ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC CẤP CÔNG SUẤT VỪA VÀ NHỎ

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

LỜI MỞ ĐẦU
——— — –––
Ngày nay, xã hội ngày càng công nghiệp hóa hiện đại hóa nhờ vào các chính sách
đổi mới và mở cửa của Đảng và Nhà nước. Cùng với sự đẩy mạnh phát triển của nền kinh
tế thì các dự án nâng cấp cải tạo và xây dựng các cơ sở hạ tầng kỹ thuật như các tuyến
đường giao thông, mạng lưới điện, hệ thống cấp thoát nước cũng được đẩy mạnh ở các
thị xã, các đô thị nhằm nâng cao chất lượng sống và bảo vệ môi trường.
Tuy nhiên, với hệ thống cấp nước ở hầu hết các thị xã, các đô thị thì lạc hậu và
điều kiện vệ sinh đang ở mức thấp so với nhu cầu phát triển của nước ta. Đặc biệt, với
một thành phố ven biển thuộc miền Trung như tỉnh Phú Yên thì càng không tránh khỏi
hiện tượng đó. Hệ thống cấp nước cho thành phố hiện nay đang vận hành với hiệu suất
kém, mạng lưới đường ống, các công trình xử lý đã xuống cấp trầm trọng nên khả năng
cung cấp nước thấp rất nhiều so với nhu cầu sử dụng nước.
Do nhà máy không có khả năng cung cấp nước đủ cho nhu cầu của người dân nên
gây nhiều khó khăn trong sinh hoạt. Người dân phải dùng cả các nguồn nước khác như từ
các con suối, các con sông… không đảm bảo vệ sinh khi không qua một quy trình xử lý
nào làm cho nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của người dân nơi đó.
Chính vì vậy, để tổng kết kết quả học tập của một sinh viên ngành Cấp Thoát
Nước em được nhận làm đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ THIẾT KÊ HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC CẤP TỈNH PHÚ YÊN ” dưới sự hướng dẫn trực tiếp của cô giáo là Th.s Nguyễn
Thị Minh Trang
Qua quá trình làm đồ án em đã hiểu rõ hơn rất nhiều về những kiến thức mà cô đã
truyền đạt và cuối cùng là hoàn thành đồ án sau 1 tháng thiết kế. Mặc dù với sự cố gắng
hoàn thành đề tài một cách tốt nhất, nhưng với kinh nghiệm và kiến thức còn hạn chế nên
không tránh khỏi có những sai sót. Em kính mong có được sự đóng góp ý kiến của cô
giáo để đồ án của em được hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình và giúp đỡ em trong quá trình

vừa qua của giáo viên hướng dẫn cô giáo ThS. Nguyễn Thị Minh Trang để hoàn thành đồ
án môn học này.
Em xin chân thành cảm ơn!
CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC..................................................4
SVTH: NHÓM 7

Page 1


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

1.1. Điều kiện tự nhiên....................................................................................................4
1.1.1. Vị trí địa lý........................................................................................................4
1.1.2.

Đặc điểm địa hình..........................................................................................4

1.1.3.

Điều kiện khí hậu...........................................................................................5

1.1.4.

Đặc điểm thủy văn.........................................................................................7

1.2.

Đặc điểm dân cư...................................................................................................8

1.3. Giới thiệu chung về nguồn nước thô cung cấp cho TXL nước hiện nay...............8
1.4. Giới thiệu chung về công nghệ và kỹ thuật xử lý nước............................................9
1.5. Mục đích và nội dung thiết kế đồ án xử lý nước cấp.............................................10
1.5.1. Mục đich.........................................................................................................10
1.5.2.

Nội dung......................................................................................................10

1.5.3.

Cơ sở tính toán.............................................................................................10

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ.....................................................................12
2.1. NGHIÊN CỨU SỐ LIỆU VÀ LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN XỬ LÝ...................12
2.1.1 Số liệu chất lượng nguồn nước, tiêu chuẩn chất lượng nước sau xử lý............12
2.1.2 Xác định các chỉ tiêu còn thiếu và đánh giá mức độ chính xác của các chỉ tiêu.
................................................................................................................................... 14
2.1.3

Xác định liều lượng hóa chất đưa vào trong nước........................................16

2.1.3.1 Xác định hàm lượng phèn dùng để keo tụ...................................................16
2.1.3.2 Xác định hàm lượng chất kiềm hóa CaO.....................................................17
2.1.4

Xác định các chỉ tiêu của nước sau khi pha phèn.........................................17

2.1.5

Đánh giá độ ổn định của nước:.....................................................................17

2.1.6 Xác định độ vôi cần để kiềm hóa:....................................................................18
2.1.7

Hàm lượng cặn lơ lửng sau khi keo tụ:.........................................................18

2.1.8 Đánh giá chất lượng nguồn nước.....................................................................19
2.2 LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ........................................................20
SVTH: NHÓM 7

Page 2


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

2.2.1 Đánh giá lựa chọn dây chuyền công nghệ.......................................................22
2.2.2 Thuyết minh công nghệ lựa chọn.....................................................................23
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH CHÍNH TRONG DCCNXLN....24
3.1 Bể hòa phèn............................................................................................................24
3.2 Công trình pha chế dung dịch vôi sữa....................................................................26
3.3

