Đồ án môn học thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho khu vực 3000 dân

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

Chương I : TỔNG QUAN
I. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN
Thiết kế hệ thống cấp nước sinh hoạt cho thò trấn 3.000 dân_nguồn nước
mặt.
Hệ thống xử lý phải đảm bảo đạt tiêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước
cấp cho ăn uống và sinh hoạt (tiêu chuẩn tạm thời ban hành kèm theo quyết đònh
số 505 BYT/QĐ của Bộ Y tế ngày 13/4/1992) cũng như các yêu cầu về kinh tế.
II. NỘI DUNG THIẾT KẾ CỦA ĐỒ ÁN
-

Tính công suất trạm xử lý.

-

Lựa chọn công nghệ thích hợp với thông số chất lượng nước thô đầu vào và
thuyết minh công nghệ.

-

Thiết kế chi tiết các công trình xử lý đơn vò.

-

Tính kinh tế cho trạm xử lý.

-

Vẽ 3 bản vẽ :
Mặt bằng trạm xử lý.
Mặt cắt theo nước của hệ thống xử lý.
Thiết kế chi tiết 1 công trình đơn vò.

III. CHẤT LƯNG NƯỚC VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
Nước mưa
Nước mưa là nguồn cấp nước quan trọng cho người dân vùng đồng bằng
sông Cửu Long khu vực nông thôn, nhất là ở những nơi bò nhiễm phèn hoặc xâm
nhập mặn. Lượng mưa trung bình hằng năm là 1600mm, dao động trong khoảng
1200 – 1400 mm. Tổng lượng mưa ước tính khoảng 80 tỷ m3/năm.
Tuy nhiên, việc dự trữ nguồn nước mưa gặp khó khăn do đa số người dân trữ
trong lu, vại. Gần đây, do ảnh hưởng của phát triển công nghiệp nên vùng này xuất
hiện mưa axit và nguồn nước mưa bò nhiễm ammoni ở nồng độ khá cao.
Nước ngầm
Có nhiều đánh giá khác nhau nhưng nhìn chung, lượng nước ngầm vùng
đồng bằng sông Cửu Long không nhiều, chỉ khoảng 3,3% tổng lưu lượng sông của
tháng khô nhất chảy vào vùng này.
Tuy nhiên, tầng Pleitoxen trên của nước ngầm bò lợ ở vùng Tứ giác Long
Xuyên, một phần vùng Đồng Tháp Mười, một phần nhỏ nằm giữa sông Tiền và
sông Hậu từ Sa Đéc đến biển Đông. Tầng Pleitoxen dưới cũng không khá hơn.

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

1


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

Nước mặt
Vùng đồng bằng sông Cửu Long có hệ thống kênh rạch chằng chòt và 2 sông
chính là sông Tiền và sông Hậu. Chế độ triều biển Đông, biển Tây, chế độ dòng
chảy thượng nguồn và mưa là những yếu tố chính ảnh hưởng đến chế độ dòng chảy
chính của các sông vùng này. Độ dốc lòng sông nhỏ, đòa hình bằng phẳng nên thủy
triều xâm nhập mặn.
Vùng Đồng Tháp Mười
Đồng Tháp Mười nằm ở Đông Bắc vùng đồng bằng sông Cửu Long có các
kênh lớn như Phước Xuyên, Nguyễn Văn Tiếp, Dương Văn Dương và Hồng Ngự có
tác dụng tiêu lũ, dẫn nước ngọt về nội đồng, tiêu chua phèn về phía sông Vàm Cỏ
Tây. Vấn đề là nước vùng này bò nhiễm phèn từ cấu trúc đất do sự oxy hóa của đất
phèn pyrite trong mùa khô.
Trong đó, Tràm Chim và Kiên Bình là 2 rốn phèn lớn của Đồng Tháp Mười.
Nồng độ nhôm ở Tràm Chim khoảng 70 mg/l, có hệ thống kênh rạch dẫn nước từ
sông Tiền vào nên bò rửa trôi phần nào ra sông Vàm Cỏ Tây. Kiên Bình có hàm
lượng nhôm 30 mg/l nhưng điều kiện tiêu thoát kém nên thời gian chua kéo dài.
Hàm lượng oxy hòa tan thấp khoảng 2 – 3 mg/, số vi khuẩn Ecoli và Coliform cao.
Bán đảo Cà Mau
Vùng này có hệ thống kênh rạch, sông ngòi chằng chòt. Các kênh lớn như
Xà No, Thốt Nốt, Ô Môn và Phụng Hiệp dẫn nước từ sông Hậu vào. Các sông lớn
như Cái Lớn, Cái Bé, Mỹ Thanh nối liền với các kênh đào. Do có nhiều vùng giáp
nước nên việc tiêu thoát rất khó khăn, đặc biệt ở các vùng đất phèn. Do bò bao
quanh là biển nên nước biển xâm nhập các kênh Gành Hào, Mỹ Thanh gây nhiễm
mặn 1 – 6 tháng. Độ mặn giảm dần từ các cửa sông vào nội đồng. Nước bò nhiễm
bẩn bởi nước thải sinh hoạt, hàm lượng oxy hòa tan rất thấp.
Tứ Giác Long Xuyên
Vùng này nằm ở Tây Bắc vùng đồng bằng sông Cửu Long, có hệ thống
kênh Vónh Tế, Tri Tôn, Ba Thê, Rạch Giá và Long Xuyên dẫn nước ngọt từ sông
Hậu về phía kênh Rạch Giá làm tiêu lũ và tiêu chua. Ba Thê và Tri Tôn là nơi tập

trung đất phèn. Kênh Vónh Tế và Tám Ngàn cũng bò chua vào mùa mưa từ tháng 5
đến tháng 8. Những vùng này cũng bò mặn nên nước vừa chua vừa mặn.
Hệ thống sông Cửu Long
Các số liệu phân tích cho thấy chất lượng nước sông Cửu Long đều khá tốt
cả 2 mùa khô và mưa cho mục đích cấp nước cho nhu cầu sinh hoạt và công
nghiệp.

