thiết kế hệ thống xử lý nước của quận Tân Phú

Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỒ ÁN MON HOC XU LI NUOC CAP
Hiện nay, trên địa bàn quận Tân Phú các nguồn nước cấp cho sinh hoạt của các hộ dân, các cơ quan xí
nghiệp, các khu công nghiệp đang rất phức tạp. Phần lớn nguồn nước cấp cho sinh hoạt, cho tiêu dùng đều
chưa được xử lý một cách cơ bản. Nước được dùng chủ yếu là nguồn nước ngầm, nước ngầm được bơm
lên qua một bể chứa tự do trong mỗi hộ gia đình và không được xử lý. Mà nguồn nước ngầm ở khu vực này
có hàm lượng phèn cao, độ đục cũng tương đối, về lâu dài sẽ ảnh hưởng lớn tới sức khỏe người dân.
Do vậy nhu cầu xử lý nước để dùng cho sinh hoạt cũng như các khu công nghiệp nhỏ lẻ trong địa bàn quận
Tân Phú là rất cần thiết. Nguồn nước sẽ được cấp cho toàn bộ hệ thống dân cư đông đúc, vì quận Tân Phú
hiện nay là quận mới nên số lượng người ở đi làm thuê đông, nên lượng tiêu thụ nước rất đa dạng và phức
tạp.Việc thiết kế một hệ thống xử lý nước cấp cho sinh hoạt cho quận Tân Phú sẽ mang lại rất nhiều lợi ích,
người dân sẽ thỏa mãn được nhu cầu dùng nước hợp vệ sinh, các căn bệnh gây nên do nguồn nước chưa xử
lý như các căn bệnh về tiêu hóa hay một số bệnh khác sẽ được giảm đi rất nhiều. Đặc biệt là nguồn nước
cấp cho các khu công nghiệp có nhu cầu dùng nước sạch cao như các khu công nghiệp Tân Bình hay một số
khu công nghiệp nhỏ lẻ.
1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN
Vấn đề cấp nước sạch và đảm bảo vệ sinh môi trường đang là một vấn đề cần giải quyết và rất được quan
tâm ở nước ta. Mục đích của đồ án là thiết kế nên một hệ thống xử lý nước nhằm đáp ứng được nhu cầu
cấp nước tiêu dùng cho xã hội.
1.3 NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN

Thu thập tất cả các số liệu liên quan đến việc thiết kế của quận Tân Phú: Diện tích, dân số, mật độ dân cư,
hiện trạng dùng nước. Các số liệu về chất lượng nguồn nước, nhiệt độ của nước, các chỉ tiêu như độ đục,
độ màu, các hàm lượng khoáng chất và các tính chất hóa lý của nguồn nước.
Tính toán công trình thu nước và hệ thống xử lý nước.
1.4 GIỚI THIỆU KHU VỰC CẤP NƯỚC
Khu vực cấp nước cho Quận Tân Phú quy hoạch đến năm 2025
Diện tích: 16,1 km
2

Dân số: 372.519 người
Mật độ dân số: 231,4 người/ha
Tốc độ gia tăng dân số: 3,6%/năm
1.5 CẤU TRÚC BÁO CÁO
Chương 1 Giới Thiệu Chung
Chương 2 Giới Thiệu Khu Vực Thiết Kế
Chương 3 Lựa Chọn Công Nghệ Xử Lý
Chương 4 Tính Toán Các Công Trình Đơn Vị Theo Phương Án 1
Chương 5 Tính Toán Các Công Trình Đơn Vị Theo Phương Án 2
Chương 6 Tính Toán Kinh Tế
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
1
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
Chương 7 Kết Luận Và Kiến Nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
2
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
Chương 2
GIỚI THIỆU KHU VỰC THIẾT KẾ
VÀ XÁC ĐỊNH CÔNG XUẤT THIẾT KẾ
2.1 GIỚI THIỆU VỀ KHU VỰC THIẾT KẾ
2.1.1 Vị Trí Địa Lý
1
Quận Tân Phú thành lập vào ngày 02 tháng 12 năm 2003 theo nghị định số 130/2003/NĐ-CP ngày
05/11/2003 của quận Tân Phú.
Địa giới hành chính của quận:
Phía Đông giáp quận Tân Bình
Phía Tây giáp quận Bình Tân
Phía Bắc giáp quận 12

Phía Nam giáp quận 6 và quận 11.
Hình 2.1 Bản đồ hành chính quận Tân Phú.
Quận Tân Phú chia làm 11 đơn vị hành chính trực thuộc các phường: Tân Sơn Nhì, Tây Thạnh, Sơn Kỳ,
Tân Quý, Tân Thành, Phú Thọ Hòa, Phú Thạnh, Phú Trung, Hòa Thạnh, Hiệp Tân, Tân Thới Hòa.
1
Thông tin từ web www.tanphu.hochiminhcity.gov.vn, ngày 26 -10 -2007
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
3
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
2.1.2 Khí Hậu
2

Nhìn chung khí hậu của quận Tân Phú mang khí hậu điển hình của thành phố, đặc trưng của khu vực Đông
Nam Bộ, nhiệt đới gió mùa. Khí hậu hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 tới tháng 11, lượng mưa trung
bình là 1,979 mm, mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau.
Nhiệt độ trung bình 27,9
o
C – 34
o
C; lượng mưa cao nhất trong năm là 2178 mm/năm; lượng mưa trung bình
1895,4 mm/năm; lượng mưa thấp nhất 1329mm/năm.
2.1.3 Địa Hình
Địa hình quận Tân Phú thì tương đối bằng phẳng so về bề mặt chung của địa hình, nhưng nhìn từ phía Bắc
xuống phía Nam thì địa hình thấp dần. Do vậy khi thiết kế hệ thống cấp nước cho quận sẽ chú trọng đến
yếu tố này.
2.1.4 Diện Tích Và Dân Số
3
Theo thống kê dân số quận Tân Phú tính đến giữa năm 2005 là 250.763 người.
Diện tích là 19,06 ha với tỉ lệ tăng dân số là 1,6%.
Mật độ dân cư là 131,6người/km

2
.
Quận Tân Phú theo thống kê tỉ lệ tăng dân số của thành phố năm 2004 là 1,6%. Tân Phú cũng là quận rất
mới đang trong tiến trình phát triển rất mạnh mẽ, tương lai sẽ thu hút được rất nhiều sự đầu tư của các
doanh nghiệp, về cả các cơ sở vật chất và hạ tầng, cho nên tương lai dân số sẽ tăng lên rất cao.
Dân số quận Tân Phú tính đến năm 2025 ước tính qua công thức sau đây:
P r P
P
t
= × +
Với P: Số dân hiện tại
Pt: Số dân tính đến năm sau
r: Tỷ lệ gia tăng dân số của thành phố (r = 1,6%).
Số dân tăng theo các năm được tính theo Bảng 2.1.
Bảng 2.1 Tính toán dân số quy hoạch tới năm 2025
Bảng 2.1 Tính toán dân số quy hoạch tới năm 2025 (tiếp theo)
Năm Dân Số Tỷ lệ
gia
tăng
Dân số
ở các
năm
cần tính
Năm Dân Số Tỷ lệ
gia tăng
Dân số
ở các
năm cần
tính
2005 250763 1,6% 254.775 2016 298.598 1,6% 303.375

