Báo cáo xử lý nước mặt công suất 35000 m3 ngày đêm

BÁO CÁO ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh Phương
Lớp

: CD10CM3

Họ và tên giảng viên hướng dẫn: ThS Vũ Thị Mai
1. Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong hệ thống xử lý
nước cấp theo các số liệu dưới đây:
- Nguồn nước: Mặt
- Công suất cấp nước: 35000m3/ngày đêm
- Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước: QCVN 02:2009/BYT
Chỉ tiêu

Đơn vị đo

Nhiệt độ
pH

0

Nước nguồn

QCVN
02:2009

C

-

-

6,3

6,5 – 8,0

Độ màu

TCU

129

15

Xử lý

Độ đục

NTU

230

5

Xử lý

Độ kiềm

mg/l

65

Tổng chất rắn hòa tan

mg/l

140

-

Xử lý

TSS

mg/l

240

-

Xử lý

Hàm lượng sắt tổng số

mg/l

27

0,5

Hàm lượng amoni

mg/l

-

1,5

Hàm lượng mangan tổng số

mg/l

0,3

0,5

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

1


PHẦN I: LỰA CHỌN DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

1.1. Đánh giá chất lượng nước thô và yêu cầu chất lượng nước sau xử lý
a) Đặc điểm chung của nước mặt:
Nước là một nhu cầu thiết yếu đảm bảo sự sống của con người và các sinh vật trên trái
đất. Việt Nam là một trong những quốc gia có hệ thống song 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:
- Chứa khí hòa tan đặc biệt là ôxy.
- Chứa 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 sự hiện diện của nhiều loại tảo.
- Có hàm lượng chất hữu cơ cao
- Có chứa nhiều vi sinh vật
b) 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 các chỉ tiêu sau đây chưa đảm bảo yêu cầu:
- Độ màu cao gấp gần 8.6 lần

→ cần xử lý

- Độ đục cao gấp 46 lần

→ cần xử lý

- Hàm lượng tổng chất rắn hòa tan và TSS cao → dùng phèn để xử lý
- Công suất trạm Q = 2.500 m3/ngày đêm nên dùng bể lắng ngang và bể lọc
nhanh để xử lý
- 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 dau xử lý dùng để cung cấp phục vụ cho mục đích
ăn uống và sinh hoạt nên cần được khử trùng bằng Clo

2

1.2. Đề xuất sơ đồ công nghệ
Sơ đồ 1

Song chắn rác

Trạm bơm

Bể trộn phèn
{Al2(SO4) 3}

Bể tạo bông

Bể lắng ngang

Nén bùn

Đóng bánh

Bể lọc nhanh
Khử trùng
Clo
Bể chứa nước sạch

Trạm bơm

Mạng lưới sử dụng

Hình 1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp (nguồn nước mặt)

3

Hình 2: Sơ đồ 2:

Hồ chưa nước
thô

Song chắn rác
Hồ sinh học
Trạm bơm 1

Bể trộn đứng

Bể lắng trong có lớp
cặn lơ lửng

Chôn lấp

Sân phơi bùn

Cặn lắng trong
Hồ lắng bùn

Có hàm lượng cặn
Bểlơlọclửng
nhanh
Khử trùng bằng
Clo

Nước

rửa lọc
Bể chứa nước sạch

Trạm bơm
cấp 2

Mạng lưới sử dụng

Hình 2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp (nguồn nước mặt)
1.3. Đánh giá các phương án
4


So sánh

Ưu điểm

Phương án 2

Phương án 1

- Bể lắng trong có lớp cặn lơ - Bế lắng ngang xử lý nước với
lửng xử lý nước với công suất công suất lớn >30000m3/ngày.
bất kỳ.
- Hiệu quả khi xử lý bằng bể lắng
- Bể lắng trong có tầng cặn ngang tương đối cao, dễ vận
lơ lửng: không cần xây dựng hành.
bể phản ứng, hiệu quả xử lý - Xử lý nước với nhiều dạng ô
cao, tốn ít diện tích xây dựng
nhiễm.

