Đồ án nước cấp nguồn nước mặt THÀNH PHỐ RẠCH GIÁ lưu lượng nước cần xử lý, Q = 30000 (m3/ngđ)

Mục Lục

SVTH: CAO THỊ MAI ANH
1


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU LƯU VỰC THIẾT KẾ
1.1. GIỚI THIỆU KHU VỰC CẤP NƯỚC
-

-

-

Thành phố Rạch Giá được nâng cấp từ thị xã Rạch Giá theo nghị định số
97/2005/NĐ-CP tháng 7 năm 2005 của chính phủ. Tổng diện tích của thành
phố Rạch Giá là 104 km2 , với tổng số dân là 245.328 người (năm 2015). Mật
độ dân số là 4.553người/km2, gồm 3 dân tộc Kinh – Hoa – Khmer và số ít dân
tộc khác. Chia số đôi số dân để xây dựng 2 nhà máy với công suất cấp cho số
dân bằng nhau là 122664 người.
Công tác quy hoạch và phát triển mở rộng Rạch Giá đã bắt đầu hoạt động từ
năm 2015 đến nay. Rạch giá đã tranh thủ được nhiều nguồn vốn phát triển trên
các lĩnh vực, từ vốn của khối kinh tế tư nhân cho đến vốn trung ương, từ hạ
tầng đô thị cho đến công nghiệp dịch vụ. Rạch giá hiện có khá nhiều công
trường, các khu công nghiệp, các hoạt động kinh tế và các khu vui chơi. Rạch
Giá là đô thị loại II, dự kiến năm 2020, Rạch Giá sẽ là đô thị loại I trực thuộc
tỉnh Kiên Giang.
Thành phố có 11 đơn vị hành chính cấp phường và 1 xã với 68 khu phố ấp,
1.209 tổ nhân dân tự quản:
+ Xã Phi Thông
+ Phường Vĩnh Thanh Vân

+ Phường Vĩnh Thanh
+ Phường Vĩnh Lạc
+ Phường Vĩnh Bảo
+Phường An Hòa
+ Phường Vĩnh Quang
+ Phường Vĩnh Hiệp
+ Phường Vĩnh Thông
+ Phường Vĩnh Lợi
+ Phường An Bình
+ Phường Rạch Sỏi

SVTH: CAO THỊ MAI ANH
2


Hình 2.1 Bản đồ hành chính thành phố Rạch Giá

SVTH: CAO THỊ MAI ANH
3


1.1.1.

Vị trí địa lý.

Thành phố Rạch giá có trung tâm đô thị nằ trải dài bên bờ Đông vịnh Thái Lan, được
bao quanh bởi sông Kiên ở phía Bắc và Đông Bắc, sông Cái Lớn ở phía Nam. Rạch
Giá cách Thành PHố Hồ Chí Minh 245 km về hướng Tây Nam cách Cần Thơ 116 km
về hướng Tây và cửa khẩu quốc tế Hà Tiên 95 km về hướng Đông Nam.
- Phía Đông thành phố giáp các huyện Tân Hiệp và Châu Thành

- Phía Nam giáp các huyện Châu Thành và An Biên
- Phía Bắc giáp các huyện HÒn Đất và Tân Hiệp
- Phía Tây giáp giới tiếp giáp vùng biển huyện Kiên Hải
1.1.2.

Địa hình.

Địa hình đất liền tương đối bằng phẳng, có hướng thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây
Nam. Đặc điểm vùng địa hình này bị thủy triều chi phối rất lớn khả năng tiêu thoát
úng đồng thời bị ảnh hưởng lớn của mặn nhất là vào tháng cuối mùa khô gây trở ngại
nhiều đến sản xuất và đời sống của người dân.
1.1.3.

Khí hậu

Khí hậu ở Rạch Giá mang tính chất nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, ngoài ra do nằm sát
biển nên khí hậu còn mang tính chất hải dương, hàng năm có hai mùa khí hâu tương
phản một cách rõ rệt (mùa khô và mùa mưa). Nhiệt độ trung bình hàng năm là 27 0C
biên độ nhiệt hàng năm là 3 0C. Tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 4
(290C), tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là tháng 1 (25.60C)
1.1.4.

Thuỷ văn

Thành phố Rạch Giá - tỉnh Kiên Giang là cuối nguồn nước ngọt của nhánh sông Hậu
nhưng lại ở đẩu nguồn nước mặn vịnh Thái Lan. Chế độ thủy văn bị chi phối bởi 3
yếu tố: thủy triều vịnh Thái Lan, chế độ thủy văn của sông Hậu và mưa tại chỗ. Các
yếu tố này tác động từng thời kỳ, từng vùng khác nhau làm chế độ thuỷ văn của nơi
này diễn biến phong phú và đa dạng.