Tính toán bể trộn đứng thủy lực..........................................................................29

3.4

Tính toán thiết kế bể lắng ngang.........................................................................30

3.4.1

Sơ đồ cấu tạo................................................................................................31

3.4.2 Kích thước bể lắng ngang tiếp xúc...................................................................32
3.4.3

Tính toán vách ngăn phân phối nước vào bể................................................33

3.4.4

Tính toán máng thu nước chữ V...................................................................33

3.5

Bể lọc Aquazu-v.................................................................................................35

3.5.1 Sơ đồ cấu tạo....................................................................................................35
3.5.2 Tính toán bể lọc................................................................................................35
3.6

Tính toán trạm khử trùng....................................................................................45

3.7

Bể chứa nước sạch..............................................................................................47

3.8

Tính toán sân phơi bùn.......................................................................................47

3.9

Bố trí cao độ và mặt bằng các công trình trạm xử lý...........................................49

3.9.1 Bố trí các cao độ cho công trình xử lý..............................................................49
3.9.2 Bố trí các cao trình trong trạm xử lý................................................................49

CHƯƠNG 4: QUY HOẠCH THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ...........................................53
4.1 NGUYÊN TẮC CHUNG TRONG QUY HOẠCH THIẾT KẾ MẶT BẰNG TXL
...................................................................................................................................... 53
4.2 THUYẾT MINH BỐ TRÍ CÁC CÔNG TRÌNH TRONG TXL..............................53
SVTH: NHÓM 7

Page 3


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC
1.1. Điều kiện tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lý

SVTH: NHÓM 7

Page 4

ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

Phú Yên trải dài từ 12°42'36" đến 13°41'28" vĩ Bắc và từ 108°40'40" đến 109°27'47"
kinh Đông, phía Bắc giáp tỉnh Bình Định, phía Nam giáp Khánh Hòa, phía Tây giáp Đắk
Lắk và Gia Lai, phía Đông giáp Biển Đông.
Phú Yên nằm ở miền Trung Việt Nam, tỉnh lỵ Phú Yên là thành phố Tuy Hòa, cách thủ
đô Hà Nội 1.160 km về phía Nam và cách Thành phố Hồ Chí Minh 560 km về phía Bắc
theo đường Quốc lộ 1A.
Diện tích tự nhiên: 5.045 km², chiều dài bờ biển: 189 km.
1.1.2. Đặc điểm địa hình
- Núi : Địa hình có đồng bằng xen kẽ núi. Có 3 huyện miền núi là: huyện Sông
Hinh, huyện Sơn Hòa và huyện Đồng Xuân. Có 5 huyện-thành phố có diện tích
chủ yếu là đồng bằng là: thành phố Tuy Hòa, huyện Phú Hòa, huyện Đông
Hòa, huyện Tây Hòa và huyện Tuy An. Riêng thị xã Sông Cầu có diện tích đồng
bằng và núi xấp xỉ nhau.
+ Núi cao nhất là núi Chư Ninh (cao 1.636m) thuộc huyện Sông Hinh. Ngoài ra, còn
có các hòn núi khác như: hòn Dù (1.470m) và hòn Chúa (1.310m) thuộc huyện
Tây Hòa, núi Chư Treng (1.238m) và núi La Hiên (1.318m) thuộc huyện Đồng
Xuân. Các hòn núi khác chỉ cao khoảng 300-600m.
+ Một núi không cao nhưng nằm ngay trong nội thị thành phố Tuy Hòa nhưng rất
nổi tiếng đó là núi Nhạn. Núi Nhạn nằm ngay bên cạnh sông Đà Rằng, có tháp
Nhạn cổ kính vốn là một tháp Chàm của người Chămpa xưa.
-

Đèo : Đèo Cù Mông: Dài khoảng 9Km, nằm trên dãy Cù Mông, là ranh giới giữa
Phú Yên (thuộc thị xã Sông Cầu) và Bình Định, có độ cao 245m.

+ Đèo Cả: Dài khoảng 12Km, nằm trên dãy Đèo Cả, là ranh giới giữa Phú Yên
(thuộc Huyện Đông Hoà) và Khánh Hòa, ngay dưới đèo Cả là cảng Vũng Rô.
+ Đèo Quán Cau: Ngay dưới chân đèo là đầm Ô Loan nổi tiếng, thuộc Huyện Tuy
An.

SVTH: NHÓM 7

Page 5


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
-

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

Sông, suối : Các con sông ở Phú Yên đều bắt nguồn từ dãy núi Trường Sơn ở phía
tây, dãy Cù Mông ở phía bắc và dãy núi Đèo Cả ở phía nam, hướng chính là Tây
Bắc-Đông Nam hoặc Tây-Đông, có độ dốc lớn.