2006 254.78 1,6% 258.851 2017 303.375 1,6% 308.229
2007 258.85 1,6% 262.992 2018 308.229 1,6% 313.16
2008 262.99 1,6% 267.199 2019 313.16 1,6% 318.171
2009 267.2 1,6% 271.474 2020 318.171 1,6% 323.261
2010 271.47 1,6% 275.817 2021 323.261 1,6% 328.433
2011 275.82 1,6% 280.23 2022 328.433 1,6% 333.688
2012 280.23 1,6% 284.713 2023 333.688 1,6% 339.025
2013 284.71 1,6% 289.268 2024 339.025 1,6% 344.449
2014 289.27 1,6% 293.896 2025 344.449 1,6% 349.96
2015 293.9 1,6% 298.598
Kết quả tính toán P
2025
= 349.960 người.
2.2 TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT CẤP NƯỚC ĐẾN NĂM 2025
2
Thông tin từ trung tâm khí tượng thủy văn thành phố Hồ Chí Minh
3
Thông tin từ web www.tanphu.hochiminhcity.gov.vn, ngày 26 -10 -2007
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
4
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
Dân số tính toán đến năm 2025 là 349.960 người theo Bảng 2.1, lưu lượng xác định cho từng bộ phận dùng
nước trong quận bao gồm như lưu lượng cấp cho sinh họat, cho công nghiệp, bệnh viện, trường học, các
trung tâm giải trí…
Lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt
q
0
: Tiêu chuẩn dùng nước cho một người là 200 – 270 (l/người.ngđ) (TCXDVN 33 – 2006) ta chọn q
0
=

200 (l/người.ngđ)
K
ngày max
: Hệ số dùng nước không điều hoà ngày kể đến cách tổ chức đời sống xã hội, chế độ làm việc của
các cơ sở sản xuất, mức độ tiện nghi, sự thay đổi nhu cầu dùng nước theo mùa cần lấy như sau:
K
ngày max
= 1,2 ÷ 1,4

Đối với các thành phố có qui mô lớn, nằm trong vùng có điều kiện khí hậu khô nóng quanh năm (như:
Thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Vũng Tàu,…) có thể áp dụng ở mức:
K
ngày max
= 1,1 ÷ 1,2

Ta chọn K
ngày max
= 1,2

N: Số dân là: 349.960 người
990.832,1
1000
349.960200
max
=×
×
=
SH
ngđ
Q

(m
3
/ngđ)
Lưu lượng nước phục vụ cho tưới đường, tưới cây
399.8990.831,0%10
max
=×=×=
SH
ngàyTUOI
QQ
(m
3
/ngđ)
Lượng nước tưới đường chiếm 60%
4,039.58399%60
=×=
−
duongtuoi
Q
(m
3
/ngđ)
Lượng nước tưới cây chiếm 40%
6,359.38399%40
=×=
−
caytuoi
Q
(m
3

/ngđ)
Lưu lượng nước cho các công trình công cộng
Bệnh Viện
Hiện tại quận Tân Phú có 420 bao gồm bệnh viện và phòng khám đa khoa lớn nhỏ, tổng số giường là 500
giường. Giả sử tới năm 2025 số giường trong các trung tâm y tế và các bệnh viện là 1000 giường thì lưu
lượng nước cung cấp cho bệnh viện là:
250
1000
1000250
1000
=
×
=
×
=
Nq
Q
o
BV
(m
3
/ngđ)
q
0
: Tiêu chuẩn dùng nước cho mỗi giường 250 - 300 (l/giường), q
0
= 250 (l/giường) (TCXDVN 33 - 2006)
N: Số giường, N = 1000 giường.
Trường học
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu

5
ngđ
o
SH
ngđ
K
Nq
Q
maxmax
1000
×
×
=
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
1400
1000
349.960%2020
1000
0
=
××
=
×
=
Nq
Q
TH
(m
3
/ngđ)

q
0
: Là tiêu chuẩn dùng nước cho một người, q
0
= 20 (l/người)
N: Số học sinh + giáo viên + bảo vệ, chiếm 20% về dân số trong khu vực
N = 20%
×
349.960 người (TCXDVN 33 - 2006).
Công viên
100
1000
000.254
1000
0
=
×
=
×
=
Fq
Q
CV
(m
3
/ngđ)
F: Diện tích công viên bao gồm 2,5 ha = 25.000 m
2
q
0

: Tiêu chuẩn dùng nước cho công viên là 4 l/m
2
(TCXDVN 33 - 2006).
Chợ
36
1000
000.66
1000
0
=
×
=
×
=
Nq
Q
C
(m
3
/ngđ)
q
0
: Tiêu chuẩn dùng nước cho mỗi sạp trong chợ 5 – 10 I/sạp (TCXDVN 33 - 2006)
N: Số sạp trong chợ N = 6.000 sạp.
Sân vận động
1000
0
Nq
Q
SVĐ

×
=
(m
3
/ngđ)
N: Số người sử dụng phòng vệ sinh
q
0
:Tiêu chuẩn dùng nước/chỗ ngồi là 3 lít/chỗ ngồi (Cấp nước đô thị - NXB XD)
Giả sử sân vận động có chỗ ngồi là 1200 chỗ thì
240%201200 =×
(người).
72,0
1000
2403
=
×
=
SVĐ
Q
(m
3
/ngđ)
Rạp chiếu bóng
8,0
1000
2004
1000
0
=

×
=
×
=
Nq
Q
R
(m
3
/ngđ)
q
0
: Tiêu chuẩn dùng nước cho một người là 3 – 5 lít (TCXDVN 33 - 2006)
N: Số người = 200 người đến rạp.
Tổng lưu lượng nước dành cho các công trình công cộng là:
RSVĐCCVTHBVCTTC
QQQQQQQ
+++++=
CTTC
Q
= 250 + 1400 + 100 + 36 + 0,72 + 0,8 = 1787,5 (m
3
/ngđ)
Tổng công suất hữu ích cho quận Tân Phú tính đến năm 2025
CTTCtuoi
SH
ngay
HI
QQQQ
++=

∑
max
=
∑
HI
Q
83990+ 8399+ 1787,5 = 94176,5 (m
3
/ngđ)
Lưu lượng chữa cháy
k = 1 ( TCXDVN 33 -2006)
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
6
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
972
1000
136003330
1000
36003
=
××××
=
××××
=
knq
Q
CC
CC
(m
3

/ngđ)
Q
CC
: Tiêu chuẩn nước cấp cho chữa cháy, q
CC
= 30 lít, (TCVN 2622 – 1995)
Thời gian chữa cháy quy định trong 3h.
Lưu lượng thất thoát
= 10%
×
94176,5 = 9417,65 (m
3
/ngđ)
Lưu lượng nước yêu cầu riêng cho nhà máy xử lý nước
7535 94176,5 %8
=×=
nhucau
NM
Q
(m
3
/ngđ) .
Tổng công suất của nhà máy
nhucau
NMTTCCHI
NM
QQQQQ
+++=
∑
NM

