TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT SÔNG SÀI GÒN – ĐỒNG NAI CẤP CHO SINH HOẠT CÔNG SUẤT 5000m3/ngày.đêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC
Tên đề tài :
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT
SÔNG SÀI GÒN – ĐỒNG NAI CẤP CHO SINH HOẠT
CÔNG SUẤT 5000m
3
/ngày.đêm
GVHD : Th.S Nguyễn Xuân Hoàn
Thành viên nhóm :
1. Phạm Tiến Bách
2. Phạm Công Lí
3. Trần Phương Nam
Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2008
CHƯƠNG MỘT : TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC MẶT
Nước mặt bao gồm các nguồn nước ao, đầm, hồ chứa, sông suối. Do kết hợp từ các dòng chảy
trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nước mặt là:
- Chứa khí hòa tan đặc biệt là oxy.
- Chứa nhiều chất lơ lửng, riêng trường hợp nước chứa trong các ao, đầm, hồ do xảy ra quá trình
lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại trong nước có nồng độ tương đối thấp và chủ yếu ở dạng keo.
- Có hàm lượng chất hữu cơ cao.
- Có sự hiện diện của nhiều loại tảo.
- Chứa nhiều vi sinh vật.
Chất lượng nước thiên nhiên có thể được phân loại và đánh giá theo các chỉ tiêu sau :
Chỉ tiêu lý học:
Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước là một đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu.
Nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lý nước và nhu cầu tiêu thụ. Nước mặt thường
có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ môi trường.
Độ màu: Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo ra. Các hợp chất sắt, mangan không

hòa tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất humic gây ra màu vàng. Còn các loại thủy sinh tạo cho
nước màu xanh lá cây. Đơn vị đo độ màu thường dùng là theo thang màu platin – coban. Nước có độ
màu 150 độ (PtCo). Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ lửng trong nước tạo ra và dễ
dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc.
Độ đục: Nước là môi trường truyền ánh sáng tốt, khi trong nước có các vật lạ như các chất
huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi sinh vật… khả năng truyền ánh sáng bị giảm đi. Nó có độ đục
lớn chứng tỏ có nhiều cặn bẩn. Đơn vị đo độ đục thường là mg SiO
2
/l, NTU, FTU. Trong đó đơn vị
NTU và FTU là tương đương nhau. Nước mặt có độ đục 41,4 NTU. Nước dùng để ăn uống thường
có độ đục không vượt quá 5 NTU.
Hàm lượng chất lơ lửng cũng là đại lượng tương quan đến độ đục của nước.
Mùi vị: Mùi trong nước thường do các hợp chất hóa học, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ hay
các sản phẩm từ quá trình phân hủy vật chất gây nên. Nước thiên nhiên có thể có mùi đất, mùi tanh,
mùi thối. Nước sau khi khử trùng với các hợp chất clo có thể bị nhiễm mùi clo hay clophenol
Tùy theo thành phần và hàm lượng các muối khoáng hòa tan nước có thể có các vị mặn, ngọt,
chát, đắng…
Các chỉ tiêu hóa học:
Độ pH : Độ pH là chỉ số đặt trưng cho nồng độ ion H
+
có trong dung dịch, nó có ứng dụng để
khử các hợp chất sunfua và cacbonat và khi tăng pH có thêm tác nhân oxy hóa, các kim loại hòa tan
trong nước chuyển thành dạng kết tủa và dễ dàng tác ra khỏi nước bằng biện pháp lắng lọc.
Độ kiềm :Độ kiềm là tổng hàm lượng của các ion bicacbonat, hydroxit và anion của các muối
của các axit yếu. Do hàm lượng các chất này có trong nước rất nhỏ nên bỏ qua. Ở nhiệt độ nhất định,
độ kiềm phụ thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO
2
tự do có trong nước.
Độ cứng: Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị các ion canxi và magiê có trong nước. Dùng
độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ gây lãng phí xà phòng do canxi và magiê phản ứng với các axit béo

tạo thành các hợp chất khó tan.
Các đơn vị để đo độ cứng :
Độ Đức (
0
dH) : 1
0
dH = 10 mg CaO/ l nước;
Độ Pháp (
0
f ) : 1(
0
f ) = 10 mg CaO/ l nước;
Độ Anh (
0
e) : 1(
0
e) = 10 mg CaO/ 0.7 l nước;
Tùy theo giá trị độ cứng nước được phân loại thành.
Độ cứng < 50 mg CaCO
3
/l : nước mềm;
Độ cứng < 50 – 100 mg CaCO
3
/l : nước trung bình;
Độ cứng < 150 - 300 mg CaCO
3
/l : nước cứng;
Độ cứng >300 mg CaCO
3
/l : nước rất cứng;