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

2


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

Vào mùa khô, chất lượng nước mặt đạt đến lý tưởng nước cấp cho sinh hoạt.
Sông Hậu_khu Cần Thơ Long Xuyên có độ màu 19 – 50 Pt-Co, độ đục khoảng 9
JTU, hàm lượng Cl- dưới 14 – 15mg/l, độ cứng khoảng 12 – 14mg/l, TDS khoảng 20
– 40mg/l. Sông Tiền_khu vực Cao Lãnh cũng rất tốt, độ màu 20 – 25 Pt-Co, SS
khoảng 8 – 12mg/l. Đặc biệt, cuối mùa khô có tháng độ màu (6 – 8 Pt-Co), độ đục
của sông Tiền và sông Hậu đều thấp, chỉ cần lọc sơ bộ và khử trùng là có thể cấp
cho nhu cầu sinh hoạt và công nghiệp.
Vào mùa mưa, chất lượng nước 2 sông thay đổi khá lớn, nhất là độ đục và độ
màu do lũ về từ đầu nguồn đem theo nhiều phù sa. Độ màu tăng vọt, độ đục cũng
tăng đến 87 – 103 JTU, TDS tăng không nhiều, hàm lượng Cl - còn 4 – 5mg/l. Đầu
mùa mưa, do nước xả ra từ đất nhiễm phèn ở một số nơi nên hàm lượng SO42giảm còn 0 – 2 mg/l.
Kết luận
Với nguồn nước mưa khó dự trữ, thường bò nhấn chìm trong mùa lũ; nước
ngầm trữ lượng ít, bò nhiễm phèn nhiễm mặn, các kênh rạch lại bò ô nhiễm do nước

thải sinh hoạt, rác thải sinh hoạt và chất thải từ chăn nuôi, hóa chất trong sản xuất
nông nghiệp, việc cấp nước cho sinh hoạt ở vùng đồng bằng sông Cửu Long thật
sự gặp khó khăn. Do đó, với trữ lượng dồi dào, chất lượng khá tốt, nguồn nước mặt
từ những sông lớn như sông Tiền, sông Hậu, sông vàm Cỏ…là lựa chọn tốt nhất để
cấp nước sinh hoạt và công nghiệp cho khu vực này.
IV. THÔNG SỐ CHẤT LƯNG NƯỚC THÔ – YÊU CẦU ĐẦU RA
-

Các thông số chất lượng nước thô đầu vào xét theo tiêu chuẩn nước mặt.
Yêu cầu chất lượng nước đầu ra là đạt tiêu chuẩn nước vệ sinh ăn uống và
sinh hoạt (Tiêu chuẩn tạm thời ban hành kèm theo quyết đònh số 505
BYT/QĐ của Bộ y tế ngày 13/4/1992).

Nhận xét về các thông số chất lượng nước nguồn :
Các thông số nằm trong giới hạn :
- Tiêu chuẩn vệ sinh ăn uống.
- Tiêu chuẩn nước mặt loại B.
Trừ thông số:
Thông số
SS
Độ đục
Vi sinh - coliform

Đơn vò
mg/l
NTU
MPN/100ml

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

Giá trò
150 – 220
80 – 110
4000-10000

Yêu cầu đầu ra
5
2
0

3


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

Bảng thông số chất lượng nước thô :
Tiêu chuẩn
nước mặt
0
Nhiệt độ
25
C
pH
6.5 – 6.8
A
Độ đục
25 (mùa khô)
NTU

B
80 – 110 (mùa mưa)
B
SS
50 (mùa khô)
mg/l
B
150 – 220 (mùa mưa)
B
Độ màu
20 (mùa khô)
Pt-Co
B
100 (mùa mưa)
B
Độ kiềm
4
mgđl/l
Ca
40
mg/l
Tổng lượng muối
150
mg/l
NO2 - N
0.0 – 0.01
mg/l
A
NO3 - N
0.08 – 0.54

mg/l
A
+
NH4 - N
0.0 – 0.1
mg/l
B
Fe
0.1
mg/l
A
TTBVTV-trừ DDT
0
mg/l
A
4000 - 10000
MPN/100ml
Vượt
Vi sinh coliform
Thông số

Giá trò

Đơn vò

Tiêu chuẩn vệ
sinh ăn uống
6,5 – 8,5
2
5

< 10
200
0
10
0
0,3
0
0

V. TÍNH TOÁN LƯU LƯNG TRẠM XỬ LÍ:
-

Lượng nước cấp cho sinh hoạt :
QSH =

-

qTC × N 100 × 3.000
=
= 300(m 3 / ng )
1000
1000

qtc : tiêu chuẩn dùng nước (l/người.ngày). Chọn qtc = 100 l/người.ngày.
Theo TCVN 33 – 68, đối với thò trấn, trung tâm công nghiệp, tiêu chuẩn cấp
nước qtc = 80 – 120l/người.ngày.
N : dân số cấp nước, N = 3000 người.
Lượng nước cấp cho công cộng (tưới cây, rửa đường) :
Qcc = 15%. QSH = 15% x 300 = 45 (m3/ng)
Lượng nước tính cho dự phòng phát triển :

QDP = 10% QSH = 10% x 300 = 30 (m3/ng)
Lưu lượng ngày trung bình :
TB
Qng
= (QSH + QCC + QDP ) × a × b = (300 + 45 + 30) × 1.1 × 1.1 = 455(m 3 / ng )

-

a : hệ số kể đến lượng nước rò rỉ, a = 1,1 – 1,15.
b : hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý, b = 1,05 – 1,1.
Lưu lượng ngày lớn nhất :
TB
Qngmax = Qng
× K ngmax = 455 × 1.3 = 592(m 3 / ng ) ≈ 600(m 3 / ng )

Vậy công suất của trạm xử lý là 600 m3/ngày.
SVTH : NHỮ THÙY TRANG

4


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

-

min
TB
min

3
Lưu lượng ngày nhỏ nhất : Qng = Qng × K ng = 600 × 0,8 = 480(m / ng )

-

Lưu lượng giờ trung bình : q

-

max
Lưu lượng giờ lớn nhất : q h
min
TB
min
3
Lưu lượng ngày lớn nhất : q h = q h × K h = 25 × 0,5 = 12,5(m / h)

TB
h

Qngmax

600
= 25(m 3 / h)
24
24
= q hTB × K hmax = 25 × 2 = 50(m 3 / h)

=

=

K ngmax = Hệ số không điều hòa ngày lớn nhất = 1,3 ∈ (1,2 – 1,4).
K ngmin = Hệ số không điều hòa ngày nhỏ nhất = 0,8 ∈ (0,7 – 0,9).
K hmax = Hệ số không điều hòa giờ lớn nhất = 2 ∈ (1,4 – 2,5).
K hmin = Hệ số không điều hòa giờ nhỏ nhất = 0,5 ∈ (0,4 – 0,6).