Q
∑
=94176,5 + 972 + 9417,65 +
7535
= 112.100 (m
3
/ngđ)
2.3 THỰC TRẠNG NGUỒN NƯỚC HIỆN NAY
Hiện nay trên địa bàn quận Tân Phú nguồn nước sử dụng chủ yếu là nguồn nước ngầm, phần lớn nguồn
nước ngầm được khai thác bằng giếng khoan và được đưa lên bể chứa nước và sử dụng nguồn nước đó làm
nguồn nước sinh hoạt. Chỉ có số ít các khu dân cư dùng nguồn nước ngầm đã qua xử lý cục bộ dùng cho
việc sinh hoạt.
Nguồn nước ngầm thuộc khu vực quận đang trong tình trạng báo động về việc người dân khai thác nguồn
nước ngầm một cách quá lạm dụng khiến cho việc khai thác nước ở một số nơi đang gặp hiện tượng thiếu
nước. Nguyên nhân do người dân dùng các hệ thống giếng khoan không theo một tiêu chuẩn nào, việc
khoan giếng khai thác nước rất tự do khiến cho các khu vực trên địa bàn quận đang thiếu nước khai thác. Ở
độ sâu khoảng 20 – 25m nguồn nước đang cạn dần, cho nên xu hướng khoan giếng của người dân bây giờ
muốn khai thác sâu tới 50 - 70m.
Hiện nay đất đang lún dần do nguồn nước đang cạn, kèm theo đó là nguồn nước ở khu vực này chưa đủ chỉ
tiêu để cung cấp cho sinh hoạt, nước có độ đục cũng tương đối cao và độ nhiễm phèn lớn hơn với mức chỉ
tiêu cho phép.
Do vậy việc thiết kế một hệ thống xử lý nước ngầm để cung cấp cho quận Tân Phú là rất cấp thiết. Hệ
thống xử lý này sẽ phân phối nguồn nước cho các khu dân cư, các cơ quan, xí nghiệp một cách hợp lý, tiết
kiệm được nguồn nước mà người dân hiện nay đang khai thác một cách lạm dụng. Trên địa bàn quận Tân
Phú có khu công nghiệp rộng lớn có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao vì vậy nhu cầu cung cấp nước cho các
công ty là rất cần thiết.
2.4 SỐ CƠ QUAN, XÍ NGHIỆP, TRƯỜNG HỌC, BỆNH VIỆN
Hiện nay trên quận Tân Phú có tất cả 11 phường bao gồm các phường Tân Sơn Nhì, Tây Thạnh, Sơn Kỳ,
Tân Quý, Tân Thành, Phú Thọ Hòa, Phú Thạnh, Phú Trung, Hòa Thạnh, Hiệp Tân, Tân Thới Hòa.
Quận có trên 140 trường học bao gồm các trường Cao đẳng, các trường trung học, tiểu học, mầm non.

Có khoảng 40 cơ quan thuộc trung ương như các cơ quan Phòng Tư pháp quận Tân Phú Phòng Tư pháp
quận Tân Phú, Phòng Nội vụ quận tân Phú, Phòng Giáo dục quậnTân Phú, Phòng Kinh tế quận Tân Phú,
Phòng Tài nguyên và Môi trường quận Tân phú, Phòng Lao động Thương binh xã hội quận Tân Phú, Phòng
Quản lý Môi Trường và Đô thị quận Tân Phú, Phòng Tài Chính.
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
7
TT
Q
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
8
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
Chương 3
LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM
Q = 112.100 m
3
/ngđ
3.1 GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN NƯỚC
Bảng 3.1 Các thông số của nguồn nước cấp và chỉ tiêu để xử lý
Từ Bảng 3.1 ta thấy các chỉ tiêu cần xử lý: SS, CHC, Ca
2+
, NH
4
+
, Fe, Mn, độ cứng.
3.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN LỰA ĐỂ XỬ LÝ

Bảng 3.2 Các phương pháp khử SS
Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm
Bể lắng Tách hiệu quả SS.

Tuyển nổi
Tách hiệu quả cặn khó lắng và có
khả năng lắng chậm.
Vận hành phức tạp, phải thiết kế hệ
thống cấp khí, và khống chế kích
thước bọt khí.
Lọc
Đảm bảo chất lượng nước cấp cho
sinh hoạt và cho công nghiệp khá
tốt.
Chỉ làm việc tốt khi hàm lượng chất
rắn không quá cao, nếu lượng cặn
quá cao sẽ mau tắc lọc.
Bảng 3.3 Chọn phương án dùng bể lắng
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
STT Các chỉ tiêu Đơn vị Nước nguồn
Tiêu chuẩn
(TCXDVN 33: 2006)
1 pH 7,2 6,5 - 8,5
2 Độ kiềm mgCaCO
3
/l 38 -
3 Độ màu Pt-Co 25
≤
15
4 SS mg/l 140
≤
5
5 TDS mg/l 250
≤

1000
6 Chất hữu cơ mg/l 9
≤
0
7 SO
4
2-
mg/l 30
≤
250
8 Ca
2+
mg/l 125
≤
100
9 Độ Cứng mg/l 140
≤
12
10 NH
4
+
mg/l 3,2
≤
0,2
11 NO
3
-
mg/l 12
≤
50

12 Fe mg/l 8
≤
0,3
13 Mn 0,7
≤
0,2
14 Các chỉ tiêu vi sinh vượt mức cho phép
9
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
3.2.1 Khử Chất Hữu Cơ
Bao gồm các phương pháp sau: sục khí, oxy hóa, và cho hấp thụ qua than hoạt tính.
Phương pháp sử dụng than hoạt tính là được phổ biến nhất, nhưng chi phí cao.
Hàm lượng chất hữu cơ ít nên dùng Clo để oxy hóa.
3.2.2 Khử Fe và Mn
Phải khử Mangan (Mn) trong nước cấp cho nhu cầu sinh hoạt và ăn uống khi hàm lượng Mn trong nước
nguồn lớn hơn 0,2 mg/l.
Khử Mn trong nước mặt được tiến hành đồng thời với quá trình làm trong và khử màu. Phần cấu tạo công
trình phải phù hợp cho cả hai quá trình làm trong khử màu và khử Mn.
Khử Mn trong nước ngầm: trường hợp nguồn nước chứa cả Mn và Fe, thì phải so sánh hiệu quả kinh tế
giữa phương án khử Fe và Mn đồng thời với phương án khử Fe xong mới khử Mn.
Nếu việc khử Fe bắt buộc phải dùng hoá chất (Fe nằm ở dạng keo hoặc có hàm lượng lớn) thì việc khử Fe
và Mn sẽ tiến hành đồng thời.
Ghi chú: Quá trình ôxy hoá Mn (II) thành Mn (III) và Mn (IV) bằng oxy của không khí hòa tan trong nước
xảy ra rất chậm. Khi pH < 8, nếu không dùng hoá chất thì việc oxy hoá Mn
2+
trong thực tế không xảy ra
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
Loại bể Ưu điểm Nhược điểm
Bể lắng ngang
Hiệu quả lắng tốt hơn so với bể

lắng đứng. Áp dụng cho những
trạm có công suất lớn, có thể lắng
các hạt cặn không có khả năng keo
tụ. Khi cần thiết có thể làm bể lắng
ngang nhiều tầng.
Tốn diện tích xây dựng do kích
thước bể lớn.
Bể lắng đứng
Bể lắng đứng được sử dụng cho
những trạm xử lý có công suất đến
5.000m
3
/ngày .
Cường độ khuấy trộn trong ngăn
phản ứng cơ khí tính theo gradient
tốc độ lấy từ 30 s
-1
đối với nước có
màu và đến 70 s
-1
đối với nước đục.
Trong bể lắng đứng phải có vùng
lắng, vùng chứa và ép cặn, đồng thời
phải có ngăn phản ứng kiểu xoáy
hoặc ngăn phản ứng kiểu cơ khí đặt
ở giữa bể.
Ở phần dưới ngăn phản ứng phải có
khung chắn kích thước 0,5
×
0,5m;

cao 0,8m để loại bỏ chuyển động
xoáy của nước.
Lắng cặn không có khả năng keo tụ
tạo bông.
Bể lắng trong có
tấng cặn lơ lửng
Tiết kiệm xây dựng một công trình
đơn vị (không cần xây dựng bể
phản ứng). Hiệu quả xử lý cao hơn
các bể khác, ít tốn diện tích xây
dựng hơn.
Đòi hỏi sự ổn định cao về lưu lượng
và nhiệt độ, kết cấu phức tạp, chế độ
quản lý và vận hành chặt chẽ.
Bể ly tâm
Nhờ có thiết bị gạt bùn nên đáy bể
có độ dốc nhỏ hơn so với bể lắng
đứng nên chiều cao công tác nhỏ
thích hợp xây dựng ở những khu
vực có mạch nước ngầm cao.
Hiệu quả lắng kém hơn các bể khác,
thu nước bằng hệ thống máng vòng
xung quanh bể nên thu nước không
đều. Hệ thống gạt bùn có cấu trúc
phức tạp vận hành trong điều kiện
ẩm ướt nên dễ hư hỏng.
Xiclon thủy lực
Kích thước gọn nhẹ, công suất trên
một đơn vị diện tích rất cao. Hiệu
quả lắng tăng lên cùng công suất xả