+ Sông lớn nhất là sông Ba, ở thượng lưu còn gọi là Eaba, ở hạ lưu gọi là sông Đà
Rằng, bắt nguồn từ dãy núi Ngọc Rô (Kon Tum) và đổ ra cửa Đà Diễn (thành phố
Tuy Hòa). Sông lớn thứ 2 là sông Kỳ Lộ, còn gọi là sông La Hiên ở thượng nguồn
và sông Cái ở hạ lưu, bắt nguồn từ những dãy núi cao 1.000m ở Gia Lai và Bình
Định, đổ ra cửa biển Tiên Châu ở Tuy An.
+ Hệ thống Sông Đà Rằng, sông Bàn Thạch, sông Kỳ Lộ với tổng diện tích lưu vực
là 16.400km2, tổng lượng dòng chảy 11.8 tỷ m3, đảm bảo đủ nước tưới cho nông
nghiệp, thủy điện và sinh hoạt.
Phú Yên có nhiều suối nước khoáng nóng như: Phú Sen, Triêm Đức, Trà Ô, Lạc Sanh.
Ngoài ra còn có nhiều tài nguyên trong lòng đất như Diatomite (90 triệu m3), đá hoa
cương nhiều màu (54 triệu m3), vàng sa khoáng (300 nghìn tấn) (số liệu năm 2006 theo

Cẩm nang xúc tiến thương mại du lịch Phú Yên)
Cao độ địa hình 600-800 m
1.1.3. Điều kiện khí hậu
- Nhiệt độ : nhiệt độ trung bình năm khu vực đồng bằng ở vào khoảng 26.6 0C, miền
núi là 26.0. Tháng lạnh nhất là tháng I nhiệt độ trung bình 19- 21 0C, tháng nóng
nhất thường vào tháng V nhiệt độ trung bình 33.9- 35.6 0C. Chênh lệch nhiệt độ
trung bình giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất từ 8- 110C. Nhiệt độ tối cao
tuyệt đối 40- 420C, tối thấp tuyệt đối từ 11- 150C
-

Nắng : tổng số giờ nắng năm tại Phú Yên đạt từ 2222- 2466 giờ. Tháng IV- V
trung bình nắng từ 254- 270 giờ. Đây là điều kiện thuận lợi cho quang hợp của
thực vật và là nguồn năng lượng tự nhiên dồi dào cần được khai thác. Số giờ nắng
qua các thập kỷ có xu hướng giảm dần.

SVTH: NHÓM 7

Page 6


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP
-

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

Độ ẩm : độ ẩm không khí trung bình ở Phú Yên vào khoảng 80- 82%, không thay
đổi so với các thập trước. Từ tháng IX năm trước đến tháng III năm sau độ ẩm ở
vào khoảng 81- 89%, từ tháng IV đến tháng VIII vào khoảng 72- 80%. Độ ẩm thấp
nhất đo được 22%.

-

Gió: trung bình hàng năm, vùng ven biển có khoảng 44 ngày thường xuất hiện từ
tháng V- VIII, chiếm tới 85,9% tổng số ngày khô nóng trong năm; vùng núi có
khoảng 77 ngàyxuất hiện chủ yếu ở các tháng IV- VII chiếm 72,9% tổng số ngày
khô nóng trong năm. Số ngày xuất hiện gió tây khô nóng mạnh (nhiệt độ ³ 37oC,
độ ẩm thấp nhất tuyệt đối £ 45%) ở Phú Yên chiếm 10- 20% tổng số ngày có gió
tây khô nóng. Gió tây khô nóng ảnh hưởng rất nhiều đến đời sống và sản xuất, có
thể gây hại đến cây trồng và sức khỏe con người.

-

Mưa : lượng mưa năm trung bình toàn tỉnh từ năm 1977- 2011 là 1980 mm. Năm
2010, là năm có lượng mưa lớn nhất tại Hòa Đồng đo được 3805 mm, Tuy Hòa
3359 mm, Phú Lâm 3301 mm. Năm có lượng mưa nhỏ nhất là năm 1981 (474
mm). Lượng mưa có chiều hướng tăng dần vào những năm sau này, đặc biệt trận
lũ năm 2009 lượng mưa đo được vùng núi Bình Định- Phú Yên trong hai ngày là
815 mm.

1.1.4. Đặc điểm thủy văn
- Dòng chảy sông ngòi : độ sâu dòng chảy bình quân cả tỉnh là 1178mm, tăng hơn
thời kỳ trước (190mm), hệ số dòng chảy 0.60. Dòng chảy mùa lũ chiếm 70- 75%
tổng lượng dòng chảy năm, còn mùa cạn chiếm 25- 30% dòng chảy năm.
-

Tổng lượng nước mưa trên các lưu vực sông là 27.5km3, tổng lượng nước đi qua
mặt cắt các cửa sông chính là 12.700km3, trung bình đầu người dân Phú Yên là
14.680m3/người/năm, vào loại cao của thế giới.

-

Dòng chảy lớn nhất ở sông Ba tại Củng Sơn là 20.600m3/s (năm 1993), sông Kỳ
Lộ tại Hà Bằng 22.100m3/s (năm 2009) , sông Hinh 3.550m3/s và sông Bàn Thạch

SVTH: NHÓM 7

Page 7


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

2.800m3/s (năm 2010). Dòng chảy lớn nhất trừ năm 1993, năm 2009 là dòng chảy
lịch sử trên sông Ba và sông Kỳ Lộ.
-

Dòng chảy kiệt đo được ở Củng Sơn 1.41m3/s (V-2010), Hà Bằng 0.899m3/s
(VII-1998), bàn Thạch 0.988m3/s (V-2006).