1.1.5. Tài nguyên nước (Tỉnh Kiên Giang)
Nguồn nước mặt khá dồi dào, nhưng đến mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 7) phần lớn
nước mặt đều bị nhiễm phèn mặn. Toàn tỉnh Kiên Giang có 3 con sông chảy qua: sông
Cái Lớn (60 km), công Cái Bé (70 km) và sông Giang Thành (27,5 km). Ngoài ra tỉnh
còn có hệ thống kênh rạch, những kênh rạch này có nhiệm vụ tiêu úng, sổ phèn, giao
thông đi lại, bố trí dân cư đồng thời có tác dụng dẫn nước ngọt từ sông Hậu về vào
mùa khô phục vụ cho sàn xuất và sinh hoạt của nhân dân.
1.2. Công suất cấp nước toàn khu vực

SVTH: CAO THỊ MAI ANH
4


Theo TCXDVN 33:2006
STT Đối tượng dùng nước và thành phần cấp nước

II.

Giai đoạn
2010

2020

120
80

150
100

85

75
10

99
90
10

10

10

22 ÷ 45

22 ÷ 45

< 25

< 20

8 ÷ 10

7÷8

Đô thị loại II, đô thị loại III
a) Nước sinh hoạt:
- Tiêu chuẩn cấp nước ( l.người/ngày ):

-

b)

c)
d)
e)
f)

+ Nội đô
+ Ngoại vi
Tỷ lệ dân số được cấp nước (%):
+ Nội đô
+ Ngoại vi
Nước phục vụ công cộng; Tính theo % của
(a)
Nước cho công nghiệp dịch vụ trong đô thị;
Tính theo % của (a)
Nước khu công nghiệp
( lấy theo điều 2.4 – Mục 2 )
Nước thất thoát; Tính theo % của
( a + b + c +d )
Nước cho yêu cầu riêng của nhà máy xử lý
nước; Tính theo % của ( a + b + c + d + e )

Lưu lượng ngày tính toán (trung bình trong năm) cho hệ thống cấp nước tập trung
được xác định theo công thức:
Qngày tb (m3/ngày) =
Trong đó:
qi: Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt ( lấy theo bảng 3.1)
Ni: Số dân tính toán ứng với tiêu chuẩn cấp nước qi
fi: Tỷ lệ dân được cấp nước (lấy theo bảng 3.1)
D: Lượng nước tưới cây, rửa đường, dịch vụ đô thị, khu công nghiệp, thất thoát, nước
cho bản thân nhà máy xử lý nước được tính theo bảng 3.1 và lượng nước dự phòng.

Lượng nước dự phòng cho phát triển công nghiệp, dân cư và các lượng nước khác
chưa tính được cho phép lấy thêm 5-10% tổng lưu lượng nước cho ăn uống sinh hoạt
của điểm dân cư; Khi có lý do xác đáng được phép lấy thêm nhưng không quá15%.
SVTH: CAO THỊ MAI ANH
5


Lưu lượng nước tính toán trong ngày dùng nước nhiều nhất và ít nhất ngày (m3/ngày)
được tính theo công thức:
Qngày.max = Kngày.max x Qngày.tb
Qngày.min = Kngày.min x Qngày.tb
Hệ số dùng nước không điều hoà ngày kể đến cách tổ chức đời sống xã hội, chế độ
làm việc của các cơ sở sản xuất, mức độ tiện nghi, sự thay đổi nhu cầu dùng nước theo
mùa cần lấy như sau:
K ngày/max = 1,2 ÷ 1,4
K ngày/min = 0,7 ÷ 0,9
Lưu lượng giờ tính toán q m3/h, phải xác định theo công thức:
qgiờ max= Kgiờ max.
qgiờ min= Kgiờ min.
Hệ sống dùng nước không điều hoà K giờ xác định theo biểu thức:
Kgiờ max = αmax x bmax
Kgiờ min = αmin x bmin
Ta có
Các số liệu lấy cho khu vực nội đô:
- tiêu chuẩn cấp nước: q = 150(l/người.ngày)
- tỉ lệ dân số được cấp nước: f = 99%
- N = 122664 (người) Do số dân quá đông nên ta chia đổi để dễ dàng tính hơn
→ Qsinh hoạt == = 18216 (m3/ng.đêm)
Qphục vụ công cộng = 10% Qsinh hoạt = 0,1. 18216 = 1822 (m3/ng.đêm)
Qcông nghiệp dich vụ = 10% Qsinh hoạt = 0,1. 18216 = 1822 (m3/ng.đêm)

Qthất thoát = 15%( Qsinh hoạt+ Qphục vụ công cộng + Qcông nghiệp dich vụ)
= 3279 (m3/ng.đêm)
Qdùng trong trạm xử lý = 7%( Qsinh hoạt+ Qphục vụ công cộng + Qcông nghiệp dich vụ+ Qthất thoát)
SVTH: CAO THỊ MAI ANH
6


= 1760 (m3/ng.đêm)
Qdự phòng = 10% Qsinh hoạt= 0,1. 18216 = 1822 (m3/ng.đêm)
 Qngày.tb = Qsinh hoạt + Qphục vụ công cộng + Qcông nghiệp dich vụ + Qthất thoát + Qdùng trong trạm xử lý +