cặn dể dàng. Dùng trong nước công
nghiệp và xử lý nước thải công
nghiệp.
10
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
hoặc xảy ra rất chậm. Khi pH > 8, quá trình ôxy hoá Mn (II) thành Mn (IV) bằng oxy không khí xảy ra
nhanh hơn .
Dây chuyền khử Mn là dùng phối hợp giữa bể lọc cùng các biện pháp dùng hoá chất để ôxy hoá Mn.
Các biện pháp để khử Mn
Làm thoáng rồi lọc qua Piroluzit, cát đen.
Lọc nước bằng cát thạch anh sau khi đã dùng hoá chất như Clo, Clodiôxyt, Ôzôn hoặc KM
n
O
4
để oxy hoá
Mn.
Dùng Vôi, Xút hoặc Sôđa, kết hợp dùng phèn rồi lắng lọc. Lọc qua bể Cationit.
Cấu tạo bể lọc để khử Mn chọn giống như bể lọc dùng để làm trong, khử màu cũng như để khử Fe.
Liều lượng Vôi hoặc Xút, hoặc Sôđa đưa vào nước: đủ để nồng độ pH của nước nguồn lên trị số 9 - 9,5.
Khi khử Mn dùng Clo, mà độ pH của nước nguồn ≤ 7 thì bể lắng phải có thời gian lưu nước không ít hơn
60 phút.
Khi khử Mn bằng KMnO
4
thì dung dịch KMnO
4
pha ở nồng độ 3%. Việc hòa trộn và bảo quản dung dịch
bằng các thùng thép không rỉ, hoặc nhựa. Khuấy trộn dung dịch bằng khí nén hoặc bằng thiết bị cơ khí. Hoà
tan KMnO
4
bằng nước nóng ở nhiệt độ 50 - 60°C. Thời gian khuấy là 2 – 3 h.

Lưu lượng KMnO
4
tính theo công thức:
3600
×
×
=
C
DQ
q
Trong đó:
q: Lưu lượng dung dịch KMnO
4
, (l/s)
Q: Lưu lượng trạm xử lý, (m
3
/h)
D: Liều lượng KMnO
4
(g/m
3
)
C: Nồng độ dung dịch KMnO
4
, (g/l).
Điểm đưa dung dịch KMnO
4
vào nước phải đảm bảo sao cho quá trình chuyển hóa màu hồng sang màu
vàng gạch được kết thúc ở bể lắng hay bể lắng trong. Nếu không có bể lắng thì quá trình đó phải kết thúc
trước khi dẫn nước vào bể lọc. Trong trường hợp có dùng phèn thì đưa dung dịch KMnO

4
vào trước khi
đưa phèn vào nước.
Các dây chuyền công nghệ để khử Fe
Làm thoáng đơn giản và lọc;
Làm thoáng kết hợp quá trình lắng lọc tiếp xúc với lọc trong;
Kiềm hóa, làm thoáng, lắng lọc tiếp xúc, lọc trong;
Oxy hóa bằng hóa chất, lắng và lọc tiếp xúc, lọc trong;
Quá trình xử lý phải dựa trên từng đặc tính của nguồn nước.
3.2.3 Khử SO
4
2
-
Các phương pháp lựa chọn để xử lý: dùng Ca(OH)
2
, hoặc BaCl
2
. Khi lượng bari dùng nhiều sẽ gây
độc đối với con người, đắt tiền. Dùng vôi để khử SO
−
2
4
vì có hiệu quả cao và chi phí rẻ tiền.
3.2.4 Khử NO
−
3

Các phương pháp lựa chọn: dùng phương pháp thẩm thấu ngược, điện phân, trao đổi ion.
Thẩm thấu ngược: hiệu quả cao nhưng chi phí cao. Ta dùng phương pháp trao đổi ion.
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu

11
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
3.2.5 Khử Ca
2
+
Bảng 3.4 Các phương pháp lựa chọn: bằng vôi, vôi và Sôda, trao đổi ion
Bằng vôi
Thường áp dụng khi cần khử độ cứng và độ kiềm của nước. Phương pháp này có
thể kết hợp với phương pháp làm mềm bằng Na – cationit để thu nước có độ
cứng bé đến mức cần thiết và có độ kiềm thấp.
Liều lượng vôi cần pha vào nước để khử độ cứng phụ thuộc vào tỷ số của các ion
canxi, magie, hydrocacbonat (tính bằng mđlg/l) có trong nước.
Dùng vôi và sôda
Nếu dùng vôi để khử độ cứng Magiê, nhưng độ cứng toàn phần không giảm.Để
khắc phục hiện tượng này chúng ta cho thêm soda vào nước.
Làm mềm nước bằng vôi và sođa là phương pháp có hiệu quả cao đối với thành
phần ion bất kỳ của nước.
Dùng trao đổi ion
Hiệu quả xử lý cao nhưng đắt tiền do độ cứng của nguồn nước là độ cứng canxi
nên ta sử dụng vôi khử làm mềm đầu tiên sau khi cho vào cột trao đổi ion.
Nước có cả độ cứng Ca và Mg nên ta chọn dùng phương pháp là khử bằng Vôi và Soda.
3.3 CÁC PHƯƠNG ÁN
Từ các số liệu và đặc điểm của từng phương pháp xử lý trên, cho nên các phương án để áp dụng xử lý bao
gồm các phương án sau:
Phương án 1
Quy Trình Hoạt Động
Nước từ trạm bơm cấp 1 sau khi được ổn định nước qua bể trộn cơ khí, bể trộn cơ khí nhằm mục đích keo
tụ các cặn làm bẩn trong nước như là các hạt sét, cát, bùn, sinh vật phù du, sản phẩm phân hủy chất hữu
cơ…
Trong bể trộn thường cho phèn vào để làm mất tính ổn định của hệ keo thiên nhiên đồng thời tạo ra hệ keo

mới có khả năng kết dính tạo thành các bông cặn lớn, lắng nhanh và có hoạt tính bề mặt cao.
Nước sau khi trộn tiếp tục chuyển qua bể lắng có tầng cặn lơ lửng. Hàm lượng cặn trong nước sau khi được
trộn hóa chất tạo thành sẽ được lọc qua tầng cặn lơ lửng trong bể. Nước sau khi được lắng qua bể lắng có
tầng cặn lơ lửng được thu lại bằng máng thu nước và được chuyển tới bể lọc nhanh.Tại bể lọc nhanh nước
sẽ được lọc để loại bỏ phần cặn còn dư, khử độ màu, và loại bỏ thêm hàm lượng vi sinh vật trong nước.
Nước sau khi lọc xong được chuyển qua bể tiếp xúc nhằm mục đích khử trùng nước bằng Clo, để tiêu diệt
hết hàm lượng vi sinh vật gây bệnh.
Nước sau khi được khử trùng rồi chuyển vào bể chứa, bể chứa nhằm mục đích cung cấp nguồn nước cho
các đối tượng dùng nước qua trạm bơm cấp II.
Ưu Điểm
Hóa chất được khuấy trộn đều trong bể trộn cơ khí.
Bể trộn cơ khí có thể điều chỉnh cường độ khuấy. Thời gian khuấy ngắn nên dung tích nhỏ tiết kiệm vật
liệu xây dựng.
Tiết kiệm được công trình xử lý (bể phản ứng)
Hiệu quả xử lý ở bể lắng trong rất cao, cho nên quá trình lọc sẽ đạt hiệu quả cao
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
12
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
Nhược Điểm
Phải tập trung vận hành ở giai đoạn trộn nhằm mục đích đạt hiệu quả lắng qua bể lắng có tầng cặn lơ lửng.
Vận hành phức tạp, đòi hỏi các thiết bị khuấy, trình độ quản lý vận hành cao.
Hàm lượng Ca
2+
sẽ còn dư do trong quá trình xử lý, nhưng không đáng kể.
Phương Án 2
Quy Trình Hoạt Động
Nước từ trạm bơm cấp 1 sau khi được ổn định nước qua bể trộn cơ khí, bể trộn cơ khí nhằm mục đích keo
tụ các cặn làm bẩn trong nước như là các hạt sét, cát, bùn, sinh vật phù du, sản phẩm phân hủy chất hữu
cơ…
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu

Chất keo tụ
Chất kiềm
Bể trộn cơ khí
Trạm bơm
cấp I
Bể lắng ngang
Bể lọc nhanh
Clo
Bể tiếp xúc
Bể chứaTrạm bơm cấp II
Xử lý bùn
13
Sân phơi bùn Thải bỏ hoặc tái sử dụngBùn thải Bể nén bùn
Hình 3.4 Sơ đồ dây truyền công nghệ xử lý bùn theo phương án 2.
Hình 3.3 Sơ đồ dây truyền công nghệ xử lý nước cấp theo phương án 2.
Sân phơi bùn Thải bỏ hoặc tái sử dụngBùn thải Bể nén bùn
Hình 3.2 Sơ đồ dây truyền công nghệ xử lý bùn theo phương án 1.
Trạm bơm
cấp I
Bể trộn cơ khí
Bể lắng có tầng cặn lơ lửng
Bể tiếp
xúc
Bể chứa
Clo
Chất kiềm
Chất keo tụ
Xử lý bùn
Trạm bơm cấp II
Hình 3.1 Sơ đồ dây truyền công nghệ xử lý nước cấp theo phương án 1.

Bể lọc
nhanh
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
Trong bể trộn thường cho phèn vào để làm mất tính ổn định của hệ keo thiên nhiên đồng thời tạo ra hệ keo
mới có khả năng kết dính tạo thành các bông cặn lớn, lắng nhanh và có hoạt tính bề mặt cao.
Nước sau khi trộn tiếp tục chuyển qua bể bể phản ứng rồi đến bể lắng ngang. Hàm lượng cặn trong nước
sau khi được trộn hóa chất tạo thành sẽ được lắng trong bể trong bể lắng ngang.
Nước sau khi được lắng qua bể lắng ngang sẽ được thu lại bằng máng thu nước và được chuyển tới bể lọc
nhanh.
Tại bể lọc nhanh nước sẽ được lọc để loại bỏ phần cặn còn dư, khử độ màu, và loại bỏ thêm hàm lượng vi
sinh vật trong nước.
Nước sau khi lọc xong được chuyển qua bể tiếp xúc nhằm mục đích khử trùng bằng Clo, để tiêu diệt hết
hàm lượng vi sinh vật gây bệnh.
Nước sau khi được khử trùng rồi chuyển vào bể chứa, bể chứa nhằm cung cấp nguồn nước cho các đối
tượng dùng nước qua trạm bơm cấp II.
Ưu Điểm
Vận hành đơn giản, hiệu quả lắng cũng đạt kết quả cao, vì dùng bể lắng ngang có thể theo dõi mức độ hiệu
quả của nước đạt được trong thời gian hợp lý.
Nhược Điểm
Hiệu quả xử lý không cao bằng bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng.
Tốn chi phí xây dựng cho bể lắng ngang.
Chức năng của các công trình đơn vị:
Trạm bơm cấp 1: Đưa nước từ nguồn nước vào nhà máy xử lý
Bể trộn: Trộn đều hòa chất trước khi đưa nước vào bể lắng
Bể phản ứng: Các phản ứng hóa học của các quá trình làm mềm nước, khử độ cứng, kiềm hóa…
Bể lắng: Lắng cặn hình thành trong bể lắng phản ứng
Bể lọc: Tách các cặn còn lại sau quá trình lắng
Bể trao đổi ion: Khử các canion và anion còn lại.
Bể chứa Cl: Khử trùng nước
Bể chứa nước: Lưu nước sau khi khử trùng để phân phối vào mạng lưới.

Trạm bơm cấp II: Bơm nước, phân phối nước vào mạng lưới tiêu dùng.
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
14
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
Chương 4
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN
VỊ THEO PHƯƠNG ÁN 1
4.1 XÁC ĐỊNH LƯỢNG VÔI KIỀM HÓA
Để quá trình khuấy trộn tạo bông diễn ra nhanh hơn, cần nâng pH trong nguồn nước lên.
Sau khi cho phèn vào bể khuấy trộn, xảy ra phản ứng sau:
Al
3+
+ 3H
2
O → Al(OH)
3
+ 3H
+
27 3 (g/ l)
35
×
10
-3
?
3
3
3
35 10
3,9 10 ( / )
27

H mol l
−
×
−
×
+
= = ×
 
 
 
Sau đó:
H
+
+ HCO
3
-

→
H
2
O + CO
2
1 61
? 40
×
10
-3

3
1

3
40 10
0,65 10 ( / )
61
H mol l
−
×
−
×
+
= = ×
 
 
 
H
+
tác dụng với độ kiềm tự nhiên của nước
[H
+
] = 0,65
×
10
-3
(mol/l)
[H
+
] của nước sau khi pha phèn
[H
+
] = 3,9

×
10
-3
- 0,65
×
10
-3
= 3,25
×
10
-3
(mol/l)
Do đó pH của nước:
pH = - log[H
+
] = - log [3,25
×
10
-3
] = 2,49
Trong khi pH cần thiết cho quá trình keo tụ là 8 ÷ 9 nên cần thiết phải kiềm hóa nước để tăng pH lên.
4.1.1 Liều Lượng Kiềm Hoá
c
K
e
P
eP
t
P
K

100
1
2
1
×








+−=
(mg/l)
P
K
: Hàm lượng chất kiềm hoá (mg/l)
P
P
: Hàm lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ (mg/l)
e
1
,e
2
: Trọng lượng đương lượng của chất kiềm hoá và của phèn (mg/mgđl)
K
t
: Độ kiềm nhỏ nhất của nước nguồn (mgđl/l)
1: Độ kiềm dự phòng của nước

c: Tỉ lệ chất kiềm hoá nguyên chất có trong sản phẩm sử dụng.
Dùng vôi sữa làm chất kiềm hoá
5,28
80
100
1
50
40
57
35
28
≈×






+−×=
K
P
(mg/l)
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
15
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
4.1.2 Dung Tích Bể Pha Vôi Sữa
Dung tích của bể pha vôi sữa được xác định theo công thức:
γ
××
××

=
V
Vtt
V
b
PnQ
W
4
10
(m
3
)
Trong đó:
Q
tt
: Lưu lượng nước xử lý (m
3
/h)
n: Thời gian giữa hai lần hoà tan vôi, (Quy phạm n = 6 – 12h), chọn n = 8h
P
p
: Liều lượng phèn dự tính cho vào nước (g/m
3
)
b
v
: Nồng độ dung dịch vôi trong thùng (%)
γ: Khối lượng riêng của dung dịch γ = 1tấn/m
3
.

