Đồ án xử lý nước cấp

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1. Hiện trạng nguồn nước mặt ở Việt Nam
Nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước. Nước
mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi giáng thủyvà chúng mất đi khi chảy vào đại
dương, bốc hơi và thấm xuống đất.
Hệ thống nước mặt Việt Nam với hơn 2.360 con sông, suối dài hơn 10km và hàng
nghìn hồ, ao. Nguồn nước này là nơi cư trú và nguồn sống của các loài động, thực vật và
hàng triệu người. Tuy nhiên, những nguồn nước này đang bị suy thoái và phá hủy nghiêm
trọng do khai thác quá mức và bị ô nhiễm với mức độ khác nhau. Thậm chí nhiều con
sông, đoạn sông, ao, hồ đang “chết”.Mức độ ô nhiễm nước đang ngày càng gia tăng do
không kiểm soát nguồn gây ô nhiễm hiệu quả. Tình trạng này đang gây ra những ảnh
hưởng đến sức khỏe của người, làm tăng nguy cơ ung thư, sảy thai và dị tật bẩm sinh, dẫn
đến suy giảm nòi giống. Tại một số địa phương của Việt Nam, khi nghiên cứu các trường
hợp ung thư, viêm nhiễm ở phụ nữ, đã thấy 40 - 50% là do từ sử dụng nguồn nước ô
nhiễm.

2. Mục tiêu của đồ án
- Đề xuất được dây chuyền công nghệ cho một trạm xử lý nước mặt.
- Biết tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước mặt.
- Lựa chọn được một phương án xử lý nước mặt đạt hiệu quả cao nhất, hợp lý
nhất, phù hợp nhất.

3. Nội dung thiết kế của đồ án
- Đề xuất, thuyết minh hai phương án công nghệ và lựa chọn 1 phương án.
- Bản vẽ sơ đồ công nghệ.
- Vẽ chi tiết một công trình chính.
- Bản vẽ tổng mặt bằng khu xử lý.


4. Các tiêu chuẩn môi trường liên quan

- Tiêu chuẩn thiết kế (TCXDVN 33: 2006 cấp nước-mạng lưới đường ống và công
trình)
- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt (QCVN
02:2009/BYT)
- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08-MT
2015/BTNMT)

Cấu trúc
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo nội dung chính của đồ án gồm
3 chương:
- Chương 1: Tổng quan
- Chương 2: Lựa chọn công nghệ xử lý
- Chương 3: Tính toán thiết kế

- Chương 4: kết luận
5. Tổng quan khu vực nghiên cứu
5.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu
5.1.1. Vị trí địa lý
Huyện Ứng Hoà nằm ở phía Nam của thành phố Hà Nội, có tọa độ địa
lý: 200 38’ đến 200 43’ vĩ độ Bắc và từ 1050 54’ đến 1050 49’ kinh độ
Đông.Tổng diện tích đất tự nhiên của huyện là 186,37 km2. Huyện có đường
ranh giới giáp với các địa phương sau: phía Bắc giáp huyện Chương Mỹ và
huyện Thanh Oai; phía Đông giáp huyện Phú Xuyên; phía Tây giáp huyện Mỹ
Đức; phía Nam giáp huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam.
Huyện Ứng Hoà có 28 xã và 01 thị trấn, nằm trên đường quốc lộ 21B,
cách quận Hà Đông 30km về phía Bắc và cách khu du lịch Chùa Hương 20
km về phía Nam. Huyện có tỉnh lộ 428, tỉnh lộ 78 đi qua và các đường liên
huyện, liên xã để giao lưu với thị trường bên ngoài và tiếp cận với tiến bộ
khoa học kỹ thuật.

5.1.2. Địa hình
Ứng Hoà có dạng địa hình đồng bằng, với độ dốc thoải từ Bắc xuống Nam, từ
Tây sang Đông. Độ cao so với mực nước biển trung bình đạt ÷ 1,6 m. Theo
đặc điểm địa hình, lãnh thổ huyện Ứng Hoà có thể được chia làm 2 vùng:
- Vùng ven sông đáy gồm 13 xã: Viên An, Viên Nội, Cao Thành, Sơn Công,
Đồng Tiến, Thị trấn Vân Đình, Vạn Thái, Hòa Xá, Hòa Nam, Hòa Phú, Phù
Lưu, Lưu Hoàng, Hồng Quang. Các xã vùng ven sông Đáy thường trồng cây
công ngiệp ngắn ngày phía ngoài đê và trồng lúa phía trong đê.
- Vùng vàn và trũng gồm 16 xã: Hoa Sơn, Trƣờng Thịnh, Quảng Phú Cầu,
Liên Bạt, Phƣơng Tú, Tảo Dương Văn, Trung Tú, Đồng Tân, Minh Đức,
Kim Đường, Đông Lỗ, Đại Hùng, Đại Cường, Hòa Lâm, Trầm Lộng, Đội
Bình. Do điều kiện địa hình vàn thấp và trũng, không được phù sa bồi đắp
hàng năm nên đất đai có độ chua cao.
5.1.3. Đặc trưng khí hậu, thủy văn
- Khí hậu: Khí hậu của huyện Ứng Hòa mang tính chất khí hậu nhiệt đới, chịu
ảnh hưởng lớn của hai hướng gió chính là gió mùa Đông Bắc và gió mùa
Đông
- Chế độ nhiệt: Nhiệt độ trung bình tháng trong năm dao động từ 16,0 đến
29,00C (trạm Ba Thá). Mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, thời tiết
lạnh và khô. Tháng lạnh nhất là tháng 1 và tháng 2. Mùa nóng từ tháng 4 đến
tháng 10, nhiệt độ trung bình tháng thường trên 230C, tháng nóng nhất là
tháng 7.
- Chế độ ẩm: Độ ẩm tương đối trung bình từ 83% - 86%. Tháng có độ ẩm
trung bình cao nhất là tháng 3 và tháng 4 độ ẩm lên tới 88%, các tháng có độ
ẩm trung bình thấp nhất là tháng 11, tháng 12 (80 - 81%).
- Chế độ gió: Gió theo mùa, mùa đông thường là gió Đông Bắc, mùa hè
thường là Đông Nam.
Chế độ bức xạ: Huyện Ứng Hòa nằm trong vùng mang tính chất chung
của vùng đồng bằng Bắc Bộ, hàng năm có từ 120 - 140 ngày nắng. Số

