Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 1

PHẦN I : TỔNG QUAN
1. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI
Hiện nay, nhu cầu dùng nước sạch của người dân ngày càng tăng. Đặc
biệt là nhu cầu nước cho sinh hoạt và ăn uống. Ngoài ra, với cuộc sống
tấp nập và hối hả thì những tiện nghi trong sinh hoạt đều có sẳn. Do đó,
nhu cầu nước uống tinh khiết, đóng chai là rất cần thiết với tình hình hiện
nay. Nhưng do các cơ sở sản xuất nước uống chưa chú trọng chất lượng
nước do họ chỉ chú trọng đến lợi nhuận mà không cần quan tâm đến chất
lượng nên một số cơ sở xử lý rất sơ sài, không đảm bảo an toàn cho người
sử dụng.
Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế hệ thống xử lý vừa đảm bảo chất
lượng cung cấp cho sinh hoạt vừa có thế cấp cho dây chuyên nước uống
đóng chai.
2. TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC NGẦM
4.1 Nguồn nước ngầm
Đây là một trong hai nguồn nước cung cấp chính cho nhu cầu nước sinh
hoạt của người dân. Nhưng hầu hết chất lượng chưa đảm bảo do đặc điểm
đòa chất của các tầng đất. Ở những nơi có độ sâu khác nhau thì thành phần
cấu tạo hóa học rất khác nhau, đồng thời với sự phát triển của công
nghiệp hiện nay cộng với sự khai thác nước ngầm quá mức làm cho các
chất ô nhiễm thấm sâu vào các tầng đất ngầm. Tuy việc đun sôi, nấu
nướng chỉ có thể loại bỏ vi khuẩn và một vài chất có hại nhưng đồng thời
cũng làm phân hủy một số khoáng chất trong nước ngầm, kim loại nặng
và một số chất độc hại vẫn còn. Do đó, chúng ta cần kiểm tra chất lượng
nước nói chung trước khi sử dụng vào mục đích sinh hoạt và ăn uống.
Nước ngầm tồn tại ở các tầng nước trong lòng đất, có hai loại tầng : tầng
giới hạn và tầng không giới hạn.

 Tầng không giới hạn là lớp đất đá xốp không phủ trên nó lớp đất đá
không thấm nước, trong tầng này có hai vùng : vùng bão hòa nước và
vùng không bão hòa được phân chia ranh giới bởi mực nước trong đó,
vùng không bão hòa chứa nhiều oxy.
- Nước ngầm trong tầng không giới hạn có nguồn gốc chính từ nước
mưa thấm xuống, nằm ở độ sâu không lớn lắm. Nó dễ bò nhiễm bẫn
bởi tạp chất sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp. Nước trong tầng
này là các dạng mạch nước ngầm nong, nước suối, lớp không bão hòa
nằm giữa mực nước và mặt đất, nó có khả năng loại bỏ một số tạp chất
SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 2

nhưng vai trò chủ yếu của lớp nước này là kìm hãm tốc độ di chuyển
của tạp chất xuống tầng nước dưới. Lớp nước trong tầng không giới
hạn luôn được bổ sung từ nước mưa. Do đó, các vết nứt hay các lỗ
khoan không đúng qui cách hoặc không còn hoạt động mà không được
bòt lại sẽ phá vỡ tính năng kìm hãm sự di chuyển tạp chất của lớp
không bão hòa.
- Tầng không giới hạn có trữ lượng nước cao hơn tầng giới hạn. Nước
trong tầng giới hạn chứa ít nitrat, chất hữu cơ và vi sinh vật hơn. Nguồn
nước này ít được sử dụng nếu có các nguồn khác thay thế do chi phí
khai thác cao và liên quan đến yếu tố chất lượng nước : nhiều muối ở
nguồn sâu, nhiều Fe, Mn, H2S, CO2 do thiếu oxy.
 Tầng nước giới hạn là tầng bò phủ trên nó một lớp đất hay đá không có

khả năng thấm nước. Nước tích tụ trong đó là do các dòng chảy ngang,
chậm từ các tầng không giới hạn đến, nó không có lớp không bão hòa,
có cấu trúc kiểu banh kẹp giữa các lớp không thấm nước. p lực thủy
tónh trong tầng giới hạn lớn nên khi khoan hay đào giếng thì nước sẽ
phun lên, áp lực này sẽ giảm đi nếu không có nước bổ sung.
Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào các yếu tố sau : chất lượng nước
mưa, chất lượng nước ngầm đã tôn tại thời gian dài trong lòng đất, bản
chất lớp đất đá nước thấm qua, bản chất lớp đá chứa tầng nước. Thông
thường, nước ngầm chứa ít tạp chất hữu cơ, ít vi sinh và giàu thành phần
vô cơ : Ca, Mg, K, Fe, Mn, cacbonat, bicacbonat, sunfat và clorua.
 Nước ngầm trong vùng đá vôi, đá phấn chứa nhiều canxi, bicacbonat
và trong vùng đá dolomit chứa nhiều magie, bicacbonat.
 Nước ngầm trong vùng đá sa thạch, cát kết chứa nhiều NaCl và trong
vùng đá granit chứa nhiều mangan, sắt.
 Nước ngầm ven vùng đô thò, có nguồn thải chảy qua, nơi chôn rác
chứa nhiều tạp chất là sản phẩm của quá trình phân hủy vi sinh như :
nitrit, amoniac, nitrat, hydro sunfua, photphat.
So với nước mặt, độ dẫn điện (nồng độ các ion) trong nước ngầm cao hơn
và tăng cùng với độ sâu nguồn nước do các nguồn nước sâu ít được bổ
sung, hòa trộn với các nguồn nước mới và do thời gian tiếp xúc lâu với đất
đá tạo điều kiện hòa tan các khoáng vật trong tầng. Ở nguồn nước sâu,
già cỗi thì nồng độ ion cao và ở vùng đồng bằng rất dễ bò nhiễm mặn.
Nồng độ muối cao cũng có thể là do khai thác quá mức trong điều kiện bổ
sung hạn chế, co thể do nước ngầm có sẳn muối hay do sự xâm nhập mặn
từ nước biển.

