TÍNH TOÁN THIẾT kế TRẠM xử lí nước cấp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÍ NƯỚC CẤP
Sinh viên thực hiện: Ngô Thị Hiền
Lớp: ĐH2KM2
Mã SV: DC00202767
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Bình Minh

HÀ NỘI, 5-2015
1


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
Họ và tên sinh viên: Ngô Thị Hiền
Lớp : ĐH2KM2
Họ và tên giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Bình Minh
1- Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý
nước dùng cho mục đích sinh hoạt và ăn uống theo các số liệu dưới đây:
- Nguồn nước: mặt
- Công suất cấp nước: 21.000 m3/ngày đêm
- Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước:
Chỉ tiêu
Nhiệt độ
Ph

Đơn vị đo
0
C
-

Giá trị
28
6,8

Độ màu
Độ đục

TCU
NTU

58
195

TS

mg/l

290

SS

mg/l

110

Hàm lượng sắt tổng số

mg/l

0,5

Hàm lượng amoni

mg/l

0,6

Hàm lượng mangan tổng số

mg/l

0,1

2- Thể hiện các nội dung nói trên vào :
- Thuyết minh
- Bản vẽ sơ đồ công nghệ
- Bản vẽ tổng mặt bằng khu xử lý
Người thực hiện

Giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC
CÁC CHỈ TIÊU THEO QCVN 02:2009/BYT............................................................................................................4
2


I.Nhận xét chung................................................................................................................................................5
1.1. Đặc điểm chung của nước mặt...............................................................................................................5
1.2. Đánh giá chất lượng nước:.....................................................................................................................5

II. Sơ đồ công nghệ............................................................................................................................................5
2.1. Đề xuất sơ đồ công nghệ........................................................................................................................5
2.2 So sánh ưu, nhược điểm của 2 sơ đồ công nghệ.....................................................................................6
2.3 Thuyết minh quy trình.............................................................................................................................7
3.2 Tính toán lượng phèn, thiết bị trộn.........................................................................................................9
3.3 Bể lắng ngang.........................................................................................................................................10
3.4 Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng.............................................................................................................13
3.6 Bể chứa nước sạch.................................................................................................................................17
3.7 Khử trùng...............................................................................................................................................18
3.8 Ao lắng và sân phơi bùn.........................................................................................................................18
3.9 Các công trình phụ trợ( theo TCVN 33: 2006)........................................................................................19
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................................................20

3


CÁC CHỈ TIÊU THEO QCVN 02:2009/BYT
Chỉ tiêu
Đơn vị đo
Nhiệt độ

Giá trị

0

C

Ph

-

Trong khoảng từ 6.5 đên 8.5

Độ màu

TCU

15

Độ đục

NTU

5

TDS

mg/l

1000

Hàm lượng sắt tổng số

mg/l

0.5

Hàm lượng amoni

mg/l

3

Hàm lượng mangan tổng số

mg/l

0.3

4


I.Nhận xét chung
1.1. Đặc điểm chung của nước mặt
Nước là một nhu cầu thiết yếu đảm bảo cho sự sống cho con người và các cinh vật trên
Trái đất. Việt Nam là một trong những nước có hệ thống sông ngòi dày đặc. Bao gồm các
nguồn nước trong các 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 cơ bản của nước mặt là:
 Có nhiều khí hòa tan, chủ yếu là Oxi  có ý nghĩa rất quan trọng.
 Có nhiều chất rắn lơ lửng, riêng trường hợp nước 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 nhiều chất hữu cơ do sinh vật bị phân hủy
 Có nhiều rong tảo, thực vật nổi, động vật nổi
 Chất lượng nước thay đổi theo mùa
 Bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi hoạt động 2 bên bờ của con người (công nghiệp, nông
nghiệp...)
1.2. Đánh giá chất lượng nước:
Dựa vào các số liệu đã có trên bảng, so sánh chất lượng nước thô và QCVN
02:2009/ BYT ta thấy nguồn nước có chỉ tiêu sau đây chưa đảm bảo yêu cầu:

- Độ đục gấp 105 lần GHCP → cần xử lí
Theo TCVN 33/2006-BXD, công suất trạm lớn Q=21.000m3/ngày đêm nên ta chọn bể
lắng ngang- lọc nhanh hoặc lắng trong có lớp cặn lơ lửng- lọc nhanh.
- Do có dùng phèn nên trong dây chuyền công nghệ phải có thêm công trình trộn
và phản ứng.
- Do yêu cầu chất lượng nước sau xử lý dùng để cung cấp phục vụ cho mục đích
ăn uống và sinh hoạt nên cần được khử trùng bằng Clo.
II. Sơ đồ công nghệ
2.1. Đề xuất sơ đồ công nghệ
Theo chất lượng nước nguồn thì phương án xử lý được đề ra là:
Phương án 1:
Nước nguồn

Song chắn rác

Phèn
5 cấp 1
Trạm bơm

Bể trộn đứng


NN
Bể lắng trong
có lớp cặn lơ
lửng

Bể lọc nhanh

Bể chứa nước

sạch

Bể phản ứng
có vách ngăn

Khử trùng
Trạm bơm
cấp 2

Mạng lưới sử
dụng

Phương án 2:
Nước nguồn

Phèn

Song chắn rác

Trạm bơm cấp
2

Trạm bơm
cấp 1

Bể trộn đứng

Bể lọc nhanh

Bể chứa nước

sạch

Bể phản ứng có
lớp cặn lơ lửng

Bể lắng ngang

Khử trùng
Mạng lưới sử
dụng

Ao lắng

2.2 So sánh ưu, nhược điểm của 2 sơ đồ công nghệ
Ưu, nhược Phương án 1
điểm
Ưu điểm
Bể phản ứng có vách ngăn: Dùng vách
ngăn để tạo sự thay đổi liên tục của
dòng nước tạo ra hiệu quả khuấy trộn
làm cho các hạt cặn vận chuyển lệch
nhau sẽ va chạm và kết dính với nhau
tạo bông cặn.
Đơn giản trong xây dựng và quản lý
vận hành.
Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: Bể
6

Sân phơi bùn

Phương án 2
Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng:
thường đặt ngay trong phần đầu
của bể lắng ngang. Bểcó chiều
rộng bằng chiều rộng của bể lắng
ngang.
+ Hiệu quảcao
+ Cấu tạo đơn giản
+ Không cần máy móc cơkhí
+ Không tốn chiều cao xây dựng


lắng trong có lớp cặn lơ lửng xử lý
nước với công suất bất kỳ. Hiệu quả xử
lý cao, tốn ít diện tích

Nhược
điểm

Bể lắng ngang: Sử dụng cho các
trạm xử lý có Q > 3000 m3/ngđ
đối với trường hợp xử lý nước có
dùng phèn. Bể lắng ngang thu
nước đều trên bề mặt thường kết
hợp bể phản ứng có lớp cặn lơ
lửng. Có khả năng tự động hóa, cơ
giới hóa

Bể phản ứng có vách ngăn:Khối lượng Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng:
xây dựng lớn do có nhiều vách ngăn và Khởi động chậm.

phải có đủ chiều cao thỏa mãn tổn thất
áp lực trong toàn bể.
Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: Bể
lắng trong có lớp cặn lơ lửng nhạy cảm
với sự thay đổi lưu lượng và nhiệt độ
nguồn nước.Quản lý vận hành phức
tạp: theo dõi thường xuyên chất lượng
nước ra để thu cặn một cách hợp lý ,
đòi hỏi trình độ cao

=> Chọn phương án 2
2.3 Thuyết minh quy trình.
- Nước nguồn được bơm lên trạm bơm cấp 1, đi qua song chắn rác để loại bỏ rác, sinh
vật phù du…sau đó nước được bơm lên bể trộn đứng.
- Tại bể trộn đứng, tại đây dung dịch phèn đã được pha ở các thiết bị pha chế phèn được
cấp vào và được khuấy trộn đều với nước giúp cho quá trình tạo bông diễn ra nhanh hơn
và đều hơn, nhằm mục đích đạt hiệu quả xử lý cao.
- Sau khi nước được tạo bông cặn ở bể trộn sẽ được dẫn tới bể phản ứng. Tại đây các
bông cặn sẽ tạo bông cặn lớn hơn và được lắng tại bể lắng ngang.