Các chỉ tiêu sinh học:
Vi khuẩn thường ở dạng đơn bào. Tế bào có cấu tạo đơn giản so với các sinh vật khác. Vi
khuẩn trong nước uống có thể gây các bệnh lỵ, viêm đường ruộtvà các bệnh tiêu chảy khác.


CHƯƠNG HAI : CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC SÔNG SÀI GÒN – ĐỒNG NAI
2.1 . Giới thiệu hệ thống sông và các điểm quan trắc:
STT TRẠM CODE MỤC TIÊU
01 Phú
Cường
WS1 Kiểm soát thượng nguồn
sông Sài Gòn
02 Bình
Phước
WS2 Sông Sài Gòn
03 Phú An WS3 Sông Sài Gòn
04 Hóa An WD1 Kiểm soát đầu vào trạm
bơm Hóa An
05 Bình
Điền
WC1 Tiêu thoát từ sông Sài
Gòn sang Long An
06 Nhà Bè WS4 Hợp lưu Đồng Nai - Sài
Gòn
07 Lý Nhơn WD4 Tiêu nhánh sông Nhà Bè
08 Tam
Thôn
Hiệp
WD3 Tiêu nhánh sông Đồng
Tranh

2.2. Chất lượng nước tại các điểm quan
trắc
a. Khu vực sông Sài Gòn (tại trạm Phú
Cường, Bình Phước và Phú An)
- pH: trong tháng 07/2005, pH không ổn định
dao động trong khoảng 4,3 – 6,4. Giá trị này
của pH không thích hợp cho tính chất của
nguồn cấp nước (6 < pH < 8,5).
- Nồng độ ôxy hòa tan (DO): nồng
độ DO trung bình tháng 07/2005
dao động trong khoảng 1,5 – 4,4
mg/l, không đạt tiêu chuẩn cho
phép (TCVN 5942 – 1995 loại A ≥
6 mg/l). So với cùng kỳ tháng
07/2004 thì nồng độ DO trung
bình tháng 07/2005 đã tăng từ 1,2
– 5,0 lần.
- Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): Giá trị BOD
5
trung bình tháng 07 năm 2005 dao động trong
khoảng 2,1 – 4,1 mg/l, vượt tiêu
chuẩn cho phép (TCVN 5942
-1995 là 4 mg/l) khoảng 1,2 lần.
So với tháng 07/2004 thì nồng độ
BOD
5
tại các trạm Phú An và Bình
Phước đã giảm khoảng 1,7 – 1,8
lần tương. Riêng tại trạm Phú
Cường thì nồng độ trung bình

tháng của BOD
5
lại tăng khoảng
1,2 lần so với cùng kỳ năm trước.
- Coliform: giá trị Coliform trung
bình tháng 07/2005 dao động trong
khoảng 1.300 – 120.100
MPN/100ml, cao hơn tiêu chuẩn cho
phép khoảng 24 lần (TCVN 5942 –
1995 - A = 5.000 MPN/100ml). So
với cùng kỳ tháng 07/2004 thì
Coliform trung bình tháng 07/2005
tại trạm Phú Cường giảm khoảng
2,7 lần. Riêng tại 02 trạm Bình Phước và Phú An lại có sự gia tăng về ô nhiễm Coliform từ
11,8 – 22,6 lần so với tháng 05/2004.
- Các kim loại nặng (Pb, Cd, Hg, Cu): thường có nồng độ nhỏ hơn 0,01 mg/l, đạt TCVN.
- Hàm lượng dầu trung bình tháng
07/2005 dao động trong khoảng 0,07
– 0,73 mg/l, không đạt tiêu chuẩn
nguồn cấp nước (TCVN 5942 –
1995 – A = 0 mg/l). Nhưng nhìn
chung thì nồng độ dầu trung bình
tháng 07/2005 tại 02 trạm Bình
Phước và Phú An có sự gia tăng so
với cùng kỳ tháng 07 năm 2004.
b. Khu vực sông Đồng Nai (tại trạm Hóa An và Cát Lái):
- pH: Giá trị pH trung bình tháng
05/2005 dao động trong khoảng 6,9,
nằm trong tiêu chuẩn cho phép
(TCVN 5942 - 1995 – A), đảm bảo