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh

ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 3

3. TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM
3.1 Khử sắt (Fe) và Mangan (Mn)
3.1.1 Phương pháp làm thoáng
Trong nước ngầm, sắt tồn tại chủ yếu ở dạng ion Fe 2+ là thành phần
của các muối hòa tan như : Fe(HCO 3)2 , FeSO4 , FeS, … Thực chất
của quá trình khử sắt bằng phương pháp làm thoáng là đuổi khí CO 2
và làm giàu oxy cho nước, tăng pH tạo điều kiện để oxy hóa Fe 2+
thành Fe3+ thực hiện quá trình thủy phân tạo thành chất ít tan
Fe(OH)3 và được giữ lại ở bể lọc. Làm thoáng có thể là : làm thoáng
tự nhiên hay làm thoáng nhân tạo. Sau khi làm thoáng, quá trình oxy
hóa Fe2+ và thủy phân Fe3+ có thể xảy ra trong môi trường tự do, môi
trường hạt hay môi trường xúc tác.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử sắt : pH , O 2 , hàm lượng sắt
trong nước ngầm, CO2 , độ kiềm, nhiệt độ, thời gian phản ứng. Khi
tất cả các ion Fe2+ đã chuyển hóa thành các bông cặn Fe(OH)3 thì
chúng sẽ được loại bỏ ở bể lọc.
Khi có đủ hàm lượng oxy để oxy hóa sắt, thời gian oxy hóa trên
công trình sẽ phụ thuộc vào trò số pH của nước.
pH
6,0 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 7 ≥ 7,5
Thời gian tiếp xúc cần
thiết (thời gian lưu nước)
90 60 45 30 25 20 15
10
trong bể lắng và bể lọc,

phút
Thời gian tiếp xúc cần
thiết lưu nước trong bể
60 45 30 20 18 14 12
5
lọc tiếp xúc và bể lọc
trong, phút
(Nguồn : số liệu đúc kết nhiều năm của Trung tâm Nghiên cứu Khoa học
Công nghệ cấp – thoát nước).
3.1.2 Dùng hóa chất
 Khử sắt bằng các chất oxy hóa mạnh như : Cl2, O3 , KMnO4 ,…
2Fe2+ + Cl2 + 6H2O  2Fe(OH)3 + 2Cl- + 6H+
3Fe2+ + KMnO4 + 7H2O  3Fe(OH)3 + MnO2 + K+ + 5H+

 Khử sắt bằng vôi : phương pháp này thường kết hợp với các quá
trình ổn đònh hay làm mềm nước.
Fe(HCO3)2 + O2 + H2O + Ca(OH)2  Fe(OH)3 + Ca(HCO3)2
Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2  FeCO3 + CaCO3
SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 4

3.1.3 Các phương pháp khử sắt khác :
 Khử sắt bằng nhựa trao đổi ion
 Khử sắt bằng vi sinh vật

 Khử sắt bằng điện phân
 Khử sắt trong lòng đất
3.2 Khử mùi vò
3.2.1 Bằng than hoạt tính :
Đây là một ứng dụng hiệu quả nhất của than hoạt tính. Nó là một
chất khử có khả năng loại bỏ một số chất oxy hóa như : clo, axít
hypocloric, cloamin, ozon, permanganat, cromat
2Cl2 + C* + 2H2O <=> 4HCl + CO2

C* là than hoạt tính, clo trước khi phản ứng có thể hấp phụ trên bề
mặt than.
HOCl + C* <=> C*O + H+ + ClNH2Cl + C* + H2O <=> C*O + NH3 + H+ + Cl2NH2Cl + C*O  C* + 2H+ + 2Cl- + H2O + N2

2NHCl2 + H2O + C* <=> N2 + 4H+ + 4Cl- + C*O
Tốc độ phản ứng với than hoạt tính : NH2Cl > HOCl > OCl- > NH2Cl
3.2.2 Bằng ozon :
Ozon là một chất oxy hóa mạnh, nó có khả năng loại bỏ các chất vô
cơ gây đục, loại bỏ màu và mùi vò của nước. Ưu điểm lớn nhất của
ozon là xử lý tốt và không tạo ra các sản phẩm phụ độc hại nhưng
nhược điểm của nó là giá thành thiết bò đắt hơn nhiều so với than
hoạt tính.
3.3 Khử cứng
Độ cứng của nước chủ yếu do sự hiện diện hai ion Ca 2+, Mg2+ , hai tạp
chất này không gây hại cho sức khỏe nhưng gây hại cho các thiết bò :
đóng cặn nồi hơi, đường ống dẫn và ảnh hưởng đến chất lượng đồ
uống, các quá trình lên men.
3.3.1 Phương pháp nhiệt :
Ít dùng trong thực tế vì chi phí cao nhưng hiệu quả thấp. Phương
pháp này chỉ khử được độ cứng tạm thời và tiến hành ở nhiệt độ
100oC.

Ca(HCO3)2  CaCO3 + H2O + CO2
Mg(HCO3)2  MgCO3 + H2O + CO2
MgCO3 + H2O  Mg(OH)2 + CO2

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 5

3.3.2 Phương pháp hóa học
Phương pháp loại trừ Ca2+, Mg2+ ra khỏi nước là dựa vào tính tan thấp
của CaCO3 và Mg(OH)2 và có thể tách ra bằng các biện pháp lắng
lọc. Trong quá trình hình thành CaCO3 và Mg(OH)2 thì nồng độ cấu
tử CO32- , HCO3- , pH đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành
kết tủa.
 Khử cứng theo phương pháp vôi – sô đa : nhằm làm tăng pH của
môi trường từ vôi và tăng nồng độ CO32- từ sô đa. Có thể dùng
NaOH để cấp OH- nhưng giá thành sẽ đắt hơn nhiều, các phản ứng
chính trong quá trình khử bao gồm :
Ca(OH)2 + H2O + CO2  CaCO3 + 2H2O

Ca2+ + 2HCO3- + Ca(OH)2  CaCO3 + 3H2O

Ca2+ + (SO42- + Cl-) + Na2CO3  CaCO3 + 2Na+ + (SO42- + Cl-)
Mg2+ + 2HCO3- + 2Ca(OH)2  2CaCO3 + Mg(OH)2 + 2H2O