7


- Sau khi lắng cặn ở bể lắng ngang, nước được dẫn đến bể lọc nhanh. Những hạt cặn còn
sót lại sẽ được giữ lại ở lớp vật liệu lọc, nước sau khi lọc sẽ được đưa sang bể chứa, phần
cặn sẽ được chuyển đến sân phơi bùn để sử dụng cho mục đích khác.
- Trong quá trình đưa nước vào bể chứa, tiêm lượng Clo cần thiết để khử trùng nước
trước khi được chứa trong bể nước sạch.
- Nước sạch được cấp ra mạng lưới sử dụng qua trạm bơm cấp 2.
III.Tính toán các công trình

3.1 Song chắn rác
- Diện tích công tác của song chắn rác( SCR)
ω=

Q
K1.K 2.K 3
v.n

Q: lưu lượng nước( 21000m3/ngđ= 875 m3/h= 0,243 m3/s)
n: số cửa thu nước. Lấy n=2
v: vận tốc chảy qua SCR. Lấy v= 0,4 m/s [1]
K1 : là hệ số co hẹp do các thanh thép

K1 =

a+d
a

Với a: Khoảng cách giữa các thanh thép (a =(40- 50 ) mm .chọn a=40mm=0,04m)
d: Đường kính thanh thép d = 8 (mm)
=> K1=

0, 04 + 0, 008
= 1,2
0, 04

+ K2: Là hệ số co hẹp do rác bám vào song, K2 = 1,25.
+ K3: Là hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dạng thanh thép, thanh tiết diện tròn lấy K3 =
1,1
Vậy ω=

0, 243
1, 25.1, 2.1,1 = 0,5 m2
0, 4.2

Chọn song chắn rác kích thước 0,8x0,65 m
Bảng các kích thước thiết kế SCR
Thông số
Số lượng ngăn thu
Chiều cao
Chiều rộng
Khoảng cách giữa các thanh
Đường kính thanh thép

Số lượng
2
0.8
0,65
40
8

Đơn vị
Cửa
M
M
Mm
Mm

8

3.2 Tính toán lượng phèn, thiết bị trộn
a) Liều lượng phèn
Theo bảng 6.3 TCVN 33: 2006, hàm lượng cặn của nước nguồn cần xử lí là 280mg/l nên
chọn lượng phèn Al2(SO4)3 cần thiết xử lí nước đục là 40mg/l
b) Thiết bị trộn- bể trộn đứng
- Thể tích bể trộn:
Wbt=

Q.t
60.n

Với: Q: công suất trạm xử lí( m3/h);Q= 875 m3/h
T: thời gian lưu nước trong bể( phút), t= 2 phút
N: số bể trộn, n= 2
→ Wbt =

875.2
= 14,6 m2
60.2

Vậy chọn 2 bể trộn làm việc song song và có diện tích mỗi bể là 14,6 m 2
- Đường kính ống dẫn nước vào bể:
Lưu lượng nước vào mỗi bể Q1= Q/2= 0,12 m3/s
Chọn đường kính ống dẫn nước d= 350mm, vận tốc nước chảy trong mỗi ống:
V=

4.0,12
4.Q
= 1,25 m/s ( theo TCVN 33: 2006, vận tốc nước vào bể v= 1÷1,5

2 =
π .0,352
π .d

m/s)
Nước dâng từ đáy lên trên với tốc độ vd= 25mm/s
- Diện tích tiết diện ngang phần trên của bể trộn:
Q1