chất lượng nguồn cấp nước.
- Nồng độ ôxy hòa tan (DO): nồng độ DO trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng
4,5 – 6,8 mg/l, không đạt tiêu chuẩn
cho phép (TCVN 5942 – 1995 loại A
≥ 6 mg/l). Tại trạm Hóa An thì nồng
độ DO tương đối ổn định và tăng
khoảng 1,32 lần so với cùng kỳ tháng
07/2004.
- Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD
5
):
Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD
5
)
trung bình tháng 07/2005 dao động
trong khoảng 1,6 – 2,2 mg/l, dưới
tiêu chuẩn cho phép khoảng 1,8 –
2,6 lần (TCVN 5942 – 1995 loại A
= 4 mg/l). Nhìn chung nồng độ BOD
5
tại trạm Hóa An đã tăng khoảng 1,2 lần so với cùng kỳ
tháng 07/2004.
- Coliform: giá trị Coliform
trung bình tháng 07/2005 dao
động trong khoảng 1.600 –
11.700 MPN/100ml, vượt
tiêu chuẩn cho phép khoảng
2,3 lần (TCVN 5942 – 1995
loại A = 5.000 MPN/100ml).
So với cùng kỳ tháng

07/2004 thì Coliform trung
bình tháng 07/2005 tại trạm
Hóa An đã giảm khoảng 34,8 lần.
- Hàm lượng dầu trung bình tháng 07/2005 tại trạm Hóa An và Cát Lái dao động trong
khoảng 0,002 – 0,73 mg/l tương ứng, không đạt tiêu chuẩn nguồn cấp nước (TCVN 5942 –
1995 – A = 0 mg/l). Nồng độ dầu trung bình tháng 07/2005 tại trạm Hóa An đã gia tăng so
với cùng kỳ tháng 07/2004.
c. Khu vực Cần Giờ – Nhà Bè (tại các trạm Nhà Bè, Tam Thôn Hiệp, Lý Nhơn và cửa
sông Vàm Cỏ)
- pH: Giá trị pH trung bình
tháng 07/2005 dao động trong
khoảng 6,4 – 7,2; nằm trong
tiêu chuẩn cho phép (TCVN
5942 - 1995 – B).
- Nồng độ ôxy hòa tan (DO): nồng độ DO trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng
4,1 – 5,9 mg/l, đạt tiêu chuẩn
cho phép (TCVN 5942 – 1995
loại A ≥ 2 mg/l). So với cùng
kỳ tháng 07/2004, nồng độ DO
trung bình tháng đã có sự gia
tăng từ 1,0 – 2,0 lần.
- Nhu cầu oxy sinh hóa
(BOD
5
): Nhu cầu oxy sinh hóa
(BOD
5
) trung bình tháng
07/2005 dao động trong khoảng
2,0 – 3,9 mg/l, dưới tiêu chuẩn

cho phép (TCVN 5942 -1995
loại B = 25 mg/l). Nhìn chung
nồng độ BOD
5
tại trạm Nhà Bè
và Lý Nhơn đã giảm khoảng 2,4
– 3,7 lần so với cùng kỳ tháng 07/2004. riêng trạm Tam thôn Hiệp lại có sự gia tăng nồng độ
BOD
5
khoảng 2,4 lần so với tháng 07/2004.
- Coliform: giá trị
Coliform trung bình tháng
07/2005 dao động trong
khoảng 190 – 2.200
MPN/100ml, đạt tiêu
chuẩn cho phép theo
TCVN 5942 – 1995 loại
B (là 10.000
MPN/100ml). So với
cùng kỳ tháng 07/2004 thì
Coliform trung bình tháng 07/2005 tại 2 trạm Nhà Bè và Lý Nhơn đã giảm từ 3,0 – 289,0 lần.
- Hàm lượng dầu trung bình
tháng 07/2005 dao động
trong khoảng 0,02 – 0,8
mg/l, vượt tiêu chuẩn cho
phép khoảng 2,7 lần
(TCVN 5942 – 1995 –B =
0,3 mg/l). Nhưng nhìn
chung thì nồng độ dầu
trung bình tháng 07/2005

