Đồ án tính toán xử lí nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư 3000 dân

Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

MỞ ĐẦU

ĐẶT VẤN ĐỀ :
Với nhu cầu sử dụng nước của người dân trong khu vực ngày càng cao, mà nguồn
nước ngầm ngày càng cạn kiệt do người dân sử dụng một cách tự phát và thiếu ý thức.
Chính vì vậy biện pháp tối ưu để giải quyết vấn đề này là cần phải tìm ra nguồn nước
có trữ lượng lớn, dồi dào. Nguồn nước mặt sông là lựa chọn đầu tiên để xử lý dùng
cho mục địch cấp nước cho người dân sinh hoạt và cho sản xuất.
Cấp nước là một ngành thuộc cơ sở hạ tầng kỹ thuật đô thị, giữ vai trò quan trọng
đối với hoạt động sản xuất và sinh hoạt của xã hội. Trong những năm qua cùng với quá
trình phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu sử dụng nước sạch ngày một tăng lên nhất là tại
các đô thị. Để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sạch, nhiều dự án mở rộng và xây dựng
mới các nhà máy xử lý nước cấp đã và đang được đầu tư với quy mô và công suất khác
nhau.
Vì vậy, đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu
dân cư với 3000 dân” là nhu cầu cấp thiết.

SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP
1.1. Tổng quan về nước mặt.

Nước trong thiên nhiên được dùng làm các nguồn nước cung cấp cho ăn uống sinh

hoạt và công nghiệp có chất lượng rất khác nhau, khai thác từ các nguồn nước thiên
nhiên (thường gọi là nước thô) là nước mặt, nước ngầm và nước biển.
Đối với các nguồn nước mặt bao gồm các nguồn nước trong các hồ chứa, sông
suối…
Nước sông: là loại nước mặt chủ yếu thường dùng để cung cấp nước. Nước sông
dễ khai thác, trữ lượng lớn. Tuy nhiên phần lớn nước sông thường dễ bị nhiễm bẩn
(hàm lượng chất lơ lửng cao, vi trùng, kim loại nặng, thuốc trừ sâu…). Chất lượng
nước sông thay đỗi theo điều kiện của thổ nhưỡng, thảm thực vật bao phủ, chất ô
nhiễm từ cộng đồng dân cư… Nước sông có khả năng tự làm sạch chất ô nhiễm, khả
nặng tự làm sạch được đánh giá bằng cách xác định diễn biến nồng độ oxy hòa tan
(DO) dọc theo dòng sông.
Nước ao, hồ: hồ tự nhiên hay hồ nhân tạo (hồ hình thành do xây đập thủy điện…)
Nước suối: thường bắt gặp ở vùng đồi núi, trữ lượng ít và bị ảnh hưởng bởi thời
tiết, khi mưa to nước suối thường bị đục và cuốn theo nhiều cặn, sỏi và đá.
Do kết hợp các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên
các đặc trưng của nước mặt là:
-

Chứa khí hòa tan, đặc biệt là oxy.
Thường chứa nhiều chất rắn lơ lửng ( riệng trong trường hợp nước trong hồ, chứa ít
chất rắn lơ lửng và chủ yếu ở dạng keo)
Thường có hàm lượng chất hữu cơ cao.
Có sự hiện diện của nhiều loại tảo.
Thường có độ đục, độ màu và hàm lượng vi trùng cao.
Có thể nói, hầu hết các nguồn nước thiên nhiên đều không đáp ứng được yêu cầu
về mặt chất lượng cho các đối tượng dùng nước. Chính vì vậy, trước khi đưa nước vào
sử dụng, cần phải tiến hành xử lý chúng.
1.2. Các chỉ tiêu chất lượng nước

Chỉ tiêu lí học:

Nhiệt độ:
Nhiệt độ của nước là một đại lượng phụ thuộc vào đại lượng môi trường và khí
hậu. Nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lí nước và nhu cầu tiêu
thụ.Nước mặt thường có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ môi trường.
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

Độ màu:
Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo ra. Các chất sắt, mangan không
hòa tan làm nước có màu nâu đỏ, các chat humic tạo ra màu vang. Các các loại thủy
sinh tạo nước màu xanh lá cây. Nước có độ màu (PtCo). Độ màu biểu kiến trong nước
thường do các chất lơ lưởng trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằngphuonh pháp
lọc.
Độ đục:
Nước là môi trường truyền ánh sáng tốt, khi trong nước có các vật lạ như: các
chất huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi sinh vật…khả năng truyền sang bị giảm đi.
Nó có độ đục lớn chứng tỏ nước nhiều cặn bẩn. Đơn vị đo độ đục thường là mg SiO 2/l,
NTU, FTU. Hàm lượng chất lơ lủng cũng là đại lượng tương quan đến đọ đục của
nước.
Mùi vị:
Mùi vị trong nước thường do các hợp chất hóa học, chủ yếu lafc ác hợp chất
hưu cơ, hay các sản phẩm từ quá trình phân hủy vật chất gây nên. Nước thiên nhiên có
thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối. Nước sau khi khử trùng với hợp chất clo có thể bị
nhiễm mùi clo hay clophenol.
Tuỳ theo thành phần và các muối khoáng hòa tan nước có thể có các vị mặn, ngọt,
chát, đắng…