0,12

f1= v =
= 4,8 m2 → Tiết diện hình vuông mỗi cạnh b1= 2.2m
0, 025
d
Chọn đường kính đáy nhỏ đoạn nối ống b2= 0,6m
→ Diện tích đáy nhỏ là f2= 0,62= 0,36m2
- Chiều cao phần hình chóp:
Chọn góc nghiêng phần côn là α = 40o
h2=

b1−b2
α
2, 2 − 0, 6
40
.cot =
cot
= 2,2m
2
2

2
2

- Thể tích phần hình chóp:
Whc=

1 
h2 f1 + f 2 +
3 

2, 2 
f1 . f 2  =
4,8 + 0,36 + 4,8.0,36  = 4,8m2

3

- Thể tích phần phía trên:
9


Wt= Wbt- Whc= 9,8 m2
- Chiều cao phần trên bể trộn
Wt

H1= f = 9,8: 4,8= 2,04 m. Chọn chiều cao bể là 2m
1
- Chiều cao lí thuyết của bể:
h= h1+h2= 5,2m
- Chiều cao xây dựng bể:
H= h+ h3 trong đó h3 là khoảng cách từ mặt nước đến thành bể, h 3= 0,3m

→ H= 5,5m
Bảng tổng hợp thông số của bể trộn
Thông số

Số lượng
Phần trên
Phần chóp
2
2,2
0,6
2
2,2
5,5

Số bể
Kích thước
Chiều cao
Chiều cao xây dựng thực tế

Đơn vị
Bể
m
m
m

3.3 Bể lắng ngang
- Tổng diện tích mặt bằng của bể lắng ngang:
α .Q

F= 3, 6.u

0

[1]

Với Q: công suất trạm xử lí( m3/h), Q= 875 m3/h
α : hệ số sử dụng thể tích bể lắng, α = 1,3
[1]
U0: tốc độ rơi của hạt cặn, chọn u0= 0,6mm/s
[1]
→ F= 527 m2
Chọn Htb= 3m, vận tốc trung bình của nước trong bể vtb= 9m/s
Chọn số bể lắng N=4
- Chiều rộng mỗi bể:
Q

[1]

875

B= 3, 6.v .N .H =
= 2,3 m
3, 6.9.4.3
tb
tb
*) Tính toán vùng chứa nén cặn
Thiết kế hệ thống xả cặn của bể lắng bằng phương pháp thủy lực với thời gian làm việc
giữa 2 lần xả cặn ≤ 6h
Wc .N .δ

T = q. c − m

(
)

[1]
10


Trong đó: Wc : Diện tích vùng chứa cặn (m2)
N : số bể lắng
δ: nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt( mg/l). Theo bảng 6-8, TCVN
33:2006 chọn δ=20000g/m3
m : hàm lượng cặn còn lại sau lắng(mg/l), chọn m= 10mg/l (m=10÷12 mg/l)
q: lưu lượng tính toán (m3/h), q= 875 m3/h
c: hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng, được tính theo công thức 6-11,
TCVN 33: 2006 như sau:
c= Cn + KxP + 0,25M
Trong đó:
- Cn: Hàm lượng cặn nước nguồn (mg/l), C= 290mg/l
- P: Liều lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước (g/m 3), P= 40mg/l
- K: Hệ số với phèn sạch lấy = 0,5; Với phèn không sạch =1,0; Với sắt Clorua =
0,7.Chọn K= 0,5
- M: Độ mầu nước nguồn M= 58mg/l
→c= 324,5 g/m3
→ Wc=

T .q ( c − m )
6.875. ( 324,5 − 10 )
=
= 20,7 m3
N .δ

4.20000

+ Diện tích một bể lắng:
fb=

F
= 131,8 m2
N

+ Chiều cao trung bình vùng chứa cặn:
Wc

Hc= f =20,7/131,8 = 0,16 m
b
→ Chiều cao trung bình 1 bể lắng là:
H b = H tb + H c = 3 +0,16= 3,16m