Qdự phòng
= 28721(m3/ng.đêm).
Lấy Q = 30000 (m3/ng.đêm)
Lưu lượng nước tính toán trong ngày dùng nước nhiều nhất và ít nhất:
Qngày max= Kngày max. Qngày.tb = 1,3. 30000 = 39000 (m3/ng.đêm).
Qngày min= Kngày min. Qngày.tb = 0,8. 30000 = 24000 (m3/ng.đêm).
Kgiờ max = αmax.bmax =1,2.1,1 = 1,32
( số dân >100000 người → bmax=1,1 theo bảng 3.2 TCVN 33-2006)
Kgiờ min = αmin.bmin = 0,4.0,7 = 0,28
( số dân >100000 người → bmax=0,7 theo bảng 3.2 TCVN 33-2006)
Lưu lượng nước tính toán trong giờ dùng nước nhiều nhất và ít nhất:
qgiờ max = Kgiờ max.= 1,32 . = 2145 (m3/h)
qgiờ min = Kgiờ min.= 0,28 . = 280 (m3/h)
1.3. Hiện trạng cấp nước trên khu vực

1.3.1. Đơn vị cấp nước tại khu vực đô thị
- Công ty TNHH MTV Cấp Thoát nước Kiên Giang là một doanh nghiệp 100%
vốn Nhà nước, hạch tốn kinh tế độc lập và tự chủ về tài chính với chủ sở hữu là
Ủy ban Nhân dân tỉnh Kiên Giang. Tiền than của Công ty Cấp nước Kiên Giang

là hệ thống cấp nước Rạch Giá được xây dựng từ năm 1963, có công suất
4.800m3/ngày nằm trên đường Mạc Cửu và kênh Rạch Giá – Long Xuyên.
- Ngày 28/11/1992 UBND tỉnh Kiên Giang ra quyết định số 925/UB-QĐ thành
lập DNNN Công ty Cấp thoát nước Kiên Giang
- Qua 47 năm hình thành và phát triển đến nay tổng công suất của hệ thống cấp
nước do Công ty quản lý đã lên đến trên 70.000 m3/ngày. Công ty có 1 xí nghiệp
cấp nước, 7 trạm cấp nước, 5 chi nhánh cấp nước, với tổng chiều dài mạng lưới
cấp nước hơn 350km (đường kính từ D100 đến D400).

SVTH: CAO THỊ MAI ANH
7


- Ngày 24/06/2010 UBND tỉnh Kiên Giang ra quyết định số 1386/QĐ-UBND
chuyển đổi Công ty Cấp thoát nước Kiên Giang thành Công ty TNHH MTV Cấp
thoát nước Kiên Giang.
Đề xuất dây chuyền công nghệ.
Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước phụ thuộc vào chất lượng và đặc trưng của
nguồn nước thô. Các vấn đề cần đề cập đến khi thiết kế hệ thống xử lý nước
bao gồm chất lượng nước thô, yêu cầu và tiêu chuẩn sau xử lý. Dựa vào các số
liệu đã có, so sánh chất lượng nước thô và nước sau xử lý để quyết định cần xử
lý những gì, chọn những thông số chính về chất lượng nước và đưa ra kỹ thuật
xử lý cụ thể.
Theo chất lượng nước nguồn đã có đưa ra các phương án xử lý:

1.3.2.

Nguyên lý hoạt động
-

Nước từ trạm bơm cấp I được đưa đến bể trộn thủy lực, tại đây chất keo tụ sẽ
được đưa vào khuấy trộn nhằm mục đích keo tụ các cặn lơ lửng làm tăng hiệu
quả lắng. Tiếp đến nước được đưa đến bể phản ứng tại đây quá trình phản ứng
hình thàng bông cặn xảy ra

-

Nước sẽ được đưa đến công trình tiếp theo-bể lắng ngang để loại bỏ phần lớn
các bông cặn tạo ra trong quá trình keo tụ, tiếp đến nước sẽ được đưa đến bể
lọc để loại bỏ phần cặn còn lại không chỉ thế nó còn loại bỏ một số chất hữu cơ
có trong nước đầu vào.

SVTH: CAO THỊ MAI ANH
8


-

Nước tiếp tục được đưa vào bể tiếp xúc, tại đây clo được châm vào nhằm mục
đích khử trùng, tiêu diệt các vi sinh vật gây hại sau khi đã được khử trùng nước
được chuyển đến bể ổn định nước trước khi vận chuyển đến bể chứa nước sạch
và đưa đến trạm bơm cấp II để phân phối vào mạng lưới.
Ưu điểm

-

Đối với bể trộn thủy lực do cường độ khuấy trộn cao nên thời gian khuấy trộn
ngắn hơn do vậy dung tích bể khuấy trộn nhỏ.

-

Hiệu quả lắng khi sử dụng bể lắng ngang tương đối cao, vân hành bể lắng
ngang tương đối đơn giản
Nhược điểm

-

Cần thiết kế bể phản ứng trước khi đưa nước vào bể lắng ngang

-

Tốn kém chi phí xây dựng cho bể lắng ngang

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGUỒN
Số liệu đầu bài
SVTH: CAO THỊ MAI ANH
9


Thông số

Số liệu đầu bài

Nhiệt độ (oC)
pH
Độ oxy hóa (mg/L)
Độ mầu (pt - co)
Chất rắn lơ lửng (mg/l)
Fe tổng (mg/L)
Fe II (mg/L)

Mn (mg/L)
H2S (mg/L)
Na+ + K+ (mg/L)
Ca2+ (mg/L)
Mg2+ (mg/L)
NH4+ (mg/L)
HCO3- (mg/L)
SO42- (mg/L)
ClSO32Ecoli (MPN/l)

18
6,9
6
70
800
0,1
0,02
0,01
0,4
133
40
14
0,2
150
18
19
0,2
50

2.1.