-

Các hiện tượng Khí tượng thủy văn có nhiều thay đổi, lượng mưa năm tăng nhiều
hơn những năm trước đây, mùa cạn dòng chảy ít nước hơn, độ mặn trong sông lớn
nhất có chiều hướng tăng. Mùa mưa dòng chảy lũ xu hướng ngày càng tăng, bão,
áp thấp nhiều và mạnh hơn. Chất lượng nước trên các sông có biểu hiện ô nhiễm.

Tóm lại, tài nguyên khí hậu thủy văn tỉnh Phú Yên khá đa dạng các chế độ mưa, chế độ
nhiệt, chế độ bức xạ, chế độ ẩm, dòng chảy trên sông nhìn chung tương đối thuận lợi cho
các ngành công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, ngư nghiệp… Tuy nhiên do sự phân bố

không đồng đều theo không gian và thời gian của các yếu tố Khí hậu thủy văn cho nên
cần có cơ chế quản lý phù hợp về tận dụng tài nguyên khí hậu (nắng, gió, bức xạ….).
Trong lâu dài có biện pháp tích trữ dòng chảy thất thoát ra biển từ đó tạo nền tảng vững
chắc cho địa phương phát triển kinh tế- xã hội
1.2.
-

Đặc điểm dân cư
Dân số Phú Yên là 893400 người - 2017 trong đó thành thị 34%, nông thôn 66%,
lực lượng lao động chiếm 71,5% dân số.

-

Phú Yên có gần 30 dân tộc sống chung với nhau. Chăm, Êđê, Ba
Na, Hrê, Hoa, Mnông, Raglai là những tộc người đã sống lâu đời trên đất Phú
Yên.

1.3. Giới thiệu chung về nguồn nước thô cung cấp cho TXL nước hiện nay
Nước trong thiên nhiên được dùng cho các nguồn nước cấp cho ăn uống, sinh hoạt và
công nghiệp có chất lượng nước khác nhau. Đối với nguồn nước mặt, thường có độ đục,
độ màu có hàm lượng vi trùng cao. Đối với các nguồn nước ngầm, có hàm lượng sắt và
mangan cao thường vượt quá giới hạn cho phép. Có thể nói hầu hết các nguồn nước trong

SVTH: NHÓM 7

Page 8


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

thiên nhiên đều không đáp ứng được về mặt chất lượng cho các đố tượng đang dùng
nước. Chính vì vậy, trước khi sử dụng cần phải tiến hành xử lý chúng bằng các dây
chuyền công nghệ phù hợp để đáp ứng được nguồn nước cần cấp và đảm bảo kin tế kỹ
thuật
-

Nước mặt :

Bao gồm các nguồn nước trong các ao, hồ, sông, suối… Do kết hợp từ dòng chảy trên bề
mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nguồn nước mặt là :
Chứa nhiều khí hòa tan đặc biệt là oxi.
Chứa nhiều chất rắn lơ lửng.
Có hàm lượng chất hữu cơ cao.
Có sự xuất hiện của nhiều loại tảo.
Chứa nhiều vi sinh vật
Nguồn nước mặt tiếp nhận nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi các
chất hữu cơ và vi khuẩn gây bệnh. Nguồn nước tiếp nhận các dòng thải công
nghiệp thường bị ô nhiễm bởi các chất độc hại như kim loại nặng, các chất hữu cơ và các
chất phóng xạ.
Thành phần và chất lượng của nguồn nước mặt chịu ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên,
nguồn gốc xuất xứ và tác động của con người trong quá trình khai thác và sử dụng.

1.4. Giới thiệu chung về công nghệ và kỹ thuật xử lý nước.
Trong quá trình xử lý nước cấp, cần phải thực hiện các biện pháp sau :
Biện pháp cơ học : dùng các công trình và thiết bị làm sạch như : song chắn rác, lưới
chắn rác, bể lắng, bể lọc.
Biện pháp hóa học : dùng các hóa chất cho vào nước để xử lý như : dùng phèn làm chất
keo tụ, dùng vôi kiềm hóa nước, cho Clo vào nước để khử trùng.

SVTH: NHÓM 7

Page 9


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

Biện pháp lý học : dùng các tia vật lý để khử trùng nước như tia tử ngoại, sóng siêu âm.
Điện phân nước biển để khử muối. Khử khí CO2 trong nước bằng phương pháp làm
thoáng.Trong 3 biện pháp xử lý trên thì biện pháp nào cũng quan trọng không thể tách rời
 Công nghệ xử lý nước mặt

Chất keo tụ

TBC1

Bể trộn

Bể phản ứng

Bể lọc nhanh

Bể lắng

Chất kiềm hóa

Clo

MLCN

TBC2

Bể chứa

 Công nghệ xử lý nước ngầm

Trạm bơm
nước ngầm

Giàn mưa hay
thùng quạt
gió

Bể lắng tiếp
xúc

Bể lọc nhanh

Clo
Mạng lưới cấp
nước

TBC2

Bể chứa nước
sạch

1.5. Mục đích và nội dung thiết kế đồ án xử lý nước cấp

1.5.1. Mục đich
Việc thực hành đồ án môn học giúp sinh viên tìm hiểu kỹ hơn về phần lý thuyết đã học
của môn xử lý nước cấp nhằm nâng cao hiệu quả của môn học.
Giúp sinh viên tăng cường việc tự học tập và khả năng tư duy, đồng thời kết hợp sáng tạo
sáng tạo giữa lý thuyết và thực tiễn sản xuất của lĩnh vực xử lý nước. Qua đó, sinh viên
cũng bắt đầu làm quen với các tiêu chuẩn quy phạm thiết kế điều hành của nhà nước.