=> Chiều cao xây dựng bể lắng:
Chiều cao bảo vệ từ mặt nước đến thành bể hbv= 0,3÷0,5m
Chọn hbv= 0,34m
H xd = H b + hbv = 3,5m

Hệ thống xả cặn làm bằng ống đục lỗ và đặt dọc theo trục mỗi bể, thời gian xả cặn 8-10
phút, lấy t= 10 phút
Tốc độ nước chảy cuối máng 1m/s
11


- Lượng cặn ở 1 bể:
q=

Wc
20, 7
=
= 0,04 m3/s
t
10.60

- Đường kính ống xả cặn 1 bể:
D=

4q
=
π .v

4.0, 04
= 0,23m
π .1

Chọn ống dẫn nước D= 250mm
*) Tính vách ngăn phân phối
Để phân phối đều trên toàn bộ diện tich mặt cặt ngang của bể lắng cần đặt các vách ngăn
có lỗ ở 2 đầu bể , cách tường 1m, vận tốc nước qua lỗ 0,5m/s. Đoạn dưới của vách ngăn
trong phạm vi chiều cao 0,3- 0,5m.[1]
- Diện tích công tác của vách
Fvn = B. ( H − a )

Trong đó: B: chiều rộng mỗi bể, B= 2,3m
H: chiều cao vùng lắng, H= 3m
a: khoảng cách từ hàng lỗ cuối cùng của vách ngăn đến mặt trên của vùng nén

chứa cặn. Chọn a= 0,3 m
→ Fvn= 2,3.(3-0,3) = 6,3 m2
-Số lỗ phân phối trên vách ngăn:
n=

Qi
Si v

Trong đó : Qi: lưu lượng mỗi bể, Qi=0,243/4= 0,061 m3/s
v= 0,5m/s, vận tốc nước qua lỗ
Si: diện tích lỗ phân phối, các lỗ phân phối hình tròn, d lỗ= 0,08m, Si=6,4.10-3
m2
→ Số lỗ: n= 20 lỗ , chia thành 5 cột, 4 hàng.
+ khoảng cách giữa 2 hàng: lh=

3 − 0,3
= 0,68m
4

+khoảng cách giữa các cột: lcột= 2,3/5= 0,46m
*) Hệ thống máng thu nước cuối bể
- Chiều dài máng: Lm= 2/3L= 2/3. 57= 38m
[1]
Mỗi ngăn bố trí 1 máng, vận tốc nước trong máng 0,6 m/s
12


Q

i

- Tiết diện máng: Fm = v = 0,061/0,6= 0,12 m2
m

+Chiều rộng máng: chọn bm= 0,3m
+ Chiều sâu máng: hm= Fm/ bm= 0,4m
Tốc độ chảy qua lỗ: vlỗ= 1m/s
- Tổng diện tích lỗ trên 1 máng thu:

∑f

l

=

Qi
= 0,061/1= 0,061 m2
vi

- Đường kính lỗ dl= 25mm →fl= 5.10-4 m2
→ Số lỗ=

∑f

l

fl

= 122 lỗ

Mỗi bên ống dặt 61 lỗ, các lỗ thường nằm ngang 2 bên máng, đặt cao hơn đáy máng

50mm.
Khoảng cách giữa các tâm lỗ: e =

Lm
= 38/61 = 0,63m
n

Mép trên máng cao hơn mực nước trong bể 0,1m
- Đường kính ống dẫn nước từ bể lắng đến bể lọc:
Lưu lượng mỗi bể 0,061 m3/s, vận tốc chảy trong ống 1m/s
D=

4.Qi
=
π .v

4.0, 061
≈ 0,28m →chọn đường ống D= 300mm
π .1

Bảng tổng hợp thông số bể 1 lắng ngang
Thông số
Số lượng bể
Chiều rộng bể
Chiều dài bể
Chiều cao