Xác định các chỉ tiêu còn thiếu
a) Tính tổng hàm lượng muối

Trong đó:
: Tổng hàm lượng ion dương không kể đến Fe2+
: Tổng hàm lượng ion âm không kể đến HCO3-, SiO2= 133 + 40 + 14 + 0,2 = 187,2 (mg/l)
= 18 + 19 + 0,2 = 37,2 (mg/l)
Như vậy:
P = 187,2 + 37,2 + 1,4.0,02 + 0,5.150 + 0,13.0 = 299,428(mg/l).
+ Tính độ kiềm toàn phần

Khi pH < 8.4 thì độ kiềm được tạo ra chủ yếu bởi HCO3- và [OH-]=0. Khi đó độ kiềm
được xác định theo công thức:

SVTH: CAO THỊ MAI ANH
10


+ Tính độ cứng toàn phần (theo mgđl/l)

Độ cứng toàn phần = Độ cứng của

+ Độ cứng của

+ Xác định hàm lượng CO2 tự do hòa tan trong nước

Ở nhiệt độ t = 180C, độ muối P = 299,428 mg/l, độ kiềm = 2,46 ; pH = 6,9.
Từ nhiệt độ, độ muối, độ kiềm, pH đã biết ta xác định hàm lượng CO2 tự do hòa tan
trong nước dựa theo biểu đồ dưới đây thì hàm lượng CO2 xác định được là 26 mg/l.

SVTH: CAO THỊ MAI ANH
11


● Đánh giá và so sánh các chỉ tiêu
Số liệu
đầu bài

Thông số

Nhiệt độ (oC)
18
pH
6,9
Độ oxy hóa (mg/L)
6
Độ mầu (pt - co)
70
Chất rắn lơ lửng (mg/l)
800
Fe tổng (mg/L)
0,1
Fe II (mg/L)
0,02
Mn (mg/L)
0,01
H2S (mg/L)
0,4
+
+

Na , K (mg/L)
133
2+
Ca (mg/L)
40
2+
Mg (mg/L)
14
+
NH4 (mg/L)
0,2
HCO3 (mg/L)
150
2SO4 (mg/L)
18
Cl
19
2SO3
0,2
Ecoli (MPN/l)
50
b)
Xác định lượng Clo hóa sơ bộ.

QCVN 01:2009
BYT và TCVN
33:2006
6,5-8,5
2
15

20
0,3
0,3
0,05
200
100
3
250
250
0

So sánh

Xử lý
Xử lý
Xử lý

Xử lý

Liều lượng Clo dung để Clo hóa sơ bộ tính theo công thức:
= 6 x 0,2 + 1,5 x 0 + 2 = 3,2 (mg/l)
= 0,47 x [ ] = 0,47 x 0,4 = 0,188 (mg/l)
∑ = 3,388 (mg/l)
c)
-

Xác định liều lượng Phèn

Loại phèn sử dụng thường là phèn nhôm khô. Đưa phèn vào để xử lý nước đục
và độ màu.

SVTH: CAO THỊ MAI ANH
12


Hàm lượng cặn (mg/l)

Liều lượng phèn nhôm không chứa nước (mg/l)

Đến 100

25 – 35

101 - 200

30 – 40

201 - 400

35 – 45

401 - 600

45 – 50

601 - 800

50 - 60

801 - 1000

60 - 70

1001 - 1500
70 - 80
Bảng : Liều lượng phèn để xử lý nước đục( TCXDVN 33:2006 )
Liều lượng phèn xử lý nước đục được xác định theo hàm lượng cặn lơ lửng: C = 800
mg/l
Có C = 800 mg/l, tra bảng và nội suy:
( mg/l )
Liều lượng phèn để xử lý độ màu của nước được xác định theo độ màu M :
33,5(mg/l )
So sánh giữa liều lượng phèn tính theo hàm lượng cặn và độ màu thì lượng phèn sử
dụng cho xử lý cặn lớn hơn lượng phèn dùng cho xử lý độ màu. Do đó sử dụng lượng
phèn LP = 60 mg/l
Xác định mức độ kiềm hóa
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

d)
-

-

Nếu phải kiềm hóa nước để nâng pH lên giá trị phù hợp với yêu cầu xử lý,
lượng kiểm được tính:
( mg/l )

Trong đó:
- Lp: Liều lượng phèn đưa vào trong nước

- Lp= Max{L1p, L2p} = 60
- ep((Al2(SO4)3) = 57 mgđl/l
- ek: Đương lượng kiềm, chọn chất kiềm hóa là CaO nên ek = 28 mgđl/l
- : Độ kiềm của nước nguồn, = 2,46 mgđl/l
- C: Nồng độ CaO trong sản phẩm sử dụng, C = 80%
SVTH: CAO THỊ MAI ANH
13