- Rất nhạy cảm với sự giao - Vận hành đơn giản, có thể cho bể
động của lưu lượng, nhiệt độ và ngưng hoạt động khi xảy ra sự cố
- có tính ổn định cao khi tính chất
tính chất của nước nguồn
của nguồn và lưu lượng thay đổi
Nhược điểm - Đòi hỏi trình độ vận hành cao,
xử lý kịp thời khi xảy ra sự cố.
Ngoài ra bể lắng trong có tầng
cặn lơ lửng đòi hỏi phải vận
hành lien tục
Qua so sánh đánh giá 2 phương án nêu trên nhận thấy sử dụng phương án 1 là hợp
lý. Vì vậy, lựa chọn phương án 1 làm phương án tính toán.
1.4. Thuyết minh sơ đồ công nghệ theo phương án 1
Nước từ sông qua công trình thu vào trạm bơm nước thô, tại đây có lưới chắn rác
giữ lại những cặn thô kích thước lớn như rong rêu, túi nilon… Nước được bơm qua bể
trộn phèn, 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. Nước tiếp tục chảy qua bể
tạo bông, bông cặn được hình thành sẽ được loại bỏ bởi quá trình lắng ở bể lắng trong.
Phần chất bẩn không lắng được sẽ được loại bỏ bằng quá trình lọc xảy ra ở bể lọc. Nước
sau khi lọc sẽ được khử trùng bằng Clo trước khi đi vào bể chứa nước sạch. Từ đây nước
được phân phối vào khu dân cư thông qua trạm bơm cấp 2 và mạng lưới cấp nước.
Phần cặn từ bể lắng và rửa lọc được xử lý bằng thiết bị nén bùn và đóng bánh.

5


PHẦN II: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG DÂY TRUYỀN
CÔNG NGHỆ
2.1. Công trình thu

Công trình thu được đặt ở bờ sông do bờ sông có độ dốc thoải, nền đất sét chắc
chắn nên có thể dùng ống xiphong để thu nước, nước được dẫn từ dòng sông vào giếng
thu bằng ống dẫn có D = 500mm, độ dốc về phía giếng thu là 0,01, đầu ống dẫn có song
chắn rác với khoảng cách mắt song chắn là 50mm x 50mm được làm bằng thép không rỉ
tiết diện tròn, trong giếng thu có lưới chắn rác với kích thước mắt lưới là 3mm x 3mm
bằng thép không rỉ.
2.1.1. Song và lưới chắn rác
a) Song chắn rác tại họng thu:
- Diện tích song chắn rác được tính theo công thức:
S=

. K1 . K2 . K3 (m2)

Trong đó:
+ Q: Là lưu lượng nước (Q = 35000 (m3/ngđ) = 1458 (m3/h) = 0,405 (m3/s).
+ v: Là vận tốc nước qua song chắn rác. Theo TCXDVN 33-2006 lấy v = 0,6 (m/s).
+ K1: Là hệ số co hẹp do các thanh thép K1 =
Với

a: Khoảng cách giữa các thanh thép. a = 50 (mm).
d: Đường kính thanh thép. d = 8 (mm).
+ 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 K 3 =
1,1
→

(m2)

Với công suất Q = 35000 m3/ngđ, chọn số ngăn thu là n = 1. Ta có diện tích song
chắn rác là 1,3 m2. Chọn song chắn rác hình vuông có L x B = 0,36 x 0,36 m.

b) Lưới chắn rác:
Chọn lưới chắn rác kiểu lưới chắn phẳng đặt giữa ngăn thu và ngăn hút. Lưới được
đan bằng thép không rỉ có đường kính d = 1 (mm). Kích thước mắt lưới là 3 x 3 (mm).

6


Mặt ngoài của lưới đặt thêm một tấm lưới nữa có kích thước mắt lưới 25 x 25 (mm) và
đường kính dây thép đan D = 3 (mm) để tăng khả năng chịu lực cho lưới chắn rác.
- Diện tích công tác của lưới chắn rác được xác định theo công thức:
S=

. K1 . K2 . K3 (m2)

Trong đó:
+ Q: Là lưu lượng tính toán. Q = 0,405 (m3/s).
+ V: Là vận tốc nước qua lưới, với lưới chắn phẳng lấy V=0,2-0,4 (m/s). Ta chọn v = 0,3
(m/s).
+ K2: Là hệ số co hẹp do rác bám vào lưới. K2= 1,5.
+ K3: Là hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dạng, k3= 1,2.
+ K1: Là hệ số co hẹp do các thanh thép xác định theo công thức:

Với:

a: Kích thước mắt lưới, a = 3 (mm).
d: Đường kính dây đan lưới, d = 1,0 (mm).

p là tỉ lệ giữa phần diện tích bị khung và các kết cấu khác chiếm so với diện tích
công tác của lưới, lấy p = 0,05

S

m2

Thiết kế lưới chắn rác có kích thước là B x L = 2,25 x 2,25 = 5 m2
2.1.2 Trạm bơm
- Công suất trạm bơm:

Trong đó:
+ γ- Khối lượng /thể tích nước, γ = 1000kg/m3
+ Q- Công suất Q = 0,405 m3/s
+ H- Chiều cao mực nước của bơm H = 10m.
7


+ n – Hiệu suất của bơm, n = 80%
Sử dụng 2 bơm trong trạm, 1 bơm hoạt động và 1 bơm dự phòng.
2.2. Tính toán hóa chất keo tụ và thiết bị pha trộn phèn
2.2.1. Kiểm tra độ kiềm của nước theo yêu cầu keo tụ
Khi cho phèn vào nước, pH giảm. Đối với phèn Al, giá trị pH thích hợp để quá trình
keo tụ xảy ra đạt hiệu quả từ 5,5 đến 7,5
Giả sử, cần phải kiềm hoá nước để nâng pH lên giá trị phù hợp với yêu cầu xử lý,
dùng vôi để kiềm hoá, lượng vôi được tính:
(mg/l)
Trong đó:
+ Lp: liều lượng phèn đưa vào trong nước, Lp = 25mg/l
+ ep :đương lượng phèn đưa vào trong nước, ep ((Al2(SO4)3) = 57 mgđl/l
+ ek: đương lượng kiềm, chọn chất kiềm hoá là CaO nên ek = 28 mgđl/l
+ Kio : độ kiềm của nước nguồn, Kio = 3,3 mgđl/l
+ C: nồng độ CaO trong sản phẩm sử dụng, C = 80%

+ 0,5: độ kiềm dự trữ
 Lv
Như vậy độ kiềm của nước đảm bảo keo tụ, không cần phải kiềm hoá.
2.2.2 Xác định liều lượng phèn
- Loại phèn sử dụng là phèn nhôm Al 2(SO4)3 khô. Đưa phèn vào để xử lý độ màu và độ
đục:
- Trường hơp 1- Xử lý nước đục: liều lượng phèn để xử lý lấy theo bảng 6.3 - TCXD
33:2006/BXD. Với hàm lượng cặn của nước nguồn bằng 91 mg/l nằm trong khoảng dưới
100 mg/l nên lượng phèn không chứa nước dùng để xử lý nước đục là 25 – 35 mg/l. Chọn
Pp = 35 mg/l
- Trường hợp 2: Xử lý nước có độ màu tính theo công thức:

Pp = 4 M (mg / l )
Với M là độ màu của nước nguồn tính bằng độ theo thang màu Platin-Coban = 22
→ Pp = 18,76 (mg/l)

8


- Do nguồn nước thô vừa đục vừa có màu nên lượng phèn được xác định theo cả 2 trường
hợp trên rồi chọn giá trị lớn hơn. Vì vậy Pp = 35 mg/l
2.2.3. Bể hòa tan phèn
- Mục đích: hòa tan phèn cục và lắng cặn bẩn.
- Nồng độ dung dịch phèn trong bể bằng 10 ÷ 17% (theo TCXD 33:2006).
- Sử dụng máy khuấy cánh phẳng có:
+ Số cánh quạt: 2
+ Chiều dài cánh tính từ trục quay = 0,4 – 0,45 bề rộng của bể.
- Dung tích của bể trộn phèn tính theo công thức:

Wh =

Q.n.Pp
10000.bh .γ

( m3 )