tại trạm Nhà Bè, Lý Nhơn và Cát Lái đã có sự gia tăng ô nhiễm dầu khoảng 2,3 lần so với
cùng kỳ tháng 07/2004. Riêng tại trạm Tam Thôn Hiệp lại giảm so với cùng kỳ tháng
07/2004.
Tóm lại: Chất lượng nước sông Sài Gòn – Đồng Nai tại các vị trí quan trắc đang có dấu hiệu
ngày càng ô nhiễm. Chất lượng nước dưới mức tiêu chuẩn cho phép để cấp cho sinh hoạt. Vì
vậy, kinh phí để xây dựng công trình xử lý nước sông Sài Gòn – Đồng Nai cấp cho sinh hoạt
ngày càng tăng cao.
CHƯƠNG BA : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC
LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ :
Chú thích : Nước
Bùn
MÔ TẢ CÔNG NGHỆ
Nước từ sông qua công trình thu và trạm bơm nước thô, tại đây có lưới chắn rác giữ lại những
cặn thô, kích thước lớn, rong rêu, túi nilong... Nước được bơm lên cao và tự chảy vào các công trình
tiếp theo.
Đầu tiên nước được bơm lên và chảy qua bể trộn cơ khí, chất keo tụ và vôi hoà trộn sẵn ở các
công trình chuẩn bị dung dịch phèn, bể trộn vôi được cho vào nước và khuấy trộn đều giúp cho quá
trình tạo bông. Nước tiếp tục chảy qua bể tạo bông, bông cặn hình thành sẽ được loại bỏ bởi quá
ttrình lắng ở bể lắng. Phần chất bẩn không lắng được sẽ được loại bỏ bằng bể lọc. Nước sau lọc sẽ
được châm chlor khử trùng và chảy vào bể chứa. Từ đây, nước được phân phối vào khu dân cư thông
qua trạm bơm cấp II và mạng lưới cấp nước.
Phần cặn ở bể lắng sẽ được xử lý qua các công đoạn: nén bùn và khử nước.
Clo
Chất keo tụ
vôi
Mạng lưới
Trạm bơm cấp 2
Bể trộn
cơ khí
Bể chứa

Máy ép
bùn
bùn
Bể tạo
bông
Bể lắng
li tâm
Bể lọc
nhanh
Nén bùn
Lắng nước
Rửa lọc
Công trình thu
Nguồn tiếp nhận
3.1 CÔNG TRÌNH THU NƯỚC
Công trình thu đặt ở lòng sông, buồng thu đặt sát bờ, trạm bơm tách riêng.
Trong trường hợp bờ sông có độ dốc thoải, lòng sông ở xa bờ, ta bố trí họng thu và trạm bơm
xa nhau, công trình thu đặt ở lòng sông, trạm bơm đặt trên bờ.
Đầu họng thu đặt lưới chắn, mắt lưới 5 x 5mm, bằng sợi dây đồng, đường kính 2mm, khung
thép hàn có thể tháo lắp dễ dàng để làm sạch và thay thế khi cần.
Vận tốc chảy qua lưới v ≤ 0,6m/s để tránh hiện tượng kéo rác vào ống.
Diện tích lưới chắn xác định theo công thức:
V
Q
KF
11
=
Trong đó:
Q- Lưu lượng cần thu Q = 0,058 m
3

/s
v- vận tốc qua lưới < 0,6m/s, nên chọn v = 0,5m/s
K
1
- hệ số thu hẹp diện tích do các dây làm lưới choán chỗ và rác bám, K=1,5 - 1,6, chọn
K=1,5
174,0
5,0
058,0
5,1
1
==
F
m
2
Vậy kích thước lưới chắn là 0,42m x 0,42m.
*Trạm bơm:
Công suất của trạm bơm
kW
HQ
N 2.14
8.0102
20058.01000
102
..
≈
×
××
==
η