SVTH: NHÓM 7

Page 10


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

1.5.2. Nội dung
Nghiên cứu số liệu đã cho và tìm ra sơ đồ công nghệ xử lý phù hơp với yêu cầu của
nguồn nước cấp theo tiêu chuẩn của BYT
1.5.3. Cơ sở tính toán
- Để hoàn thành và nắm vững môn học “Xử lý nước cấp“ ,song song với việc học lý
thuyết ở trên lớp , em thực hiện đồ án “Lựa chon thiết kế dây chuyền công nghệ
xử lý nước cấp”.
-

Việc lựa chọn công nghệ là khâu quan trọng nhất trong kỹ thuật xử lý nước cấp
cho sinh hoạt và công nghiệp. Để lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp ta có thể dựa
vào các điều kiện sau:

+ Dựa vào lưu lượng, thành phần tính chất của nước nguồn

+ Yêu cầu mức độ xử lý đạt tiêu chuẩn cấp nước cho ăn uống của Bộ Y tế( tiêu chuẩn
1329-2002/BYT-Q Đ.
+ Tình hình kinh tế và khả năng tài chính.
+ Quy mô và xu hướng phát triển
+ Khả năng đáp ứng thiết bị cho hệ thống trạm xử lý.
+ Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì đảm bảo kĩ thuật và chất lượng.
+ TCXD 33-2006. Cấp nước - Mạng lưới bên ngoài công trình - Tiêu chuẩn thiết kế.
+ TCXD 233-1999. Các chỉ tiêu lựa chọn nguồn cung cấp nước.
+ QCVN 08-2008
-

Trong phạm vi của đồ án, ta chủ yêu quan tâm đến các chỉ tiêu như lưu lượng, tính
chất nước sông, yêu cầu xử lý, các xu hướng phát triển. Về việc xét các điều kiện
khí tượng thuỷ văn không xét đến vì thiếu số liệu.

-

TCCN 01-2009/BYT

-

Giáo trình “ Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp”
của GS-TS Trịnh Xuân Lai

SVTH: NHÓM 7

Page 11


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ
2.1. NGHIÊN CỨU SỐ LIỆU VÀ LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN XỬ LÝ
2.1.1 Số liệu chất lượng nguồn nước, tiêu chuẩn chất lượng nước sau xử lý
Ta có bảng phân tích chất lượng nguồn nước sông A và tiêu chuẩn chất lượng sau khi xử
lý như sau.
Bảng 2.1.1: Các chỉ tiêu cơ bản của chất lượng nguồn nước sông Hinh và tiêu chuẩn chất lượng
sau khi xử lý

SVTH: NHÓM 7

Page 12


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG
QCVN 08-

STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

Giá trị 2015/BTNMT
( Đầu vào)

SVTH: NHÓM 7

QCVN 02-

Ghi chú

2009/BYT (Đầu

(Phương pháp

ra)

xử lý)

Page 13


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

1
3

Coliform
pH

vikhuan/100ml

2175

7,4

2500
6-8,5

50
6-8,5

ĐẠT
ĐẠT
Lắng lọc bằng

4

Độ đục

NTU

7,4

5

5

hệ thống lọc
nước

6

Không có mùi Không có mùi vị

Mùi vị

vị lạ

lạ

20

0

Tổng chất rắn
7

lơ lửng

mg/l

33,7

TSS

Phương pháp
kết tủa
Phương pháp

8

[PO4]3-

mg/l

0,063

0,1

10
4

-

keo tụ tạo

mg/l
mg/l

8,9
8,76

�6

11

BOD5(20oC)

mg/l

6

13

(NH4+)
Nhiệt độ trung
bình

mg/l

0,361

photphat

-

DO
COD

Amoni

kết tủa muối
không tan
Đạt
Đạt
Phương pháp

9
10

12

0

0,1

3

28-32oC

-

bông
Phương pháp
trao đổi ion

25,9oC

30,7

Đạt

o

C

14

Clorua (Cl-)

Mg/l

8,88

250

300

15

Nitrit (NO2-)

Mg/l

0,067

0,01

-

16

Hàm lượng Fe

Mg/l

1,042

0,5

0,5

tổng (Fe2+ +

SVTH: NHÓM 7

Page 14


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

Fe 3+)
20

Nitrat(NO3-)