(Nguồn: TCXD 33:2006)
Trong đó:
Q là lưu lượng nước xử lý = 1458 (m3/h)
Pp liều lượng hóa chất dự tính cho vào nước = 35 (g/m3)
n số giờ giữa 2 lần hòa tan, đối với trạm công suất 10000 – 50000 m 3/ngày thì n =
8 giờ
bh là nồng độ dung dịch hóa chất trong thùng hòa trộn = 10 %
γ là khối lượng riêng của dung dịch lấy bằng 1T/m3


m3

Chọn kích thước bể: 2 x 2 x 2 = 6 m 3. Lấy chiều cao an toàn là 0,3m (Theo TCXD
33:2006, Hbv = 0,3 – 0,5m).
2.2.4. Bể tiêu thụ
- Mục đích: pha loãng dung dịch phèn từ bể hòa tan đến nồng độ 4÷10% (theo TCXD
33:2006)
- Dung tích bể tiêu thụ:

Wt =

Wh .bh
(m3 )
Bt

9


Trong đó: Bt là nồng độ dung dịch phèn trong bể tiêu thụ = 5%
→ Wt =

6.10
= 12 m3.
5

Chọn các kích thước của bể tiêu thụ là: 2,4 x 2,4 x 2,4 = 13 m 3. Lấy chiều cao an toàn là
0,3 m.
2.3. Bể trộn phèn cơ khí
- Mục đích: hòa trộn đều dung dịch phèn (từ bể tiêu thụ) với nước cần xử lý.
- Nguyên tắc: nước và phèn đi vào bể từ phía đáy bể, sau khi hòa trộn đưa sang bể phản
ứng tạo bông.
- Chọn phương pháp trộn cơ khí. Vì loại bể này có thời gian khuấy trộn ngắn, dung tích
của bể nhỏ, tiết kiệm vật liệu xây dựng, có thể điều chỉnh được cường độ khuấy trộn.
- Tốc độ quay của cánh khuấy phẳng: 50 – 500 vòng/phút (nguồn: Sách XLNC của
Nguyễn Ngọc Dung).
- Thời gian khuấy trộn: 30giây – 60giây (nguồn: Sách XLNC của Nguyễn Ngọc Dung)
- Tính toán cho bể trộn cơ khí
+ Chọn thời gian khuấy là t = 40 giây
+ Chọn chiều cao lớp nước là H = D = 3m
+ Công suất xử lý Q = 35.000m3/ngđ = 0,405 m3/s
Khi đó thể tích của bể cơ khí là: V = t.Q = 40.0,405 = 16,2 m3
Mặt khác: V = H.
→H=D=

3

π.d 2
= 16,2 m3
4

16,2.4
≈ 3m (giả thiết đúng)
3,14

→ Hbể = H + Hbv = 3,5m
2.4. Bể tạo bông
s
2.5. Tính toán lượng axit
- Mục đích: dùng để giảm pH = 7 và tạo điều kiện để xử lý amoni, sắt, mangan
- Sử dụng axit HCl ( C% = 37, d = 1,19g/ml) để trung hòa.

10


C M .M 10 7 .36,5
=
- Sau khi trung hòa pH = 7 → CH+ = 10 M → C% =
= 3,1.10-7
d .10
1,19.10
-7

- Do đó lượng axit cần thiết để trung hòa là:
V = C% x Q = 3,1 x 10-7 x 1666,67 x 103 = 0,52 (lít/h)
2.6. Bể lắng ngang

- Bể lắng ngang: được sử dụng trong các trạm xử lý có công suất > 35000m 3/ngày đêm
đối với trường hợp xử lý nước có dùng phèn và áp dụng với bất kì công suất nào cho các
trạm xử lý không dùng phèn.
- Diện tích mặt bằng bể lắng:
F = α×

Q
1,5 × 1458
=
= 1350(m 2 )
3,6 × U 0 3,6 × 0,45

Trong đó:
Uo: tốc độ rơi của cặn (Theo bảng 6.9 TCVN 33:2006), U0 = 0,45mm/s.