Số lượng
4
2,3

57
3,5

Đơn vị
Bể
M
m
m

3.4 Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng
Bể lắng ngang phối hợp với bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng được chia thành 4 bể, chiều
rộng bằng với chiều chiều rộng bể lắng ngang,B= 2,3m.
- Diện tích mặt bằng bể phản ứng:
F=

Q
với v là vận tốc đi lên của dòng nước trong bể phản ứng, tương ứng
N.v

với hàm lượng cặn 290 mg/l, v= 1,6mm/s = 1,6.10 -3m/s
→ F= 38 m2
13


- Chiều dài của bể: Lpư= F/B= 16,5m. chọn Lpư= 16,5m
- Thể tích của bể ứng với thời gian lưu nước trong bể t= 20 phút.
Wb =

Q.t
875.20

=
= 73m3
60. N
60.4

- Chiều cao tổng cộng của bể: Hb= Wb/Fb= 2m
Trong bể đặt 3 tấm chắn hướng dòng, khoảng cách giữa các tấm chắn e= L/4= 4,2m
Đáy bể phản ứng đặt ống khoan lỗ để phân phối nước. Mỗi bể đặt 2 ống. Tốc độ nước
chảy trong ống 0,6m/s . [1]
-Tiết diện ống nhánh phân phối nước vào 1 bể:
Fo =

0, 243
Q
=
= 0,05 m2
4.0, 6.2
N .v.2

4.Fo
= 0,25m
π

→ D=

Chọn ống có đường kính D = 250mm
Trên các ống nhánh phân phối, đục lỗ để phân phối nước.Tốc độ nước chảy qua ống 1m/s

∑f

l

=

Q
= 0,03m2
N .v.2

Chọn đường kính lỗ 30mm →flỗ= 7,1.10-4m2
Số lỗ=

∑f
fl

l

= 42 lỗ

Mỗi bên ống đặt 21lỗ, hướng tâm lỗ tạo 1 góc 45° với phương thẳng đứng.
3.5 Bể lọc nhanh
Chọn bể lọc nhanh với 2 lớp vật liệu lọc cát thạch anh và than antraxit với 1 lớp sỏi đỡ
- Diện tích các lọc của trạm xử lí:
F=

Q
T .vtb − 3, 6.a.W.t1 − a.t2 .vtb

[1]

Q- Công suất hữu ích của trạm, m3/ngày Q=21000m3/ngày đêm

T- Thời gian làm việc trong trạm một ngày đêm (h) T=24h
Vtb- Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường (m/h) , ở đây bể lọc
nhanh có 2 lớp vật liệu lọc nên chọn vtb= 8m/h
a- Số lần rửa một bể trong một ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường
a=2
W- Cường độ nước rửa lọc (l/sm2), W=16(l/sm2) ( W=14-16l/sm2)
14


t1- Thời gian rửa (h), t1=6 phút =0,1h ( t1= 7-6 phút)
t2 – Thời gian ngừng bể lọc để rửa (h) t2=0,35h
→ F= 120 m2
- Số bể lọc cần thiết: N= 0,5 F =5,5 → chọn 6 bể
- Diện tích mỗi bể: f= F/6= 20 m2
Kích thước của 1 bể lọc: L.B= 5.4 m
=> Tổng diện tích thực tế : F = 120m2
Tốc độ lọc theo chế độ lọc tăng cường
Vtc = Vtb ,

N
= 9,6 m/h
N − N1

-Chiều cao toàn phần của bể lọc:
H = hd + hv + hn + ht + hs + hp

Hd: chiều cao lớp sỏi đỡ, 0,7m
[2]
Hv chiều cao lớp vật liệu lọc, 1,4m
[1]