γ
Trong đó:
Q- Công suất Q= 0,122m
3
/s
H- áp lực của bơm, chọn H = 20 m
γ- Khối lượng thể tích của nước, γ =1000 kg/m
3
η-hiệu suất của bơm, lấy η= 80%
Trong ngăn thu bố trí hai bơm cùng công suất 14,2 kW, một bơm hoạt động còn một bơm kia
để dự phòng, hai bơm này được mắc song song với nhau.
3.2. CÁC CÔNG TRÌNH CHUẨN BỊ DUNG DỊCH PHÈN.
3.2.1.Bể trộn phèn
Có thể cho phèn vào nước dưới dạng bột, hạt khô hoặc dưới dạng dung dịch. Để định lượng
được phèn vào nước dưới dạng bột hoặc hạt khô thì phải có phèn sản xuất ra dưới dạng bột, nhưng
việc định lượng phèn dưới dạng bột khô thì thường không chính xác và thường không đảm bảo vệ
sinh vì nhiều bụi, nên có thể loại trừ việc dùng phèn bột. Thường định lượng phèn vào nước dưới
dạng dung dịch có nồng độ từ 1 ÷ 5%.
Việc tăng nồng độ của dung dịch phèn sẽ làm giảm độ chính xác khi định lượng, vì vậy đầu
tiên dùng các thùng hoà trộn để hoà trộn phèn có nồng độ cao, đồng thời để lắng bớt các cặn, tạp chất
không tan trong nước ở bể hoà tan, sau đó mới chuyển qua bể tiêu thụ để pha loảng nồng độ 1 ÷ 5%
rồi định lượng vào nước
Tốc độ hoà tan phèn cục ở trong nước tăng nhanh khi kích thước các cục phèn càng nhỏ,
tăng cường độ tuần hoàn của nước trong bể hoà tan và tăng nhiệt độ của nước. Vì vậy để đảm bảo
thời gian hoà trộn phèn phù hợp với yêu cầu của các nhà quản lý đề ra cho nhàmáy của mình, thì cần
phải đập nhỏ phèn trước khi cho vào bể hoà trộn
Nhiệm vụ của bể hoà trộn là hòa tan phèn cục và lắng cặn bẩn. Nồng độ dung dịch phèn trong
bể hòa trộn thường cao nhưng không vượt quá nồng độ bảo hòa. Theo TCXD – 33:1985 có thể lấy
nồng độ dung dịch phèn trong bể hoà trộn trong khoảng 10 ÷ 17%. Để hòa tan phèn trong bể có thể
dùng không khí nén, máy khuấy hoạc bơm tuần hoàn.

Nhưng đối với trương hợp này thì ta hòa trộn phèn bằng máy khuấy, bể xây bằng bê tông cốt
thép, bộ phận khuấy trộn gồm: động cơ điện, bộ phận truyền động và cánh khuấy. Để đơn giản ta
chọn cánh khuấy kiểu phẳng.
Ta chọn bể hoà trộn phèn dùng cánh khuấy kiểu phẳng có 02 cánh quạt, số vòng quay là 60
vòng/phút.
Liều lượng phèn để xử lý nước đục theo bảng sau:
Liều lượng phèn để xử lý độ 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
101-200
201-400
401-600
601-800
801 -1000
1001 -1400
25-35
30-45
40-60
45-70
55-80
60-90
65-105

Ứng với hàm lượng cặn nước mặt sông SG – ĐN vào khoảng 270mg/l, chọn lượng phèn P=50 mg/l
Căn cứ vào độ màu của nước mặt sông SG – ĐN vào khoảng 150 Pt.Co, ta xác định được lượng phèn
nhôm Al
2
(SO
4
)
3
cần thiết để khử màu theo công thức :
49150.4.4
===
MP
Al
mg/l
Vậy chọn lượng phèn là P=50mg/l
Dung tích bể hoà trộn phèn tính theo công thức:
)(
..10000
..
1000..
100
1000
..
3
m
b
PnQ
b
P
nQ