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

5


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

CHƯƠNG II : MÔ TẢ CÔNG NGHỆ
I. MỘT SỐ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC MẶT
1. Qui trình áp dụng khi nước nguồn đạt tiêu chuẩn nước cấp cho ăn uống, sinh
hoạt và công nghiệp, chỉ cần khử trùng rồi cấp cho người tiêu thụ.
Clorine
Nước nguồn

Bơm hoặc tự chảy cấp
cho người tiêu thụ

Bể hòa tan phèn

2. Qui trình áp dụng cho nước nguồn có chất lượng loại A ghi trong tiêu chuẩn
nguồn nước (TCXD 233-1999) : độ đục ≤ 30mg/l tương đương 15 NTU, hàm

lượng rong rêu tảo độ màu thấp.
Nước nguồn

Bể lọc chậm

Bể tiếp xúc khử trùng

Người tiêu thụ

3. Qui trình áp dụng khi nước nguồn có chất lượng loại A theo tiêu chuẩn
nguồn nước cấp : độ đục ≤ 20 mg/l tương đương 10 NTU.
Phèn
Nước
nguồn

Clorine

Bể trộn

Bể lọc tiếp xúc

Xả ra nguồn tiếp nhận

Bể tiếp xúc
khử trùng

Lắng nước rửa lọc

4. Công nghệ xử lí nước nguồn đạt tiêu chuẩn loại B hoặc tốt hơn.
Phèn

Nước nguồn

Bể trộn

Keo tụ
tạo bông

Lắng

Xả cặn ra
hồ nén cặn

Lọc

Clorine
Tiếp xúc
khử trùng
Cung cấp

Lắng nước
rửa lọc

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

6


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

5. Qui trình áp dụng khi nước nguồn có chất lượng loại C.
Phèn
Nước
nguồn

Chất trợ keo tụ
Keo tụ
tạo bông

Bể trộn

Lắng

Xả cặn ra
hồ và nén
cặn
Lắng
nước rửa
lọc

Lọc

Lọc qua
than hoạt
tính
Tiếp xúc
khử trùng

Clo

Cung cấp

Khái niệm chất lượng nước :
Loại A : nguồn nước có chất lượng tốt chỉ cần xử lí đơn giản trước khi cung cấp.
Loại B : Nguồn nước có chất lượng bình thường có thể khai thác xử lí để cấp cho ăn
uống sinh hoạt.
Loại C : Nguồn nước có chất lượng xấu nếu sử dụng vào mục đích cấp nước thì cần
phải được xử lí bằng các công nghệ đặc biệt, phải được giám sát nghiêm ngặt và
thường xuyên về chất lượng.

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

7


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

II. SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
Nước - Ca(OCl)2

Nước - Phèn

Bể hòa
tan
Ca(OCl)2

Bể hòa

tan phèn

Bể tiêu
thụ phèn

Bể tiêu
thụ
Ca(OCl)2

Bể tiêu
thụ phèn
Bể lọc
áp lực

Bơm đònh lượng

Thải đổ
bùn khô

Bể
trộn cơ
khí

Hồ nén
phơi bùn
Hồ nén
phơi bùn

Bể
tạo

bông

Bể
lắng ly
tâm
Bơ
m
bù
n

Nước nguồn Công
trình
thu

Bể
trung
gian

Bể tiêu
thụ
Ca(OCl)2
Bơm đònh lượng

Rửa ngược

Bể chứa
nước sạch
Bể lọc
áp lực
Nước rửa lọc

Cung
cấp

Bơm đònh lượng

Bể tiêu
thụ vôi

Bể tôi vôi

Vôi
Nước

Bơm nước trong

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

8


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

III. LÝ DO LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ
1) Công suất trạm xử lý là 600 m3/ngày. Đây là trạm xử lý có công suất nhỏ.
2) Các thông số của chất lượng nước thô đều nằm trong giới hạn :
- Tiêu chuẩn vệ sinh ăn uống.
- Tiêu chuẩn nước mặt loại B.

Trừ thông số:
Thông số
SS
Độ đục
Vi sinh

Giá trò
150 – 220 mg/l
80 – 110 NTU
4000-10000 MPN/100ml

Yêu cầu đầu ra
5
2
0

3) Nguồn nước thô có hàm lượng cặn từ 150 – 220mg/l nhỏ hơn 2500mg/l, công
suất trạm 600 m3/ngày nên công nghệ xử lý không cần bể lắng sơ bộ, không
cần dùng chất trợ keo tụ.
IV. THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ - HIỆU QUẢ XỬ LÍ
a. Hiệu quả xử lý :
Mục đích chính của công nghệ xử lý trên là loại bỏ cặn, màu và đảm bảo khử
trùng, loại bỏ hết vi sinh đảm bảo nước đầu ra đạt tiêu chuẩn ăn uống.
Hiệu quả xử lý SS :
η=

220 − 5
× 100 = 97,7(%)
220

Hiệu quả xử lý độ đục :
η=

110 − 2
× 100 = 98,2(%)
110

Hiệu quả xử lý vi sinh :
η=

100 − 0
× 100 = 100(%)
100

b. Thuyết minh công nghệ :
1. Công trình thu, song chắn và lưới chắn
Nước nguồn qua họng thu (họng thu có bố trí 1 song chắn rác để loại trừ các
vật thể có kích thước lớn, các vật trôi lơ lửng trong dòng nước), theo ống dẫn vào
ngăn lắng cát. Sau khi lắng cát, nước qua 1 lưới chắn rác đặt cuối ngăn lắng cát rồi
vào buồng thu và bơm đến bể trộn.
Mục đích của ngăn lắng cát và lưới chắn rác là giữ lại các hạt cát, loại bỏ
mộ phần chất rắn lơ lửng nhằm bảo vệ và nâng cao hiệu quả làm sạch của các
công trình phía sau.

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

9


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

2. Bể trộn cơ khí
Nước và phèn sau khi đã pha chế đến nồng độ yêu cầu (5%) được dẫn vào
bể trộn cơ khí. Xáo trộn gây ra do cánh khuấy quay với tốc độ cao nhằm đảm bảo
điều kiện phèn phân tán nhanh và đều vào toàn bộ khối lượng nước.
3. Bể tạo bông cơ khí
Nước sau khi được trộn đều phèn được dẫn vào bể tạo bông. Sử dụng cánh
khuấy để khuấy chậm nhằm tạo điều kiện cho các bông đã keo tụ dính kết với
nhau tạo thành các bông cặn lớn. Bể được chia làm 3 ngăn nhằm ngăn vùng nước
chết, khuấy trộn giảm dần về phía cuối bể. Tốc độ khuấy trộn đủ lớn để tạo bông
nhưng không quá lớn làm phá vỡ bông cặn.
4. Bể lắng ly tâm
Nước sau khi tạo thành các bông cặn lớn trong bể tạo bông sẽ được dẫn vào
bể lắng ly tâm để loại bỏ các bông cặn này.
5. Bể trung gian
Nước được thu vào máng vòng của 2 bể phản ứng xoáy hình trụ, rồi được
dẫn vào bể trung gian.
6. Bể lọc áp lực
Nước từ bể trung gian được bơm vào 2 bể lọc áp lực. Bể lọc có nhiệm vụ giữ
lại các hạt cặn lơ lửng, bông cặn có kích thước lớn hơn lỗ rỗng, hay các hạt keo có
kích thước bé hơn lỗ rỗng nhưng có khả năng dính kết và hấp thụ lên trên bề mặt
hạt vật liệu lọc.
7. Bể chứa nước sạch
Nước sau lọc được dẫn vào bể chứa nước sạch, trữ trong bể để cấp cho người
tiêu thụ. Trên đường ống dẫn đến bể, nước được tiếp xúc với clorine để diệt hoàn
toàn vi sinh vật trong nước đồng thời đảm bảo lượng clo dư hoạt tính lớn hơn 0,3
mg/l và nhỏ hơn 0,5 mg/l nhằm khử trùng tốt trên mạng lưới đường ống phân phối
nước, đảm bảo an toàn về mặt vi sinh cho người sử dụng.