giờ nắng trong năm từ 1.163 giờ đến 1.867 giờ. Số giờ nắng thường
xuất hiện nhiều đợt không có


nắng kéo dài 2 - 5 ngày. Tháng 2, 4 có số giời nắng thấp nhất, độ ẩm cao sẽ làm
phát sinh nhiều dịch bệnh cho cây trồng, vật nuôi.
- Chế độ mưa: Lượng mưa trung bình năm 1.900mm, cá biệt năm mưa nhiều
nhất đạt 2.200mm (1997), năm ít mưa nhất 1.124mm (1998). Tuy nhiên,
lượng mưa phân bố không đồng đều theo không gian và thời gian. Do hoạt
đông của gió mùa đã phân hoá chế độ mưa thành 2 mùa :
+ Mùa mưa: Từ tháng 5 đến tháng 10 với lượng mưa trung bình 1.200mm,
chiếm 70 - 80% tổng lượng mưa năm. Mưa lớn thường tập trung vào các
tháng 6,7,8 với lượng mưa xấp xỉ 300mm/tháng.
+ Mùa khô: Từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, lượng mưa mùa này khoảng
300 - 500mm, chiếm 20 - 30% lượng mưa năm. Các tháng có lượng mưa ít
nhất thường là tháng 12, 1 và 2.
- Thuỷ văn
- Mạng lưới sông ngòi
Huyện Ứng Hoà có mạng lưới sông ngòi, hồ, ao phong phú và đa dạng, với
2 hệ thống sông chủ yếu là sông Đáy ở phía Tây Nam và sông Nhuệ ở phía Đông
Nam cùng với kênh Ngoại Độ là nguồn cung cấp nước chủ yếu để phát triển một
nền nông nghiệp nhiều thành phần.
+ Sông Đáy có chiều dài khoảng 240km và lưu vực (cùng với phụ lưu sông
Nhuệ). Sông Đáy chảy qua địa phận huyện với tổng chiều dài 31km.
+ Sông Nhuệ là một con sông nhỏ dài khoảng 76km, chảy ngoằn ngoèo gần
như theo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Đoạn chảy qua địa bàn huyện Ứng Hoà có
chiều dài 11km.
5.1.4. Điều kiện kinh tế-xã hội khu vực nghiên cứu
Tổng giá trị sản xuất toàn huyện năm 2013 đạt 7.405 tỷ đồng, bình quân tăng
trưởng giai đoạn 2009 - 2013 đạt 11,34%/năm. Ngành nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn:

42,7%, ngành công nghiệp – xây dựng chiếm 36,4%, ngành thương mại - dịch vụ
chiếm 20,9%. Thu nhập bình quân đầu người ngày càng tăng: năm 2009 đạt

8,7 triệu đồng/người/năm đến năm 2013 là 16,46 triệu đồng/người/năm.


Dân số: Tính đến năm 2018 là 210463 nười toàn huyện. Tốc độ phát triển
dân số bình quân thời kỳ 2010 – 2014 là 1.32 %
Y tế - Văn hoá:
Tính đến năm 2014, toàn huyện có 425 cán bộ y tế; tuyến xã, thị trấn có 158 cán bộ y tế;
100% trạm y tế đều có y sỹ đa khoa. Trên địa bàn toàn huyện có 01 bệnh viện đa khoa
cấp 2, 03 phòng khám khu vực và trung tâm y tế, 29/29 xã, thị trấn có trạm y tế.

CHƯƠNG 2
LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
1. Yêu cầu thiết kế
Đề xuất công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lí nước
thải sinh hoạt theo các số liệu dưới đây:
Nguồn nước thải : loại nước thải sinh hoạt
Dân số: 210463 người
Tiêu chuẩn cấp nước: 100 l/ng.ngày
Công suất thải nước: Q=210463 x 100 x 10-3 = 21000 m3/ ngày đêm
Chỉ tiêu chất lượng nước mặt :

Chỉ tiêu
Nhiệt độ
pH
Độ màu
Độ đục
Độ kiềm

SS
Hàm lượng muối
tan
Hàm lượng sắt tổng
số
Hàm lượng mangan
tổng
Asen
2. Đề xuất công nghệ xử lí

C
TCU
NTU
Mg/l
mg/l

25,7
7,53
80
3,2
328

QCVN 02:
2009/BYT
6,0-8,5
15
5
-

-

-

-

mg/l

4,8

0,5

mg/l

-

4

0,6

5

Đơn vị
0

Giá trị

Đánh
giá

XL

XL
XL

XL


1.1.