Các chỉ tiêu hóa học:
Độ pH:
Độ ph là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H + có trong dung dịch, nó có ứng
dụng khử các hợp chất sunfua và cacbonat và khi tăng pH có thêm ác nhân oxy hóa,
các kim loại hòa tan trong nước có thể chuyển thành dạng kết tủa và dễ dàng tách ra
khỏi nước bằng biện pháp lắng lọc.
Độ kiềm:
Độ kiềm là tổng hàm lượng của các ion bicacbonat, hydroxit và anion của các
muối và các axit yếu. Do hàm lượng các chất này có trong nước rất nhỏ nên bỏ qua.Ở
nhiêt độnhất định độ kiềm phục thuộc vào độ pH và hàm lượng khí CO2 có trong nước.
Độ cứng:
Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị các ion canxi và magie có trong nước.
Dùng độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ gây xà phòng do cacxi và magie phản ứng với
các axit béo tạo ra các hợp chất khó tan.
Độ oxy hoá:
Độ oxy hoá là một đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn
nước. Đó là lượng oxy cần có để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ trong nước.
Chất oxy hóa thường dùng để xác định chỉ tiêu này là pecmanganat kali (KMnO4).
Trong thực tế, nguồn nước có độ oxy hoá lớn hơn 10 mgO2/l đã có thể bị nhiễm
bẩn. Nếu trong quá trình xử lý có dùng clo ở dạng clo tự do hay hợp chất hypoclorit sẽ
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

tạo thành các hợp chất clo hữu cơ (trihalomentan) có khả năng gây ung thư. Tổ chức Y
tế thế giới quy định mức tối đa của trihalomentan trong nước uống là 0,1mg/l. Ngoài
ra, để đánh giá khả năng ô nhiễm nguồn nước, cần cân nhắc thêm các yếu tố sau đây:

Độ oxy hoá trong nước mặt, đặc biệt nước có màu có thể cao hơn nước ngầm. Khi
nguồn nước có hiện tượng nhuộm màu do rong tảo phát triển, hàm lượng oxy hoà tan
trong nước sẽ cao nên độ oxy hoá có thể thấp hơn thực tế. Sự thay đổi oxy hoá theo
dòng chảy: nếu thay đổi chậm, lượng chất hữu cơ có trong nguồn nước chủ yếu là các
axit humic.
Nếu độ oxy hoá giảm nhanh, chứng tỏ nguồn ô nhiễm là do các dòng nước thải từ
bên ngoài đổ vào nguồn nước. Cần kết hợp với các chỉ tiêu khác như hàm lượng ion
clorua, sunfat, photphat, oxy hoà tan, các hợp chất nitơ, hàm lượng vi sinh vật gây
bệnh để có thể đánh giá tổng quát về mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước.
Các hợp chất nitơ:
Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ tạo ra amoniac (NH4 + ), nitrit (NO2 - ) và
nitrat (NO3 - ). Do đó các hợp chất này thường được xem là những chất chỉ thị dùng
để nhận biết mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Khi mới bị nhiễm bẩn, ngoài các chỉ
tiêu có giá trị cao như độ oxy hoá, amoniac, trong nước còn có một ít nitrit và nitrat.
Sau một thời gian NH4 + , NO2 - bị oxy hoá thành NO3 - . Phân tích sự tương quan
giá trị các đại lượng này có thể dự đoán mức độ ô nhiễm nguồn nước. Việc sử dụng
rộng rãi các loại phân bón cũng làm cho hàm lượng nitrat trong nước tự nhiên tăng
cao. Ngoài ra do cấu trúc địa tầng tăng ở một số đầm lầy, nước thường nhiễm nitrat.
Nồng độ NO3 - cao là môi trường dinh dưỡng tốt cho tảo, rong phát triển, gây ảnh
hưởng đến chất lượng nước dùng trong sinh hoạt.
Các hợp chất silic:
Trong nước thiên nhiên thường có các hợp chất silic. Ở pH < 8, silic tồn tại ở
dạng H2SiO3. Khi pH = 8 - 11, silic chuyển sang HSiO3 – .
Ở pH > 11, silic tồn tại ở dạng HsiO3 – và SiO3 2- . Do vậy trong nước ngầm, hàm
lượng silic thường không vượt quá 60 mg/l, chỉ có ở những nguồn nước có pH > 9,0
hàm lượng silic đôi khi cao đến 300 mg/l. Trong nước cấp cho các nồi hơi áp lực cao,
sự tồn tại của các hợp chất silic rất nguy hiểm do cặn silic đóng lại trên thành nồi,
thành ống làm giảm khả năng truyền nhiệt và gây tắc ống. Trong quá trình xử lý nước,
silic có thể được loại bỏ một phần khi dùng các hoá chất keo tụ để làm trong nước.
Clorua:

Clorua làm cho nước có vị mặn. Ion này thâm nhập vào nước qua sự hoà tan
các muối khoáng hoặc bị ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm
hay ở đoạn sông gần biển. Việc dùng nước có hàm lượng clorua các muối khoáng hoặc
bị ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay ở đoạn sông gần
biển. Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thể gây ra bệnh về thận. Ngoài ra,
nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bê tông.
Sunfat:
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

Ion sunfat thường có trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc hữu
cơ. Với hàm lượng sunfat cao hơn 400 mg/l, có thể gây mất nước trong cơ thể. ∅
Florua: Nước ngầm từ các vùng đất chứa quặng apatit, đá alkalic, granit thường có
hàm lượng florua cao đến 10 mg/l. Trong nước thiên nhiên, các hợp chất của florua
khá bền vững và khó loại bỏ trong quá trình xử lý thông thường.
Hợp chất sắt:
Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng ion Fe2+, kết hợp với các gốc
bicacbonat, sunfat, clorua đôi khi tồn tại dưới keo của axit humic hoặc keo silic. Khi
tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hoá, ion Fe2+ bị oxy hóa thành ion Fe2+ và kết
hợp tủa thành các bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ. Nước mặt thường chứa sắt
(Fe3+), tồn tại ở dạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù. Trong nước thiên nhiên, chủ
yếu là nước ngầm, có thể chứa sắt với hàm lượng đến 40 mg/l hoặc cao hơn. Với hàm
lượng sắt cao hơn 0,5 mg/l, nước có mùi tanh. Các cặn sắt kết tủa có thể làm tắc hoặc
giảm khả năng vận chuyển của các ống dẫn nước.
Các hợp chất mangan:
Cũng như sắt, mangan thường có trong nước ngầm dưới dạng ion Mn2+ nhưng

với hàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5 mg/l. Tuy nhiên, với hàm lượng
mangan trong nước lớn hơn 0,1 mg/l sẽ gây nguy hại trong việc sử dụng, giống như
trường hợp nước chứa sắt với hàm lượng cao.
Nhôm:
Vào mùa mưa, ở những vùng đất phèn, đất ở trong điều kiện khử không có oxy,
nên các chất như Fe2O3 và jarosite tác động qua lại, lấy oxy của nhau vào tạo thành
sắt, nhôm sunfat hoà tan vào nước. Do đó, nước mặt ở vùng này thường rất chua, pH =
2,5 – 4,5, sắt tồn tại chủ yếu là Fe2+ (có khi cao đến 300 mg/l), nhôm hoà tan ở dạng
ion Al3+ (5 – 7 mg/l). Khi chứa nhiều nhôm hoà tan, nước thường có màu trong xanh
và vị rất chua. Nhôm có độc tính đối với sức khoẻ con người.
Khí hoà tan:
Các loại khí hoà tan thường thấy trong nước thiên nhiên là khí cacbonic (CO2),
khí oxy (O2) và sunfua huyđro (H2S). Nước ngầm không có oxy. Khi độ pH < 5,5
trong nước ngầm thường chứa nhiều khí CO2. Đây là khí có tính ăn mòn kim loại và
ngăn cản việc tăng pH của nước. Các biện pháp làm thoáng có thể đuổi khí CO2, đồng
thời thu nhận oxy hỗ trợ cho các quá trình khử sắt và mangan. Ngoài ra, trong nước
ngầm có thể chứa khí H2S có hàm lượng đến vài chục mg/l. Đây là sản phẩm của quá
trình phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ có trong nước. Trong nước mặt, các hợp chất
sunfua thường được oxy hoá thành dạng sunfat. Do vậy, sự có mặt của khí H2S trong
các nguồn nước mặt, chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn và có quá thừa chất hữu cơ
chưa phân huỷ, tích tụ ở đáy các vực nước. Khi độ pH tăng, H2S chuyển sang các
dạng khác là HS- và S.
Các chỉ tiêu sinh học:
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

Vi khuẩn:
Vi khuẩn thường ở dạng đơn bào. Tế bào có cấu trúc đơn giản sao với các sinh
vật khác. Vi khuẩn trong nước uống có thể gây nên các bệnh đường ruột.
Virut:
Virut không có hệ thống trao đổi chất nên không sống độc lập được. Virut trong
nước có thể gây bệnh viêm gan viêm đường ruột.
Nguyên sinh động vật:
Nguyên sinh động vật là những cơ thể đơn bào chuyển động được trong nước.
Chú ý nhất là Giardia lamblia gây bệnh Giardiase.
Tảo:
Tảo đơn bào thuộc loại quang tự dưỡng. Chúng tổng hợp các chất cần cho cơ
thể từ chất vô cơ đơn giản nhờ ánh sáng mặt trời. Tảo không trực tiếp gây bệnh cho
người nhưng sản sinh độc tố
1.3. Hiện trạng chất lượng nước.

Hiện nay chất lượng nước ở vùng thượng lưu các con sông chính còn khá tốt. Tuy
nhiên ở các vùng hạ lưu đã và đang có nhiều vùng bị ô nhiễm nặng nề. Đặc biệt mức
độ ô nhiễm tại các con sông tăng cao vào mùa khô thì lượng nước đổ về các con sông
giảm. Chất lượng nước suy giảm mạnh, nhiều chỉ tiêu như: BOD, COD, NH 4, N, P cao
hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần.
Bảng 1.1: Thành phần các chất gây ô nhiễm nguồn nước mặt (Nguồn: tổng hợp)
Chất rắn lơ lửng
Các chất keo
Các chất hòa tan
D > 1µm
D = 0,001-1µm
D < 0,001 µm
- Đất sét
- Đất sét
- Các ion K+, Na+, Ca+,

- Cát
- Protein
NH4+, SO42-, Cl-, PO43-…
- Keo Fe(OH)3
- Silicat SiO2
- Các chất khí CO2 , O2, N2,
- Chất thải hữu cơ, vi - Chất thải sinh hoạt hữu
CH4, H2S…
sinh vật
cơ
- Các chất hữu cơ
- Vi trùng 1-10µm
- Cao phân tử hữu cơ
- Các chất mùn
- Tảo
- Ví rút 0,03-0,3 µm

1.3.1. Chất lượng nước nguồn.
Bảng 1.2: Chất lượng nước nguồn
Thông số
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân

Giá trị

Đơn vị


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

0

Nhiệt độ

25

C

pH

7,0

SS

220

mg/l

Độ đục

20

NTU

Độ màu

70

mg/L

Amoni

0,1

mg/L

Mangan, Mn2+

0,1

mg/L

Fe

0,01

mg/L

Độ kiềm

70

mgCaCO3/L

Độ cứng

90

mgCaCO3/L

Canxi, Ca2+

4,0

mgCa2+/L

Magie Mg2+

3,0

mgMg2+/L

Coliform tổng số

5.104

Vi khuẩn/100ml

1.3.2. Yêu cầu chất lượng nước sau khi xử lí.
Bảng 1.3: Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống
(Ban hành kèm theo Quyết định của Bộ
trưởng Bộ Y tế số 01/ 2009/ BYT / QÐ
ngày 17 / 6 /2009)
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

STT Tên chỉ tiêu

Ðơn vị
tính

Giới
hạn tối
đa

I

Chỉ tiêu cảm quan và thành phần vô cơ

1

Màu sắc (a)

TCU

15
Không
có mùi,
vị lạ

2

Mùi vị (a)

3

Ðộ đục (a)

4

pH (a)

5

Ðộ cứng (a)

6

Tổng chất rắn hoà tan
(TDS) (a)

mg/l

7

Hàm lượng nhôm (a)

mg/l

NTU

mg/l

2

Phương pháp thử

Mức độ
giám sát

TCVN 6185-1996
(ISO 7887-1985)
Cảm quan
(ISO 7027 - 1990)
TCVN 6184- 1996

A

A
A

6,5-8,5

AOAC hoặc
SMEWW

A

300

TCVN 6224 1996

A

1000

TCVN 6053 –
1995

B

(ISO 9696 –1992)
0,2

ISO 12020 – 1997

B

8

Hàm lượng Amoni, tính
mg/l
theo NH4+ (a)

1,5

TCVN 5988 –
1995 (ISO 5664
1984)