Mg/l

0,113

2

-

22

TDS

Mg/l

0,06

-

-

23

SO3-

Mg/l

2,55

-

-

24

Cu

Mg/l

0,62

0,1

-

25

Hg

Mg/l

0,2

0,001

-

2.1.2 Xác định các chỉ tiêu còn thiếu và đánh giá mức độ chính xác của các chỉ tiêu.
a. Tổng hàm lượng muối hòa tan P (mg/l)
P  �Me   �Ae   1.4 �
Fe 2 �
HCO3 �
SiO3 �
�
� 0.5 �
�
� 0.13 �
�
�

Trong đó:
 Me  : Tổng hàm lượng các ion dương trừ Fe2+

�Me



�
Mn2 �
Ca 2 �
Mg 2 �
NH 4 �
�
� �
�
� �
�
� �
�
� 0,361(mg / l )

: Tổng hàm lượng các ion âm trừ HCO3- và SiO2-

�Ae



�
SO4 2 �
Cl  �
NO2 �
NO3 �
PO43 �
�
� �
�

� �
�
� �
�
� �
�
� 8,88  0,113  0, 063  0, 067  0  9,123(mg / l )

Vậỵ tổng hàm lượng muối hòa tan là :
P = 0,361+ 9,123 + 1,4

1,042 = 10,943 (mg/l)

b. Hàm lượng CO2 tự do có trong nước nguồn
Tra theo biểu đồ Langlier (hình 6.2 trang 90 TCXDVN 33:2006), từ giá trị tham số đã
biết:

SVTH: NHÓM 7

Page 15


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

to , pH , Kio (độ kiềm toàn phần) và P

=> hàm lượng CO2 tự do C0CO2 = 0 (mg/l).
2.1.3 Xác định liều lượng hóa chất đưa vào trong nước

2.1.3.1 Xác định hàm lượng phèn dùng để keo tụ
Đối với nguồn nước hàm lượng cặn lớn và độ màu lớn: phải cho vào hóa chất là phèn để
thực hiện quá trình keo tụ tạo bông cặn.
Chọn hóa chất keo tụ là phèn nhôm.
 Ưu điểm
- Về mặt năng lực keo tụ ion nhôm (và cả sắt(III)), nhờ điện tích 3+, có nănglực keo tụ
thuộc loại cao nhất (quy tắc Shulz-Hardy) trong số các loại muối ít độc hại mà loài người
biết.
- Muối nhôm ít độc, sẵn có trên thị trường và khá rẻ.
- Công nghệ keo tụ bằng phèn nhôm là công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểmsoát, phổ
biến rộng rãi.

SVTH: NHÓM 7

Page 16


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

Phèn chua (nhôm) còn được ứng dụng rất nhiều trong các phương pháp trị liệu chữa bệnh
hằng ngày
 Nhược điểm
- Làm giảm đáng kể độ pH, phải dùng NaOH để hiệu chỉnh lại độ pH dẫn đến chi phí
sản xuất tăng.
- Khi quá liều lượng cần thiết thì hiện tượng keo tụ bị phá huỷ làm nước đục trở lại.
- Phải dùng thêm một số phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng.
- Hàm lượng Al dư trong nước > so với khi dùng chất keo tụ khác và có thể lớn hơn tiêu
chuẩn với (0,2mg/lit).

- Khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và ko tan cùng các kim loại nặng thường hạn
chế.
- Ngoài ra, có thể làm tăng lượng SO 42- trong nước thải sau xử lí là loại có độc tính đối
với vi sinh vật.
Căn cứ vào độ màu của nước nguồn, căn cứ theo TCVN 33:2006 công thức xác định
lượng phèn nhôm như sau:
PP = 4

(mg/l)

Trong đó:
PP : Hàm lượng cần thiết xác định theo độ màu
M : Độ màu của nước nguồn
+ Căn cứ vào hàm lượng cặn của nguồn nước, theo TCVN 33:2006 (bảng 6-3) thì với
nước nguồn có hàm lượng cặn SS = 35 (mg/l), lượng phèn nhôm không chứa nước cần
thiết keo tụ là Pp = 35 (mg/l)
2.1.3.2 Xác định hàm lượng chất kiềm hóa CaO
Dk = K

�35
�

�
�

– k + 1) = 28. �57  2  1� 10,8 (mgđl/l)

⇒ DK <0 thì độ kiềm tự nhiên của nước đủ đảm bảo cho quá trình thuỷ phân phèn, trường
hợp này không cần phải cho Cao vào để kiềm hoá nước sau keo tụ

SVTH: NHÓM 7

Page 17


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

2.1.4 Xác định các chỉ tiêu của nước sau khi pha phèn
Độ kiềm toàn phần sau khi keo tụ bằng hoá chất
Ki* = Kio - PP /ep = 2 – 35/57 = 1,38 (mgđl/l)
Hàm lượng CO2 của nước sau keo tụ.
CCO2* = C0CO2+ 44.PP/ep = 0 + 44.