8. Trạm bơm cấp II
Nước từ bể chứa nước sạch được bơm đến nơi cần cung cấp.

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

10


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

Chương III :
TÍNH TOÁN HÓA CHẤT & CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
I. TÍNH TOÁN LƯNG HÓA CHẤT CẦN DÙNG
1. Phèn nhôm
a. Liều lượng phèn nhôm cần sử dụng
Xử lý nước đục
Theo bảng 6.3_ TCXD 33_1985 :

Mùa khô
Mùa mưa

Hàm lượng cặn
50 mg/l
150 – 200 mg/l
201 – 400 mg/l

Lượng phèn không chứa nước
25 – 35 mg/l

30 – 45 mg/l
40 – 60 mg/l

Xử lý nước có màu
Lượng phèn tính theo độ màu :
Mùa khô Pk = 4. M = 4. 20 = 17,9(mg / l )
Mùa mưa Pm = 4. M = 4. 100 = 40(mg / l )
Vậy lượng phèn cần dùng để xử lý nước nhằm giảm cả độ đục và độ màu của nước
Mùa khô Pk = 30(mg / l )
Mùa mưa Pm = 45(mg / l )
Lượng phèn thô 35% tính theo sản phẩm không ngậm nước cần dùng trong một
ngày :
Mùa khô
a k = Q × Pk ×

Mùa mưa

100
100
= 600 × 30 ×
= 51,4(kg / ngày )
35 × 1000
35 × 1000

a m = Q × Pm ×

100
100
= 600 × 45 ×
= 77,1(kg / ngày )

35 × 1000
35 × 1000

Lượng phèn lớn nhất cần sử dụng là a = 77,1 kg/ngày, nồng độ P = 45mg/l.
Lượng phèn dự trữ trong một tháng :
G = a × 30 = 77,1 × 30 = 2313(kg / tháng ) = 2,3(T / tháng )

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

11


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

b. Thiết bò hòa tan, tiêu thụ và đònh lượng phèn
Nhiệm vụ:
Trước khi cho vào bể trộn đứng, phèn phải được hòa thành dung dòch trong
bể hòa tan và bể tiêu thụ nhằm điều chỉnh đến nồng độ thích hợp (5%), rồi được
dẫn vào bể trộn đứng hòa trộn đều với nước cần xử lý.
Tính toán :
1. Bể hòa tan phèn (tính theo lượng phèn thô cần dùng trong mùa mưa)
Kích thước bể hòa tan :
Dung tích bể hòa tan :
W1 (m 3 ) =

Q×n× P
10 4 × b1 × γ

Trong đó:
-

Q : Lưu lượng nước xử lý (m3/giờ), Q = 600 m3/ngày = 25m3/giờ.

-

P : Liều lượng phèn cần thiết lớn nhất (g/m3), P = 45 mg/L = 45g/m3.

-

n : Thời gian giữa hai lần hòa trộn (giờ).
Chọn theo công suất trạm Q < 1.200 m3/ngày, trạm làm việc 3 ca n = 24 giờ.

-

b1 : Nồng độ dung dòch phèn trong thùng hòa tan (%) (qui phạm 10 – 17%).

-

Chọn b1 = 10% tính theo sản phẩm không ngậm nước.
γ : Khối lượng riêng của dung dòch phèn (T/m3), γ = 1 T/m 3 .
⇒ W1 =

25 × 24 × 45
= 0,27(m 3 ) = 270(l )
4
10 × 10 × 1

Số bể hòa tan phèn : N = 1.

Bể được thiết kế hình tròn, đường kính bể bằng chiều cao công tác của bể D = H.
π × D2
π × D3
0,27 × 4
W1 =
×H =
= 0,27(m 3 ) ⇒ D = H = 3
= 0,7(m)
4
4
π
Tổng chiều cao bể : Hb = 0,7 + 0,3 = 1(m) (chiều cao dự trữ 0,3m).
Thể tích xây dựng của bể :
π × D2
π × 0,7 2
3
V1 =

4

×H =

4

× 1 = 0,38(m )

Khuấy trộn bằng máy trộn cánh quạt :
Chọn số vòng quay cánh quạt là 40 vòng/phút (qui phạm 30 – 40 vòng/phút).
Chọn chiều dài cánh quạt bằng 0,45 đường kính bể (qui phạm : 0,4 – 0,45).
Chiều dài cánh quạt :

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

12


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

l q = 0,45 × D = 0,45 × 0,7 = 0,315(m)

Chiều dài toàn phần của cánh quạt :

Lq = 2 × l q = 2 × 0,32 = 0,63(m)

Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,15 m 2 cánh quạt/1m3 vôi sữa trong bể (qui phạm
0,1 – 0,2m2) :
f q = 0,15 × W p = 0,15 × 0,27 = 0,04(m 2 )

Chiều rộng mỗi cánh quạt :
bq =

1 f q 1 0,04
×
= ×
= 0,035(m) . Chọn bq = 0,04m.
2 Lq 2 0,63

Công suất động cơ để quay cánh quạt :

ρ
N (W ) = 0,5 × × h × n 3 × d 4 × z
η
Trong đó :
- ρ : trọng lượng thể tích của dung dòch được khuấy trộn.
t = 25 0 C ⇒ ρ = 997kg / m 3 .
- hq : chiều cao cánh quạt, hq = bq = 0,04m.
- n : số vòng quay của cánh quạt trong 1 giờ, n = 40 v/phút = (40/60) v/s.
- d : đường kính của vòng tròn do đầu cánh quạt tạo ra khi quay.
d = Lq = 0,63m.
- z : số cánh quạt trên trục máy khuấy, z = 4.
- η : hệ số hữu ích của cơ cấu truyền động, η = 0,8 .
3

997
 40 
⇒ N = 0,5 ×
× 0,04 ×   × 0,63 4 × 4 = 4,7(W )
0,8
 60 

Chọn động cơ có công suất 5W.

Các thông số thiết kế bể hòa tan : (chiều cao dự trữ 0,3m).
STT
1
2
3
4

Thông số
Số lượng
Chiều cao
Đường kính
Thể tích

Đơn vò
bể
m
m
m3

Kích thước
1
1
0,7
0,38

2. Bể tiêu thụ phèn
Kích thước bể tiêu thụ phèn :
Dung tích bể tiêu thụ :
W2 ( m 3 ) =

W1 × b1 0,27 × 10
=
= 0,54( m 3 )
b2
5

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

13


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

Trong đó:
-

W1 : Dung tích bể hòa trộn W1 = 0,27m3.

-

b1 : Nồng độ dung dòch trong bể hòa trộn b1 = 10%.

-

b2 : Nồng độ dung dòch trong bể tiêu thụ b2 = 5% (qui phạm 4 – 10%).