α= 1,5: hệ số sử dụng thể tích của bể lắng (Nguồn TCXD 33:2006)
Q = 1458 m3/h
Chiều cao vùng lắng H0 = 2,5m (theo sách xử lý nước cấp của Nguyễn Ngọc Dung thì
H0 = 2,5 - 3,5m). Tốc độ trung bình của dòng chảy trong bể lắng v tb = K x U0 = 10 x 0,45
= 4,5 mm/s (với K là hệ số tỷ lệ giữa chiều dài và chiều sâu của vùng lắng). Chọn số bể
lắng N = 3 bể, mỗi bể chia làm 3 ngăn, chiều rộng mỗi bể là:
B=

Q
1458
=
= 12m
3,6.vtb H 0 .N 3,6.4,5.2,5.3

→ chiều rộng mỗi ngăn là: 12/3 = 4 m

- Chiều dài bể lắng là:
L=

F
1350
=
= 28m
B × N 12 × 3

Để phân phối đều trên toàn bộ diện tích mặt cắt ngang của bể lắng cần đặt các
vách ngăn có lỗ ở đầu bể, cách tường 1,5m (Theo TCXDVN 33:2006: 1 – 2m). Lưu lượng
nước tính toán qua mỗi ngăn của bể:
qn =

1458
= 162m 3 / h = 0,045m 3 / s
3.3

Diện tích của các lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào:
11


∑ f lo =

q n 0,045
=
= 0,15m 2
vlo
0,3

(Theo TCXDVN 33:2006 vận tốc lỗ qua vách ngăn lấy bằng 0,3- 0,5m/s)
Lấy đường kính lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào là d 1 = 0,06m (Theo sách Cấp
nước – Trịnh Xuân Lai: d =0,05 - 0,15m) → Diện tích một lỗ f1lỗ = 0,00285m2
Tổng số lỗ ở vách ngăn phân phối:
n=

∑ f lo
0,15
=
= 53 lỗ
f 1lo
0,00285

Ở vách ngăn phân phối nước vào bố trí thành 9 hàng dọc và 6 hàng ngang. Khoảng cách
các lỗ theo hàng dọc là 0,45m, theo hàng ngang là 0,36m
Chọn thời gian xả cặn T = 24 giờ xả cặn một lần. Thể tích vùng chứa nén cặn của bể
lắng:
Wc =

T .Q(C max - C ) 24.1458.(148 - 12)
=
= 80m 3
N .δ
3.20000

Trong đó:
δ : nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt 20000g/m 3(tra bảng 6.8 – TCXD

33:2006/BXD)
C: là nồng độ cặn của nước sau khi ra khỏi bể lắng, lấy C = 12mg/l (Theo TCXD

33:2006, C = 10 – 12 mg/l).
C
= C + 0,25M + K.P = 91 + 1.35 + 22.1 = 148 mg/l
max
n
Trong đó:
- Cn: Hàm lượng cặn nước nguồn (g/m3)
- M : Liều lượng phèn lớn nhất cho vào nước (g/m3)
- K: Hệ số tính đến chuyển lượng của phèn thành cặn lắng: K=1, đơn vị phèn
nhôm kỹ thuật.
- B: Lượng cặn không tan trong các chất kiềm hóa khác khi kiềm hóa nước
(g/m3)
Diện tích mặt bằng một bể lắng:
f =

F 1350
=
= 450m 2
N
3

Chiều cao vùng chứa và nén cặn được tính theo công thức:
12


hc =

Wc
80
=

= 0,18 (m)
f
450

Chiều cao trung bình của bể lắng:
H tb = H 0 + H c = 2,82 + 0,18 = 3m

Chiều cao xây dựng bể bao gồm chiều cao bảo vệ:
H xd = H tb + hbv = 3 + 0,5 = 3,5m

Thể tích một bể lắng:
W1b = L × Btb × Hxd
W1b = 45 ×10,71 × 3,5 = 475m 3

Thời gian xả cặn Theo TCXDVN 33:2006 t = 10 – 20 phút. Lấy t = 10 phút
* Máng thu nước bể lắng:
Máng thu nước sau bể lắng dùng hệ thống máng thu nước răng cưa. Xác định tổng
chiều dài máng thu. Theo điều 6.84 TCXDVN 33:2006, máng phải đặt trên 2/3 chiều dài
bể lắng. Vậy chiều dài máng:
Lm =