= 27 (mg/l)

2.1.5 Đánh giá độ ổn định của nước:
Sau khi cho phèn vào độ kiềm và độ pH đều giảm, nên nước có khả năng có tính xâm
thực. Vì vậy ta kiểm tra độ ổn định nước theo công thức 6.32 – TCXDVN 33 – 2006.
Độ ổn định nước được đánh giá qua trị số bão hòa:
Trong đó:
= 25.9, P = 50, Ki* = 1.38, CCO2* = 27

: Độ pH của nước tương ứng với trạng thái cân bằng của các hợp chất Axit Cacbonic,
được tính theo công thức sau
Trong đó:
: là những trị số phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ
canxi, độ kiềm, tổng hàm lượng muối trong nước

Vậy sau khi keo tụ nước không ổn định, có tính xâm thực. Cần châm vôi vào để kiềm hóa
nước
2.1.6 Xác định độ vôi cần để kiềm hóa:
Theo bảng 6.20 TCVN 33:2006 trang 59, ta có

SVTH: NHÓM 7

Page 18


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

I < 0; pH* < 8.4 < pHs (6.8 < 8.4 < 9.15 )
⇒ Lượng vôi tính theo CaO tính theo công thức :

Trong đó:
: Hệ số phụ thuộc f1 (pH*)
: Hệ số phụ thuộc f2 (pHs)
K : Độ kiềm của nước sau khi keo tụ
2.1.7 Hàm lượng cặn lơ lửng sau khi keo tụ:
Trong đó
Comax : hàm lượng cặn ban đầu trong nước. Comax = 125mg/l.
M

: độ màu của nước nguồn. M = 50 TCU

KP

: hệ số ứng với loại phèn

PP

: liều lượng phèn đưa vào

Lv

: liều lượng vôi đưa vào

2.1.8 Đánh giá chất lượng nguồn nước.
Đánh giá chất lượng nước nguồn theo PHỤ LỤC 6 (Tiêu chuẩn chất lượng nước sạch
dùng để thiết kế các công trình xử lí nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt) TC 33-2006.So
sánh với tiêu chuẩn chất lượng nước nguồn, ta thấy nguồn nước này có thể dùng làm
nguồn cấp nước cho các trạm xử lý nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt.
-

So sánh các chỉ tiêu với tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt
(TC 1329-2002/BYT), ta thấy các chỉ tiêu như độ màu, hàm lượng sắt Fe2+ cần
được xử lý.

+ Độ màu lớn hơn chỉ tiêu chất lượng nước cấp cho sinh hoạt nên phải làm trong
nước và khử trùng (khử trùng bằng clo)

SVTH: NHÓM 7

Page 19


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

+ Độ đục lớn thì cần cần sử dụng sơ đồ công nghệ bể lắng và bể lọc các cặn nhỏ
trong nước.
+ Hàm lượng cặn lơ lửng rất lớn nên sơ đồ công nghệ phải lựa chọn đảm bảo yêu
cầu loại bỏ cặn là chủ yếu ngoài và một số chất khác.
+ Để đảm bảo nước cấp không có vi khuẩn gây bệnh và khử trùng đường ống ta phải
có khâu khử trùng bằng Clo trước khi cấp nước cho mạng lưới.
Như vậy : Sơ đồ công nghệ xử lý nước được lựa chọn cần phải đảm bảo yêu cầu xử lý độ
màu, độ đục, hàm lượng cặn lơ lửng trong nước

2.2 Lựa chọn dây chuyền công nghệ
 Phương án 1

Bể chứa
phèn vôi

Trạm
bơm
cấp 1

Bể trộn
đứng thủy
lực

Bể xử lý
bùn cặn

Bể lắng

ngang thu
nước cuối
bể
Bể khử
trùng Clo

SVTH: NHÓM 7

Page 20


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Mạng
lưới

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

Bể lọc
Aquazuv

Bể chứa
nước

Trạm
bơm cấp
2

Lắng
nước

rửa lọc

 Phương án 2
Bể Lắng
nước rửa
lọc
Bể xử lý
bùn cặn

Bể chứa
Phèn vôi

Trạm
bơm cấp
1

Bể trộn
ziczac
ngang

Bể phản
ứng
ziczac
ngang

Mạng
lưới
SVTH: NHÓM 7

Bể lắng

ngang thu
nước bề
mặt
Chất khử
trùng clo

Trạm
bơm cấp2
2

Bể lọc
nhanh
trọng
lực

Bể chứa
nước
sạch
Page 21


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

2.2.1 Đánh giá lựa chọn dây chuyền công nghệ
Phương án 1
-Ứng dụng khá phổ biến.

Ưu điểm

-Có khả năng tách giữa nước và
bùn cặn.
-Bể lắng ngang hoạt động ổn định
đạt hiệu quả lắng cao.
-Bể áp dụng cho cả công suất nhỏ
và lớn.

Phương án 2
-Các hạt cặn được hình thành
có bề mặt tiếp xúc lớn, thúc
đẩy quá trình keo tụ.
-Nước đi lên tại mọi điểm của
diện tích bể lắng làm cho chế
độ thủy lực tốt hơn.
-Khối lượng xây dựng nhỏ, ít
chiếm diện tích.

-Điều chỉnh được vận tốc của
dòng chảy ở bể phản ứng cơ khí.
-Bể được xây dựng theo khối nên
cụm xử lý được thu gọn nên thuận
lợi cho việc vận hành.
-Tiết kiệm được chi phí và diện
tích xây dựng.
-Bể lọc aquazuv đạt hiệu quả lọc
tốt.

-Đòi hỏi chất lượng nước ổn định.