-

0,5: Độ kiềm dự trữ
= - 20,32 < 0

Vậy ta không cần phải kiềm hóa
2.2. Xác định chỉ tiêu cơ bản của nước sau xử lý
b)
Độ kiềm Ki*

c)

( mgđl/l )
Hàm lượng CO2
= + 44 = 10 + 44 x = 56,32 ( mg/l )

d)

Xác định pH sau khi qua phèn
Ở nhiệt đọ t = 180 C, độ muối P = 299,428 (mg/l)
Hàm lượng CO2* = 56,32 (mg/l)

Độ kiềm Ki* = 1,4 (mg/l)

Hình 1: Xác định pH
pH* = 6,54
Xác định pH ở trạng thái cân bằn bão hòa (pHs)
Ta có pHs là độ pH của nước sau khi đã bão hòa Cacbonat đến trang thái cân
bằng được xác định:pHs= f1(t) − f2(Ca2+) − f3(k1) + f4(P )
f1(t0): là hàm số của nhiệt độ theo to.
f2(Ca2+): là hàm số của nồng độ ion Ca2+
f3(k1): là hàm số của độ kiềm sau khi pha phèn KiTP.
f4(P ): là hàm số của tổng hàm lượng muối P

e)
-

SVTH: CAO THỊ MAI ANH
14


Hình H-6.1: Đồ thị để xác định pH của nước đã bão hoà Canxi Cacbonát
đến trạng thái cân bằng.
Với t0 =180C thì f1(t0) = 2,13
Với [Ca2+] = 40 (mg/l) thì f2(Ca2+) = 1,6
Với = 1,4 (mgđl/l) thì f3(k1) = 1,28
Với P = 299,428 (mg/l) thì f4(P) = 8,80
Do đó: pHs= 2,13− 1,6− 1,28+ 8,80 = 8,05 => J = 6,5 – 8,05 = -1.55
Nhận thấy: J < -0,5 chứng tỏ nước nguồn có tính xâm thực nên cần phải tạo lớp
bảo vệ bằng Cacbonat ở mặt trong thành ống bằng kiềm hóa nước. Sử dụng vôi để
kiềm hóa nước.
f)

Lượng vôi để xử lý ổn định nước

Dựa vào bảng 6.20 TCXDVN 33:2006 ta có:
J< -0,5 pH < pHs < 8.4 => Lv= evβ Ki*
ev: đương lượng của hoạt chất trong kiềm mg/mgđl. Đối với vôi tính theo CaO.
Cv: hàm lượng hoạt chất trong sản phẩm kỹ thuật Cv = 80%
β : là hệ số xác định theo đồ thị hình 6-4, TCXD 33:2006

SVTH: CAO THỊ MAI ANH
15


Hình 4: Biểu đồ để xác định hệ số β theo nồng độ kiềm khi pHo < pHs < 8.4.
Ta có |J| = 1.55 và pHo = 6,4 tra được giá trị

= 0,85


= 28 x 0,85 x 1,4 x = 26,656 ( mg/l )
g)

Tính toán hàm lượng cặn lớn nhất sau xử lý

K : là hệ số ứng với từng loại phèn, với phèn nhôm sạch, K = 0.55
M : độ màu của nguồn nước, M=80 Pt-Co
: Tổng cặn lơ lửng ban đầu
= 800 + 0.55 x + 0.25 x 70 + 26,656 = 844,7 ( mg/l )

SVTH: CAO THỊ MAI ANH

16


CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN
3.1. Công trình hòa phèn và chuẩn bị phèn
Chọn thông số tính toán:
Theo mục 6.22, 6.24 TCN 33 – 2006 chọn:
Cường độ khí nén trong bể hoà phèn là Ukn = 9 (l/s-m2)
Cường độ khí nén trong bể tiêu thụ là Ukn = 5 (l/s-m2)
Để phân phối khí dùng ống bằng vật liệu chịu được axit nên ta dùng ống nhựa
có khoan hai hàng lỗ nghiêng 450 so với phương thẳng đứng và hướng xuống
dưới.
Tốc độ không khí trong ống là V = 15 (m/s)
Tốc độ không khí qua lỗ là v = 25 (m/s)
Đường kính lỗ là d = 4 (mm)
Áp lực không khí ép là p = 1,2 (at)
1. Tính toán bể hòa phèn:

Hình 2: Bể hòa phèn
Theo mục 6.19 TCN 33 – 2006, dung tích bể hoà phèn được xác định theo công
thức:
Trong đó:
-Q: Là lưu lượng nước cần xử lý, Q = 30000 (m3/ngđ) = 1250 (m3/h)
SVTH: CAO THỊ MAI ANH
17


-LP: Là liều lượng phèn, LP = 60 (mg/l)
-n: Là thời gian giữa hai lần hoà phènđối với trạm công suất:( theo mục
6.19 TCN 33 – 2006):