2,26
1510
3584671
10
44
=
××
××
=
××
××
=
γ
V
Vtt
V
b
PnQ
W
(m
3
)
Khuấy trộn bằng máy trộn cách quạt. Bể được thiết kế hình tròn, đường kính bể được lấy bằng chiều cao
công tác của bể d = h
2 3
4 4
V
d d
W h
π π

× ×
= × =
Với:
3
3
4
4 26,2
3,22( )
3.14
V
W
d m
π
×
= = =
Chia làm 2 bể thì dung tích của mỗi bể là:
W = 26,2/2 = 13,1 (m
3
)
Đường kính của mỗi bể là:
d
1
= d
2
= 3,22/2 = 1,61 (m)
Chọn số vòng quay của cánh quạt là 40 vòng/phút chiều dài cánh quạt lấy 0,45d (Quy phạm 0,4 – 0,45d), n
= 30 – 40 vòng/phút (Lai, 2004).
L
CQ
= 0,45

×
d = 0,45
×
1,61 = 0,725 (m)
Chiều dài toàn phần của cánh quạt: 0,725
×
2 = 1,45 (m)
Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,15m
2
cánh quạt/m
3
vôi sữa (Quy phạm 0,1
÷
0,2 m
2
).
F
CQ
= 0,15
×
13,1 = 1,965 (m
2
)
Chiều rộng cánh quạt:

1 1,965
0,68( )
2 1,45
b m
cq

= × =
Có 3 bể pha vôi hoạt động luân phiên nhau, 2 bể hoạt động còn một bể dự phòng. Ta sử dụng bơm định
lượng để bơm phèn từ bể tiêu thụ sang bể khuấy trộn.
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
16
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
4.2 XÁC ĐỊNH LƯỢNG PHÈN Al
2
(SO
4
)
3
Căn cứ vào hàm lượng cặn tính toán của nước nguồn là 140 mg/l. Căn cứ vào độ màu của nước là 30 Pt-Co.
Lượng phèn nhôm cần thiết:
4 4 30 22( / )
Al
P M mg l= = =
So sánh giữa lượng phèn tính theo hàm lượng cặn và theo độ màu chọn liều lượng phèn tính toán là P
Al
=
35mg/l (TCXDVN 33 – 2006).
Tổng liều lượng phèn cần:

35,204
80
100
467135
=××=
P
(kg/ngày)

4.2.1 Bể Hoà Trộn Phèn
Dung tích bể được tính bằng
4
3
4
)
4671 3 35
4,9(
10
10 10 1
Al
h
h
Q n P
W m
b
γ
××
×
× ×
× ×
= = =
×
Q: Lưu lượng nước cần xử lý (m
3
/h)
n: Thời gian giữa 2 lần hoàn tan phèn, (chọn n = 3h)
b
h
: Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hoà trộn, (chọn b

h
= 10%)
γ
: Khối lượng riêng của dung dịch; (
γ
= 1 tấn /m
3
)
P
Al
: lượng phèn hóa chất thêm vào (mg/l), P
Al
= 35 (mg/l).
Kích thước bể: B
×
H
×
L = 2
×
2,5
×
1 = 5 (m
3
)
4.2.2 Bể Tiêu Thụ
Dung tích bể tiêu thụ
4,9 10
5
9,8
h h

t
W b
b
W
×
×
= = =
(m
3
)
Kích thước của bể tiêu thụ: B
×
L
×
H = 2,2
×
3
×
1,5 = 9,9 (m
3
)
Lấy chiều cao an toàn của bể hòa trộn và bể tiêu thụ là 0,3
÷
0,5 m chọn 0,5 m ta có:
H = 1,5 + 0,5 = 2 (m)
Chọn máy quạt gió và tính toán ống dẫn khí nén
Theo tiêu chuẩn cường độ khí nén ở thùng hòa trộn: 4 – 5 (l/s.m
2
), bể tiêu thụ là 2 – 3 (l/s.m
2

).
Diện tích của bể trộn: F = B
×
H = 2
×
2,5 = 5 (m
2
)
Bể hòa trộn: Q
h
= 0,06
×
W
×
F = 0,06
×
4,9
×
5 = 1,5 (m
3
/phút)
Diện tích bể tiêu thụ: F = B
×
H = 2,2
×
3 = 6,6 (m
2
)
Bể tiêu thụ: Q
t

= 0,06
×
W
×
F = 0,06
×
9,8
×
6,6 = 3,9 (m
3
/phút)
Tổng lượng gió đưa vào bể trộn và bể tiêu thụ là:
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
17
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
Q
g
= Q
h
+ Q
t
= 1,5 + 3,9 = 5,4 (m
3
/phút)
Chọn máy quạt gió loại: Bơm chân không, loại máy pittông, lưu lượng 0
÷
100 (m
3
/phút), hệ số khí nén:
500

÷=
ε
,số vòng quay 60
÷
1500 vòng.
Đường kính ống gió chính:
)(87)(087,0
1514,3
60
4,5
4
4
mmm
V
Q
D
g
C
==
×
×
=
×
×
=
π
Q
g
: Lưu lượng gió thổi vào 2 bể
V: Tốc độ gió (Quy phạm 10 – 15 m/s)

Chọn đường kính ống gió chính là: D
C
= 90 mm
Thử lại tốc độ gió
15,14
)09,0(14,3
60
4,5
4
D
Q4
V
22
g
=
×
×
=
×
×
=
π
(m/s), quy phạm cho phép (15
÷
20 m/s)
Đường kính ống gió dẫn đến thùng hoà trộn
)(46)(046,0
1514,3
60
5,1

4
4
mmm
V
Q
D
h
C
==
×
×
=
×
×
=
π
Đường kính ống gió dẫn đến đáy thùng hòa trộn
)(33)(033,0
21514,3
60
5,1
4
4
mmm
V
Q
D
t
C
==

××
×
=
×
×
=
π
Đường kính ống nhánh vào thùng hoà trộn
Thiết kế ba nhánh, lưu lượng mỗi nhánh là:
3
1012,4
32
025,0
−
×=
×
=
nh
Q
(m
3
/l)
Đường kính nhánh
)(19)(019,0
1514,3
1012,44
3
mmmD
nh
==

×
××
=
−
Tính số lỗ khoan trên giàn ống hòa trộn
Theo quy phạm: d
l
= 3 – 4 mm (chọn d
l
= 4mm)
v
l
= 15 – 20 m/s (chọn v
l
= 20 m/s)
Chọn chiều dài ống nhánh: l
n
= 2,5 m.
Diện tích lỗ
( )
2
2
5 2
0,004
( )
3,14
1.256 10
4 4
l
l

d
f m
π
−
×
×
= = =
Tổng diện tích các lỗ trên một ống nhánh
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
18
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
3
4 2
)(
4,12 10
2,06 10
20
nh
l
l
Q
F m
v
−
−
×
×
= = =
Số lỗ trên một nhánh:

4
5
2,06 10
16,4
1,256 10
l
l
F
n
f
−
−
×
= = =
×
(lỗ)
Nếu khoan một hàng lỗ thì khoảng cách các lỗ là:


)(43,152
4,16
2500
mm
n
L
l
nh
===
Nếu khoan hai hàng lỗ thì:

)(87,304
2/4,16
2500
2/
mm
n
L
l
nh
===
4.3 XÁC ĐỊNH LƯỢNG Cl
2
SỬ DỤNG
4.3.1 Dùng Khử Fe
Dùng chất oxy hóa mạnh Clo để khử Fe vì tốc độ phản ứng xảy ra nhanh hơn, mặt khác trong nước nguồn
hàm lượng H
2
S, NH
3
thấp nên ít ảnh hưởng đến quá trình phản ứng.
2Fe(HCO
3
)
2
+ Cl
2
+ Ca(HCO
3
)