W
h
p
h
p
h
γ
γ
==
Trong đó :
Q
:Lưu lượng nước xử lý (m
3
/h). Q= 208 m
3
/h
n
: Thời gian giữa hai lần hoà tan phèn, lấy
n
= 24 giờ
p
P
: Liều lượng lượng phèn dự tính cho vào nước (g/m
3
). P
p
= 50mg/l = 50g/m
3

h

b
:Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hoà trộn (%).Chọn
h
b
= 10% (Theo TCXD-33:1985
có thể lấy nồng độ dung dịch phèn trong bể hoà trộn trong khoảng 10 ÷ 17%.)
γ
: Khối lượng riêng của dung dịch
1
=
γ
tấn/m
3
.
Trong bài toán này loại phèn sử dụng để làm chất keo tụ là phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
không chứa nước.
Vậy dung tích bể hoà trộn phèn là:
3
5,2
11010000
5024208
mW
h
=
××

××
=
Việc khuấy trộn được tiến hành trong bể trộn hình vuông với tỉ lệ giữa chiều cao và chiều rộng là 2 :
1. Vậy ta chọn kích thước bể 1,08 × 1,08 × 2,2m = 2,5 m
3
Chọn chiều cao an toàn cho bể hoà trộn phèn là : 0,4 m. (Theo tiêu chuẩn chọn chiều cao an toàn nằm
trong khoảng 0,3 ÷ 0,5 m).
3.2.2 Tính toán thiết bị khấy trộn phèn
Bể được khấy trộn bằng máy trộn cánh quạt, dung tích bể khấy trộn được tính ở trên là W
h
= 2,5 m
3
.
Bể được thiết kế hình vuông với tỉ lệ kích thước như sau: a x b x h = 1,08 x 1,08 x 2,2m Chọn số
vòng quay cánh quạt là 60 vòng/phút (Quy phạm ≥ 40 vòng/phút). Chiều dài cánh quạt lấy bằng 0,45
bề ngang bể (Quy phạm = 0,4 ÷ 0,45b).
l
cq
= 0,45.b = 0,45
×
1,08 = 0,486 m
Vậy chiều dài toàn phần của cánh quạt là : 0,486
×
2 = 0,972 m
Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế trung bình là 0,15 m
2
/cánh quạt/1 m
3
phèn trong bể.
f

cq
= 0,15.W
h
= 0,15
×
2,5 = 0,375 m
2
Chiều rộng mỗi cánh quạt là:
=
cq
b
0,375 ÷ 0,486 = 0,77 m
Năng lượng khuấy trộn cần thiết:
53
...
kh
DnkP
ρ
=
(W)
Trong đó:
k: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc kiểu cánh khuấy, k = 1,08 với cánh khuấy
kiểu phẳng hai cánh
ρ: Khối lượng riêng của dung dịch, lấy ρ = 1000 kg/m
3

n: số vòng quay trong 1 giây, n = 60vòng /phút = 1 vòng/ s.
D
kh
: Đường kính cánh khuấy, D

kh
= 0,972 m
937972,01100008,1...
553
=×××==
kh
DnkP
ρ
W
Công suất động cơ:
1171
8.0
937
===
η
P
N
W
ρ
trọng lượng riêng của dung dịch được khuấy trộn.
η
= 0,8 hệ số hữu ích của cơ cấu truyền động (hiệu suất)
3.3. THIẾT BỊ PHA CHẾ VÔI:
Vôi được dùng để kiềm hoá nươc, làm mềm nước hoăc để ổn định nước. Vôi cho vào nước có
thể ở dạng vôi sữa hay vôi bão hoà.
Trước tiên vôi sống phải được đem tôi. Bể tôi vôi thường có dung tích đủ cho 30 ÷ 40 ngày
tiêu thụ của nhà máy và được chia làm nhiều ngăn để tiện việc lau rửa
Công thức xác định liều lượng chất kiềm hoá
c
100

.1K
e
P
eP
t
2
p
1K








+−=
mg/l
Trong đó:
P
k
: Hàm lượng chất kiềm hoá (mg/l)
P
p
: Hàm lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ (mg/l) , đã tính P
p
= 30mg/l
e
1,
e

2
: Đương lượng của chất kiếm hoá và của phèn (mg/mgđl). (Trong trường hợp này sử
dụng chất kiềm hoá là CaO nên e
1
= 28; và đối vơi chất keo tụ là Al
2
(SO
4
)
3
nên e
2
= 57
K
t
: Độ kiềm nhỏ nhất của nước nguồn (mgđl/l)
1 : Độ kiềm dự phòng của nước (mgđl/l)
c : Tỉ lệ chất kiềm hoá nguyên chất có trong sản phẩm sử dụng (%). (Trường hợp này c =
80%)
Vậy ta có :
1
2
100 30 100
1 . 28 1,2 1 11, 42 mg l
57 80
p
K t
P
P e K
e c