B

9

Hàm lượng Antimon

0,005

AOAC hoặc
SMEWW

C

10

Hàm lượng Asen

mg/l

mg/l

0,01

TCVN 6182 –
1996

B

(ISO 6595 –1982)
11

Hàm lượng Bari

SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân

mg/l

0,7

AOAC hoặc
SMEWW

C


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

12

Hàm lượng Bo tính
chung cho cả Borat và
Axit boric

mg/l

0,3

13

Hàm lượng Cadimi

mg/l

0,003

14

Hàm lượng Clorua (a)

mg/l

250

15

Hàm lượng Crom

mg/l

0,05

ISO 9390 - 1990
TCVN6197 - 1996
(ISO 5961-1994)
TCVN6194 - 1996
(ISO 9297- 1989)
TCVN 6222 1996

C
C

A

C

(ISO 9174 - 1990)
16

Hàm lượng Ðồng (Cu)
(a)

mg/l

2

17

Hàm lượng Xianua

mg/l

0,07

(ISO 8288 - 1986)
TCVN 6193- 1996
TCVN6181 - 1996
(ISO 6703/1-1984)

C

C

TCVN 6195- 1996
18

Hàm lượng Florua

mg/l

0,7 – 1,5 (ISO10359/11992)

B

19

Hàm lượng Hydro
sunfua (a)

mg/l

0,05

ISO10530-1992

B

20

Hàm lượng Sắt (a)

mg/l

0,5

TCVN 6177-1996
(ISO 6332-1988)

A

21

Hàm lượng Chì

mg/l

0,01

TCVN 6193- 1996
B
(ISO 8286-1986)

22

Hàm lượng Mangan

mg/l

0,5

23

Hàm lượng Thuỷ ngân.

SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi

GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân

mg/l

0,001

TCVN 6002- 1995
(ISO 6333 - 1986)
TCVN 5991-1995
(ISO 5666/1-1983
÷ ISO 5666/3
-1983)

A

B


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

24

Hàm lượng Molybden

mg/l

0,07

AOAC hoặc

SMEWW

25

Hàm lượng Niken

mg/l

0,02

TCVN 6180 -1996
(ISO8288-1986)
C

26

Hàm lượng Nitrat

mg/l

50 (b)

27

Hàm lượng Nitrit

mg/l

C

TCVN 6180- 1996
(ISO 7890-1988)

A

3 (b)

TCVN 6178-1996
(ISO 6777-1984)

A

C

28

Hàm lượng Selen

mg/l

0,01

TCVN 6183-1996
(ISO 9964-11993)

29

Hàm lượng Natri

mg/l

200

TCVN 6196-1996
B
(ISO 9964/1-1993)

30

Hàm lượng Sunphát (a)

mg/l

250

31

Hàm lượng kẽm (a)

mg/l

3

TCVN 6200 -1996
(ISO9280 -1990)

TCVN 6193 -1996
C
(ISO8288-1989)

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC.
2.1. Các biện pháp xử lý cơ bản.
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân

A


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

Trong quá trinh xử lý nước cấp, cần áp dụng các biện pháp xử lí như sau:
♦ Biện pháp cơ học: dùng các công trình và thiết bị để làm sạch nước như

song chắn rác, lưới chắn rác, bể lọc.
♦ Biện pháp hóa học: dùng các hóa chất cho vào nước để xử lí nước như: dùng
phèn làm chất keo tụ, dùng vôi để kiềm hóa nước, cho clo vào nước để khử
trùng.
♦ Biện pháp lí học: dùng các tia vật lí để khử trùng nước như tia tử ngoại,
sóng siêu âm. Điện phân nước biển để khử muối. Khử khí CO 2 hòa tan trobg
nước bằng phương pháp làm thoáng.
Trong 3 biện pháp xử lý nước nêu ra trên đây thì biện pháp cơ học là biện pháp xử lí
nước cơ bản nhất. Có thể dùng biện pháp cơ học để xử lí nước một cách độc lập hoặc
kết hợp với biện pháp hóa học và lí học để rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả xử
lí nước. Trong thực tế, để đạt được mục đích xử lí một nguồn nước nào đấy một cách
kinh tế và hiệu quả nhất phải thực hiện quá trình xử lí bằng sự kết hợp của nhiều
phương pháp.
Thực ra cách phân chia các biện pháp xử lí như trên chỉ là tương đối, nhiều khi bản
thân biện pháp xử lí này lại mang cả tính chất của biện pháp khác.
2.1.1. Phương pháp lắng/keo tụ:

Nguyên lý của phương pháp lắng là sử dụng trọng lực để loại bỏ các hạt vật chất
rắn có trong nước. Trong xử lý nước ăn uống, để tăng hiệu quả của phương pháp lắng,
người ta kết hợp phương pháp lắng với phương pháp keo tụ.
Phương pháp keo tụ trong quy trình xử lý nước được biết đến là quá trình liên kết hoặc
keo tụ các hạt rắn lơ lửng trong nước thành những hạt có kích thước lớn hơn và có khả
năng lắng xuống đáy bể lắng.
Chất keo tụ thường được sử dụng trong xử lý nước ăn uống bao gồm các loại
muối nhôm và muối sắt hoặc hạt polymer nhân tạo. Sau quá trình keo tụ, các bông cặn
có kích thước đủ lớn được tạo thành, quá trình lắng tự nhiên sẽ diễn ra.

SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

Hình 2.1: Bể lắng đứng.