Mg2+ + (SO42- + Cl-) + Ca(OH)2  Mg(OH)2 + Ca+ + (SO42- + Cl-)
So với quá trình khử cứng bằng vôi – sô đa thì lợi thế của phương
pháp trao đổi ion là đơn giản, thao tác dễ dàng, loại bỏ độ cứng triệt
để nhưng giá thành ban đầu khá đắt và nước cần một độ trong nhất
đònh
Ca(HCO3)2 + 2Na-R  Ca-R + 2NaHCO3 (khử cứng)
Ca-R + NaCl  2Na-R + CaCl2 (tái sinh nhựa cationit)
Quá trình trao đổi ion có thể thực hiện theo 2 phương thức : ngắt
đoạn hay liên tục. Quá trình liên tục được thực hiện trong cột chứa
tầng cố đònh chất trao đổi ion, nước cho chảy qua cột từ trên xuống.
Quá trình tái sinh diễn ra theo chiều ngược lại, dùng lực đẩy của
dòng xáo trộn hạt nhựa để tăng kha năng tái sinh.
3.4 Khử khoáng
3.4.1 Trao đổi ion
Nguyên tắc trao đổi ion để khử khoáng là loại cation trước và anion
sau. Nhựa trao đổi ion H+ cho các cation hòa tan và nhựa trao đổi ion
OH- cho các anion hòa tan. Giống như quá trình khử cứng bằng trao
đổi ion nhưng các ion trao đổi không góp phần vào chất rắn hòa tan
dòng ra, thích hợp với nước có TDS ≤ 700ppm.
3.4.2 Thẩm thấu ngược
Thực chất của phương pháp này là lọc nước qua màng bán thấm đặc
biệt, màng chỉ cho nước đi qua còn các muối hòa tan bò giữ lại. Để
lọc được nước qua màng phải tạo ra áp lực dư trong nước nguồn cao
SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 6

hơn áp lực thẩm thấu của nước qua màng, để nước đã được lọc qua
màng không trở lại dung dòch muối do quá trình thẩm thấu.
Thẩm thấu ngược sử dụng đặc tính của màng bán thấm là cho nước
đi qua trong khi giữ lại các chất hoà tan trừ một vài phần tử hữu cơ
rất giống nước ( có trọng lượng phân tử bé và độ phân cực lớn).
3.5 Khử trùng :
Mục đích : loại bỏ vi khuẩn, vi sinh vật có hại trong nước.
3.5.1 Phương pháp vật lý : UV, vi lọc
 Phương pháp chiếu tia cực tím (UV : Ultra violet)
Phương pháp chiếu tia UV ngày càng được quan tâm vì không cần
đưa thêm hóa chất vào nước. Khi tiếp xúc với tia cực tím, các axít
nucleic của cơ thể vi sinh vật bò biến đổi theo chiều hướng bất lợi.
Vùng ánh sáng có tác dụng diệt khuẩn cao nhất là ở bước sóng
200nm đến 300nm, đây là vùng axít nucleic hấp thụ mạnh nhất và
chòu biến đổi sâu sắc. Khi các tế bào hấp thụ tia cực tím, tia cực tím
sẽ tác động lên nhân tế bào và làm cho chúng bò phân hủy, mất khả
năng phát triển và sinh sôi. nh sáng tia cực tím chia làm 3 vùng :
Vùng
khoảng bước sóng
UV – A
315nm – 400nm
UV – B
280nm – 315nm
UV – C
200nm – 280nm
Thiết bò phát tia cực tím là đèn phóng điện thủy ngân chân không,
ánh sáng phát ra có bước sóng 254nm. Năng lượng ánh sáng trong
vùng này đủ khả năng diệt khuẩn trong thời gian vài giây. Đèn cực

tím có cấu tạo giống như đèn phát sáng hình ống, nhưng vỏ thủy tinh
làm từ thạch anh có trộn thêm TiO 2 để vó hấp phụ ánh sáng có bước
sóng nhỏ hơn 200nm. Người ta thường chọn đèn thủy tinh chân
không vì hiệu quả kinh tế của nó cao nhất (chuyển hóa 40% năng
lượng điện thành tia cực tím có tác dụng diệt khuẩn).
Để đạt hiệu suất khử trùng cao ngoài những thông số thích hợp của
thiết bò, ta còn phải chú ý đến các yếu tố chất lượng nước cần xử lý
như : độ đục, chất gây màu, và các yếu tố khác ảnh hưởng đến khả
năng truyền qua của tia cực tím. Trong đó yếu tố ảnh hûng mạnh
nhất đến khả năng khử trùng là độ trong của nước. Chỉ khi nước có
độ truyền qua trên 80% thì quá trình khử trùng mới có hiệu quả vì
khi các hạt lơ lửng gặp các hạt lơ lửng nó sẽ bò phân tán làm giảm
quãng đường truyền trong nước. Ngoài ra một số vi khuẩn bám vào
những hạt huyền phù không tiếp xúc với tia cực tím, một số muối tan
và chất hữu cơ cũng hấp phụ một phần tia cực tím làm giảm hiệu
SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 7

suất khử trùng. Bề mặt đèn cực tím cũng phải được làm sạch để
tránh sự tổn thất mật độ ánh sáng do các chất bẩn tích tụ trên đó.
Các ưu điểm của phương pháp chiếu tia cự c tiếp so với các phương
pháp khử trùng bằng hóa chất khác :
• Thành phần khoáng của nước không thay đổi, không tạo thành
các hợp chất hữu cơ chứa clo.