Hn: chiều cao lớp nước trên, 2m
Hp: chiều cao phụ, 0,5m
Hs: chiều cao sàn đỡ chụp lọc, 0,1m
Ht: chiều cao từ đáy đén sàn đỡ chụp lọc, 0,8m
→ H= 5,5m
*) Dựng hệ thống phân phối nước rửa lọc
Chọ biện pháp rửa lọc bằng gió và nước kết hợp. Cường độ nước rửa lọc W= 16l/s.m 2, độ
trương nở của lớp vật liệu lọc 50%.Cường độ gió rửa lọc 16l/s.m 2 [2]
-Lưu lượng nước rửa của 1 bể:
Qn=

F .Wn
= 0,32m3/s
1000

Nước rửa được đưa vào mỗi bể bằng 2 ống dẫn chính, vận tốc nước chảy trong ống dẫn
chính 2m/s.
-Đường kính ống dẫn nước rửa lọc chính:
D=

4Q
= 0,32m→ chọn D= 350mm.
v.π .2

*) Xác định hệ thống dẫn gió rửa lọc
-Lưu lượng gió tính toán:
15


Qg=

F .Wg
1000

= 0,32m3/s

Lấy tốc độ gió trong ống dẫn gió 16m/s
-Đường kính ống dẫn gió chính:
D=

4.Q
= 0,16m→ chọn D= 200mm
π .v

*) Tính toán máng phân phối và thu nước rửa lọc
Bể có chiều rộng 4m, chọn mỗi bể 3 máng thu có đáy tam giác, khoảng cách giữa các
máng 1,4 m
- Lượng nước rửa thu vào mỗi máng:
Qm=W.d. l với W cường độ nước rửa
D: khoảng cách giữa các máng
L chiều dài máng
→Qm= 89,6 l/s≈ 0,09m3/s
-Chiều rộng máng:

B m= K 5

Qm 2

( 1,57 + a )

[1]

3

Trong đó: a: tỉ số chiều cao phần chữ nhật với ½ chiều rộng máng, a=1,2
k- Hệ số lấy bằng 2,1 đối với máng có tiết diện đáy tam giác.
→ Bm = 0,44m
- Chiều cao phần hình chữ nhật: H1= a. Bm/2= 0,3m
- Chiều cao máng: H2= 0,3m
- Chiều cao toàn bộ máng: Hm= H2+ δ với δ = 0,1- chiều dày đáy máng
→ Hm= 0,4m
- Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước:
Vhm =

L.e
+ 0,3
100

[1]

L chiều cao lớp vật liệu lọc, e độ trương nở vật liệu, e= 50%
→Δhm= 1m
- khoảng cách từ đáy máng thu đến máng tập trung:
2

H= 1, 73 3

Qm
+0,2
gV2

Qm lưu lượng nước chảy vào máng trung tâm= lưu lượng nước rửa 1 bể lọc= 4.0,09=
0,36m3/s
16


∆ - Chiều rộng máng tập trung lấy không nhỏ hơn 0,6m. ∆= 0,7m
g = 9,81 m/s2.
→ H= 0,72m
*) tính ống thu nước lọc
Nước sau khi lọc được đưa vào bể dự trữ,vận tốc nước của ống thu nước sạch chung
1,2m/s
Đường kính ống dẫn nước lọc đến bể chứa:
D=

4q
=
π .v

4.0, 09
=0,31m→chọn D= 350mm
π .1, 2

*) Tính toán số chụp lọc
Sử dụng loại chụp lọc đuôi dài, khe rộng 1mm.Chọn 35 chụp lọc trên 1m 2 sàn công tác
Số chụp lọc trong 1 bể N= 35.20=700 cái
Bố trí 35 hàng chụp lọc, mỗi hàng 20 cái
-Lưu lượng nước đi qua 1 chụp lọc: qn= 16/35=0,46 l/s= 4,6.10-4m3/s
- Lưu lượng gió đi qua 1 chụp lọc: qg= 16/35=0,46 l/s= 4,6.10-4m3/s
Bảng thông số bể lọc