(Nguồn: )
2.1.2. Phương pháp lọc:

Rất nhiều thiết bị xử lý nước sử dụng phương pháp lọc để loại bỏ các hạt vật chất
có trong nước. Những hạt này bao gồm đất sét, phù sa, hạt hữu cơ, cặn lắng từ các quá
trình xử lý khác trong thiết bị, sắt, mangan và các vi sinh vật. Phương pháp lọc giúp
làm trong nước và tăng hiệu quả của quá trình khử trùng.
Bể lọc cát: Một trong những thiết bị lọc áp dụng quá trình lọc tự nhiên đó là bể
lọc cát. Phương pháp lọc này được sử dụng từ thế kỷ 19 và vẫn tiếp tục được coi là
phương pháp hiệu quả để làm trong nước. Cấu tạo của lớp vật liệu lọc khá đơn giản

và dễ tìm: cát mịn (thông thường lớp cát lọc dầy tối thiểu 0,5m), sỏi hoặc đá cuội ở
dưới.
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

Bể lọc cát có thể áp dụng để lọc nguồn nước có độ đục ≤ 10 NTU. Tốc độ dòng
nước qua bể lọc cát khoảng từ 0,015 – 0,15 m3/m2h. Độ đục nước ra khỏi bể lọc cát
phải đạt ≤ 5 NTU. Ngoài tác dụng lọc các hạt lơ lửng có kích thước lớn trong nước, bể
lọc cát còn có khả năng loại bỏ vi sinh vật, các nang bào nguyên sinh và trứng
giun/sán.
Có hai loại bể lọc cát:
Bể lọc cát nhanh:
-

Tốc độ lọc: 5-10m/h
Vật liệu lọc: cát thạch anh, đường kính trung bình 0,8-1,2mm, chiều cao
lớp cát 0,7-1,2m
Vật liệu đỡ: sỏi, đá nghiền 1×2cm
Sàn thu nước: có thể dùng ống đục lỗ hay sàn bêtông chẩm lỗ
Có hệ thống rửa ngược, lưu lượng bơm rửa ngược lớn 14-20l/s.m 2 để làm
giản nở lớp cát hoảng 20-30%

Phương pháp này không có tác dụng làm sạch nước (cả về mặt vi khuẩn).
Để tăng hiệu quả lọc của bể lọc cát nhanh, lớp cát lọc cần được rửa thường
xuyên.

Hình 2.2: Bể lọc nhanh trọng lực
(Nguồn: Xử lí nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung tr.119)

Bể lọc cát chậm:
-

Cấu tạo tương tự bể lọc nhanh
Vật liệu lọc đường kính trung bình 0,2-0,4mm (cát xây dựng)
Vận tốc lọc: 0,1-0,5 m/h

SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

-

Trên bề mặt cát hình thành các màng vi sinh, là quần thể các vi sinh hiếu
khí có khả năng xử lý chất hưu cơ trong nước.
Nhờ có màng lọc mà hiệu suất xử lý độ đục và màu cao 95-99% và tiêu
diệt 1 số vi trùng gây bệnh trong nước.
Không cần dùng hóa chất keo tụ, vận hành đơn giản.
Ưu điểm: cho chất lượng nước cao, không đòi hỏi nhiều máy móc thiết bị
phức tạp, công trình đơn giản, tốn ít ồng và thiết bị thi công dễ, quản lý và
vận hành đơn giản.

-

Nhược điểm: diện tích lớn, giá thành xây dựng cao, chiếm nhiều đất do có
vận tốc làm nhỏ, khó cơ khí hóa và tự dộng hóa trong quá trình rửa lọc, vì
vậy phải quản lý bằng thủ công nặng nhọc

Hình 2.3: Cấu tạo bể lọc chậm.
.
2.1.3. Phương pháp khử trùng:

Khâu cuối cùng của quá trình xử lý nước cấp để khử các vi sinh gây bệnh. Các
phương pháp thường dùng:
• Nhiệt (đun sôi)
• Bức xạ (tia cục tím)
• Hóa chất oxy hóa mạnh (Chlorine hay Ozon)
• Chlorine ở dạng lỏng (NaOCl- Nước Javen), bột (Ca(OCl) 2), khí Chlo hóa
lỏng (Cl2)
• Nồng độ Chlo trong thùng pha hóa chất khoảng 0,5-1%

SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

2.1.4. Dây chuyền công nghệp xử lí nước ăn uống sinh hoạt được sử dụng phổ

biến ở Việt Nam hiện nay:
-

Khi nước có hàm lượng cặn ≤ 2500 mg/l :

Chất keo tụ

Từ trạm bơm cấp I

Bể trộn

Chất khử trùng

Bể phản ứng Bể lắng

Bể lọc nhanh

Bể chứa nước sạch

Chất kiềm hóa

Chất khử trùng
Chất keo tụ
Từ trạm bơm cấp I
Bể trộn

Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Bể lọc nhanh

Bể chứa nước sạch

Chất kiềm hóa

Chất keo tụ

Từ trạm bơm cấp I
Bể trộn

Bể lọc tiếp xúc

Bể chứa nước sạch

Chất kiềm hóa

Hình 2.5: Sơ đồ dây chuyền xử lí nước mặt có hàm lượng cặn
thấp. (Nguồn : Nguyễn Ngọc Dung-Xử lý nước cấp)

SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

-

Khi nước có hàm lượng cặn > 2500 mg/l:

Chất khử trùng

Chất keo tụ
Từ trạm bơm cấp I tới
Bể trộn

Bể lắng sơ bộ

Bể phản ứng Bể lắng

Bể lọc nhanh

Bể chứa nước sạch

Chất kiềm hóa
Chất khử trùng

Chất keo tụ
Từ trạm bơm cấp I tới
Hồ sơ lắng

Trạm bơm

Bể trộn

Bể phản ứng Bể lắng

Bể lọc nhanhBể chứa nước sạch

Chất kiềm hóa

Hình 2.6: Sơ đồ dây chuyền xử lí nước mặt có hàm lượng cặn cao.
(Nguồn : Nguyễn Ngọc Dung-Xử lý nước cấp)

SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân

Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ TÍNH TOÁN VÀ
THIẾT KẾ
3.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lí nước.
Dựa vào bảng phân tích mẫu nước và so sánh với tiêu chuẩn chất lượng nước mặt
dùng làm nguồn cấp nước TCVN 33-2006 và tiêu chuẩn 01/2009/BYT/QĐ nước
nguồn có chất lượng khá tốt đảm bảo các chỉ tiêu về vệ sinh đối với nước ăn uống,
sinh hoạt.
Công nghệ xử lý nước cấp phải thỏa mãn các yếu tố sau:
- Công suất trạm xử lý
- Chất lượng nước sau xử lý
- Thành phần, tính chất nước mặt
- Quy định xả vào cống chung và vào nguồn nước
- Diện tích xây dựng của trạm xử lý
- Yêu cầu về hóa chất, năng lượng, các thiết bị sẵn có trên thị trường
3.2. Tính toán sơ bộ lưu lượng nước xử lí.
 Lượng nước cấp cho sinh hoạt:
q ×N× f
100 × 3000 × 90%
QSH = TC
=
= 270(m 3 / ng )
1000
1000

qtc : tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt (l/người.ngày).
Theo TCVN 33 – 2006, đối với đô thị loại IV, đô thị loại V; điểm dân cư nông thôn

qtc = 60 – 100 l/ người.ngày Chọn qtc = 100 l/ người.ngày.
F = 75% - 90%. Chọn f=90%
N : số dân cấp nước, N = 3000 người.
 Lượng nước phục vụ công cộng (tưới cây, rửa đường, cứu hỏa…) :
Qcc = 15%. QSH = 15% x 270 = 40,5 (m3/ng)
 Lượng nước thất thoát :
Qtt = ( QSH + Qcc ) x 10% =( 270 + 40,5 ) x 10% = 31,05 (m3/ng)
 Lượng nước cho yêu cầu riêng của nhà máy :
QNM = ( QSH + Qcc + Qtt ) x 10% =( 270 + 40,5 + 31,05) x 10% = 34,155 (m3/ng)
 Lưu lượng trung bình ngày tính toán
TB
Qng
= (QSH + QCC + QTT + Q NM ) = (270 + 40,5 + 31,05 + 34,155) = 375,705(m 3 / ng )

 Lưu lượng nước tính toán trong ngày dùng nước nhiều nhất và ít nhất
TB
Qngmax = Qng
× K ngmax = 375,705 × 1,3 = 488,42(m 3 / ng )

TB
Qngmin = Qng
× K ngmin = 375,705 × 0,8 = 300,56(m 3 / ng )

Trong đó: K: hệ số dùng nước không điều hòa
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

( k max ngày = 1,2 - 1,4; k min ngày = 0,7 - 0,9 )
Vậy: Lưu lượng cấp cho 3000 dân là 500 m3/ngđ = 20,83m3/h = 0,006m3/s.
3.3. Đề xuất và lựa chọn quy trình công nghệ xử lí.
Bảng 3.1: Chất lượng nước sông cần xử lí
ST
T

Chỉ tiêu

Đơn vị

Nước
nguồn

Tiêu chuẩn
01/2009/BYT

Ghi
chú

1

Độ đục

NTU

20

2

Xử lí

2

Độ màu

Pt-co

70

15

Xử lí

3

Coliform

Vi khuẩn/100
ml

50.000

0

Xử lí

4

Tổng chất rắn lơ
lửng

mg/l

220

-

Xử lí

Lưu lượng trung bình của một ngày Qngay.max = 488,42 (m3/ ngày), vậy ta chọn lưu
lượng Q = 500 (m3/ ngày) = 20,83 (m3/ h) = 0,006 (m3/ s)
Căn cứ vào kết quả chất lượng nước nguồn, có thể đưa ra hai phương án dây
chuyền công nghệ sau:
3.3.1. Phương án I :

Từ nguồn, nước sông được đưa qua song chắn rác sau đó tới trạm bơm cấp I vào
bể lắng sơ bộ để điều hòa lượng nước lấy từ sông lên, sau đó tại bể trộn vách ngăn có
cửa thu hẹp nước được châm đồng thời hóa chất (phèn) cũng được vào cùng lúc đó với
liều lượng tuỳ thuộc vào điều kiện nước nguồn. Bể trộn có cấu tạo vách ngăn thu hẹp
so le tạo nên chuyển động rối làm cho nước trộn đều với hóa chất, tạo ra điều kiện
phân tán nhanh và đều hóa chất vào toàn bộ khối lượng nước cần xử lý.
Sau thời gian lưu nước trong bể khoảng 5 phút, nước sẽ được dẫn qua bể lắng
đứng. Bể lắng đứng là bể chứa hình trụ có đáy chóp. Nước được cho vào hệ thống theo
ống trung tâm. Sau đó, nước chảy từ dưới lên trên vào các rãnh chảy tràn. Như vậy,
quá trình lắng cặn diễn ra trong dòng đi lên, vận tốc nước là 0,5-0,6m/s. Chiều cao
vùng lắng khoảng 4-5m. Mỗi hạt chuyển động theo nước lên trên với vận tốc v và dưới
tác dụng của trọng lực, hạt chuyển động xuống dưới với vận tốc ω. Nếu ω > v hạt
lắng nhanh, nếu ω < v hạt bị nước cuốn lên trên. Các hạt cặn lắng xuống dưới dáy bể

được lấy ra bằng hệ thống hút bùn. Hiệu quả lắng của bể lắng đứng thấp hơn bể lắng
ngang khoảng 10-20%.
Nước sau lắng có hàm lượng cặn nhỏ hơn 12 mg/l và sẽ tiếp tục chảy sang bể lọc
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

nhanh.
Tại bể lọc nhanh các hạt cặn chưa lắng được ở bể lắng và các vi trùng có trong
nước sẽ được giữ lại trên bề mặt hoặc các khe hở của lớp vật liệu lọc (cát thạch anh).
Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt chuẩn cho phép (≤ 2
mg/l). Khi lọc nước được dẫn từ bể lắng sang, qua máng phân phối vào bể lọc, qua lớp
vật liệu lọc, lớp sỏi đở vào hệ thống thu nước trong và được đưa vào bể chứa nước
sạch. Khi rửa lọc nước rửa lọc do bơm bơm từ bể chứa nước sạch qua hệ thống phân
phối nước rửa lọc, qua lớp sỏi đở, lớp vật liệu lọc và kéo theo cặn bẩn tràn vào máng
thu nước rửa, thu về máng tập trung, rồi xả vào bể trộn ban đầu tiếp tục xử lý nước,
quá trình rửa được tiến hành đến khi nước rửa hết đục thì ngừng rửa.
Nước sau khi qua bể lọc nhanh được dẫn đến bể chứa nước sạch. Tại đây, Clo sẽ
được châm vào đủ để khử trùng và đảm bảo lượng Clo dư đạt chuẩn cho phép cấp cho
ăn uống sinh hoạt.
Nguồn nước thô từ sông