• Độ an toàn trong hoạt động cao, không cần dùng hóa chất hấ
phụ, thời gian khử trùng ngắn.
• Không xảy ra hiện tượng ô nhiễm do hóa chất, không gây ăn
mòn thiết bò, thao tác đơn giản. Việc chăm sóc và bảo dưỡng
đơn giản : lau sạch bề mặt đèn và thay đèn mới khi hết hạn sử
dụng.
• Đối với thiế bò nhỏ có thể dùng điện acquy hay năng lượng mặt
trời.
Các khuyết điểm :
• Hiệu suất khử trùng kém khi độ truyền ánh sáng trong nước nhỏ
hơn 80%, nước có tạp chất hữu và một số muối tan hấp phụ tia
UV.
• Nhiệt độ lớn hơn 250C làm gảim tính năng khư của tia UV.
• Nước khử trùng có khả năng nhiễm khuẩn trở lại.
• Nước có hàm lượng nitrat khi khử bằng UV có khả năng tại ra
nitrit.
 Phương pháp vi lọc
Thiết bò lọc có dạng hình trụ, còn gọi là nến lọc có độ xốp cao và
mao quản có kích thước nhỏ hơn kích thước vi sinh cần loại bỏ. Nến
lọc sản xuất từ diotomit, chất kết dính và một số phụ gia. Với lỗ xốp
có kích thước từ 0,2µm – 0,3µm có thể loại bỏ hầu hết các vi sinh
có hại trong nước. Để kéo dài thời gian lọc hiệu quả thì nước đầu
vào cần có độ nhất đònh, tránh làm tắc, phụ thuôc vào chất lượng
nước.
Theo từng chu kỳ lọc, nến lọc cần được vệ sinh bằng cách rửa hay
dùng dung dòch clo để làm vệ sinh. Bên ngoài thiết bò vi lọc có gắn
áp kế để theo dõi sự tăng áp suất lọc, khi áp suất tăng đến mức nào
đó thì quá trình lọc bò tắc nghẽn và phải tiến hành rửa lọc.
Lợi thế của phương pháp này trong việc loại bỏ vi khuẩn :
• Tính linh hoạt cao do nhiều nến lọc có công suất khác nhau có

thể lắp đặt song song phù hợp với công suất cần thiết.
• Thành phần khoáng, muối nước không thay đổi.
• Giá thành hoạt động thấp.
Nhược điểm là :
SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 8

• Khi giữ lâu nước có thể bò nhiễm khuẩn trở lại.
• Làm vệ sinh không tốt nước có thể bò nhiễm khuẩn.
• Chỉ thích hợp cho qui mô nhỏ.
3.5.2 Dùng hóa chất : bằng Clo, ozon, …
 Khử trùng bằng Clo :
Khi Clo gặp nước sẽ xảy ra phản ứng tạo thành dạng clo dư tự do là
HClO, ClO- :
Cl2 + H2O  HCl + HClO
Nếu trong nước có sự hiện diện amoniac thì sẽ tạo thành dạng clo dư
kết hợp là các cloamin. Hiệu quả khử trùng dạng này tốt hơn dạng
clo dư tự do :
HClO + NH3  NH2Cl + H2O
HClO + NH2Cl  NHCl2 + H2O
HClO + NHCl2  NCl3 + H2O
Yếu tố ảnh hưởng đến khả năng khử trùng : cạên lơ lửng, độ đục,
nhiệt độ, pH.
Ưu điểm : khử tảo, mùi, váng nhớt có trong nước và rẽ tiền. Nhược

điểm có mùi và có thể tạo ra chất THM gây ung thư. Ngoài ra người
ta cũng có thể sử dụng dạng ClO2 với hiệu quả cao hơn và không tạo
ra THM nhưng chi phí đắt và dễ nổ.
 Khử trùng bằng Ozon : liều lượng ozon khử trùng là 0,5 – 1,5 mg/l
trong 5 phút.
Ưu điểm :
• Tác dụng và tốc độ khử trùng cao hơn clo và hợp chất clo.
• Không tạo ra sản phẩm phu hữu cơ độc hại.
• Có thể oxy hóa nhiều chất hữu cơ đến sản phẩm cuối cùng là
CO2 và nước.
• Không gây mùi khó chòu ở nồng độ cao
Khuyết điểm :
• Không bền trong nước nên không thể dùng khử trùng đường ống
như clo.
• Giá thành thiết bò và vận hành đắt tiền.
4. CÁC TIÊU CHUẨN VỀ NGUỒN NƯỚC
4.1 Tiêu chuẩn chất lượng nước ngầm TCVN 5944 – 1995
 Phạm vi áp dụng
- Tiêu chuẩn này qui đònh giới hạn thông số và nồng độ cho phép các
chất ô nhiễm trong nước ngầm.

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 9

- Tiêu chuẩn này áp dụng để đánh giá chất lượng một nguồn nước
ngầm, hay giám sát tình trạng ô nhiễm nườc ngầm ở một khu vực xác
đònh.
 Giá trò giới hạn
STT
Thông số
Đơn vò
Gái trò giới hạn
1
pH
6,5 – 8,5
2
Màu
Pt-Co
5 – 50
3
Độ cứng (theo CaCO3)
mg/l
300 – 500
4
Chất rắn tổng cộng
mg/l
750 – 1500
5
Arsen
mg/l
0,05
6
Cadimi
mg/l

0,01
7
Clorua
mg/l
200 – 600
8
Chì
mg/l
0,05
9
Crom(VI)
mg/l
0,05
10
Xianua
mg/l
0,01
11
Đồng
mg/l
1,0
12
Florua
mg/l
1,0
13
Kẽm
mg/l
5,0
14

Mangan
mg/l
0,1 – 0,5
15
Nitrat
mg/l
45
16
Phenol
mg/l
0,001
17
Sắt
mg/l
1–5
18
Sunfat
mg/l
200 – 400
19
Thủy ngân
mg/l
0,001
20
Selen
mg/l
0,01
21
Fecal coli
MPN/100ml

0
22
Coliform
MPN/100ml
3
( chỉ tiêu từ 1 đến 22 là chỉ tiêu lý – hóa, chỉ tiêu 21 và 22 là chỉ tiêu vi
sinh)
STT
1
2
3
4
5
6
7