2
+ 6H
2
O
⇔
2Fe(OH)
3
+ CaCl
2
+ 6H
+
+ 6HCO
3
-
2
×
56 71
1mg
→

)(64,0
562
171
mg
=
×
×
Lượng Clo được tính: 0,64
×
8 (mg/l) = 5,12(mgCl

2
)
Vậy để oxy hóa 8 mg/l Fe cần 5,12 mgCl
2
và giảm độ kiềm của nước còn 0,3 mg/l.
4.3.2 Dùng Khử Mn
Dùng chất oxy hóa mạnh Clo để khử Mn.
Để oxy hóa 1 mg Mn
2+
cần 1,35 mg Cl
2
và giảm độ kiềm xuống còn 0,2 (mg/l)
Để oxy hóa 0,7 mg thì cần ? mg Cl
2
Lượng Cl
2
= 0,7
×
1,35 = 0,945 (mg)
4.3.3 Dùng Khử NH
4
+
Để khử 1mg NH
4
+
cần 10mg Clo
Để khử 3,2 mg NH
4
+
thì cần 32 mg Clo

Lượng Clo dùng để khử NH
4
+
là 32 mg.
4.3.4 Dùng Khử Các Chất Hữu Cơ
Ta có: 1 O
2

→
4e (e: Đương lượng hóa chất thêm vào)
1 Cl
2

→
2e
1 O
2

→
2Cl
32 142
9mg/l
142 9
39,93( / )
32
mg l
×
=
Vậy lượng Clo cần sử dụng cho trạm xử lý
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu

19
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
M
Clo
= 0,64 + 0,64 + 0,945 + 32 = 47,8 (mg/l)
4.3.5 Khử Ca
2+
Độ cứng Canxi =
2
Ca
m
+
(mg/l)
×
+
2
lg
50
CaĐg
= 125
×
50/20 = 312,5 (mg/l)
Độ kiềm 40 mg/l, pH = 7,2; nhiệt độ 26
0
C.
Tính Lượng H
2
CO
3
Tự Do Trong Nước

−+
+=
332
HCOHCOH
K
1
−+−
+=
2
33
COHHCO
K
2
7
1
26 6,352 4,45 10
o o
t C pK K
−
= → = → = ×
(Bảng 1.3, Lai, 2005)
( pK
1
= -lgK
1
) → pK
2
= 10,33 → K
1

= 4,69
×
10
-11
.
Tại pH = 7 độ kiềm của nước gây ra bởi thành phần bicacbonat với thành phần là 40 mgCaCO
3
/l. Nồng độ
mol của bicacbonat là:
4
3
61 1 1
8 10 / )
50 1000 61
40 (
HCO mol l
− −
=
 
× × × × ×
 
Độ phân li:
7,2
7,2 10pH H
+ −
 
= → =
 
Ta có
3

1
2
1
1
1
H
K
H
HCO
C
K
α
−
+
 
 
 
+
 
 
 
 
 
= =
+ +

1
7,2 11
7 7,2
1

0,875
10 4,69 10
1
4,45 10 10
α
− −
− −
= =
+ +
×
×
2
3 2 3 3
C HCO H CO CO
− −
   
 
 
   
= + +
4
3
1
8 10
0,875
HCO
C
α
−
−

×
= =
 
 
= 9,14
×
10
-4
(mol/l)
[ ] [ ]
124,0
10
1069,41047,4
10
1047,4
1
1
1
1
2
2,7
117
2,7
7
2
211
0
=
×××
+

×
+
=
++
=
−
−−
−
−
+
+
H
KK
H
K
α
Vì ở pH = 7,2 chỉ tồn tại H
2
CO
3
nên:
[H
2
CO
3
] = 0,124
×
C = 0,124
×
9,14

×
10
-3
=1,13
×
10
-4
(mol/l)
[H
2
CO
3
] = 0,113
×
10
-3
×
62 (g/l)
×
50/ 31 =11,3
×
10
-3
(molg/l)
= 0,113
×
10
-3
(gCaCO
3

)
= 11,3 (mgCaCO
3
/l) → [CO
2
] = 11,3 (mg/l)
Tính lượng vôi làm mềm nước
Do độ cứng Mg = 0
Độ cứng tổng cộng = Độ cứng canxi = 312,5 (mg/l)
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
20
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
Độ cứng cacbonat = Độ kiềm = 40 mg/l (vì độ kiềm < độ cứng tổng cộng)
Độ cứng không cacbonat = Độ cứng tổng cộng – Độ cứng cacbonat
= 312,5 – 40 = 272,5 (mg/l)
Trong nước nguồn có độ cứng cacbonat và độ cứng không cacbonat cho nên ta sử dụng vôi và sôđa để làm
mềm. Vôi khử độ cứng cacbonat, sôđa khử độ cứng không cacbonat.
Các phản ứng xảy ra trong quá trình khử độ cứng:
H
2
CO
3
+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3
+ 2H
2
O
Ca

2+
+ 2 HCO
3
-
+ Ca(OH)
2
→ 2 CaCO
3
+ 2 H
2
O
Ca
2-
+ ( SO
4
2-
+ Cl
-
) + Na
2
CO
3.
→ CaCO
3
+ 2 Na
+
+ ( SO
4
-
+ Cl

-
)
Lượng vôi cần thiết (D
V
)
2
(
100
28 0,5 / )
22
V
K
V K
K
CO D
D C mg l
e C
×= × + + +
 
 ÷
 ÷
 
CO
2
: Nồng độ CO
2
tự

do trong nước
C

c
: Độ cứng cacbonat của nước, (40 mg/l)
C
k
: Độ cứng không cacbonat của nước, (272,5 mg/l)
D
k
: Liều lượng chất keo tụ FeSO
4
mg/l tính theo sản phẩm khô, ( D
K
= 35 mg/l )
e
K
: Đương lượng của hoạt chất trong chất keo tụ, (E
K
= 57)
C
V
: Khối lượng vôi tinh khiết trong sản phẩm khô, (80 %)
11 100
28 272,5 0,5 9594( / )
22 57 80
35
V
D mg l= × + + + =
 
×
 ÷
 

Xác định lượng Sôđa cấn thiết ( D
Xđ
)
100
53 1 / )(
K
xd
K
Xd
C
D
D C mg l
e C
= × + +
 
×
 ÷
 ÷
 
C
Xđ
: Hàm lượng Sođa tinh khiết trong sản phẩm khô (80 %)
100
53 40 1 2757( / )
80
35
57
D mg l
xd
= × + + =

 
×
 ÷
 
4.3.6 Xác Định Lượng Vôi Khử SO
4
2-
SO
4
2-
+ Ca
2+
+ 2 H
2
O → CaSO
4


+ 2 H
2
O
96 40
30 ? (mg/l)
Lượng vôi cần thiết:
)/(5,12
96
3040
lmg
=
×

Độ tinh khiết của vôi là 80%.
Lượng vôi cần:
100
12,5 15,625( / )
80
mg l× =
4.4 KHO DỰ TRỮ HÓA CHẤT
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
21
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
Hóa chất dùng trong xử lý như: phèn, vôi, Clo, muối… Cần phải luôn dự trữ để đảm bảo có thể sử dụng
liên tục. Lượng hóa chất dự trữ phải đủ cho 1 – 2 tháng tiêu thụ. Đối với các nhà máy nước lớn, tối thiểu
cũng phải dự trữ trong vòng 15 ngày. Kho chứa hóa chất phải khô ráo, có mái che.
Diện tích sân kho có thể tính theo công thức
)(
10
2
0
4
m
GhP
TPQ
F
K
kho
×××
×××
=
α
Trong đó:

Q: Công suất trạm xử lý (m
3
/ngđ)
P: Liều lượng hóa chất tính toán (g/m
3
).
Liều lượng phèn cần thiết
P = 204,35 kg/ngđ = 1,823 g/m
3
Liều lượng Clo cần thiết
P
Clo
= 47,8 mg/l = 47,8 g/m
3
Lượng vôi cần thiết
D
V
= 9594 + 15,625 = 9609,625 (g/m
3
)
Lượng Xođa cần thiết
D
Xđ
= 2757 g/m
3
Tổng hóa chất cần thiết
XdVClo
DDPPP
+++=
∑