Phương án 1:
Nước nguồn

Máy nghiền
rác

Song chắn rác

Bể trộn đứng

vôi

Bể phản ứng có lớp cặn lơ
lửng

Sân phơi bùn

Nước, gió,
rửa lọc

Bể lắng ngang

Bể lọc nhanh trọng lực

Bể chứa nước
sạch

Clo

Trạm bơm cấp II

Cống

Mạng lưới

• Thuyết minh:
-

Nước từ ao, hồ, sông suối được đưa vào bể trộn đứng nhờ có công trình thu nước
đi qua song chắn rác để loại bỏ những vật có kích thước lớn nhằm bảo vệ cho công
trình xử lý phía sau.


-

Định lượng phèn, châm hóa chất vào bể trộn mục đích cho nước và hóa chất tiếp
xúc với nhau tạo keo tụ. Quá trình trộn trong thời gian ngắn từ 1-2 phút trước lúc
tạo thành những bông kết tủa.

-

Sau đó nước được đưa qua bể phản ứng có vách ngăn ngang để tạo bông kết tủa có

kích thước lớn. (vì Bể phản ứng có vách ngăn ngang thường được sử dụng cho các
trạm xử lý có công suất hớn hơn hoặc bằng 30.000 m3/ngày đêm.)

-

Sau đó các bông cặn sẽ được lắng ở bể lắng ngang.

-

Tiếp theo nước được đưa vào bể lọc trọng lực. Những hạt cặn còn sót lại sau quá
trình lắng sẽ được giữ lại trong lớp vật liệu lọc, còn nước sẽ được đưa sang các
công trình xử lý tiếp theo.

-

Nước sau khi lọc được khử trùng bằng clo để tiêu diệt vi khuẩn và vi trùng trước
khi đưa vào sử dụng.

-

Sau khi khử trùng nước được đưa vào bể chứa. Sau đó nước được cung cấp ra
mạng lưới nhờ trạm bơm cấp 2.

- Rửa lọc bể lọc nhanh: bơm nước từ bể chứa nước sạch để rửa bể lọc, nước
rửa bể lọc sẽ được đưa ra cống thoát nước chung

1.2.

Phương án 2:

Nước nguồn

Máy
nghiền
rác

Song chắn rác

Bể trộn cơ khí

Phèn/ vôi

Bể phản ứng xoáy hình phễu
Cống thoát
nước
Sân phơi bùn
Nước, gió, rửa
lọc

Bể lắng ngang

Bể lọc trọng lực
Clo
Bể chứa nước
sạch
Trạm bơm cấp II

Mạng lưới

Thuyết minh:
-

Nước được thu vào nhờ công trình thu nước, đi qua song chắn rác để loại bỏ
những chất rắn có kích thước lớn. Sau đó được bơm vào bể trộn cơ khí.


-

Tại bể trộn cơ khí nước sẽ tiếp xúc với hóa chất phèn để tạo keo tụ. Nhờ có bể trộn
mà hóa chất được phân phối nhanh và đều trong nước, nhằm đạt hiệu quả xử lý
cao nhất.

-

Sau thời gian trộn nước được đưa sang bể phản ứng xoáy hình phễu để tạo bông
cặn có kích thước lớn. Tiếp đó nước được chuyển sang bể lắng ngang, tại đây các
bông cặn có kích thước lớn được giữ lại trong nước.

-

Tiếp theo nước được đưa sang bể lọc nhanh trọng lực để lọc loại bỏ các cặn có
kích thước nhỏ còn sót lại.

-

Sau khi lọc xong nước được khử trùng bằng clo được chứa tại bể chứa nước sạch
và được cung cấp qua trạm bơm cấp 2.

- Rửa lọc bể lọc nhanh: bơm nước từ bể chứa nước sạch để rửa bể lọc, nước

rửa bể lọc sẽ được đưa ra cống thoát nước chung

2. Lựa chọn phương án xử lí

Qua hai phương án xử lí nước cấp được chọn là phương án 1 để tiến
hành tính toán và thiết kế hệ thống xử lí
Lí do chọn phương án 1:
 Vận hành tương đối đơn giản
 Sử dụng rộng rãi
 Các thiết bị đơn giản, dễ giám sát và quản lí

CHƯƠNG 3


TÍNH TOÁN- THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT THEO
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG ÁN 1

1. Một số thông số đầu vào
Qtb = 21000m 3 / ngaydem

Qtbh =

21000
= 875m 3 / h
24

Qtbs =

21000
= 0.243m 3 / s

24 × 3600

= 243 l/s

Điều 4.1.1 Bảng 2
Hệ số
Lưu lượng nước thải trung bình ( l/s)
10
20
50
100 300 500
không điều 5
hòa chung
K0
K0 max
2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5
K0 min
0,38 0,45 0,5 0,55 0,59 0,62 0,66
Nguồn : TCVn 7957 : 2008
-

100
0

>500
0

1,47 1,44
0,69 0,71

Với lưu lượng 11,57 l/s , tra bảng 2 . Kết quả sau khi tra là
:
Kmax = 1,55
Kmin = 0,62

k

max

,

k min

: Hệ số không điều hòa giờ lớn nhất, nhỏ nhất

Qmax ngay = Qtbngay × k max = 21000 × 1.55 = 32550m 3 / ngaydem
Qmin ngay = Qtbngay × k min = 21000 × 0.62 = 13020m 3 / ngaydem