Thông số
pH
Độ màu
Độ đục
Mùi vò
Độ cứng
Lượng oxy tiêu thụ
NH3

SVTH : Nguyễn Huy Phú

Đơn vò
TCU
NTU

mg/l
mg/l
mg/l

Gái trò giới hạn
6,5 – 8,5
< 15
<2
0
300
<2
< 1,5
GVHD : Phan Xuân Thạnh


trang 10

ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

8
9
10
11
12
13

Nitrit
Nitrat
Clorua (NaCl)
Sunfat

Mangan
Sắt

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

<3
< 50
< 250
< 250
< 0,5
< 0,5

4.2 Các chỉ tiêu nước uống đóng chai
 Phạm vi áp dụng : các chỉ tiêu sau được áp dụng cho nước uống sản
xuất từ các quá trình lọc, khử trùng và đóng chai.
 Yêu cầu kỹ thuật :
- Nước uống đóng chai phải được sản xuất từ các nguồn không gây ô
nhiễm, được cơ quan y tế có thẩm quyền chứng nhận đảm bảo yêu
cầu vệ sinh an toàn và nó được sản xuất theo quy trình công nghệ
do cơ quan thẩm quyền chứng nhận.
- Chỉ tiêu cảm quan
Chỏ tiêu
Mức độ tối đa cho phép
Màu sắc (thang Cobalt)
5

Độ đục
5
Mùi, vò
0
- Chỉ tiêu lý, hóa
Mức độ tối đa cho
Chỉ tiêu
Đơn vò
phép
pH
6,5 – 8,5
Clorua
mg/l
250
Sulfate
mg/l
250
Canxi
mg/l
75
Magie
mg/l
30
Natri
mg/l
200
Kali
mg/l
12
Nhôm

mg/l
0,2
Nitrat
mg/l
50
Cặn hòa tan
mg/l
500
Nitrit
mg/l
0,015
Amonia
mg/l
0,5
Permanganat
mg/l
5
Photphate
mg/l
5
Hàm lượng penola
µg/l
0,5
Sắt
mg/l
0,3
SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh

trang 11

ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

Mangan
Đồng
Kẽm
Florua
Bạc
Arsen
Cd
Cyanua
Br
Hg
Ni
Pb
Selen
Thuốc BVTV
Aldrin & Deidrin
Heptaclo & heptaclo epoxit
Clordan
DDT
Hexaclobenzen
Lindan
Methoxyclo
2,4-diclophenoxy acetic acide

mg/l
mg/l

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

0,1
1
5
2
0,01
0,05
0,01
0,05
0,05
0,001
0,05
0,05
0,01

µg/l
µg/l
µg/l
µg/l

µg/l
µg/l
µg/l
µg/l

0,03
0,03
0,2
2
1
2
20
50
0,2
0,1
1

Hydrocacbon thơm đa vòng
Nhiễm xạ tổng α
Bq/l
Nhiễm xạ tổng β
Bq/l
- Chỉ tiêu vi sinh
Chỉ tiêu
Coliform tổng/100ml
Coliform faecal/100ml
E.coli/100ml
Sulphite-Reducing Clostrida/100ml
Faecal Streptococal/100ml

SVTH : Nguyễn Huy Phú

Giá trò
0
0
0
0
0

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 12

PHẦN II : QUY TRÌNH – CÔNG NGHỆ XỬ
LÝ
1.

CÁC SƠ ĐỒ KHỐI VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


trang 13

ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

Giếng bơm
Tháp làm thoáng
và bể ổn đònh
Bồn lọc cát áp lực
Bồn chứa trung gian
Cột trao đổi ion

Hoạt hóa

Clo

Bể chứa nước
thô
Cột lọc than hoạt tính

Cột lọc tinh 5 µm

HCl, NaOH

Hoạt hóa

Nhiệt

Vệ sinh

Clo / H2O2

Vệ sinh

Clo / H2O2

Khử trùng bằng UV

Cột lọc tinh 1µm

Bồn nước thành phẩm

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


trang 14

ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

Tháp làm thoáng
và bể ổn đònh

Cột lọc than hoạt tính

Cột lọc tinh 5 µm

Hoạt hóa

Nhiệt

Vệ sinh

Clo / H2O2

Vệ sinh

Clo / H2O2

Khử trùng bằng
UV
Cột lọc tinh 1µm

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 15

Bồn lọc cát áp lực

Bồn nước thành phẩm

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


trang 16

ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

Giếng bơm

Clo
Bể chứa nước
thô

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


trang 17

ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

2.

LỰA CHỌN QUY TRÌNH, CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
Giếng bơm
Tháp làm thoáng và bể ổn đònh

Bồn lọc cát áp lực
Bồn chứa trung gian
Cột trao đổi ion

Hoạt hóa

Clo

Bể chứa nước
thô
Cột lọc than hoạt tính

Cột lọc tinh 5 µm

HCl, NaOH

Hoạt hóa

Nhiệt

Vệ sinh

Clo / H2O2

Vệ sinh

Clo / H2O2

Khử trùng bằng UV

Cột lọc tinh 1µm

Bồn nước thành phẩm

Thuyết minh quy trình công nghệ :
Nước từ giếng bơm được đưa lên tháp làm thoáng rồi rơi xuống bể ổn đònh.
Sau đó nước được bơm đưa qua cột lọc áp lực và di vào bể chứa nước trung

gian. Nước sẽ được bơm đưa qua cột trao đổi ion rồi di vào bể chứa nước
thô, trước khi vào bể nước thô nước được khử trùng bằng clo trong đường
ống. Nước trong bể có thể cấp nước cho sinh hoạt hay rửa lọc.Tiếp tục,
nước được bơm đưa qua cột lọc than hoạt tính, cột lọc tinh 5µm, thiết bò khử

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 18

trùng UV, cột lọc cặn 1µm và cuối cùng là đi vào bồn nước thành phẩm
cấp cho hệ thống đóng chai.

PHẦN III : TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG
TRÌNH
1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH CHÍNH
Lưu lượng cần xử lý Qxl = 1 m3/h, chọn hệ số không điều hòa K = 1,5 và
thời gian làm việc trong ngày là t = 8 h.
Lưu lượng thiết kế là Q = Qxl . K = 1,5 m3/h = 1,5.8 = 12 m3/ngày.
Các thông số đầu vào của nước ngầm :
- hàm lượng sắt tổng : 10 mg/l (Fe2+ = 6 mg/l).
- pH = 6.
- độ oxy hóa = 4 mg/l.
- hàm lượng Cl- = 850 mg/l.
- H2S = 0, NH4 < 1 mg/l.
- độ kiềm = 1,5 mđlg/l = 1,5 meq/l.