 
 
= − + = × − + =
 ÷
 ÷
 
 

Dung tích bể pha vôi sữa được xác định theo công thức
γ
..10000
..
v
k
v
b
PnQ
W
=
(m
3
)
Trong đó:
Q : Lưu lượng nước tính toán (m
3
/h), Q = 208 m
3
/h
n : Số giờ giữa hai lần pha vôi (Theo quy phạm là 6 ÷ 12 giờ), lấy n=12
P

k
: Liều lượng vôi cho vào nước (mg/l) =11,42 mg/l
b
v
: Nồng độ vôi sữa (5%)
γ
: Khối lượng riêng của vôi sữa 1 tấn/m
3
57,0
1510000
42,1112208
..10000
..
=
××
××
==
γ
v
k
v
b
PnQ
W
m
3
Tại trạm bố trí hai bể, một làm việc, một dự phòng.
Dung dịch vôi 5% ở bể tiêu thụ được định lượng đều với lưu lượng không đổi bằng bơm định
lượng để đưa vào bể trộn đứng, tương tự thì ta cũng bố trí hai bơm định lượng ở hai bể.
Tính toán thiết bị khấy trộn vôi sữa

Bể được khuấy trộn bằng máy trộn cánh quạt; dung tích bể pha vôi sữa được tính toán ở trên
là W
v
= 0,57 m
3
.
Bể được thiết kế hình tròn, đường kính của bể phải lấy bằng chiều cao công tác của bể d = h,
chiều cao xây dựngcủa bể là h + 0,4m ( theo Quy phạm chiều cao an toàn của bể lấy 0,3 ÷ 0,5 m).
4
.
4
..
32
dhd
W
v
ππ
==
Vậy đường kính bể :
9,0
457,04
33
=
×
=
×
=
ππ
v
W

d
m
Chọn số vòng quay của cánh quạt là 60 vòng/phút (Quy phạm≥ 40 vòng/phú), chiều dài cánh quạt lấy
bằng 0,45 đường kính bể (Quy phạm = 0,4 ÷ 0,45d).
l
cq
= 0,45.d = 0,45.0,9 = 0,405 m.
Vậy chiều dài toàn phần của cánh quạt là 0,405 x 2 = 0,81m.
Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,15 m
2
cánh quạt/1m
3
vôi sữa trong bể (Quy phạm = 0,1 ÷ 0,2m
2
).
f
cq
= 0,15.W
v
= 0,15. 0,57 = 0,09 m
2
Chiều rộng mỗi cánh quạt là:
b
cq
= f
cq
÷l
cq
= 0,09 ÷ 0.405 = 0,22m
Năng lượng khuấy trộn cần thiết:

53
...
kh
DnkP
ρ
=
(W)
Trong đó:
k: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc kiểu cánh khuấy, k = 1,08 với cánh khuấy phẳng 2 cánh
ρ: Khối lượng riêng của dung dịch, ρ = 1000 kg/m
3

n: số vòng quay trong 1 giây, n = 60/60 vòng /s
D
kh
: Đường kính cánh khuấy, D
kh
= 0,81 m
Vậy: P = 377 W
Công suất động cơ:
471
8,0
377
===
η
P
N
W
3.4. BỂ TRỘN CƠ KHÍ.
Mục đích:

So với lượng nước cần xử lý, lượng hoá chất sử dụng thường chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ. Mặt khác
phản ứng của chúng lại xảy ra rất nhanh ngay sau khi tiếp xúc với nước. Vì vậy, cần phải khuấy trộn
để phân phối nhanh và đều hoá chất ngay sau khi chúng vào nước nhằm đạt được hiệu quả xử lý cao
nhất.
Chọn bể trộn tròn, với Q= 5000 m
3
/ngày đêm = 0,058m
3
/s, nhiệt độ t=30
0
C
Chọn gradient vận tốc G= 800 s
-1
Thời gian khuấy HRT= 40s
Chiều sâu lớp nước H= D
Thể tích bể trộn:
V = HRT x Q =40s x 0,058 m
3
/s = 2,32 m
3