Lưu lưong theo h
Qmax h = Qtbh × k max =

21000
× 1.55 = 1356,25m 3 / h
24


Qmin h = Qtbh × k min =

21000
× 0.62 = 542,5m 3 / h

24

Lưu lượng theo s
Qmax s = Qtbs × k max =

21000
× 1.55 = 0.377m 3 / s
24 × 3600

Qmin s = Qtbs × k min =

21000
× 0.62 = 0.151m 3 / s
24 × 3600

1. SONG CHẮN RÁC
Nhiệm vụ của song chắn rác
Song chắn rác giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như:
xương cá, các loại vỏ ngêu, tôm, cua... Lượng rác thải được tách
ra ở song chắn rác sẽ được đưa đi làm thức ăn cho gia súc hoặc
có thể đem đi chôn lấp. Đây là công trình đầu tiên trong thành
phần của trạm xử lý nươc thải.
Nội dung tính toán SCR
 Kích thước mương đặt song chắn
- Sau khi qua ngăn tiếp nhận nước thải dẫn đến song chắn rác
theo mương dẫn tiết diện hình chữ nhật . Kết quả tính như sau :
- Diện tích tiết diện ướt :
W ==
: lưu lượng nước thải theo giây lớn nhất , m3 / s .
V

: Vận tốc chuyển động của nước thải trước song chắn rác
m/s , phạm vi 0.7 – 1.0 m/s , chọn v = 0.8 m/s .
- Mương dẫn có chiều rộng Bm= 1,4 m
- Độ sâu mực nước trong mương dẫn :
=
 Tính toán SCR
- Số khe hở giữa các thanh song chắn rác xác định là :
n = = = 46 khe
Trong đó :
n : Số khe hở cần thiết của song chắn rác .


v : Vận tốc nước thải qua song chắn rác , lấy bằng
vận tốc nước thải trong mương dẫn , v = 0,9 m/s .
K : Hệ số tính đến mức độ cẩn trở của dòng chảy do hệ
thống cào rác , với
K= 1,05
b : Khoảng cách giữa các khe hở của song chắn rác
( Theo giáo trình xử lý nước thải của PGS – TS Trần
Đức Hạ ) b = 0,016 m
h1 : Độ sâu nước ở chân song chắn rác , lấy bằng
độ sâu mực nước trong mương dẫn , h1 = 0,6 m .
Chọn số khe song chắn rác là 46 khe, số thanh chắn rác là 45
thanh.
- Bề rộng thiết kế song chắn rác
Bs = d (n +1)+ bn = 0.008 (46+1) + 0.016 46 = 1,2 m
Độ dày của mối thanh chắn: d = 0.008m
Tổn thất áp lực qua song chắn là :

ξ

Trong đó :
v : vận tốc nước thải trước song chắn ứng với lưu lượng
lớn nhất , vmax=0.9 m/s
K : Hệ số tính đến sự gia tăng tổn thất do vướng mắc rác
ở song chắn , lấy K= 2-3 , chọn K=3
ξ : hệ số tổn thất áp lực cục bộ của song chắn và được tính theo
công thức :
ξ=

= 2.42 = 0.83

ở đây :
: Hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song
chắn , với tiết diện hình chữ nhật . = 2.42 ( theo giáo trình
xử lý nước cấp của PGS – TS Trần Đức Hạ ).
S : Chiều dày mỗi thanh , S= 0.008m
b : Chiều rộng mỗi khe hở , b= 0.016 m
Góc nghiêng so với mặt phẳng ngang =600


hs =0.83 3 = 0.1m
Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn :
L1 =
Chọn L1= 0,3 m
Bs : Chiều rộng của song chắn rác
Bm : Chiều rộng của mương dẫn
Chiều dài phần mở rộng sau song chắn rác L2 :
L2 =

= = 0,15 m

Chiều dài xây dựng phần mương đặt song chắn rác :
L = L1 + L2 +Ls = 0,3 + 0,15 + 1,5 = 1,95 (m)
Trong đó :
Ls : Chiều dài cần thiết của ô đặt song chắn rác ,chọn L s =1.5 m
Chiều sâu xây dựng của mương đặt song chắn :
H = Hmax + hs + Hbv = 0,6 + 0,1 + 0.5= 1,2 m
Chiều dài mỗi thanh:
Các thông số tính toán

Kí hiệu

Giá trị

Đơn vị

Số khe hở

n

46

mm

45

thanh

Số thanh

Chiều rộng

Bs

1,2

mm

Bề dày thanh song
chắn

S

8

mm

Chiều rộng khe hở

l

16

mm

600

Độ

300

mm

Góc nghiêng song
chắn
Chiều dài phần mở
rộng trước thanh chắn

L1


Chiều dài phần mở
rộng sau thanh chắn

L2

150

mm

Chiều dài xây dựng

L

1950

mm

Chiều sâu xây dựng

H

1200

mm

2. Tính liều lượng hóa chất đưa vào
a) Xử lý ổn định nước.
Vì không có số liệu phân tích công nghệ nên ta áp dụng công thức sau để tính chỉ số
bão hòa J
J = pH0 - pHs
pH0: Độ pH của nước xác định bằng máy đo pH
pHs: Độ pH của nước sau khi bão hòa cacbonat đến trạng thái cân bằng tính theo công
thức sau:
pHs = f1(t) – f2(Ca2+) – f3(K) + f4(P)
Trong đó: f1(t) – f2(Ca2+) – f3(K) + f4(P) là những trị sộ phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ
caxi, độ kiềm, tổng hàm lượng muối trong nước xác định theo đồ thị H 6.1 TCXDVN
33:2006
Ta có: t = 25,70C
f1(t) = 2,
f2(Ca2+) = 0
f3(K) = 1,5
f4(P) = 6,7 (mg/l)
Vậy pHs = 2 – 1,5 + 6.7 = 7,2 (mg/l) 0
J = 7,53- 7,2 = 0,33