1.1

Giếng bơm :
Có nhiệm vụ lấy nước ngầm lên cung cấp cho các công trình phía
sau. Chiều sâu lấy nước là 60 m. Chọn loại bơm chìm có áp lực đẩy
Hb = 70 m  công suất bơm là :
1,5
10 3.70.
γ.H b .Q
3600 = 0,4 kW
N=
=
102.η1 .η2
102.0,8.0,9
chọn bơm có N = 1 hp = 0,75 kW

1.2

Tháp làm thoáng nước và bể ổn đònh :
 Nhiệm vụ :
Thùng gió nước : cấp không khí nhằm tăng cường oxy hòa tan tạo
điều kiện để oxy hóa Fe2+ thành Fe3+.
Bể ổn đònh : để ổn đònh nước sau làm thoáng.
 Nguyên tắc hoạt động : nước từ giếng bơm tháp làm thoáng có hệ
thống phân phối và sàn gỗ tiếp xúc. Ngoài ra bên hông tháp có bố
trí quạt gió thổi ngược chiều với nước. Sau đó nước rơi xuống bể
ổn đònh.
 Tính toán :
- Nhu cầu oxy hóa sắt = độ oxy hóa + 0,15Fe2+ + 0,47H2S

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 19

 nhu cầu oxy hóa sắt = 4 + 0,15.6 + 0,47.0 = 4,9 mg/l
44.K
- Lượng CO2 có trong nước ban đầu : C o =
K1 .10 pH + µ
K : độ kiềm trong nước = 1,5 meq/l.
K1 : hằng số phân ly bậc 1 của H2CO3 = 4,37.10-3
µ : lực ion của dung dòch = 0,022.
pH : độ pH nước ngầm.
44.1,5
Co =
= 108,83 mg/l
4,37.10 − 7.10 6 + 0,022
 Hàm lượng oxy hòa tan hay hàm lượng oxy sau làm thoáng :
C O 2 = C o + (C s − C o )

1− e

− [K 2 t (1+

KD
)]

R

KD
R
Co : hàm lượng oxy trong nước ngầm ban đầu = 0 mg/l.
Cs : hàm lượng oxy bão hòa ở 25oC = 8,4 mg/l.
K2 : hệ số tách khí kỹ thuật = 0,022.
t : thời gian lưu nước và khí = 180 s.
KD : hệ số truyền khí của O2 ở 25oC = 0,03615.
Q
R = kk = 20 : tỷ lệ gió nước
Qn
C O 2 = 8,4

1− e

1+

− 0,02.180(1+

0,03615
)
20

0,03615
1+
20
 Hàm lượng CO2 sau làm thoáng :
1− e

− [K 2 t (1+

= 8,16 mg/l.

KD
)]
R

+ 1,6.Fe 2 +
KD
1+
R
Co : hàm lượng oxy trong nước ngầm ban đầu = 108,83 mg/l.
Cs : hàm lượng CO2 bão hòa ở 25oC = 1 mg/l.
K2 : hệ số tách khí kỹ thuật = 0,022.
t : thời gian lưu nước và khí = 180 s.
KD : hệ truyền khí của CO2 ở 25oC = 0,84.
C CO 2 = C o + (Cs − C o )

C CO 2 = 108,83 + (1 − 108,83)

1− e

− 0,02.180.(1+

0,84
)
20

+ 1,6.6 = 17,38 mg/l

0,84
1+
20
 Độ kiềm sau làm thoáng : Ks=K– 0,036Fe2+=1,5– 0,036.6=1,25

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 20

 pH sau làm thoáng :
44.K s
44.1,25
pH = lg
− µ = lg
− 0,022 = 6,72
K1C CO 2
4,31.10 − 7.17,38

- Chọn chiều cao tháp làm thoáng dạng hộp hình chữ nhật có kích
là : L x B x H = 2m x 1,5m x 2m. Trong tháp bố trí 2 sàn tiếp xúc bằng
gỗ có đục lổ tròn phân bố đều theo mặt bằng sàn (đường kính lổ =
20 mm) và khoảng cách các lổ là 20 mm.
- Chọn chiều dày sàn đỡ chọn là 20 mm và 2 sàn đỡ đặt cách nhau
0,5 m. Chọn khoảng cách từ sàn đở đến hệ thống phân phối nước là
0,5 m.

- Chọn hệ thống phân phối nước có dạng xương cá với đường kính
ống chính = 40 mm. Các ống phân phối có đục lổ ( φ lổ = 20 mm).
Mỗi ống nhánh có đường kính 40 mm và đặt cách nhau 40 mm. Số
2
= 25 ống.
ống nhánh là : =
0,8
- Chọn bể ổn đònh dạng hình chữ nhật kích thước :
L x B x H = 2,5m x 2m x 1m  thể tích bể V = 5 m3.
1.3

Bồn lọc cát áp lực :
 Nhiệm vụ : lọc kết tủa sắt và cặn lơ lửng có trong nước và ngay cả
vi sinh vật trong nước.
 Cấu tạo :
- Hình dạng bồn lọc : thân hình trụ tròn, đáy và nắp là mặt e-lip
- Vật liệu lọc chế tạo bồn : Thép hoặc Composite.
- Tốc độ lọc từ 8 – 20 m/h.
- Vật liệu lọc : cát thạch anh, chiều dày từ 1 – 1,5 m.
- Lớp sỏi đỡ : 0,2 – 0,4 m.
- Suất giản nở của bồn lọc : 20 – 25%.
 Nguyên tắc hoạt động : nước từ bể ổn đònh sẽ được bơm vào bồn
lọc qua phểu phân phối lọc. Sau đó nước sẽ qua lớp cát lọc và
được hệ thống thu lọc ở đáy đưa ra ngoài.
 Tính toán :
- Chọn chiều dày lớp cát lọc h v = 1,2 m, cát lọc có đường kính
tương đương dtđ = 0,9 mm. Chọn vận tốc lọc v = 9 m/h.
Q 1,5
= 0,166 m2
diện tích lọc : F = =

v
9
4.F
4.0,166
=
= 0,46 m
đường kính bồn lọc : D =
π
3,14

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 21

- Chiều cao phần thân bồn lọc : H = hn + hv + hđ
hn = 0,5 m : chiều cao lớp nước trên lớp cát lọc (từ 0,4 – 0,6m).
hv = 1,2 m : chiều cao lớp cát lọc (từ 1,0 – 1,5 m đối với cát có
dtđ=0,9 mm).
hđ = 0,5 m : chiều cao lớp sỏi đỡ + vó đỡ có đục lổ đường kính
20 mm (bề dày 20 mm).
 H = 2,2 m
- Hệ thống thu nước và phân phối rửa lọc :
F.q
Lưu lượng cần thiết để rửa bồn lọc : Q r =
1000

