 0,783 (m)
Chiều dài toàn phần là 1,6 (m)
- Diễn tích mỗi cánh quạt thiết kế là 0,2 m
2
/1m
3
vôi sữa trong bể
f
cq
= 0,2.x4,1 = 0,82 m
2
- Chiều rộng mỗi cánh quạt b
cq
= = 0,26 (m)
- Công suất của động cơ
N =
Trong đó:
18

p: Trọng lượng thể tích của dung dịch được khuấy trộn ,p =
1000 kg/m
h: Chiều cao cánh quạt, h = 0,26 (m)
n: Sô vòng quay của cánh quạt trong một giây, n = 0,67
(vòng/giây)
d: Đường kính của vòng tròn do đầu cánh quạt tạo ra khi
quay, d = 1,6 (m)
z: Số cánh quạt trên trục cánh khuấy, z = 2. Hệ số hữu ích
của động cơ truyền động, chọn = 80%
 N = 6,4 KW
1.1.4 Bể trộn đứng
Thiết kế 2 bể trộn, công suất mỗi bể là 115,5 (l/s)
- Diện tích tiết diện ngang phần trên của bể trộn:
f
t
= Q/v
d
= 0,1155/0,025 = 4,62 (m
2
)
Trong đó:
Q: Là công suất bể, Q = 0,1555 (m
3
/s).
V
d
: là vận tốc trộn phần trên, = 25 (mm/s).
Chọn bể trộn có hình dạng là hình vuông :
- Chiều rộng bể trộn là: B = 2,2 (m).
=> Chọn : B =2,2 m

Ống dẫn nước vào bể trộn với lưu lượng là: Q=231,4 (1/s), chọn ống
có đường kính: D = 450 (mm), V=1 (m/s) nằm trong giới hạn ( 1-1,5
m/s)
Diện tích đáy bể là: f
d
= 0,45x0,45= 0,2 (m
2
)
Chọn góc hình nón (tức là góc hợp bởi tường đáy và mặt phẳng nằm
ngang). là 40
0
(quy phạm 30-40
0
)
- Chiều cao phần hình tháp là:
H
1
= = 2,4 (m)
Trong đó:
B: Là chiều rộng bể trộn, B = 2,2 (m).
b: Là đường kính ngoài ống dẫn, b =0,450 (m).
19
- Thể tích phần hình tháp bể trộn
W
d
= 1/3. h
đ
(+ ) = 1/3.2,4 ( 0,2+ 4,62 + )= 5,6 m
3
Trong đó:

h
đ
: Là chiều cao phần hình tháp, h
d
= 2,4 (m).
f
t
: Là diện tích tiết ngang bể trộn , = 4,62 (m2).
f
d
: Là diện tích đáy bể, =0,2 (m2).
- Thể tích toàn phần của bể trộn với thời gian nước lưu lại trong 2
phút là:
W = m
3
Trong đó:
q = 833,33 (m
3
/h)
t: Là thời gian lưu nước, t = 2 phút ( quy phạm <2 phút)
- Thể tích phần trên của bể trộn: W
t
= W – W
d
= 8,3 (m
3
)
Trong đó:
W: Là thể tích toàn phần của bể trộn, W = 13,9 (m3).
Wd: Là thể tích phần hình tháp của bể trộn, Wd = 5,6

(m3)
- Chiều cao phần hình hộp:
h
2
= W
t
/ f
t
= 1,8 (m)
Trong đó:
Wt = 8,3 (m
3
) : thể tích phần trên của bể trộn.
Ft = 4,62 (m
2
): là diện tích diện ngang phần trên của bể trộn.
Kích thước mặt bằng của 1 bể trộn : B x B=3,1x3,1=6,76 (m2)
Chiều cao của bể trộn : H=h
2
+ h
1
+ h
dp
= 1,8+ 2,4+ 0,3 =4,5 (m)
 Phần máng thu nước
Thu nước bằng máng vòng có lỗ ngập trong nước. Nước chảy
trong máng đến chỗ ống dẫn nước ra khỏi bể theo hai hướng ngược
chiều nhau, vì vậy lưu lượng nước tính toán của máng sẽ là:
q
m

= Q/2 = 416,67 (m
3
/h)
- Diện tích tiết diện máng với tốc độ nước chảy trong máng v
m
= 0,6
(m/s)
20
f
m
= q
m
/v
m
= 416,67/(0,6x3600) = 0,2 (m
2
)
-Chọn chiều rộng máng: b
m
= 1(m) thì chiều cao lớp nước tính toán
trong máng là
h
m
= f
m
/ b
m
= 0,2/1 = 0,2 (m)
Độ dốc của máng về phía tháo nước ra lấy bằng 0,02
-Tổng diện tích các lỗ ngập thu nước ở thành máng với tốc độ nước