 0 < J < 0,5 => không phải xử lí ổn định nước


b) Xác định mức độ kiềm hóa:

Kiểm tra độ kiềm của nước theo yêu cầu keo tụ xác định theo công thức 6-15
TCXDVN 33:2006:
= K.( - + 1) (mg/l)
Trong đó:
e: đương lượng của phèn không chứa nước. Đối với (), e= 57 (Theo TCVN
33:2006)
: liều lượng hóa chất để kiềm hóa (mg/l)
: liều lượng phèn lớn nhất trong thời gian kiềm hóa. = 35 mg/l (Theo bảng 6.3
TCXDVN 33:2006)
K: đương lượng gam đối với đá vôi (Theo CaO) K= 28 (Theo 6.15 TCXDVN
33:2006)
: độ kiềm nhỏ nhất của nước = 1.5 mgđ/l
= 28x( – 1.5 + 1) = 3,19 mg/l

c) Bể trộn đứng
Công suất trạm xử lí là Q = 21.000 m3/ ngđ = 875 m3/h = 0,243 m3/s = 243
l/s
Diện tích tiết diện ngang ở phần trên của bể trộn tính với vận tốc nước dâng vd=25
mm/s=0,025 m/s là:
ft= = = 9,72 m2
Nếu mặt bằng phần trên của bể trộn có hình dạng vuông thì chiều dài mỗi cạnh là:
bt== = 3,12 m.
Chọn đường kính trong ống dẫn nước nguồn vào bể là: D =350mm
Ứng với Q= 243l/s thì v=1,07 m/s tức nằm trong giới hạn cho phép từ 1 1,5m/s
Đường kính ngoài của ống dẫn nước vào bể sẽ là 377mm
Do đó diện tích đáy bể (chỗ nối với ống) sẽ là :
fd = 0,377 0,377 = 0,142 (m2)
Chọn góc nón = 40 thì chiều cao phần hình tháp (phần dưới bể)
sẽ là :
hd = (bt – bd) = ) = 3,77 (m)

Thể tích phần hình tháp của bể trộn bằng:
Wd = hd (ft + fd + )
Wd = 3,77 x ( 9,72+ 0,142 + ) = 13,87 (m3)
Thể tích toàn phần của bể với thời gian lưu lại của nước trong bể
là 1,5 phút sẽ là:


W = = = 21,875 (m3)
Thể tích phần trên (hình hộp) của bể là:
Wt = W Wd = 21,875 9,72 = 12,155 (m3)
Chiều cao phần trên của bể là :
ht = = = 1,25 (m)
Chiều cao toàn phần của bể sẽ là:
h = ht+ hd = 1,25 + 3,77 = 5,02 (m), chọn h = 5 m
Dự kiến thu nước bằng máng vòng có lỗ ngập trong nước. Nước
chảy trong máng đến chỗ ống dẫn nước ra khỏi bể theo 2 hướng
ngược chiều nhau, vì vậy lưu lượng nước tính toán của máng sẽ là:
qm = = = 437,5 (m3/h)
Diện tích tiết diện máng với tốc độ nước chảy trong máng với v m =
0.6 m/s sẽ là:
fm = = = 0,2 (m2)
Chọn chiều rộng máng bm = 0.25(m) thì chiều cao lớp nước tính
toán trong máng là:
hm= = = 0.8 (m)
Độ dốc của máng về phía ống tháo nước ra lấy bằng 0.02 tổng
diện tích các lỗ ngập thu nước ở thành máng với tốc độ nước chảy
qua lỗ vl = 1 (m/s) là:
= = = 0,243 (m2)
Chọn đường kính lỗ dl= 30(mm) thì diện tích của mỗi lỗ sẽ là: fl =
0.0007 m2. Tổng số lỗ trên thành máng sẽ là:

n = = = 347 (lỗ)
Các lỗ được bố trí ngập trong nước 70(mm)(tính đến tâm lỗ), chu
vi phía trong của máng là:
Pm = 4bt = 4 3,12 = 12,48 (m)
Khoảng cách giữu các tâm lỗ:
e = = = 0,036 (m)
Khoảng cách giữa các lỗ:
e d = 0.036 0.03 = 0.006 (m)
Với Q=243 l/s, chọn ống dẫn sang bể phản ứng d= 400mm, ứng
với v= 0,84 m/s (quy phạm 0,8 1m/s
Bảng thông số và kích thước xây dựng bể trộn đứng
ST
T

Thông số

Kích
thước

Đơn vị

1

Đường kính trong ống
dẫn nước nguồn vào bể

350

mm

2

Đường kính ngoài của
ống dẫn nước vào bể

377

mm

3

Chiều cao phần trên của
bể(ht)

1,25

m

4

Chiều cao toàn phần của
bể (h)