Thiết kế 2 bể tiêu thụ phèn, một làm việc và 1 dự trữ.
Bể được thiết kế hình tròn, đường kính bể bằng chiều cao công tác của bể D = H.
π × D2
π × D3
0,54 × 4
W2 =
×H =
= 0,54( m 3 ) ⇒ D = H = 3
= 0,9(m)

4
4
π
Tổng chiều cao bể : Hb = 0,9 + 0,3 = 1,2 (m) (chiều cao dự trữ 0,3m).
Thể tích xây dựng của bể :
π × D2
π × 0,9 2
3
V2 =

4

×H =

4

× 1,2 = 0,76(m )

Khuấy trộn bằng máy trộn cánh quạt :
Chọn số vòng quay cánh quạt là 40 vòng/phút (qui phạm ≥ 40 vòng/phút).
Chọn chiều dài cánh quạt bằng 0,45 đường kính bể (qui phạm : 0,4 – 0,45).
Chiều dài cánh quạt :
l q = 0,45 × D = 0,45 × 0,9 = 0,405(m)

Chiều dài toàn phần của cánh quạt :

Lq = 2 × l q = 2 × 0,405 = 0,81(m)

Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,15 m 2 cánh quạt/1m3 vôi sữa trong bể (qui phạm
0,1 – 0,2m2) :

f q = 0,15 × W p = 0,15 × 0,54 = 0,081(m 2 )

Chiều rộng mỗi cánh quạt :
bq =

1 f q 1 0,081
×
= ×
= 0,05( m)
2 Lq 2 0,81

Công suất động cơ để quay cánh quạt :
3
ρ
997
 40 
N (W ) = 0,5 × × h × n 3 × d 4 × z = 0,5 ×
× 0,05 ×   × 0,814 × 4 = 16(W )
η
0,8
 60 
Trong đó :
- ρ : trọng lượng thể tích của dung dòch được khuấy trộn.
t = 25 0 C ⇒ ρ = 997kg / m 3 .
- hq : chiều cao cánh quạt, hq = bq = 0,05m.
- n : số vòng quay của cánh quạt trong 1 giờ, n = 40 v/phút = (40/60) v/s.
- d : đường kính của vòng tròn do đầu cánh quạt tạo ra khi quay.
d = Lq = 0,81m.
- z : số cánh quạt trên trục máy khuấy, z = 4.

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

14


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

- η : hệ số hữu ích của cơ cấu truyền động, η = 0,8 .
Dung dòch phèn 5% ở bể tiêu thụ được đònh lượng đều với lưu lượng không đổi
bằng bơm đònh lượng để đưa vào bể trộn.
Các thông số thiết kế bể tiêu thụ: (chiều cao dự trữ 0,3m).
STT
1
2
3
4

Thông số
Số lượng
Chiều cao
Đường kính
Thể tích

Đơn vò
bể
m
m
m3

Kích thước
2
1,2
0,9
0,76

3. Chọn bơm đònh lượng
Lưu lượng dung dòch phèn 5% cần thiết đưa vào nước trong 1 giờ :
qb =

Q× P
=
1000 × b

25 × 45
= 22,5 ( l h ) = 6,25.10 −6 (m 3 / s )
5
1000 ×
100

Cột áp bơm : H = 4m.
Công suất bơm :
N (kW ) =

qb × ρ × g × H
1000 × η

- qb : lưu lượng bơm, qb = 6,25.10-6 m3/s.
3

- ρ : khối lượng riêng của dung dòch, ρ = 997kg / m .
- g

: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2.

- H : cột áp bơm, H = 4m.
- η : hiệu suất chung của bơm η = 0,72 – 0,93. Chọn η= 0,8.
⇒N=

6,25.10 −6 × 997 × 9,81 × 4
= 0,3.10 −3 (kW ) = 0,3(W )
1000 × 0,8

Chọn máy bơm đònh lượng kiểu màng, loại chòu được axit có lưu lượng thay đổi từ
10 – 30l/h, công suất bơm 0,3W.
Trong trạm bố trí 2 máy, một làm việc 1 dự phòng.

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

15


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

2. Canxi hypôclorit Ca(OCl)2 (khử trùng nước)
a. Liều lượng Ca(OCl)2 cần sử dụng
Trạm xử lý có công suất nhỏ Q = 600 m 3 /ngày < 1500 m3/ngày nên có thể sử
dụng canxi hypôclorit Ca(OCl)2 để khử trùng nước. Ca(OCl)2 là sản phẩm của quá

trình làm bão hòa dung dòch vôi sữa bằng hơi clo. Hàm lượng clo hoạt tính chiếm
30 – 45%, là chất không hút ẩm, có thể bỏa quản lâu trong kho tối, khô ráo mà
không bò giảm độ hoạt tính của clo. Điều này thích hợp với vùng đồng bằng sông
Cửu Long không khí có độ ẩm cao.
Đối vơi nước mặt, liều lượng clo hoạt tính a = 2 – 3 g/m3. Chọn a = 3 g/m3.
b. Thùng tiêu thụ Ca(OCl)2 :
Nhiệm vụ :
Ca(OCl)2 được bảo quản ở dạng bột nên trước khi đưa vào sử dụng phải pha
chế. Cho Ca(OCl)2 vào thùng hòa trộn, hòa tan với nước đến nồng độ 0,5 – 1 % đạt
nồng độ yêu cầu. Sau đó để lắng cặn bẩn và tạp chất. Dùng bơm đònh lượng bơm
lượng Ca(OCl)2 cần thiết vào nước.
Tính toán :
Lượng Ca(OCl)2 cần dùng trong một ngày :
a = Q× P×

100
100
= 600 × 3 ×
= 5,14(kg / ngày )
c × 1000
35 × 1000

-

a : liều lượng clo hoạt tính, a = 3 g/m3.

-

c : hàm lượng Clo hoạt tính trong Ca(OCl)2 , c = 30 – 45%.
Chọn c = 35% = 0.35 (có tính đến tổn thất trong bảo quản).

1. Bể hòa tan Ca(OCl)2
Kích thước bể hòa tan Ca(OCl)2 :
Dung tích của bể hòa tan :
W1 =

Q×t
600 × 3 × 10
=
= 0,52( m 3 )
100 × b1 × c 100 × 10 × 35

-

Q : lưu lượng nước cần xử lý, Q = 600 m3/ngày.

-

a : liều lượng clo hoạt tính. Đối với nước mặt, a = 2 – 3 g/m3. Chọn a = 3 g/m3.

-

t

: Thời gian sử dụng cho 1 lần pha, t = 10 ngày.

-

c

: hàm lượng Clo hoạt tính trong Ca(OCl)2 , c = 30 – 45%.

Chọn c = 35% =0.35 (có tính đến tổn thất trong bảo quản).

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

16


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

-

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

b1 : nồng độ dung dòch pha trong thùng hòa trộn ; b = 10%.