đến 1200 m3/ngày; n = 24 giờ
1200 -10.000 m3/ngày; n = 12 giờ
10.000 -50.000 m3/ngày; n = 8 - 12 giờ
> 50.000 m3/ngày; n = 6 - 8 giờ.
Với Q = 30000 (m3/ngđ) chọn n = 11 (h)
-γ: Là tỷ trọng của dung dịch phèn, γ = 1 (T/m3)
-bh: Là nồng độ dung dịch hóa chất trong thùng hòa trộn %, chọn bh = 15%
⇒
2. Tính toán bể tiêu thụ:

Theo mục 6.19 TCVN 33 – 2006, dung tích bể tiêu thụ được xác định theo công thức:
Trong đó:
W2: Là dung tích bể tiêu thụ
W1: Là dung tích bể hoà phèn
-bh: Là nồng độ dung dịch hoá chất trong bể hoà phèn lấy 15%
-bt = 8% Là nồng độ dung dịch hoá chất trong bể tiêu thụ

theo mục
6.20 TCN

Chọn chiều cao bể là h=1 m, chiều cao bảo vệ là 0,5 m
 H=h+ hbv=1+0,5=1,5

Diện tích của bể là (m2)
Chọn L=2,5 m và B=2,5 m
Kích thước bể là: H×L×B=22,51,5( m )
● Cấu tạo thiết kế:
Bể hoà trộn thiết kế có tường đáy ngiêng so với mặt phẳng ngang một góc 45°.
Bể tiêu thụ thiết kế đáy có độ dốc 0,005 về phía ống xả.
Đường kính ống xả cặn của bể hoà phèn là D = 150 (mm).

Đường kính ống xả cặn của bể tiêu thụ là D = 100 (mm).
SVTH: CAO THỊ MAI ANH
18


Sn phốn trong b ho trn phi t ghi cú th thỏo d c, khe h gia cỏc
ghi l 15 (mm).
Mt trong v ỏy b ho trn cng nh b tiờu th phi c ph mt lp xi mng
chng axit hoc p gch men chu axit.
Bm dung dch phốn dựng ejector hoc bm chu axit.
Cỏc ng ng dn phốn phi lm bng vt liu chu axit.
Kt cu ng dn hoỏ cht phi bo m xỳc ra nhanh.
Thit k ng t chy t b ho phốn n b tiờu th.
* Thit b nh liu lng phốn:
Thit b nh liu lng phốn cú nhim v iu chnh t ng lng phốn cn thit
a vo nc cn x lý theo yờu cu.
Dựng bm nh lng bm dung dch phốn cụng tỏc vo b trn.
Lng phốn cn dựng cho mt ngy
Bm nh lng phi bm dung dch phốn cụng tỏc 8%.
Lu lng bm:
Khi lng riờng ca dung dch, = 1 T/m3.

3. Chun b dung dch vụi sa

c hú t híc h

Hỡnh 3: b cha dung dch vụi v mỏy khuy
SVTH: CAO TH MAI ANH
19

1

bể t iê u t hụ v ô i sữa

2

Má y k hu ấy

3

bơm địn h l

4

ố n g d ẫ n v ô i sữa
đến n ơi t iê u t h ụ

5

độ n g c ơ

6

v a n x ả c ặn

ợ ng


Ta sử dụng vôi ở dạng vôi sữa, hoà vôi vào nước để có dung dịch vôi sữa.
-Với liều lượng cần đưa vào là: LV =Dk= 26,656 (mg/l)

⇒ Liều lượng vôi dùng trong ngày: (kg/ngđ)
Dung tích thùng vôi xác định theo công thức:
Trong đó:
-Q: Công suất trạm xử lý, Q = 30000(m3/ngđ) = 1250(m3/h)
-n: Thời gian giữa hai lần pha vôi, n = 10 (h)
-LV: Là liều lượng vôi đưa vào, LV = 26,656 (g/m3)
-bv: Nồng độ vôi sữa bv= 5%
-γ: Là tỷ trọng của dung dịch, γ = 1 (T/m3)
⇒
Ta thiết kế 2 bể hòa trộn vôi với dung tích mỗi bể là: 6,7/2 = 3,35 m3. Dùng phương
pháp khuấy trộn bằng cánh quạt. Vôi sữa ở dạng khuếch tán không bền, các hạt vôi rất
nhỏ có thể nổi lên hoặc lắng xuống trong môi trường khuếch tán. Do đó, cần phải
khuấy trộn không ngừng để vôi không lắng. Để giữ cho vôi không bị lắng và có nồng
độ đều 5% phải liên tục khuấy trộn bằng máy khuấy. Bể thiết kế hình trụ tròn đường
kính bể phải lấy bằng chiều cao công tác của bể d = h (Theo Xử lý nước cấp, Nguyễn
Ngọc Dung, 1999, trang 33).
Mặt khác ta có:
Bể hòa trộn vôi có tiết diện hình tròn đường kính là d = 1,6 m, phần trên là hình trụ,
phần dưới là hình nón có góc tâm 60o và bề rộng đáy a1 = 0,2 m, đặt ống xả cặn là 150
mm (Theo mục 6.24 – Chuẩn bị hóa chất, TCXD 33:2006/BXD – Tiêu chuẩn thiết kế)
Chiều cao phần hình chóp
Tổng chiều cao bể trộn là:
H = hchop + htru + hbv = 0.7+1,6+0.3= 2,6 (m)
Trong đó: Hbv= 0.3(m): chiều cao bảo vệ
4. Chọn Máy khuấy :