Trạm bơm cấp 1
Bể lắng sơ bộ
Phèn nhôm

Nước sau lắng bùn

Bể trộn cơ khí

Bùn

Bể lắng đứng
Bể lọc nhanh

Nước sau
lọc

Nước rửa lọc

CLO

Bể chứa bùn

Bể chứa nước sạch
Trạm bơm cấp 2
Bùn đem đi xử lý
Mạng lưới phân phối
Đường nước rửa lọc

SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân

Đường nước sau lọc

Đường bùn
Đường hóa chất

Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

3.3.2. Phương án II:
Phương án II cũng giống phương án I chỉ khác ở chỗ ta thay thế bể lắng đứng thành
bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng kết hợp với bể lắng ngang. Bể phản ứng có lớp cặn lơ
lửng chia thành nhiều ngăn dọc, đáy có tiết diện hình phễu với các vách ngăn ngang,
nhằm mục đích tạo dòng nước đi lên đều, để giữ cho lớp cặn lơ lửng được ổn định.
Nước từ bể phản ứng sang bể lắng ngang phải chảy qua tường tràn ngăn cách giữa hai
bể.
Nguồn nước thô từ sông
Trạm bơm cấp 1
Nước sau lắng bùn

Bể lắng sơ bộ
phản ứng có lớp cặn lơ lửng
Phèn Bể
nhôm
Bể trộn trộn cơ khí
Bể lắng ngang

Bùn

Bể lọc nhanh
CLO

Nước sau
lọc

Nước rửa lọc

Bể chứa bùn

Bể chứa nước sạch
Trạm bơm cấp 2
Bùn đem đi xử lý
Mạng lưới phân phối

SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

Bảng 3.2 Phân tích lựa chọn dây chuyền công nghệ
Phương án I
Ưu điểm:
Dễ vận hành, hiệu suất lắng tốt, ít
bị ảnh hưởng do biến động của lưu
lượng và nhiệt độ.

Phương án II
Ưu điểm
Hiệu quả xử lí cao hơn các bể lắng
khác.
Không cần xây dựng bể phản ứng
cho bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng.

Lắng đứng thuận tiện cho việc xả
cặn, ít tốn diện tích xây dựng và khả
năng ứng dụng thực tế cao.
Nhược điểm:
Chiều cao xây dựng bể lắng đứng
lớn làm tăng giá thành xây dựng,
hiệu suất thấp.

Nhược điểm:
Lớp cặn tiếp xúc rất nhạy cảm với
bọt khí, các bọt khí lại di chuyển từ
dưới lên, nếu không được tách hết có
thể phá vở lớp cặn và mang theo cặn
vào vùng lắng.
Kết cấu phức tạp, chế độ quản lý
chặt chẽ, rất nhạy cảm với sự dao động
lưu lượng và nhiệt độ.
Với hàm lượng cặn nhỏ hơn 300 mg/l
bể làm việc kém.
Diện tích bề mặt ngang lớn

Kết luận: Từ những nhận xét trên ta chọn thiết kế và xây dựng trạm theo phương án I
Đường nước rửa lọc
Đường bùn
vì nó kinh tế và phù hợp với trình độ quản lý của địa phương.
Đường
nước sau lọc
Đường hóa chất
3.4. Tính toán công trình

chính.
3.4.1. Tính toán song chắn rác:

Song chắn rác được đặt ở đầu loe của ống tự chảy gồm các thanh thép có tiết diện hình
chữ nhật đặt song song nhau tại cửa thu nước của bể thu, cách nhau một khoảng 40 50mm.
Diện tích công tác của song chắn rác được xác định theo công thức:
Trong đó:
: Diện tích song chắc rác (m2).
Q: lưu lượng tính toán của công trình (m3/s). Q = 20,83 (m3/h) = 0,006 (m3/s).
v: vận tốc nước chảy qua song chắn (m/s). Theo TCVN 33:2006 vận tốc này nên lấy
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

trong khoảng 0.4÷0.8 m/s. Khi sông nước đục và thu nước dùng ống tự chảy nên chọn
vận tốc này nhỏ. Chọn v = 0.4 m/s.
K1: Hệ số co hẹp do các thanh thép, tính theo công thức: K1= = = 1,25
a: Khoảng cách giữa các thanh thép, chọn a = 40mm
c: Chiều dày thanh thép. Chọn c = 10 mm
K2: Hệ số co hẹp do rác bám vào song. Thường lấy K2 = 1.25
K3: Hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng của thanh thép, tiết diện tròn lấy K 3 = 1.1; tiết
diện hcn lấy K3 = 1.25
Vậy diện tích của song chắn rác là:
(m2)
Tổn thất cục bộ qua song chắn rác
hl =
Trong đó:

hl: tổn thất áp lực (m).
C: hệ số lưu lượng xả qua song chắn, C = 0,6.
Q: lưu lượng qua song chắn, Q = 0,006m3/s.
A: diện tích hiệu quả của song chắn (m2).
v1:vận tốc nước qua song chắn, v1 = 0,4m/s [TCXDVN33]
g = 9.81 m/s2
hl =
Chọn 1 bể thu, 1 song chắn rác, diện tích song chắn rác = 0,03 (m2).
Kích thước song chắn rác:
Chọn chiều cao song chắn rác: H= 0,15 (m)
Chiều rộng song chắn rác: B=
Bảng 3.2 Các thông số thiết kế song chắn rác:
Thông số

Kích thước

Đơn vị

Chiều cao (H)

0,15

m

SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

Chiều rộng (B)

0,2

m

Diện tích (ω)

0,03

m2

3.4.2. Ống tự chảy dẫn nước vào ngăn thu:

Theo 5.96 TCXDVN33:2006, vận tốc trong ống dẫn v = 0,7 – 1,5 m/s. Chọn v
= 1,5 m/s để tránh lắng đọng trong đường ống. L<100 m. Chọn L = 4 m
Đường kính của ống dẫn với Q = 0,006 m3/s
 = = = 0,07 (m) = 70 (mm)
Chọn ống thép
Tính lại vận tốc:
= = 1,2 (m/s)=> Thỏa qui phạm: 1,2 – 1,8 m/s
3.4.3. Tính toán trạm bơm cấp 1:

Trạm gồm 2 bơm ly tâm trục đứng 1 làm việc và 1 dự phòng. Trạm xử lý làm việc
(24/24) nên lưu lượng bơm:
Qb = Qhtb = 20,83 (m3/h) = 0,006 (m3/s)
Chọn đường kính ống đẩy Dđ = 80 mm, vận tốc nước trong ống:
= = 1,2 m/s
Cột áp bơm: H = hđh + hh + hđ + hdđ + hb

hđh: chiều cao bơm nước địa hình, bằng hiệu cao trình mực nước trong bể trộn và cao
trình mực nước thấp nhất trong ngăn hút, hđh = 8,5 m.
hh: tổn thất áp lực trong ống hút, hh = 0.
hđ: tổn thất áp lực trong ống đẩy
hđ =
∑: tổng hệ số tổn thất cục bộ; Đổi với van 1 chiều  = 1,7; Khoá  = 1; Phiễu hút 
= 0,15; ∑ = 1,7 + 1 + 0,15 = 2,85
hđ = = 0,21 (m)
hdđ : Tổn thất dọc đường từ trạm bơm đến bể trộn
hdđ = i x L = 0,028 x 4 = 0,112 m
Trong đó:
L: Chiều dài ống dẫn từ trạm bơm đến bể trộn, chọn L = 4 m.
i: tổn thất dọc đường đơn vị theo chiều dài:  =
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

: hệ số kháng ma sát, phụ thuộc vào vật liệu ống.
v: vận tốc nước trong ống v = 1,2 m/s
D: đường kính ống, D = 80 mm
Đối với ống thép mới:
 = = = 0,03
 = = = 0,028
hb: tổn thất thuỷ lực trong bể trộn, qui phạm 0,4 – 0,9 m. Chọn hb = 0,5 m.
Cột áp bơm H = hđh + hh + hđ + hdđ + hb = 8,5 + 0,21 + 0,112 + 0,5 = 9,322. Chọn cột áp
bơm H = 10 m.
Công suất bơm:

N=
Trong đó:
h: lưu lượng bơm, qh = 0,006 m3/s
: khối lượng riêng của dung dịch,  = 1000/3
g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2
H: cột áp bơm, H = 10 m.
ŋ: hiệu suất chung của bơm, ŋ = 0,72 − 0,93. Chọn ŋ = 0,8
N=
Chọn máy bơm có công suất 1Hp

3.4.4. Bể trộn cơ khí:

V = tQ (m3)
Trong đó:

÷
t: thời gian khuấy trộn. Theo 6.58 TCXDVN 33-2006 t = 45 90(s) chọn t = 80s.
Q: công suất trạm xử lý, Q = 500 (m3/ngđ) = 0.006 (m3/s).
=> V = 80 x 0,006 = 0,48 m3
Chọn bể trộn có tiết diện ngang là hình vuông
Tỉ lệ chiều cao : chiều rộng = H : 2B
Ta có: V = H . B . L = 2B3  m, chọn 0,7m
Vậy H = 2 x 0,7 = 1,4 m
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân


Đồ án xử lí nước cấp:
Thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư với 3000 dân

Tính lại: V = H.B.L = 1,4 x 0,7 x 0,7 = 0,686 m3
Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,5(m) vậy chiều cao thực tế của bể: h = 1,9 (m)
Ống dẫn nước vào đặt phía trên thành bể trộn, ống dẫn phèn đặt ngay cửa ống đẫn vào
bể, trước miệng dẫn nước. Nước đi từ trên xuống dưới qua ống dẫn nước ra để qua
ngăn phản ứng tạo bông.
Xác định kích thước cánh khuấy và lăng lượng cần thiết cho máy khuấy:
Dùng máy khuấy tuabin 4 cánh hướng xuống để đưa nước từ trên xuống.
Đường kính máy khuấy chiều rộng bể
Chọn đường kính máy khuấy = chiều rộng bể = x 0,7 = 0,35m = 350 mm
Chiều rộng bản cánh khuấy = đường kính máy khuấy = x 350 = 70 mm
Chiều dài bản cánh khuấy = đường kính máy khuấy = x 350= 87,5 mm
Chiều cao bản cánh khuấy = 30 mm
Trong bể đặt 4 tấm chắn để ngăn chuyển động xoáy của nước trong bể
Chiều cao tấm chắn = chiều cao bể trộn = 1,9 m = 1900 mm
Chiều rộng tấm chắn = đường kính bể trộn = x 0,7 = 0,07 m = 70 mm
(Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp - Trịnh Xuân Lai)
Tấm chắn đặt cách thành bể 30 mm
Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng = đường kính cánh khuấy = 350 mm
Năng lượng cần thiết cho khuấy trộn:
P = G2..V
Trong đó:
P: năng lượng cần thiết cho khuấy trộn, W
: độ nhớt động lực của nước, N.s/m2 chọn (20OC) = 0,001
G: gradient, s-1
V: thể tích bể trộn, m3
T (giây)
G (s-1)
20
1000
30

900
40
790
>50
700
(Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp - Trịnh Xuân Lai)
Thời gian keo tụ là 80s, chọn G = 700 s-1
P = 7002. 0,001 . 0,48 = 235,2 J/s = 0,2352 KW
Hiệu suất máy khuấy: = 80%
Vậy công suất thực tế của máy khuấy: Pn = = 294 J/s = 0,294 kW
n = = = 3,72 vòng/s =223,2 vòng/phút
Kiểm tra số Reynol: Nr = = = 455700 > 10000
Như vậy đường kính máy khuấy và số vòng đạt chế độ chảy rối
Bảng 3.4 Các thông số thiết kế bể trộn cơ khí
SVTH: Nguyễn Cao Bảo Vi
GVHD: Ths. Trần Ngọc Bảo Luân