Bể được thiết kế hình tròn, đường kính bể bằng chiều cao công tác của bể D = H.
π × D2
π × D3
0,52 × 4
W1 =
×H =
= 0,52(m 3 ) ⇒ D = H = 3
= 0,9(m)
4
4
π
Tổng chiều cao bể : Hb = 0,9 + 0,3 = 1,2 (m) (chiều cao dự trữ 0,3m).
Thể tích xây dựng của bể :

π × D2
π × 0,9 2
3
V1 =

4

×H =

4

× 1,2 = 0,76(m )

Khuấy trộn bằng máy trộn cánh quạt :
Chọn số vòng quay cánh quạt là 40 vòng/phút (qui phạm ≥ 40 vòng/phút).
Chọn chiều dài cánh quạt bằng 0,45 đường kính bể (qui phạm : 0,4 – 0,45).
Chiều dài cánh quạt :
l q = 0,45 × D = 0,45 × 0,9 = 0,405(m)

Chiều dài toàn phần của cánh quạt :

Lq = 2 × l q = 2 × 0,405 = 0,81(m)

Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,15 m 2 cánh quạt/1m3 vôi sữa trong bể (qui phạm
0,1 – 0,2m2) :
f q = 0,15 × W p = 0,15 × 0,54 = 0,081(m 2 )

Chiều rộng mỗi cánh quạt :
bq =

1 f q 1 0,081
×
= ×
= 0,05( m)
2 Lq 2 0,81

Công suất động cơ để quay cánh quạt :
ρ
N (W ) = 0,5 × × h × n 3 × d 4 × z
η
Trong đó :
- ρ : trọng lượng thể tích của dung dòch được khuấy trộn.
t = 25 0 C ⇒ ρ = 997kg / m 3 .
- hq : chiều cao cánh quạt, hq = bq = 0,05m.
- n : số vòng quay của cánh quạt trong 1 giờ, n = 40 v/phút = (40/60) v/s.
- d : đường kính của vòng tròn do đầu cánh quạt tạo ra khi quay.
d = Lq = 0,81m.
- z : số cánh quạt trên trục máy khuấy, z = 4.
- η : hệ số hữu ích của cơ cấu truyền động, η = 0,8 .
3

997
 40 
⇒ N = 0,5 ×
× 0,051 ×   × 0,814 × 4 = 16(W )
0,8
 60 

Chọn động cơ có công suất 16W.

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

17


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

Các thông số thiết kế bể hòa tan Ca(OCl)2 : (chiều cao dự trữ 0,3m).
STT
1
2
3
4

Thông số
Số lượng
Chiều cao
Đường kính
Thể tích

Đơn vò
bể
m
m
m3

Kích thước
1

1,2
0,9
0,76

2. Bể tiêu thụ Ca(OCl)2 :
Kích thước bể tiêu thụ Ca(OCl)2 :
Dung tích bể tiêu thụ :
W2 ( m 3 ) =

W1 × b1 0,52 × 10
=
= 5,2(m 3 )
b2
1

Trong đó:
-

W1 : Dung tích bể hòa trộn W1 = 0,52 m3.

-

b1 : Nồng độ dung dòch trong bể hòa trộn b1 = 10%.

-

b2 : Nồng độ dung dòch trong bể tiêu thụ b2 = 1% (qui phạm 1 – 2%).

Thiết kế 2 bể tiêu thụ, một làm việc và 1 dự trữ.
Bể được thiết kế hình tròn, đường kính bể bằng chiều cao công tác của bể D = H.

π × D2
π × D3
5,2 × 4
W2 =
×H =
= 5,2( m 3 ) ⇒ D = H = 3
= 1,9(m)
4
4
π
Tổng chiều cao bể : Hb = 1,9 + 0,3 = 2,2 (m) (chiều cao dự trữ 0,3m).
Thể tích xây dựng của bể :
π × D2
π × 1,9 2
3
V2 =

4

×H =

4

× 2,2 = 6,2(m )

Khuấy trộn bằng máy trộn cánh quạt :
Chọn số vòng quay cánh quạt là 40 vòng/phút (qui phạm ≥ 40 vòng/phút).
Chọn chiều dài cánh quạt bằng 0,45 đường kính bể (qui phạm : 0,4 – 0,45).
Chiều dài cánh quạt :
l q = 0,45 × D = 0,45 × 1,9 = 0,855( m)

Chiều dài toàn phần của cánh quạt :

Lq = 2 × l q = 2 × 0,855 = 1,71(m)

Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế 0,15 m 2 cánh quạt/1m3 vôi sữa trong bể (qui phạm
0,1 – 0,2m2) :
f q = 0,15 × W p = 0,15 × 5,2 = 0,78( m 2 )

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

18


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

Chiều rộng mỗi cánh quạt :
bq =

1 f q 1 0,78
×
= ×
= 0,23(m)
2 Lq 2 1,71

Công suất động cơ để quay cánh quạt :
ρ
N (W ) = 0,5 × × h × n 3 × d 4 × z

η
Trong đó :
- ρ : trọng lượng thể tích của dung dòch được khuấy trộn.
t = 25 0 C ⇒ ρ = 997kg / m 3 .
- hq : chiều cao cánh quạt, hq = bq = 0,23m.
- n : số vòng quay của cánh quạt trong 1 giờ, n = 40 v/phút = (40/60) v/s.
- d : đường kính của vòng tròn do đầu cánh quạt tạo ra khi quay.
d = Lq = 1,71m.
- z : số cánh quạt trên trục máy khuấy, z = 4.
- η : hệ số hữu ích của cơ cấu truyền động, η = 0,8 .
3

⇒ N = 0,5 ×

997
 40 
× 0,23 ×   × 1,714 × 4 = 1452(W ) = 1,45(kW )
0,8
 60 

Chọn động cơ có công suất 1,5kW.

Dung dòch Ca(OCl)2 1% ở bể tiêu thụ được đònh lượng đều với lưu lượng không đổi
bằng bơm đònh lượng để đưa vào khử trùng nước.
Các thông số thiết kế bể tiêu thụ Ca(OCl)2 : (chiều cao dự trữ 0,3m).
STT
1
2
3
4

Thông số
Số lượng
Chiều cao
Đường kính
Thể tích

Đơn vò
bể
m
m
m3

Kích thước
2
2,2
1,9
6,2

3. Chọn bơm đònh lượng
Lưu lượng dung dòch Ca(OCl)2 1% cần thiết đưa vào nước trong 1 giờ :
qb =

Q×a
=
1000 × b × c

25 × 3
= 21,5 ( l h )
1

35
1000 ×
×
100 100

Cột áp bơm : H = 4m.

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

19


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

Công suất bơm :
N (kW ) =

qb × ρ × g × H
1000 × η

Trong đó :
-

qb : lưu lượng bơm, qb = 0,0215m3/s.
ρ : khối lượng riêng của dung dòch, ρ = 997kg / m 3 .

-

g

-

H : cột áp bơm, H = 4 m.
η : hiệu suất chung của bơm η = 0,72 – 0,93. Chọn η= 0,8.