Dùng máy khuấy để pha vôi tôi thành vôi sữa và giữ cho dung dịch không bị
SVTH: CAO THỊ MAI ANH
20

lắng xuống đáy bể. Chọn máy khuấy kiểu cánh phẳng có các chỉ tiêu:
- Số vòng quay của trục động cơ: n = 40 (vòng/phút)
- Chiều dài cánh khuấy theo quy phạm là từ 0,4 - 0,5D.
Chọn lck = 0,4×d = 0,4x1,6=0,64(m)
- Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế là 0,15 m2 cánh quạt/1m3 vôi sữa (Quy phạm = 0,1 –
0,2 m2)
⇒ Diện tích hữu ích cánh khuấy:
- Chiều rộng mỗi cánh khuấy:
- Công suất của động cơ:

N = 0,5 ×

γ
× h × n 3 × d 4 × Z ( Kw)
η

Trong đó:
γ : Trọng lượng riêng của dung dịch, lấy γ = 1000 (kg/m3)
h : Chiều rộng của cánh khuấy, h = 0,8(m)
n : Số vòng quay của cánh khuấy, n = 0,67 (vòng/s)
d : Đường kính vòng tròn do đầu cánh khuấy tạo ra khi quay
Z : Số cặp cánh khuấy, Z = 2
η : Hệ số có ích của cơ cấu truyền động, η = 85%
Công suất để quay cánh quạt là 48kW
− Đường kính ống dẫn vôi sữa xác định theo điều 6.37 TCXD 33:2006/BXD
− Ống áp lực dẫn sản phẩm sạch D≥25mm, dẫn sản phẩm không sạch D ≥ 50mm.
− Ống tự chảy lấy D ≥ 50mm. Tốc độ vôi sữa chảy trong ống : ≥ 0,8m/s.
− Chỗ ngoặt trên đường ống dẫn dung dịch vôi sữa có bán kính cong là:

R = 5.D = 5.50 = 250 (mm)
− Đường ống áp lực dẫn vôi sữa có độ dốc về phía máy bơm 0.02. Ống tự chảy

có độ dốc 0.03 về phía miệng xả, thuận tiện cho tháo dỡ và thau rửa các đường
ống.
Thiết bị định liều lượng có nhiệm vụ điều chỉnh tự động lượng vôi cần thiết đưa vào
nước cần xử lý theo yêu cầu.
Động cơ của máy khuấy đặt trên nắp của bể pha vôi sữa.
SVTH: CAO THỊ MAI ANH
21


Dùng bơm định lượng đển đưa dung dịch vôi sữa vào nước xử lý.
ST

Thông số

T
1
2
3
4
5
6

Số lượng

Đơn vị

Bể hòa trộn vôi

2
Cái
Đường kính bể
1,6
m
Chiều cao xây dựng bể
2,6
m
Chiều dài toàn phần cánh quạt 0,64
m
Chiều rộng cánh quạt
0,8
m
Công suất động cơ
48
kW
Bảng 4:Các thông số thiết kế của bể chuẩn bị dung dịch vôi

● Kho dự trữ hoá chất
- Nhà máy nước phải có kho dự trữ phèn và vôi để đảm bảo có thể sử dụng liên tục.
Lượng hoá chất dự trữ đủ cho 12 tháng tiêu thụ. Kho dự trữ hoá chất được giữ khô
ráo và có mái che.
Q.P.T.α
Diện tích sàn kho: Fkho = 10000.Pk .h.G o (m2)

Trong đó:
+ Q: công suất trạm xử lý, Q = 30000 m3/ngđ.
+ P: liều lượng hoá chất tính toán, g/m3.
+ T: thời gian dự trữ hoá chất trong kho. Lấy T = 40 ngày.
+α: hệ số kể đến diện tích đi lại và thao tác trong kho, α = 1,3.

+ Pk: độ tinh khiết của hoá chất, %.
+ h: chiều cao cho phép của lớp hoá chất lấy như sau:
Phèn nhôm cục: h = 2m.
Vôi cục chưa tôi: h = 1,5m.
+ Go: khối lượng riêng của hoá chất, Go= 1,1 T/m3.
* Tính cho kho phèn: Fp == 28,36 (m2)
* Tính cho kho vôi:

Fv == 36(m2)

* Tổng diện tích kho: F = Fp+ Fv = 28,36 + 36= 64,36(m2)
Nhà hoá chấtđược xây dựng với kích thước: 8,5 m x 8,5 m = 72,25 (m2).
3.2. Bể trộn cơ khí:

Sơ đồ cấu tạo
SVTH: CAO THỊ MAI ANH
22


2

5

1

6

4

3

Hình 4: Bể trộn cơ khí
1-Nước nguồn

4-Trục quay

2- Ống dẫn hoá chất

5-Bộ phận truyền động

3-Cách khuấy

6-Nước sang bể phản
ứng

Nguyên tắc làm việc: Nước và hóa chất được đi vào phía đáy bể, sau khi hòa
trộn đều sẽ thu được dung dịch ở trên bề mặt đưa sang bể lắng
Cánh khuấy có thể cấu tạo theo nhiều dạng khác nhau, có thể là cánh tuốc bin hoặc
cánh phẳng gắn trên trục quay. Tùy theo chiều sâu bể mà có thể gắn nhiều tầng cánh
trên cùng 1 trục quay. Tốc độ của trục quay được chọn theo kiểu cánh khuấy và kích
thước cánh khuấy. Vận tốc giới hạn của điểm xa nhất trên cánh khuấy so với trục quay
không lớn hơn 4,5m/s. Cánh khuấy kiểu tuốc bin có tốc độ quay trên trục là 500 ÷
1500 vòng/ phút. Cánh khuấy có thể làm bằng thép không rỉ, hợp kim hoặc bằng gỗ.
Trục quay đặt theo phương thẳng đứng, bộ phận truyền chuyển động đặt trên mặt bể.
Cấu tạo của bể trộn cơ khí được trình bày trên hình.
Bể trộn cơ khí có ưu điểm hơn các bể trộn thủy lực là, có thể điều chỉnh cường độ
khuấy trộn theo ý muốn. Thời gian khuấy trộn ngắn nên dung tích bể trộn nhỏ, tiết
kiệm vật liệu xây dựng. Bể trộn cơ khí áp dụng cho các trạm xử lý có công xuất vừa
và lớn, có mức độ cơ giới hóa và tự động hóa cao
1. Tính toán công trình:

Lựa chọn các thông số tính toán :
-

Lưu lượng nước nguồn: Q= 30000 m3/ngđ = 0,347 m3/s

SVTH: CAO THỊ MAI ANH
23


-

Thời gian khuấy trộn : 60 giây(theo mục 6.58 TCVN33-2006 lấy từ 45:90s)

-

Cường độ khuấy trộn: G =1000S-1 theo TCXDVN 33-2006 lấy bằng 500÷1500s-

1

-

Thể tích bể trộn cần là: V= 60 x 0,347 m3/s = 20,8 (m3)

Chọn 2 bể trộn vuông mỗi bể có thể tích là: V1=20,8/2=10,6(m3),
Vậy kích thước mỗi bể là: aah=
-

Ống dẫn nước vào ở đỉnh bể, dung dịch phèn cho vào ngay cửa ống dẫn vào bể,

nước đi từ trên xuống dưới qua lỗ của thành bể để dẫn sang ngăn phản ứng.
-

Đường kính cánh khuấy D ≤ 1/2 chiều rộng bể=0,5x2=1(m).

-

Chiều rộng bản cánh khuấy bằng 1/5 =0,2x0,8=0,16 đường kính cánh khuấy

-

Chiều dài bản cánh khuấy bằng 1/4 D=0,25x0,8=0,2 đường kính máy khuấy

-

Đường kính cánh khuấy lấy bằng 0,8m

-

Năng lượng truyền vào nước: P = G2.V. µ

Trong đó
- G: Cường độ khuấy trộn theo gradient
- V: Thể tích bể khuấy trộn
- µ : Độ nhớt động lực của nước ( N.s/m2 ). Tra bảng 5.1 trang 121 _ Giáo trình
Cấp nước Tâp 2 _ Trịnh Xuân Lai. Ta có µ = 1,114.10-6
P = (1000)2. 20,8.1,114.10-6 = 23 (KW)
Hiệu suất động cơ η = 0,8
Công suất động cơ: = 23.0,8 = 18,4(KW)
Số vòng quay của cánh khuấy

Trong đó:
+
+

P: Năng lượng cần thiết truyền vào nước, P = 23 (KW)
ρ : Khối lượng riêng của chất lỏng, (KG/m3)

+

D: Đường kính cánh khuấy D= 0.8(m)

+

K: Hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, với tuốc bin 4 cánh

nghiêng 45o thì K = 1,08
Phải có hộp giảm tốc cho động cơ
SVTH: CAO THỊ MAI ANH
24


A

A

2. Tính toán và thiết kế bể phản ứng cơ khí
a. Sơ đồ cấu tạo

I

I
L

L

L

D

h

H

Hbv

mÆt b»ng

L

L

L

mÆt c ¾t 1-1

Hình 5: Bể phản ứng cơ khí
Nguyên lí làm việc của bể là quá trình tạo bông kết tủa diễn ra nhờ sự xáo trộn của
dòng nước trong bể bằng biện pháp cơ khí. Bể được chia thành nhiều ngăn, mỗi ngăn
chia thành 3÷4 buồng được ngăn cách nhau bởi các vách ngăn hướng dòng theo
phương thẳng đứng. Bộ phận chính của bể là các cánh khuấy

b. Tính toán công trình:

Lựa chọn thông số tính toán:
Nhiệt độ nước t = 160C, thời gian lưu nước trong bể T = 20 phút (quy pham 10-30p)
Lưu lượng nước xử lý Q = 30000 (m3/ ngđ) = 1250 (m3/h)
Dung tích bể:
Trong đó:

Q: Lưu lượng nước xử lý.
t: thời gian lưu lai nước trong bể, t = 20 phút.

SVTH: CAO THỊ MAI ANH
25