2
2
× L = × 45 = 30m
3
3

Mỗi ngăn đặt 2 máng, chiều dài 1 máng là:
lm =

Lm 30
=
= 15m
2
2

Tiết diện 1 máng thu cần thiết với vận tốc cuối máng v = 0,6m/s (Theo TCVN 33:2006,
điều 6.84; v = 0,6 – 0,8m/s)
Fm =

Q
0,405
=
= 0,34m 2
2 × v 2 × 0,6

Chọn máng thu có chiều rộng bm = 0,5m, khi đó chiều cao máng thu là:
hm =

Fm 0,34
=
= 0,68m
bm
0,5

Máng thu nước từ 2 phía, chiều dài mép máng thu:
∑ Lm = 2 × Lm = 2 × 15 = 30m

13

Tải trọng thu nước trên 1m dài mép máng:
q=

Q
405
=
= 13,5(l / s.m)
∑ Lm
30

Với Q = 0,405(m3/s) = 405 (l/s)
* Lượng cặn một bể lắng xả ra được tính theo công thức sau:
Qc =

W c .K
60.t

Trong đó:
- Wc là dung tích của ngăn chứa cặn = 399,24 m3
- t là thời gian xả cặn, t = 10 phút
- K: hệ số phụ thuộc vào cách xả, K = 1,3.
=> Qc =

W c .K 80.1,3
=
= 0,17 (m3/s)
60.t
60.10

2.7. Bể lọc nhanh
0,2 2
hm = 1,73 ×
+ 0,2 = 0,55 m
9,81 × 0,7 2
3

 Tính toán số chụp lọc
Sử dụng loại chụp lọc có đuôi dài, có khe rộng 1mm. Chọn 36 chụp lọc trên 1m2 sàn
công tác (Theo TCXDVN 33:2006). Tổng số chụp lọc trong một bể là:
N = 36 × f = 36 ×30 = 1080 cái
Lưu lượng nước đi qua 1 chụp lọc
qn =

Wn 15
= = 0,42l / s = 0,42 ×10 4 (m 3 / s )
36 36

Tổn thất áp lực qua chụp lọc:
hcl =

V2
22
=
= 0,82m
2 gμ 2 2 × 9,81× 0,5 2

Trong đó:
V: tốc độ chuyển động của nước hoặc hỗn hợp nước và gió qua khe hở của chụp lọc
( lấy không nhỏ hơn 1,5m/s)

μ : hệ số lưu lượng của chụp lọc. Đối với chụp lọc khe hở μ =0,5
14


 Tính tổn thất áp lực khi rửa bể lọc nhanh
- Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ:
hd = 0,22.Ls.W
Trong đó:
Ls: chiều dày của lớp sỏi đỡ: 0,7 m
W: cường độ rửa lọc W = 15 (l/s.m2)
Do đó: hd = 0,22.0,7 × 15 = 2,31 m
- Tổn thất áp lực trong lớp vật liệu lọc:
hvl = (a + b.W).L.e (m)
Trong đó:
a và b là các thông số phụ thuộc vào kích thước hạt. Ứng với kích thước hạt d =
0,5 ÷1 mm thì a = 0,76; b = 0,017 (Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung).
e: độ giãn nở tương đối của lớp vật liệu lọc e = 0,5
L: chiều dày lớp cát lọc L = 0,8m
→ hvl = (0,76 + 0,017.15).0,8.0,5 = 0,41 m
- Áp lực phá vỡ kết cấu ban đầu của lớp cát lọc lấy hbm = 2 m
Vậy tổn thất áp lực trong nội bộ bể lọc là:

ht = hd + hvl + hbm = 2,31+ 0,41+ 2 = 4,72m
2.8. Khử trùng nước
2.8.1 Tính toán lượng Clo sử dụng
* Xác định liều lượng Clo cần cho việc khử trùng
Liều lượng clo khử trùng lấy bằng 3 mg/l = 3.10-3 kg/m3(Theo TCVN 33:2006,
lượng clo 2 - 3mg/l).
- Lượng clo cần dùng để khử trùng trong 1 giờ là:

C = Q × a = 1666,67 × 3.10 3 = 4,374(kg / h)
Trong đó:
Q: Lưu lượng nước xử lí (m3/h)
a: liều lượng clo hoạt tính (lấy theo tiêu chuẩn TCVN 33:2006).
15