Thông số

Số lượng
6
4
5
350
200
350
3
0,44
4
0,4

Số bề
Chiều rộng bể
Chiều dài
ống dẫn nước rửa lọc
ống dẫn gió
ống thu nước lọc
Số máng trong bể
Chiều rộng máng
Chiều dài máng
Chiều sâu máng

3.6 Bể chứa nước sạch
Thể tích bể:
Wbc= Wđh+Wcc+Wbt
Wđh= 20%Q= 4200m3/ngđ
Wbt= 6%Q= 1260 m3/ngđ

Wcc= n.qcc.3 với qcc= 10 l/s, thời gian cần cho chữa cháy 3h
17

Đơn vị
Bể
m
m
mm
mm
mm
Máng
m
m
m


=

1.10.3600.3
= 108 m3
1000

→ Wbc= 5568 m3, chọn Wbc= 6000 m3
Chia thành 3 bể mỗi bể 2000 m3 với chiều sâu bể 5m→F= 400m2
Chọn chiều dài bể 25m, nên chiều rộng là 16m
Chiều cao từ nước tới mép bể 0,4m
Chiều cao tổng cộng của bể là 5,4m
Chọn đường kính ống dẫn nước D= 300mm.
Bảng tổng hợp kích thước bể chứa
Thông số

Số bể
Chiều rộng
Chiều dài
Chiều cao
ống dẫn nước

Số lượng
3
16
25
5,4
300

3.7 Khử trùng
- liều lượng Clo cần thiết trong 1h:
C=

Q.a
1000

a- liều lượng Clo khử trùng, lấy a= 2mg/l
→C=

[1]

875.2
= 1,8 kg/h
1000

- Lượng Clo cần dùng cho 1 ngày đêm:

Cngày= 24.C= 43,2 kg/ngày
3.8 Ao lắng và sân phơi bùn
-Nước sau khi rửa lọc và cặn từ bề lắng được đưa vào ao lắng
Lưu lượng nước rửa lọc:q= 4%Q= 840m3
Chọn kích thước : L.B.H=16x10,5x5 m
- Sân phơi bùn
+ Lượng cặn khô cần xả ra hàng ngày
G1=

Q. ( C1 − C2 )
1000

[3]
18

Đơn vị
Bể
m
m
m
mm


Với C2 : Hàm lượng cặn trong nước đi ra khỏi bể lắng, lấy bằng 10 (g/m3)
C1: Hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng, c1= 324,5 g/m 3 đã tính
→ G1= 6604,5 kg/ngđ
+ Lượng bùn tích lại ở bể lọc sau 1 ngày
G2=

Q. ( C1 − C2 )

1000

[3]

Với C2 : Hàm lượng cặn trong nước đi ra khỏi bể lọc, lấy C2 = 3g/ m 3
C1: Hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lọc, lấy bằng lượng cặn ra khỏi bể
lắng
→ G2= 147 kg
=> Tổng lượng bùn trong 1 ngày là 6751,5 kg
Vậy trong 1 tháng lượng bùn là 202545 kg
Diện tích sân cần thiết là 7000 m2
Chọn 5 sân với diện tích mỗi sân 1400 m2.Chon L.B= 50x28 m
3.9 Các công trình phụ trợ( theo TCVN 33: 2006)
Phòng TN hoá học 40 m2
-

Phòng điều khiển trung tâm 20m2

-

Phòng trực ca 15m2

-

Phòng bảo vệ cổng tường rào 10 m2

-

Nhà kho 10 m2

-

Nhà vệ sinh 8 m2

19


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. TCVN33:2006. Cấp nước-mạng lưới đường ống và các công trình
[2] TS. Nguyễn Ngọc Dung- Xử lý nước cấp. Nhà xuất bản xây dựng- 2005
[3] Trịnh Xuân Lai- Tính toán các công trình xử lý và phân phối nước cấp. Nhà
xuất bản xây dựng- 2011
[4] QCVN 01:2009/BYT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh
hoạt

20