= 1,823 + 47,8 + 9609,625 + 2757 =12.416,248 (g/m
3
)
T: Thời gian giữ hóa chất trong kho, (2 tháng)
α
: Hệ số tính đến diện tích đi lại và thao tác trong kho,
α
=1,3
G
0
: Khối lượng riêng của hóa chất (tấn/m
3
), thường là 1,1 tấn/m
3
P
K
: Độ tinh khiết của hóa chất %, (80%)
h: Chiều cao cho phép của lớp hóa chất lấy như sau:
Phèn nhôm cục: h = 2m
Vôi cục chưa tôi: h = 1,5m
Phèn FeSO
4
trong bao giấy: h = 2m
Chọn h = 2 m.
)(685.61
1,128010
3,1302 12.416,248100.112
2
4
mF

kho
=
×××
××××
=
Vậy kích thước của kho là: F = B
×
L = 200
×
308,5 (m)
Chọn chiều cao an toàn của kho là: H = 5 m, chiều cao như vậy phù hợp cho quá trình vận chuyển của các
loại xe ôtô mang vật liệu hóa chất vào kho.
4.5 BỂ TRỘN THỦY LỰC CÓ KHOAN LỖ
Q = 112.100 m
3
/ngđ = 4671 m
3
/h = 1,3 m
3
/s.
Thể tích của bể: V = Q
×
t = 1,3
×
60 = 78 (m
3
)
Chọn đường kính lỗ: d
1
= 100 mm = 0,1 m quy phạm (d

1
= 20 – 100 mm)
Diện tích lỗ:

GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
22
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
)(10.85,7
4
)1,0(14,3
4
23
22
1
1
m
d
f
−
=
×
=
×
=
π
Diện tích tích tất cả các lỗ trên một tấm chắn:
2
3,1
1
3,1

m
v
Q
f
l
l
===
∑
Số lỗ trên mỗi tấm chắn:
n =
166
1085,7
3,1
3
=
×
=
−
∑
l
l
f
f
(lỗ)
Tổn thất áp lực qua mỗi tấm chắn:
)(09,0
81,92)075,0(
1
2
2

2
2
2
m
g
v
h
l
=
××
=
×
=
µ
Với
1
08,0
08,0
===
δ
µ
l
d
tra bảng lưu lượng
µ
qua lỗ ta được
µ
= 0,75
Tính tiết diện ở cuối máng bể trộn: (v
m

= 0,6 m/s)
)(16,2
6,0
3,1
2
m
v
Q
f
m
m
===
Chọn chiều cao cuối máng: H = 1 m (quy phạm
mH 5,0
≥
)
Chiều rộng máng: b =
)(16,2
1
16,2
m
=
Tiết diện bể trộn chỗ đặt tấm chắn:
)(3,4100
30
3,1
%30
2
m
f

F
l
b
=×==
∑
Chiều rộng của bể trộn:
)(3,4
1
3,4
m
H
F
B
b
===
Khoảng cách giữa các tấm chắn: B = 4,3 m.
Chiều cao lớp nước trước tấm chắn thứ ba:
H + h = 1 + 0,09 = 1,1 (m)
Chiều cao lớp nước trước tấm chắn thứ hai:
H = 1,1 + 0,1 = 1,2 (m)
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
23
Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
Chiều cao lớp nước trước tấm chắn thứ nhất:
H = 1,2 + 0,1 = 1,3 (m)
Khoan lỗ trên mỗi tấm chắn, ta có 8 hàng lỗ theo chiều đứng từ trên xuống dưới đáy và 21 hàng lỗ theo
chiều ngang của tấm chắn.
Khoảng cách các lỗ theo chiều đứng: (Quy phạm ngập sâu của lỗ từ 0,1 – 0,5 m).
Ở tấm chắn thứ 3:
)(125

8
1001100
3
mme
=
−
=
Ở tấm chắn thứ 2:
)(5,137
8
1001200
2
mme
=
−
=
Ở tấm chắn thứ nhất:
)(150
8
1001300
1
mme
=
−
=
Khoảng cách giữa tâm lỗ theo chiều ngang đều như nhau ở cả 3 tấm chắn
)(205
21
4300
21

mm
B
e
===
Chiều cao lớp nước lớn nhất: 1,3 + 0,3 = 1,6 (m)
Chiều cao của bể: CC = 1600 mm = 1,6 m
Chiều dài của bể:
)(12)(3,11
6,13,4
78
mm
CCCR
V
CD
≈=
×
=
×
=
Chọn:
Ngăn đầu cho hóa chất có chiều dài là: 3m
Phần cuối bể có chiều dài là: 4m
Độ dốc của máng là 0,1 %.
Tính toán cửa ra của bể trộn
Tốc độ dòng nước ở cuối máng trộn v
m
= 0,6 m/s (Dung, 2005).
Diện tích cửa ra bể trộn
1,197,1)(17,2
6,0

3,1
2
×====
m
Q
F
m
ν
m.
Bảng 4.1 Các thông số thiết kế bể trộn thủy lực
STT Thông số Đơn vị Giá trị
01 Lưu lượng thiết kế m
3
/ngđ 112.100
01 Thể tích bể trộn m
3
78
03 Chiều rộng bể m 4,3
04 Chiều dài bể m 12
05 Chiều cao bể m 1,6
4.6 BỂ PHẢN ỨNG KIỂU VÁCH NGĂN
Công suất trạm xử lý Q = 112.100 m
3
/ngđ = 4671 m
3
/h.
Chiều rộng của bể lắng ngang B = 21,6 m.
Dung tích bể phản ứng
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
24

Thuyết minh đồ án công nghệ xử lý nước cấp SVTH: Tuyết Nhung,Lê Tuấn
1557
60
204671
60
=
×
=
×
=
tQ
W
b
(m
3
) (t = 20 phút, thời gian phản ứng đối với nước đục).
Diện tích bề mặt bể:
b
b
b
H
W
F
=
H
b
: Chiều cao bể, (quy phạm H = 2 ÷ 3m), chọn H = 3m
519
3
1557

==
b
F
(m
2
)
Chia thành 2 bể phản ứng.
Diện tích một bể phản ứng
5,259
2
519
==
b
F
(m
2
)
Chiều rộng mỗi hành lang
b
Hv
Q
b
××
=
3600
v: Vận tốc dòng nước theo hành lang, (Quy phạm v = 0,2 ÷ 0,3 m/s), chọn v = 0,25 m/s.
865,0
2325,03600
4671
=

×××
=
b
(m) > 0,7 m là đạt yêu cầu.
Chiều dài của bể phản ứng lấy bằng với chiều rộng của bể lắng ngang L
pư
= 21,6 m.
Chiều rộng của bể phản ứng
B
pư
=
)(12
6,21
5,259
m
L
F
pu
b
==
Đây cũng chính là chiều dài của mỗi hành lang phản ứng
Số hành lang :
δ
+
=
b
L
n
δ
: chiều dày của vách ngăn, (Quy phạm tường bê tông cốt thép

δ
= 0,15 ÷ 0,2 m) chọn
δ
= 0,2 m.
→=
+
=
+
=
11
2,0865,0
12
δ
b
L
n
có 11 hành lang và 10 vách ngăn.
Chiều rộng của bể là : (11
×
0,865) + (10
×
0,2) = 11.515 (m)
Số lần dòng nước chảy xoay chiều
m = n – 1 = 11 – 1 = 10 (Quy phạm 8 ÷ 10)
Tổn thất áp lực qua bể phản ứng
h = 0,15
×
v
2
×

m = 0,15
×
0,25
×
10 = 0,375 (m).
Độ dốc đáy bể 0,02 – 0,03 m để xả cặn.
Lưu lượng qua một bể phản ứng
GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu
25