2
Chọn q =10 l/m .s là cường độ rửa lọc để độ giãn nỡ = 10%
ở 25oC. Và F : diện tích lọc (m2)
0,166.10.3600
Qr =
= 5,976 m3/h.
1000
Chọn đường kính ống dẫn nước chính Dc = 42 mm
π.D 2c 3,14.0,042 2
Diện tích ống chính là F c =
=
= 1,385.10 − 3 m2
4
4
Vận tốc trong ống chính khi rửa là
Q
5,976
vc = r =
= 1,2 m/s
Fc 1,385.10 − 3.3600
Chọn dàn thu nước theo kiểu xương cá với đường kính ống
chính 100 mm  diện tích ống thu chính là :
3,14.0,12
Ftc =
= 7,85.10 − 3 m2
4
Chọn ống nhánh là ống đục lổ có đường kính 42 mm, khoảng
cách giữa 2 tâm ống nhánh là 0,15 m và chọn chiều dài mỗi
ống nhánh là 0,15 m. Đường kính lổ thường chọn 10 mm.
3,14.0,012

 Flổ =
= 7,85.10 − 5 m2
4
Tổng diện tích lổ là ( quy phạm ΣFlổ = (0,3 − 0,35).Ftc )
ΣF = 0,3.Ftc = 0,3.7,85.10 − 3 = 2,355.10 − 3 m2
lổ
ΣFlổ 2,355.10 −3
=
= 30 lổ.
Tổng số lổ =
Flổ
7,85.10 − 5
D.2 0,46.2
=
= 6 ống.
0,2
0,15
Lưu lượng rửa cho mỗi ống nhánh là
Số ống nhánh =

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

qn =

trang 22

Q r 5,976
=
= 0,996 m3/h.
n
6

vận tốc trong ống nhánh khi rửa là
4.q n
4.0,996
vn =
=
= 0,2 m/s
2
2
π.d n 3,14.0,042 .3600
- Chu kỳ lọc : dựa vào tổn thất áp lực (TTAL) khi lọc
Ta có : TTAL = Hvl + Hđ + Hong
Hvl : TTAL qua lớp lọc = 6,21 m.
Hđ : TTAL qua lớp sỏi đỡ = 0,22.hđ.v = 0,22.0,5.9 = 0,99 m.
Hong : TTAL đường ống dẫn nước = 0,2 m.
 TTAL = 7,5 m = 0,75at
Vậy khi đồng hồ đo áp lực trong bồn lọc = 0,75 at thì ta phải
ngưng lọc và tiến hành rửa lọc.
- Chọn đường kính ống xả khí dxk = 27 mm dài 0,5 m.
- Tính phểu thu nước : chọn vận tố nước qua phểu là v = 0,05 m/s
5,976
Q
diện tích phểu : S = r = 3600 = 0,0332 m2
v

0,05
π
mặt khác S = h( R + r )
2
với h : chiều cao phiểu , chọn = 150 mm.
R : bán kính lớn.
r : bán kính nhỏ = ½ đường kính ống vào = 21 mm.
2.S
2.0,0332
−r =
− 0,021 = 0,12 m = 120 mm.
 R=
h.π
0,15.3,14
1.4

Bồn chứa trung gian
 Nhiệm vụ : dùng chứa nước sau lọc áp lực và được bơm cấp cho
các công trình sau.
 Cấu tạo : làm bằng inox dày 2 mm, bồn hình trụ tròn có thể tích
bể là : V = 5 m3. Bồn đặt nằm ngang có đường kính D b = 1,5 m và
chiều cao bồn Hb = 2,8 m.

1.5

Cột trao đổi ion
 Nhiệm vụ : cần xử lý nước có hàm lượng Cl - = 850 mg/l xuống giá
trò nhỏ hơn 200 mg/l (theo tiêu chuẩn nước uống đóng chai thì hàm
lượng của Cl- < 250 mg/l). Ta có nồng độ đương lượng Cl - cần trao
đổi là :

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 23

850 − 200
= 18,31 meq/l.
35,5
- Thiết kế cột Cation :
Chọn loại nhựa cation R-H Purolite C100-H có đặc tính :
Dung lượng trao đổi thấp nhất là as = 1,8 eq/l, chọn as = 2 eq/l.
Nhiệt độ làm việc tối đa : Tomax = 140oC.
Chọn thời gian tái sinh là tts = 24 giờ.
Q.t ts .Đ Cation
Thể tích nhựa cần thiết là : V =
as
Đ

Cl -

=

Q : công suất thiết kế = 1,5 m3/h.
ĐCation = ĐAnion = ĐCl - = 18,31 meq/l.
V=

1,5.24.18,31.10 −3
= 0,33 m3
2

3,14.0,6 2
= 0,283 m2
4
V 0,33
= 1,2 m.
Chiều cao lớp nhựa cation là H = =
F 0,283
Chọn chiều cao bảo vệ lớp nhựa là H bv = 0,5.H (quy phạm từ 0,4.H
đến 0,5.H). Hbv = 0,5.1,2 = 0,6 m
Chiều cao cột trao đổi ion : H = Hbv + Hnhựa + Hđ
Hnhựa : chiều cao lớp nhựa = 1,2 m.
Hđ :chiều cao lớp sỏi đỡ + vó đỡ (dày 20 mm) = 0,4 m.
 H = 2,2 m.
- Thiết kế cột Anion :
Chọn loại nhựa cation R-OH A400 có đặc tính :
Dung lượng trao đổi thấp nhất là as = 1,3 eq/l, chọn as = 1,5 eq/l.
Nhiệt độ làm việc tối đa : Tomax = 60oC
Chọn thời gian tái sinh là tts =24 giờ.
Thể tích nhựa cần thiết là :
Q.t ts .Đ Anion 1,5.24.18,31.10 −3
V=
=
= 0,439 m3
as
1,5