-

-

: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2.

⇒N=

0,0215 × 997 × 9,81 × 4
× 1000 = 0,3(W )
1000 × 0,8

Chọn máy bơm đònh lượng kiểu màng, có lưu lượng thay đổi từ 15 – 30l/h, công
suất bơm 0,3W. Trong trạm bố trí 2 máy, một làm việc 1 dự phòng.

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

20


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

3. Vôi
a. Lượng vôi cần sử dụng
Kiềm hóa nước :
Liều lượng vôi dùng để kiềm hóa :
P
 100
D = e2 . − K 0 + 1 ×
 e1
 c

-

-

Trong đó :
e2 : Trọng lượng đương lượng của vôi CaO, e2 = 28.
P : liều lượng phèn sử dụng (mg/l)
Mùa khô Pk = 30 mg/l.
Mùa mưa Pm = 45 mg/l.
e1 : trọng lượng đương lượng của phèn nhôm, e1 = 57.
K0 : độ kiềm của nhỏ nhất của nước nguồn, K = 4mgđl/l.
1 : độ kiềm dự phòng của nước (mgđl/l).
c : tỉ lệ chất kiềm hóa nguyên chất có trong sản phẩm sử dụng, c = 75%.
 30
 100
⇒ Dk = 28. − 4 + 1 ×
= −92(mg / l )
 57
 75

 45
 100
Dm = 28. − 4 + 1 ×
= −82,5(mg / l )
 57
 75

Dk và Dm đều âm (< 0) nghóa là độ kiềm tự nhiên của nước đủ đảm bảo cho
quá trình thủy phân phèn nên không cần phải kiềm hóa nước.
Xử lý ổn đònh nước :
Liều lượng phèn sử dụng (mg/l)
- Mùa khô Pk = 30 mg/l.
- Mùa mưa Pm = 45 mg/l.
Độ kiềm của nước nguồn sau khi pha phèn :
P

30

k
Mùa khô : K k = K 0 − e = 4 − 57 = 3,5 (mgđl/l).
1

P

45

m
Mùa mưa : K m = K 0 − e = 4 − 57 = 3,2 (mgđl/l).
1

-

e1 : trọng lượng đương lượng của phèn nhôm, e1 = 57.
K0 : độ kiềm của nhỏ nhất của nước nguồn, K0 = 4mgđl/l.

Hàm lượng CO2 tự do có trong nước nguồn sau khi pha phèn :
P

30

Mùa khô : C k = C 0 + 44. e = 5 + 44. 57 = 28,2 (mgđl/l).
1

P

45

Mùa mưa : C m = C 0 + 44. e = 5 + 44. 57 = 39,7 (mgđl/l).
1

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

21


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

Tra biểu đồ hình 1.3/trang 22 _Tập 2, Xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt và

công nghiệp _Trònh Xuân Lai.
0
- Hàm số nhiệt độ của nước : t = 25 C ⇒ f1 (t ) = 2 .
2+
- Hàm số hàm lượng ion Ca2+ trong nước : [Ca ] = 40mg / l ⇒ f 2 (Ca ) = 1,6 .
-

Hàm số độ kiềm của nước :

K k = 3,5( mgđg/ l ) ⇒ f 3 ( K k ) = 1,55

.

K m = 3,2(mgđg/ l ) ⇒ f 3 ( K m ) = 1,5
Hàm số tổng hàm lượng muối của nước : P = 150(mg / l ) ⇒ f 4 ( P) = 8,75 .
⇒

pH s ( k ) = f 1 (t ) − f 2 (Ca 2+ ) − f 3 ( K k ) + f 4 ( P ) = 2 − 1,6 − 1,55 + 8,75 = 7,6
pH s ( m ) = f 1 (t ) − f 2 (Ca 2+ ) − f 3 ( K m ) + f 4 ( P ) = 2 − 1,6 − 1,5 + 8,75 = 7,65

Chỉ số bão hòa của nước :
Mùa khô :
Mùa mưa :

I k 1 = pH o (min) − pH s = 6,5 − 7,6 = −1,1
I k 2 = pH o (max) − pH s = 6,8 − 7,6 = −0,8
I m1 = pH o (min) − pH s = 6,5 − 7,65 = −1,15
I m 2 = pH o (max) − pH s = 6,8 − 7,65 = −0,85

Cả 4 trường hợp I < 0 chứng tỏ nguồn nước có tính xâm thực.

1 . Liều lượng vôi cần dùng để xử lý ổn đònh nước (ngăn ngừa quá trình xâm thực) :
pH0 < pHs < 8,4 ⇒ D = β × K ×
-

100.e2
100 × 28
= 0,5 × 3,2 ×
= 60(mg / l )
c
75

β : hệ số phụ thuộc vào pH0 và chỉ số bão hòa I của nước nguồn.
β xác đònh theo biểu đồ hình 15.4/trang 530 _Tập 2, Xử lý nước thiên nhiên
cấp cho sinh hoạt và công nghiệp _Trònh Xuân Lai.
pH 0 = 6,5; I ≈ 1,1 ⇒ β = 0,5
nên lượng vôi tính theo β = 0,5 .
pH 0 = 6,8; I ≈ 0,8 ⇒ β = 0,3

2. Liều lượng vôi cần thiết cho việc cấy lên thành ống dẫn 1 lớp màng bào vệ canxi
cacbonat CaCO3 :

(

)

 K × C. 5.10 − I − 1  100.e2
⇒
D
=
pH0 < 8,4 và pHs < 7,7


×
−I
c
 220 × K .10 + C 

-

K : độ kiềm của nước nguồn sau khi pha phèn (mgđl/l).
C : hàm lượng CO2 tự do có trong nước nguồn sau khi pha phèn (mg/l).
e2 : trọng lượng đương lượng của vôi CaO, e2 = 28.
c : tỉ lệ chất kiềm hóa nguyên chất có trong sản phẩm sử dụng, c = 75%.

(

)

 K × C k . 5.10 − I k − 1  100.e2
Dk =  k
×
−Ik
c
 220 × K k .10 + C 
 3,5 × 28,2 × 5.101,1 − 1  100.28
⇒ Mùa khô : Dk1 = 
= 23,5(mg / l )
×
1,1
75
 220 × 3,5 × 10 + 28,2 

(

Dk 2

(

)

)

 3,5 × 28,2 × 5.10 0,8 − 1  100.28
=
= 23(mg / l )
×
0 ,8
75
 220 × 3,5.10 + 28,2 

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

22


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

(

)

 K m × C m . 5.10 − I m − 1  100.e2
Dm = 
×
−Im
c
 220 × K m .10 + C 
 3,2 × 39,7 × 5.101,15 − 1  100.28
⇒ Mùa mưa : Dm1 = 
= 33(mg / l )
×
1,15
75
 220 × 3,2 × 10 + 39,7 

(

)

(

)