5

m

d) Bể phản ứng
- Công suất trạm xử lí Q = 21.000 m3/ ngđ = 875 m3/h = 0,243 m3/s

- Bể phản ứng được chia làm 4 bể, N = 4
- Diện tích mặt bằng của bể phản ứng: F = m2
Trong đó:
v : tốc độ đi lên của dòng nước trong bể phản ứng ở phần trên. ứng với hàm
lượng cặn của nước nguồn 328 mg/l , v = 2,2 mm/s
F = = 27,6 m2
Kích thước B x L = 4 x 7 m
- Thể tích bể phản ứng tính với thời gian nước lưu lại trong bể t = 20 phút
W = = = 72,92 m3
- Chiều cao bể phản ứng lấy bằng chiều cao bể lắng ngang H= 3.9 m
- Trong ngăn phản ứng đặt 3 tấm chắn hướng dòng, khoảng cách giữa các
tấm chắn là: = 1,75 m
- Đáy ngăn phản ứng đặt ống khoan lỗ để phân phối nước. mỗi ngăn đặt 2
ống. tốc độ nước chảy trong ống theo quy phạm v = 0,5 – 0,6 m/s, lấy v =
0,6 m/s
- Tiết diện ống phân phối: f = = = 0,1 m2
- Chọn d = 400 mm
- Lấy tổng diện tích lỗ phân phối bằng 30 % tiết diện ống
- Tổng diện tích lỗ là
= = 0,03 m2
- ống khoan lỗ d= 25mm. Diện tích mỗi lỗ:
Flỗ = = = 0,00049 m2
- tổng số lỗ
n = = = 60 lỗ
- mỗi bên 30 lỗ khoan thành 2 hàng so le ở thành ống, lỗ
hướng xuống phía dưới làm với phương đứng 1 góc 45o
- khoảng cách giữa các tim lỗ:
e = = 270 mm
- tổn thất áp lực qua giàn ống phân phối
h = (m)

K: tỉ số tất cả các lỗ của ống phân phối trên tiết diện
ngang của ống phân phối. 30% = 0,3


h = = 0,47 m
- tốc độ nước từ ngăn phản ứng sang bể lắng vt = 0,05 m/s
- chiều cao lớp nước trên vách tràn:
ht = = = 0,3 m
- khoảng cách giữa tường bể phản ứng và tấm ngăn bể lắng
tính với tốc độ nước chảy ở đây là vn = 0,03 m/s
l = = 0,5 m
Bảng thông số và kích thước xây dựng bể phản ứng
STT Thông số

Giá trị

Đơn vị

1

Số bể

4

2

Chiều dài

7

m

3

Chiều rộng

4

m

4

Chiều cao xây dựng

3,9

m

e) bể lắng ngang
- Chọn thiết kế số bể lắng ngang N = 2
- Công suất của 1 bể là 10500 /ngày đêm = 437,5 /h = 0.12 /s
- Dựa vào nguồn gốc của nước có hàm lượng căn SS = 328mg/l, = 0.5 (Theo
bảng 3-2 giáo trình ‘’ Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung’’)
- Chọn tỷ lệ = 10, được k = 7.5, = 1.33 (Theo bảng 3-1 giáo trình ‘’ Xử lý nước
cấp – Nguyễn Ngọc Dung’’)
- Diện tích mặt bằng 1 bể lắng ngang
F=

F = 1.33 x = 323,26
Chọn chiều cao vùng lắng = 3 m

- Vận tốc trung bình của dòng nước trong bể
= K x = 7.5 x 0.5 = 3,75 mm/s
- Ta có tỷ lệ = 10 => chiều dài của bể là: L = 30m
- Chiều rộng của bể B = 11m
- Một bể chia 4 ngăn (do B>3m), b= B:4 = 11:4 = 2.75m
- Vách ngăn phân phối vào bể đặt cách đầu bể là 1,5m
= b x ( – 0.3) = 2.75 x (3 – 0.3) = 7,425
- Hàng lỗ cuối cùng lằm cao hơn mức cặn tính toán là 0.3m (quy phạm là 0.3 –
0.5 m). Để phân phối đều trên toàn bộ diện tích mặt cắt ngang của bể lắng cần
đặt các vách ngăn có lỗ ở đầu bể cách tưởng 1.5m ( Theo TCXDVN 33:2006 1
– 2m)
- Lưu lượng tính toán qua mỗi ngăn của bể:
= = 0.06 /s


- Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào
∑ = = = 0.24
(Theo tiêu chuẩn = 0.2-0.3mm/s))
- Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn thu nước ở cuối bể đặt cách tường
1.5m
∑ = = = 0.12
(Theo tiêu chuẩn = 0.5mm/s)
- Lấy đưởng kính lỗ ở vách ngăn phân phối = 0.06 (tiêu chuẩn d = 0.05-0.15m)
- Diện tích 1 lỗ là = = 0.003
- Tổng số lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào là:
= = = 80 (lỗ)
- Lấy đường kính lỗ ở vách ngăn thu nước cuối bể = 0.05m
- Diện tích 1 lỗ là = = 0.002
- Tổng số lỗ ở cách ngăn thu nước cuối bể là:
= = =60 (lỗ)

ở vách ngăn phân phối bố trí 10 hàng dọc và 8 hàng ngang tổng số lỗ đục là:10x8=
80 lỗ
Khoảng cách giữa trục lỗ theo hàng dọc: (10 – 0.3):6 = 1,6 m
Khoảng cách giữa trục lỗ theo hàng ngang: 8 :9 = 0,89 m
Thể tích vùng nến chứa cặn của 1 bể lắng:
=
Trong đó:
T : Thời gian xả cặn giữa 2 chu kỳ xả cặn T = 24h ( T: 6-24h)
C: hàm lượng nước còn lại sau lắng (10-12mg/l) chọn C = 12mg/l
: là nồng độ trung bình của cặn đã nén lấy = 30000 g/
= + KP + 0.25M + v
Với:
: hàm lượng cặn có trong nước. = 328 mg/l
M: độ màu của nước. M = 50
K: hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết của phèn. Chọn K = 1
P: liều lượng phèn. Chọn P = 30 mg/l
v: liều lượng vôi kiềm hóa. v = = 3.19 mg/l
= 328 + 30 + 0.25 x 50 + 3.19 = 373,69 mg/l
Vậy diện tích vùng chứa nén cặn 1 bể là:
= = 63,3
Diện tích mặt bằng của 1 bể lắng:
= = = 161,63
Chiều cao trung bình của vùng chứa nén cặn:
= = = 0.4 m
Chiều cao xây dựng của bể:
H = + + = 3 + 0.4 + 0.5= 3.9 m
Với:
: chiều cao vùng lắng cặn. = 3
= 0.3 – 0.5m
Thể tích của 1 bể lắng:

= x xB
Trong đó:


= 30 + 2 x 1.5 = 33 m
= + = 3 + 0.4 = 3,4 m
B = 11 m
= 33 x 3.4 x 22 =2468.4
Lượng nước tính bằng phần trăm mất đi khi xả cặn ở 1 bể:
P = = x 100 = 1,81 %
Hệ thống xả cặn làm bằng máng đục lỗ ở hai bên đặt dọc theo trục mỗi ngăn, thời
gian xả cặn từ 8 – 10 phút, chọn là 10 phút, tốc độ nước chảy ở mối máng không
nhỏ hơn 1m/s.
Dung tích chứa cặn của bể:
= = = 31,65
Lưu lượng cặn 1 ngăn:
= = = 0.053 /s
Diện tích của máng xả cặn: ( = 1.5 m/s)
= = = 0.035
Chọn kích thước máng a = 0,25 m , b = 0,15 m
Tốc độ của nước qua lỗ chọn bằng 1.5 m/s, chọn = 30 mm (25mm)
Diện tích của lỗ là: = = = 0.0007
Tổng diện tích lỗ trên 1 máng:
= = = 0.035
Số lỗ 1 bên máng xả cặn:
n = = = 25 lỗ
Đường kính ống xả cặn: = 53 l/s chọn = 250mm
Máng thu nước bể lắng
Máng thu nước sau bể lắng dùng hệ thống máng thu nước răng cưa
Xác định tổng chiều dài máng thu

Theo điều 6.84 TCXDVN 33:2006, máng phải đặt trên 2/3 chiều dài bể lắng. Vậy
chiều dài máng là:
= x L = x 30 = 20 m
Mỗi ngăn đặt 3 máng
Chiều dài 1 máng:
= = = 6,67 m
Tiết diện 1 máng thu cần thiết với vận tốc cuối máng v = 0.6m/s (Theo TCVN
33:2006, điều 6.84 v = 0.6 – 0.8)
= = = 0.1
Chọn máng thu có chiều rộng 0.3m
Chiều sâu máng thu:
= = = 0.33m
Máng thu nước từ 2 phía, chiều dài mép máng thu:
= 2 x = 2 x 20 = 40 m
Tải trọng thu nước trên 1m dài mép máng:
q = = = 3 l/s.m
Với Q = 0.12 /s = 120 l/s
1m dài máng phải thu 0.003/s


Chọn tấm xẻ khe hình chữ V, góc đáy 90 để điều chỉnh độ cao cho mép máng.
Chiều cao hình chứ V là 5cm, đáy chứ V là 10cm, mỗi m dài có 5 khe chứ V,
khoảng cách giữa các đỉnh là 20cm.
Lưu lượng nước qua 1 khe chữ V:
= = = 6 x /s
Chiều cao mực nước qua khe chữ V:
= => h= = = 0.045 = 4,5 cm>5cm đạt yêu cầu
Với Q = 0.12/s, với v = 1.3m/s, lấy với khả năng lớn hơn lưu lượng tính toán 20 –
30% cho nên ta chọn đường kính ống dẫn sang ngăn phân phối nước của bể lọc là
d = 600mm.

Bảng thồng số tính toán bể lắng ngang
Thông số tính toán
Công suất của mỗi bể
Chiều rộng
Chiều dài
Chiều cao
Bể lắng
Ống thu nước
Ống xả cặn

Đơn vị
m
m
m
bể
mm
mm

Giá trị
10500
11
30
3.9
2
600
250

f) Bể lọc
Tổng diện tích bể lọc của trạm xử lý là:
F= (m2)

Trong đó:

• Q : Công suất trạm xử lý ( m3/ ngày đêm)
• T : Thời gian làm việc của trạm trong một ngày đêm ( giờ)
• Vbt : Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường (m/h) lấy theo bảng 6.11
điều 6.103 TCXDVN 33:2006

• a : Số lần rửa mỗi bể trong một ngày đêm ở chết độ làm việc bình thường xem
điều 6.102 (TCXDVN 33:2006)
• W : Cường độ nước rửa lọc (l/sm2) xem điều 6.115 và 6.124 (TCXDVN 33:2006)
• t1 : Thời gian rửa lọc (giờ) xem điều 6.115 và 6.124 (TCXDVN 33:2006)
• t2: Thời gian ngừng bể lọc để rửa (giờ) t2=0,35 giờ
Chọn T= 24 giờ ; vbt = 6 m/h; a=2 ; W= 12 l/s.m2 ; t1=6 phút=0,1giờ; t2=0,35 giờ
Vậy ta có:
F= = 155 m2


Trong bể lọc, chọn cát lọc có cỡ hạt dtd = 0,7 0,8mm, hệ số không đồng nhất K=2 2,2;
chiều dày lớp cát lọc là L= 0,8 m (lấy theo bảng 6.11 điều 6.103 TCXDVN 33)
Số bể lọc cần thiết xác định theo công thức (4-51):
N= 0,5 = 0,5 = 6,2 bể
Chọn N= 6 bể
Kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường với điều kiện đóng 1 bể để rửa:
Vtc= Vbt (m/h)
Vtc= 6 =7,2 m/h nằm trong khoảng từ 6 7,5 m/h  đảm bảo
Diện tích một bể lọc là:
f= = = 25,83 m2
Chọn kích thước mỗi bể lọc là: L B = 6 4,5 =27 m2
Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh xác định theo công thức :
H= hd + hv +hn +hp