chảy qua lỗ v
l
= 1 m/s sẽ là
Chọn đường kính lỗ 40 mm thì diện tích mỗi lỗ sẽ là f
1 lỗ
= 1,256.10
-3
.
- Tổng số lỗ trên thành máng là
n
lỗ
= 0,116/(0,001256) =93 ( lỗ)
-Chu vi máng là
P
m
= 4b
t
= 4. 3,1 = 12,4 (m)
-Khoảng cách giữa các tâm lỗ
e = P
m
/ n = 12,4 / 93 = 0,13 (m)
-Khoảng cách giữa các lỗ : 0,13 – 0,04 = 0,09 (m)
Với Q là 231,5 (l/s), chọn ống dẫn sang bể phản ứng d = 400 mm 
vận tốc nước chảy là 1, 8 (m/s) ( quy phạm > 0,8 (m/s) )
1.1.5. Bể phản ứng có lớp cặn lơ lủng
Thường đặt ở đầu bể lắng ngang, có chiều rộng bằng chiều
rộng bể lắng ngang. Bể chia thành nhiều ngăn dọc, đáy hình phễu.
- Diện tích mặt bằng của bể phản ứng. (số bể phản ứng bằng số
ngăn của bể lắng ngang, chọn 6)

F = Q/(N.v)
Trong đó: v: tốc độ đi lên của dòng nước trong bể phản ứng , v
= 2,2 (mm/s)
Q: công suất trạm Q = 833,33 (m
3
/h) = 0,231 (m
3
/s)
N = 6
 F = 17,5 (m
2
)
Chọn chiều rộng 1 bể phản ứng bằng chiều rộng 1 ngăn của bể lắng
ngang là 2 (m). - Vậy chiều dài ngăn phản ứng là: 17,5 /2 = 8,75 (m)
21
- Thể tích bể phản ứng với thời gian lưu nước T = 25 phút là
W = = 57,9 (m
2
)
-Chiều cao tối thiểu của bể phản ứng là
H = W/F= 57,9/17,5 = 3,3 (m)
Chiều cao bảo vệ 0,3 (m)
Trong ngăn phản ứng đặt 3 tấm hướng dòng, khoảng cách giữa các
tấm là: 2,4 (m) ( quy phạm < 3 m)
Mỗi ngăn phản ứng đặt 1 máng phân phối nước từ ngăn tách khí
sang
Vận tốc nước chảy ở đầu máng là 0,5 m/s ( quy phạm 0,5-0,6 m/s)
Chọn mỗi bể có 1 máng phân phối nước vào vơi lưu lượng mỗi máng
là 138,9 m/s
Diện tích tiết diện của máng là

138,9/0,5 = 0,08 (m
2
)
Chọn máng có chiều rộng là 0,4 m, chiều cao lớp nước trong máng là
0,2 m , chiều cao toàn phần của máng bằng chiều cao bể phản ứng.
Nước được dẫn từ bể trộn qua hệ thống ống dẫn, mỗi bể có một ống
dẫn nước vào máng với đường kính d = 200mm và v = 1,23 (m/s)
Nước từ đáy máng phân phối đều xuống đáy bể bằng các ống
đứng chạc ba, khoảng cách giữa các ống dọc theo chiều dai máng là
1,2 m ( quy phạm 1,2-1,5 m)  mỗi ngăn có 6 ống đứng. Mỗi ống có
3 đầu phun nước. Khoảng cách giữa các đầu phun là 1,5 (m)
Lưu lượng nước qua ống đứng là 138,9/6 = 23,15 (m
3
/h) = 6,43.10
-3
(m
3
/s) Chọn ống đường kính 100 mm và v = 0,8 (m/s). Mỗi ống đứng
có 2 ống nhánh, lưu lượng mối ống là 3,215.10
-3
(m
3
/s) chọn ống
đường kính 80 mm với v = 1,6 (m/s)
Tốc độ nước tràn qua từ bể phản ứng sang bể lắng chọn là 0,05 (m/s)
- Chiều cao lớp nước trên vách tràn là
h
tràn
= Q/ (B.N.v
t

) = 0,39 (m) Chọn 0,4 (m)
Chọn vận tốc nước di truyển giữa tường tràn và vách ngăn lửng là
0,03 (m/s). Vậy khoảng cách giữa chúng là: x = Q/(B.N.v) = 1,3 (m)
22
Vách treo lơ lửng ngập ¼ chiều cao bể lắng  vách treo cao: 4/4 = 1
(m)
1.2 Bể lắng ngang thu nước bề mặt
Tổng diện tích bề mặt của bể lắng ngang thu nước bề mặt ở phần
nửa cuối bể xác định theo công thức
Trong đó
q: Lưu lượng nước đưa vào bể lắng (m
3
/h) q = 833,33 (m
3
/h)
a: Hệ số sử dụng thể tích của bể lắng lấy bằng 1,3.
U
0
: Tốc độ rơi của cặn ở trong bể lắng (mm/s). U
0
= 0,6
Chọn theo bảng 6.9 TCVN 33-2006
Đặc điểm nước nguồn và phương
pháp xử lý
Tốc độ rơi của cặn U
0
(mm/s)
Nước ít đục, có màu xử lý bằng
phèn
Nước đục vừa xử lý bằng phèn

Nước đục xử lý bằng phèn
Nước đục, không xử lý bằng phèn
0,35 - 0,45
0,45 - 0,5
0,5 - 0,6
0,08 - 0,15
 F