- Liều lượng Clo cần thiết dùng để khử trùng trong một ngày là:
QCl

ngày

= 24 × C = 24 × 4,374 = 105(kg )

- Lượng Clo dự trữ đủ dùng trong 30 ngày:
m = 30 x 105= 3150 (kg)
- Lượng Clo dùng trong 1 giờ cho khử trùng và Clo hóa sơ bộ là qCl2 = 75 + 5 = 80 kg/h
- Khi châm Clo vào nước, nâng nhiệt độ bình Clo lên 400C. Khi ấy năng suất bốc hơi của
một bình là Cs = 3 (kg/h). Do đó số bình Clo dùng đồng thời là:
q
80
Cl
2 =
N=
= 26,6 bình
3
3
Vậy dùng 27 bình Clo sử dụng đồng thời.
2.8.2. Cấu tạo nhà trạm Clo
- Trạm Clo xây cuối hướng gió

- Trạm được xây dựng 2 gian riêng biệt: 1 gian đựng Clorato, 1 gian đặt bình clo lỏng,
các gian có cửa thoát dự phòng riêng.
- Trạm được xây cách ly với xung quanh bằng các cửa kín, có hệ thống thông gió thường
xuyên bằng quạt với tần suất bằng 12 lần tuần hoàn gió. Không khí được hút ở điểm thấp.
- Trong trạm có giàn phun nước áp lực cao, có bể chứa dung dịch trung hoà Clo, khi có
sự cố dung tích bình đủ để trung hòa.
2.8.3 Diện tích nhà trạm Clo
Diện tích trạm khử trùng lấy theo tiêu chuẩn là: 3m2 cho một Cloratơ; 4m2 cho một
cân bàn. Trạm có 27 Cloratơ làm việc và 2 Cloratơ dự trữ. Vậy tổng diện tích của trạm
là :
F = 3 x (27 + 2) + 4.1 = 91 m2
2.9. Bể chứa nước sạch
- Chức năng của bể chứa nước sạch: điều hòa lưu lượng giữa trạm bơm cấp 1 và trạm
bơm cấp 2, nó còn có nhiệm vụ dự trữ lượng nước chữa cháy, nước xả cặn bể lắng, rửa
bể lọc và nước dùng cho nhu cầu khác của nhà máy nước
- Tại bể xảy ra quá trình tiếp xúc giữa nước cấp với dung dịch Clo (30 phút) để loại bỏ
những vi trùng còn lại trước khi cấp nước vào mạng lưới cấp nước.
- Dung tích của bể chứa:
Wbc = Wđh + W3hcc+Wbt , (m3)
16


Trong đó:
+ Wđh: Dung tích phần điều hoà của bể chứa
Wđh = 15% x Qngày đêm =20% x 35000 = 7000 m3
+ W3hcc : Nước cần cho việc chữa cháy trong 3 giờ. Chọn lưu lượng 1s chữa cháy là 15
l/s. Ta có :
3
3
W3hcc = t × q cc = 10800 ×10 x10 = 108m

Với: t là thời gian chữa cháy (s), t = 3 x 3600 = 10800s
qcc: tiêu chuẩn nước chữa cháy (m3), qcc = 10 l/s = 10.10-3 (m3/s)
+ Wbt: Lượng nước dự trữ cho bản thân trạm xử lý (m3)
Wbt = 5% x Q = 5% x 35000 = 1750 m3
Vậy dung tích của bể chứa là:
Wbc = Wđh + W3hcc+Wbt = 7000 + 108 + 1750 = 8858 m3
Thiết kế bể chứa có 3 ngăn. Kích thước của một bể là: 25 x 25 x 14.2 = 8858 (m3)
2.10. Bể lắng bùn và thiết bị nén bùn
- Mục đích: bể lắng bùn có tác dụng giảm độ ẩm của cặn bằng cách lắng cơ học để đạt độ
ẩm thích hợp 94 - 96%, và giảm khối tích của công trình xử lý bùn tiếp theo. Thiết bị nén
bùn sẽ làm giảm thể tích bùn sau khi lắng thành những khối rắn chắc.
 Số lượng bùn tích lại ở bể lắng sau một ngày được tính theo công thức:
Q × (C - C )
1
2
G1 =
(Kg/ngđ)
1000
Trong đó:
-