 3,2 × 39,7 × 5.10 0,85 − 1  100.28
Dm 2 = 
= 32,5( mg / l )
×
0 ,85
75

 220 × 3,2 × 10 + 39,7 

Vậy lượng vôi lớn nhất cần sử dụng D = 60 mg/l.
Lượng vôi cần sử dụng trong 1 ngày :
a = Q × D = 600 ×

60
= 36(kg / ngày )
1000

b. Thiết bò vôi tôi, pha chế sữa vôi và dung dòch vôi bão hòa
Lượng vôi cần dùng dưới 50 kg trong 1 ngày (tính theo CaO) nên chọn sơ đồ
sử dụng dung dòch vôi gồm có kho dự trữ ướt, bể pha vôi, thiết bò đònh lượng vôi.
Trước tiên, vôi sống phải được đem tôi. Do trạm xử lý có công suất nhỏ nên
tôi vôi trong các bể tôi vôi thông thường thành vôi sữa đặc. Sau đó, vôi sữa đặc
được gàu ngoạm vận chuyển bằng cẩu palăng đưa sang bể pha vôi. Tại đây, vôi
được pha loãng đến nồng độ thích hợp (không lớn hơn 5%).
1. Bể tôi vôi (kho dự trữ ướt)
Bể tôi vôi có dung tích đủ cho 30 – 45ngày tiêu thụ của nhà máy và đảm bảo lượng
nước 3 – 3,5m3/tấn vôi cục.
Chọn thời gian 45 ngày.
Lượng vôi cần tôi trong 1 lần : G = a x t = 36 x 45 = 1620 (kg) = 1,62(T) .
Lượng nước cần để tôi 1 tấn vôi cục là 3,5m 3.
3
Dung tích bể tôi vôi : V = 3,5 x 1,62 = 5,67 (m ) .
Chia bể làm 2 ngăn để tiện việc thau rửa.
Kích thước 1 bể là : dài : rộng : cao = 2m : 1,5m : 1m.
Chọn chiều cao bảo vệ : hbv = 0,3m (chọn trong khoảng 0,3 – 0,5m).
Tổng chiều cao bể : H = 1 + 0,3 = 1,3 (m).
3

Thể tích 1 ngăn : V1 = 2 × 1,5 × 1,3 = 3,9 (m ) .
3
Dung tích thực của bể tôi vôi : V = 2 × 3,9 = 7,8 (m )
Vôi đã tôi được xúc sang bể pha vôi bằng gàu ngoạm.
2. Bể pha vôi
Kích thước bể pha vôi :
Dung tích bể pha vôi :
W2 (m 3 ) =

Q×n× D
10.000 × b2 × γ

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

23


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

-

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

Trong đó :
Q : lưu lượng nước tính toán, Q = 600 m3/ngày.
N : số giờ giữa 2 lần pha vôi, n = 1 ngày.
D : liều lượng vôi cho vào nước, D = 60mg/l.
b2 : nồng độ vôi sữa, b2 = 5%.
γ : khối lượng riêng của vôi sữa, γ = 1(T / m 3 ) .
⇒ W2 (m 3 ) =

600 × 1 × 60
= 0,72( m 3 )
10.000 × 5 × 1

Bể pha vôi sữa có tiết diện hình tròn đường kính D = 1,2m, gồm 2 phần : phần trên
hình trụ, bên dưới hình chóp có góc tâm 600, bề rộng đáy a = 0,2m.
Đáy bể đặt ống xả cặn D = 150mm.
Chiều cao phần hình trụ :
Ht =

4.W2 4 × 0,72
=
= 0,65( m)
π .D 2 π × 1,2 2

Chiều cao phần hình chóp :
H ch =

D−a
2 × tg 60

( 2)

=

1,2 − 0,2
= 0,85(m)
2 × tg 60
2

( )

Chiều cao dự trữ : Hdt = 0,3m (qui phạm 0,3 – 0,4m ).
Tổng chiều cao bể pha vôi sữa : H = Ht + Hdt + Hch = 0,65 + 0,85 + 0,3 = 1,8(m).
Thể tích xây dựng của bể :
H ch  π .1,2 2 
π .D 2 
0,85 
3
Wp =

4

×  H t + H dt +
=
3 


4

×  0,65 + 0,3 +
 = 1,4(m )
3 


Các thông số thiết kế bể pha vôi : (chiều cao bảo vệ là 0,3m)
STT
1
2

3
4

Thông số
Số lượng
Chiều cao
Đường kính
Thể tích

Đơn vò
bể
m
m
m3

Kích thước
1
1,8
1,2
1,4

Khuấy trộn bằng máy khuấy :
Để giữ cho sữa vôi không bò lắng và có nồng độ đều 5% phải liên tục khuấy trộn
bằng máy khuấy.
Chọn máy khuấy kiểu tuabin chong chóng lắp 3 cánh quạt.

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

24

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

GVHD : NGUYỄN PHƯỚC DÂN

Số vòng quay và công suất động cơ chọn theo bảng :
D (m)
0,6
0,8
d(mm)
150
200
a (mm)
210
280
n(vòng/phút) 1000
630
N (kW)
0,2
0,37
- D : đường kính bể (m).

1,0
250
350
800
0,6

1,2
300

420
400
0,75

-

d : đường kính cánh quạt (mm).

-

a : bước trục vít (mm).

-

n : số vòng quay của trục (vòng/phút).

-

N : công suất động cơ (kW).

1,4
300
420
500
1,1

1,6
400
480
500

2,2

2,0
500
500
400
3,0

2,4
600
600
250
5,0

2,6
600
600
320
6,6

Tra bảng trên, D = 1,2m nên chọn máy khuấy có các thông số như sau :
-

Đường kính cánh quạt : d = 300 mm.

-

Bước trục vít : a = 420 mm.

-

Số vòng quay của trục : n = 400 vòng/phút.

-

Công suất : N = 0,75kW.

3. Chọn bơm đònh lượng
Lưu lượng dung dòch vôi sữa 5% cần thiết đưa vào nước trong 1 giờ :
qb =

Q× D
25 × 60 × 100
=
= 30( l h ) = 8,3.10 −6 (m 3 / s )
1000 × b
1000 × 5

Cột áp bơm : H = 10 m.
Công suất bơm :
N ( kW ) =

qb × ρ × g × H 8,3.10 −6 × 997 × 9,81 × 4
=
= 0,4.10 −3 (kW ) = 0,4(W )
1000 × η
1000 × 0,8

: lưu lượng bơm, qb = 8,3.10-6m3/s.

-

qb
ρ

-

g

: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2.

-

H
η

: cột áp bơm, H = 4 m.

-

-

3
: khối lượng riêng của dung dòch, ρ = 997 kg / m .

: hiệu suất chung của bơm η = 0,72 – 0,93. Chọn η= 0,8.

Chọn bơm đònh lượng kiểu màng lưu lượng 10 – 40 l/h, công suất 0,4W. Trong trạm
đặt 2 bơm, 1 làm việc và 1 dự phòng.

SVTH : NHỮ THÙY TRANG

25