Chọn đường kính cột R-H = 0,6 m  F =

3,14.0,7 2
= 0,385 m2
4
V 0,439
= 1,2 m.
Chiều cao lớp nhựa cation là H = =
F 0,385
Chọn chiều cao bảo vệ lớp nhựa là H bv = 0,5.H (quy phạm từ 0,4.H
đến 0,5.H). Hbv = 0,5.1,2 = 0,6 m.
Chiều cao cột trao đổi ion : H = Hbv + Hnhựa + Hđ
Hnhựa : chiều cao lớp nhựa = 1,2 m.
Chọn đường kính cột R-OH = 0,7 m  F =

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 24

Hđ :chiều cao lớp đỡ + vó đỡ = 0,4 m.
 H = 2,2 m.
 Tính lượng hóa chất hoàn nguyên :
 Cột Cation :
Trước khi hoàn nguyên, ta cần phải tiến hành rửa ngược nhanh.
Lượng nước rửa ở cột Cation là : qr = q.F.t

q: cường độ rửa = 10 m/h (quy phạm từ 7 – 11 m /h).
t : thời gian rửa = 10 phút (quy phạm từ 5 – 20 m /h).
F : diện tích lọc cột Cation =0,283 m2
10.0,283.10
= 0,472 m3
 qr =
60
Lượng HCl cần thiết để hoạt hóa cột R-H : mHCl = as.Vn.ĐCl
as : dung lượng trao đổi của nhựa cation = 2 eq/l.
Vn : thể tích tầng nhựa R-H = 330 lít nhựa.
qhn : vận tốc hoàn nguyên của HCl =1 m/h (quy phạm từ 0,5
đến 1,8 m/h ).
thn : thời gian hoàn nguyên = 30 phút = 0,5 giờ.
ĐCl : đương lượng Cl- = 35,5 g/eq.
 mHCl = 2.330.35,5= 23,43 kg.
chọn tỷ lệ hóa chất hoàn nguyên = 1,2
 mHCl = 23,43.1,2 = 28,116 kg.
chọn nồng độ HCl hoạt hóa là 5%
m HCl .100 28,116.100
=
= 566,32 kg
 m ddHCl =
C%
5
m ddHCl
Thể tích dung dòch HCl là : V =
ρ
Với ρ là khối lượng riêng của dung dòch = 1 tấn/m3
566,32
= 0,56 m3

 V=
3
10
chọn thể tích thiết bò đựng dung dòch HCl là V = 0,8 m3.
Sau khi hoàn nguyên, ta phải tiến hành rửa cột lọc bằng nước :
Rửa chậm trước với cường độ q = 1 m/h (qui phạm từ 0,5
đến 1,8 m/h) trong thời gian 1 giờ. Lượng nước rửa chậm
là :
q rc = 1.0,283.1 = 0,283 m3
Rửa nhanh sau với cường độ q = 7 m/h (qui phạm từ 2 đến
11 m/h)trong thời gian 1 giờ. Lượng nước rửa nhanh là :
q rn = 7.0,283.1 = 1,981 m3
 Cột Anion :

SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh


ĐAMH : Tính Toán Dây Chuyền Sản Xuất Nước Đóng Chai

trang 25

Trước khi hoàn nguyên, ta cần phải tiến hành rửa ngược nhanh.
Lượng nước rửa ở cột Anion là : qr = q.F.t
q: cường độ rửa = 6 m/h (quy phạm từ 5 – 7,5 m /h).
t : thời gian rửa = 10 phút (quy phạm từ 5 – 20 m /h).
F : diện tích lọc cột Cation =0, 385 m2
6.0,385.10
= 0,385 m3

 qr =
60
Lượng NaOH cần thiết để hoạt hóa cột R-OH là :
mNaOH = as.Vn.ĐCl
as : dung lượng trao đổi của nhựa cation = 1,5 eq/l.
Vn : thể tích nhựa cộn anion = 0,439 m3
vhn : vận tốc hoàn nguyên của NaOH =1,5 m3/h.
ĐNaOH : đương lượng NaOH = 40 g/eq.
thn : thời gian hoàn nguyên = 45 phút = 0,75 giờ.
 mNaOH = 1,5.439.40 = 26,34 kg.
chọn tỷ lệ hóa chất hoàn nguyên = 1,2.
 mNaOH = 26,34.1,2 = 31,608 kg.
chọn nồng độ NaOH hoạt hóa là 5%
m NaOH .100 31,608.100
=
= 632,16 kg
 m ddNaOH =
C%
5
m ddNaOH
Thể tích dung dòch NaOH là : V =
ρ
Với ρ là khối lượng riêng của dung dòch = 1 tấn/m3
632,16
= 0,63 m3
 V=
3
10
chọn thể tích thiết bò đựng dung dòch NaOH là V = 0,8 m3.
Sau khi hoàn nguyên, ta phải tiến hành rửa cột lọc bằng nước :

Rửa chậm trước với cường độ q = 4 m/h trong thời gian 30
phút = 0,5 giờ. Lượng nước rửa chậm là :
q rc = 4.0,385.0,5 = 0,77 m3
Rửa nhanh sau với cường độ q = 16 m/h trong thời gian 20
phút. Lượng nước rửa nhanh là :
16.0,385.20
q rn =
= 2,053 m3
60
Tổng lượng nước rửa là Qr = 5,944 m3 trong 190 phút.
Chọn bơm có lưu lượng Q = 6 m3/h và cột áp Hb = 10 m.
- Tính phểu thu nước : chọn vận tố nước qua phểu là v = 0,05 m/s
6,1332
Q
diện tích phểu : S = r = 3600 = 0,034 m2
v
0,05
SVTH : Nguyễn Huy Phú

GVHD : Phan Xuân Thạnh