G1: Trọng lượng cặn khô tích lại ở bể lắng sau một ngày, (Kg)

-

Q: Lượng nước xử lý, Q = 35000 (m3/ngđ)

-

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, ta có:
C1 = Cn + K.P + 0,25.M = 600 + 0,5.50 + 0,25.40 = 635 (mg/l)

Trong đó: K là hệ số phèn sạch và P là lượng phèn sử dụng (mg/l).
Vậy

G1 =

40000.(635 10)
= 25000 (Kg/ngđ)
1000

 Số lượng bùn tích lại ở bể lọc sau một ngày được tính theo công thức:

17


G2 =

Q × (C - C )
1

1000

2

(kg/ngđ)

Trong đó:
-

G2: Trọng lượng cặn khô tích lại ở bể lọc sau một ngày, (Kg)

-

Q: Lượng nước xử lý, Q = 40000 (m3/ngđ)

-

C2 : Hàm lượng cặn trong nước đi ra khỏi bể lọc, lấy bằng 3 (g/m3) (tiêu chuẩn là
không lớn hơn 3 g/m3)

-

C1 : Hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lọc, lấy bằng lượng cặn đi ra khỏi bể
lắng, C1 = 10 (g/m3)

Vậy trọng lượng cặn khô là:
G2 =

40000.(10
1000

3)

= 280(Kg/ngđ)

 Vậy tổng lượng cặn khô trung bình xả ra trong một ngày là:
G = G1 + G 2= 25000 + 280 = 25280 (Kg/ngđ)
- Tải trọng dung dịch cặn nén bùn đưa vào bể nén bùn có giá trị q 0 = 15 - 25 SS/m2. Chọn
q0 = 25 SS/m2
- Diện tích bể nén bùn được xác định theo tải trọng cặn là:
S=

G 25280
=
= 1011m 2
25
25

2.11. Tính toán diện tích mặt bằng các công trình phụ
- Trạm biến thế: Diện tích = 16 m2 với kích thước (4 x 4) m .
- Phòng bảo vệ: Trạm có Q = 40000m3/ngđ lấy Sbv = 10 m2, kích thước (5 x 2)m
- Nhà hành chính: S = 30 m2 với kích thước (5x6)m
- Nhà kho - xưởng: Lấy S = 60 m2 . Kích thước là (6x10)m
- Phòng thí nghiệm: Lấy theo quy phạm S = 70 m2 kích thước (10 x 7)m
2.12. Tính cao trình
- Chọn cốt mực nước tại bể chứa nước sạch của trạm xử lý Ztr = 0,00
- Tổn thất áp lự từ bể lọc sang bể chứa nước sạch là: 1m (cốt = 1,00m)
- Tổn thất trong bể lọc là: 3,5m (cốt = 4,50m)
- Tổn thất áp lực từ bể lắng sang bể lọc : 1m (cốt = 5,5m)
- Tổn thất trong bể lắng: 0,6m (cốt = 6,10m)
- Tổn thất từ bể tạo bông sang bể lắng lấy bằng 0,3m (cốt = 6,40m)
18

- Tổn thất trong bể tạo bông thủy lực: 0,5m (cốt = 6,90m)
- Tổn thất từ bể trộn cơ khí sang bể tạo bông: 0,3m (cốt = 7,20m)
- Tổn thất trong bể trộn cơ khí: 0,2m (cốt = 7,40m)
- Tổn thất từ bể Clo hóa sơ bộ sang bể trộn cơ khí: 0,3m (cốt = 7,70m)
- Tổn thất trong bể Clo hóa sơ bộ: 0,5m (cốt = 8,20m)
- Tổn thất từ bể tiêu thụ phèn sang bể trộn cơ khí: 0,3m (cốt = 7,70m)
- Tổn thất trong bể tiêu thụ phèn: 0,2m (cốt = 7,90m)
- Tổn thất từ bể trộn phèn sang bể tiêu thụ phèn: 0,3m (cốt = 8,20m)
(Theo TCVN 33:2006: 0,5 – 1m)

19