Nhược
điểm

-Chi phí xây dựng vì phải có cánh
khuấy.

-Lớp cặn tiếp xúc rất nhạy
cảm với bọn khí, các bọt khí
lại di chuyển từ dưới lên, nếu
không được tách hết có thể sẽ
phá vỡ lớp cặn và mang theo
cặn vào vùng lắng.
-Kết cấu phức tạp, chế độ
quản lý chặt chẽ, rất nhạy

SVTH: NHÓM 7

Page 22


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG
cảm với sự dao động lưu
lượng và nhiệt độ.
-Với hàm lượng cặn nhỏ hơn
300mg/l bể làm việc kém.

 Chọn phương án 1 làm thiết kế và tính toán.
2.2.2 Thuyết minh công nghệ lựa chọn

- Nguồn nước sông được bơm lên trạm bơm cấp 1 được đưa vào bể trộn đứng thủy
lực.
- Tại bể trộn đứng thủy lực sẽ được tiếp xúc với hóa chất để tạo kết tủa nhờ phèn.
Với cơ chế tạo dòng chảy rối tăng vận tốc dòng chảy hóa chất được phân phối
đều trong nước nhằm đạt hiệu quả cao
- Sau khi nước tạo bông cặn lắng ở bể trộn đứng thủy lực sẽ được dẫn đến bể lắng
ngang thu nước cuối bể. Nước từ bể trộn đứng vào bể lắng ngang sẽ chuyển động
từ đầu này sang đầu kia của bể, các hạt phân tử trong nước sẽ chuyển động xuôi
theo dòng nước từ đầu này tới đầu kia với vận tốc 0,2-0,3 m/s, bể lắng ngang có
thể lắng được những hạt mà quỹ đạo chúng cắt ngang đáy bể trong phạm vi chiều
dài với thời gian lắng từ 1-3h. Còn nước sạch thì được thu lại đi qua máng chữ V
đi qua đường ống và vào bể lọc aquazuv.
- Nước đi qua hệ thống thu bề mặt được đưa đến bể lọc aquazuv. Nước được lọc ở
trong hệ thống . Có lớp vật liệu lọc để tách các hạt cặn nhỏ lơ lửng , các vật thể
keo tụ và vi sinh vật có hại còn sót lại trong nước .
- Nước sau khi xử lí được dẫn đến bể khử trùng , ở đây nước được khử trùng bằng
clo . Sau đó dẫn vào bể chứa và sau 1 thời gian nước được cấp vào mạng lưới đưa
đến người tiêu dùng.

SVTH: NHÓM 7

Page 23


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH CHÍNH TRONG DCCNXLN
3.1 Bể hòa phèn.

Bể hòa tan phèn có nhiệm vụ hòa tan phèn cục và lắng cặn bẩn
Thông số tính toán : Công suất trạm xử lý là 40.000m3/ngđ
Liều lượng phèn: LP = 35 (mg/l)
Ta dùng bể hòa phèn khuấy trộn bằng máy khuấy loại cánh phẳng.
a. Sơ đồ cấu tạo bể hòa phèn

SVTH: NHÓM 7

Page 24


ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD: Ths.NGUYỄN THỊ MINH TRANG

Hình 1.1 Sơ đồ bể hòa tan phèn hạt dùng máy khuấy loại cánh phẳng

b. Dung tích của bể hòa phèn
Dung tích bể hòa tan hữu ích được xác định bằng công thức 6-3(TCVN 33-2006).
wh 

Q �n �PP
(m3)
10000 �bh �

Trong đó:
Q: là lưu lượng nước xử lý (m3/h), Q = 40000 (m3/ngđ) = 1666,67 (m3/h)
Pp: là Lượng phèn cho vào nước (g/m3) Pp= 35 (mg/l)
N: là số giờ giữa 2 lần hòa tan đối với trạm công suất: từ 10.00-50.000 m 3/ngđ, vì công
suất trạm là 40000m3/ngđ ta lấy n=10 giờ

bh : là nồng độ dung dịch phèn trong thùng pha 10-17% ta chọn bh=10%

 : là khối lượng riêng của dung dịch ta lấy   1 (T/m3)
Thay các giá trị vào ta tính được như sau :
Wh 

1666,67 �10 �35
 5,83 (m3)
10000 �10 �1

Thiết kế 2 bể hòa phèn, chọn 1 bể có dung tích là 2,92 (m3), kích thước bể hình
vuông
W= a×a×h = 1,25×1,25×1,95 (m)
Chiều cao bảo vệ trong bể trộn là : hbv = 0,3
=> H = h0 + hbv = 1,95 + 0,3 = 2,25 (m)
L1cq = 0,4b = 0,4x1,25 = 0,5 (m)
Chọn 2 cánh quạt, quay 30 (v/ph)
Công suất động cơ máy khuấy :
3


1000
�30 �
N  0,5 � �h �n3 �d 4 �z  0,5 �
�0, 2 �� ��14 �2  27,7 (KW)

0,9
�60 �
Cánh khuấy làm bằng thép không gỉ, bộ phận truyền động thường được đặt trên mặt bể
và trục quay đặt theo phương thẳng đứng.

SVTH: NHÓM 7

Page 25