= = 501,54 (m
2
)
Chọn chiều cao của vùng lắng ( H
tb
) là 3 (m) ( quy phạm là 3-4 m )
Vận tốc trung bình của dòng chảy ở phần đầu của bể lắng v
tb
= 9
mm/s (quy phạm 9-12 mm/s)
- Chọn số ngăn của bể lắng ngang là 6 ngăn, chiều rộng mỗi ngăn là
B = Chọn bằng 2 (m)
- Chiều dài bể lắng là
L = F/(B.N) = 41,8 (m)
Để phân bố đều nước trên toàn bộ diện tích mặt cắt ngang của
bể lắng ta đặt các vách ngăn có lỗ ở đầu bể cách tường 1 (m) ( quy
phạm 1-2 m) Vận tốc nước qua lỗ vách ngăn là 0,5 (m/s) Đoạn dưới
23
)m(
U.6,3
q.
F

2
0
α
=
của vách ngăn trong phạm vi chiều cao 0,3 m kể từ mặt trên của
vùng chứa nén cặn không cần khoan lỗ
- Diện tích công tác của vách ngăn phân phối trong mỗi ngăn là
F
n
= b(H
0
– 0,3) = 2x(3-0,3) = 5,4 (m
2
)
- Lưu lượng tính toán qua mỗi ngăn là 138,9 (m
3
/h) = 0,039 (m
3
/s)
- Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào là
ΣF
lỗ
= q
n
/v
lỗ
= 0,039 / 0,5 = 0,078 (m
2
)
Chọn đường kính lỗ ở vách ngăn là 50 mm  diện tích 1 lỗ là

1,9625.10
-3
- Tổng số lỗ là:
n
lỗ
= ΣF
lỗ
/ f
1lo
= 40 (lỗ)
Bố trí 7 hàng ngang và 6 hàng dọc, khoảng cách tâm lỗ theo chiều
ngang là 0,33
Khoảng cách tâm lỗ theo chiều dọc là 0,32 (m)
Khoảng cách tâm lỗ theo chiều ngang là 0,32 (m)
 Hệ thống xả cặn của bể lắng
- Thể tích của vùng nén cặn bằng thủy lực
W
c
= = 94,8 (m
3
)
Trong đó:
W
c
: Dung tích phần chứa cặn của bể tính bằng m
3
.
N: Số lượng bể lắng N=1
q: Lưu lượng tính toán (m
3

/h) q= 833,33 (m
3
/h)
δ: Nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt, tính bằng g/m
3
tuỳ
theo hàm lượng cặn trong nước và thời gian chứa cặn trong bể,
lấy theo bảng TCVN33-2006 là 32000.
C: Nồng độ cặn trong nước đưa vào bể lắng tính bằng g/m
3
xác
định theo công thức:
C = C
n
+ KxP + 0,25M + V(mg/l) = 313,275 (mg/l)
Trong đó:
C
n
: Hàm lượng cặn nước nguồn (mg/l) C
n
= 250 (mg/l)
24
P: Liều lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước
(g/m
3
) 48,17
K: Hệ số với phèn sạch lấy = 0,5;
M: Độ mầu nước nguồn tính bằng độ (thang màu platin-
côban). 145
V:Liều lượng vôi (nếu có) cho vào nước (mg/l) 2,94

m: Hàm lượng cặn sau khi lắng, 10-12 mg/l.
Thời gian làm việc giữa 2 lần xả cặn không được nhỏ hơn
3 giờ. Khi hàm lượng cặn trên 1000 mg/l không được quá 24
giờ. Chọn 12 giờ
- Chiều cao trung bình vùng chứa nén cặn
H
cặn
= W
c
/f
bể
= 0,2(m)
Độ dốc thiết kế của bể ngược hướng nước chảy là 2%, và độ dốc
ngang trong mỗi ngăn là 0,05 %
Chiều cao vùng nén cặn ở đầu bể là 0,2 + ( ) = 0,6 (m)
Chiều cao vùng nén cặn ở giữa bể là 0,6 + ( ) = 0,65 (m)
- Chiều cao tổng cộng của bể lắng ngang là
H
bể
= H
cặn
+ H
lắng
+ H
bảo vệ
= 0,65+3+0,3 = 3,95 (m)
- Lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng tính bằng phần trăm
lưu lượng nước xử lý là
= x 100 % = 1,4 %
( K

p
: hệ số pha loãng 1,5 với xả cặn bằng thủy lực)
- Dung tích chứa cặn của 1 ngăn
W
c 1 ngăn
= W
c
/ 6 = 15,8 (m
3
)
Thời gian xả cặn là 15 phút ( quy phạm 10-20 phút)
- Lưu lượng cặn 1 ngăn là
q
căn 1 ngăn
= W
cặn 1 ngăn
/(10.60) = 0,045 (m
3
/s)
Vận tốc của cặn chọn 1 m/s
- Diện tích của máng xả cặn là:
f
m
= 0,045/1 = 0,045 (m
2
)
25