Trong đó:

• hd: Chiều cao lớp sỏi đỡ, lấy theo bảng 4-7 giáo trình xử lý nước cấp Nguyễn
Ngọc Dũng; hd= 0,7m

• hv : Chiều dày lớp vật liệu lọc, lấy theo bảng 6.11(TCXDVN 33) ; hv=0,8 m
• hn : Chiều cao lớp nước trên lớp vật liệu lọc ; hn= 2m
• hp : Chiều cao phụ hp= 0,5m
Vậy H= 0,7+ 0,8+2+0,5 = 4,0 m
Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc:
Chọn biện pháp rửa lọc bằng gió, nước phối hợp. Cường độ nước rửa lọc W= 12
l/s.m (quy phạm là 12 14 l/s.m2 cho ở bảng 6.13 TCXDVN 33 với mức độ nở tương đối
của lớp vật liệu lọc là 45%. Cường độ gió rửa lọc Wgió= 15 l/s.m2 ( quy phạm cho phép
Wgió= 15 20 l/s.m2)
2

Theo điều 6.123 TCXDVN 33: 2006 chế độ rửa nước và gió phải lấy như sau: Rửa
gió với cường độ 15-20 l/s.m2 trong 1-2 phút sau đó rửa kết hợp nước + gió trong thời
gian 4-5 phút với cường độ gió 15-20 l/s.m2 và nước 2,5-3 l/s.m2, sao cho cát không bị
trôi vào máng thu nước rửa. Cuối cùng ngừng rửa gió và tiếp tục rửa nước thuần túy với
cường độ 5-8 l/s.m2 trong khoảng thời gian 4-5 phút.
Lưu lượng nước rửa của 1 bể lọc là:
Qr= = =0,324 m3/s =324 l/s
Chọn đường kính ống chính dc= 500mm bằng thép thì tốc độ nước chảy trong ống chính
sẽ là vc=1,91 m/s ( nằm trong giới hạn cho phép 2,0 m/s).


Lấy khoảng cách giữa các ống nhánh là 0,28m (quy phạm cho phép 0,25 0,3 m) thì số
ống nhánh của 1 bể lọc là:
m = = 32 ống nhánh

lưu lượng nước rửa lọc chảy trong mỗi ống nhánh là:
qn= = =10,125 l/s
Chọn đường kính ống nhánh dn=75 mm bằng thép, thì tốc độ nước chảy trong ống nhánh
là: vn = 1,99 m/s ( nằm trong giới hạn cho phép 1,8 2,0 m/s )
Với ống chính là 500mm thì tiết diện ngang của ống sẽ là:
= =0,19625 m2
Tổng diện tích lỗ lấy bằng 35% diện tích tiết diện ngang của ống ( quy phạm cho phép
3035% ) , tổng diện tích lỗ tính được là:
0,35 0,19625 = 0,0687 m2
Chọn lỗ có đường kính 12mm ( quy phạm 1012 mm) diện tích một lỗ sẽ là:
= = 0,000113 m2
Tổng số lỗ sẽ là:
= = 608 lỗ
Số lỗ trên mỗi nhánh sẽ là: = 19 lỗ
Trên mỗi ống nhánh, các lỗ xếp thành 2 hàng so le nhau, hướng xuống phía dưới
và nghiêng 1 góc 45 so với mặt phẳng nằm ngang. Số lỗ trên mỗi hàng của ống nhánh là:
18/2=9 lỗ
Chọn 1 ống thoát khí 32mm đặt ở cuối ống chính.
Tính hệ thống dẫn gió rửa lọc:
Chọn cường độ gió rửa bể lọc là Wgió= 15m/s /thì lưu lượng tính toán là:
Qgió= = = 0,405 m3/s
Lấy tốc độ gió trong ống dẫn gió chính là 15m/s ( quy phạm 15 20 m/s), đường kính ống
gió chính lấy như sau:
Dgió = = =0,185 m= 185mm
Số ống gió nhánh cũng lấy bằng 25
Lượng gió trong 1 ống nhánh sẽ là:
=0,013 m3/s
Đường kính ống gió nhánh là:
dgió = = 0,033 mm

Đường kính ống gió chính là 200mm, diện tích mặt cát ngang của ống gió chính sẽ là:
= =0,0314 m2
Tổng diện tích các lỗ lấy bằng 40% diện tích tiết diện ngang của ống gió chính( quy
phạm là 3540% ), sẽ là = 0,4 0,0314 = 0,01256 m2. Chọn đường kính lỗ gió là 3mm (quy
phạm 25mm), diện tích 1 lỗ gió là:
flỗ gió = = 0,000007 m2
Tổng số lỗ gió sẽ là:
m= = 1794 lỗ
Số lỗ trên 1 ống gió nhánh là: = 56 lỗ

 Tính toán máng phân phối và thu nước rủa lọc.
Bể có chiều dài 6 m. Chọn mỗi bể bố trí 5 máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác.
Khoảng cách giữa các tim máng là d = 6/5= 1,2 m (Theo 6.117- TCVN 33:2006: d≤
2,2m).Khoảng cách từ tâm máng tới tường là : d/2 = 1,2/2 = 0,6m
Lượng nước rửa thu vào mỗi máng: qm = Wn×d×l (l/s)
Trong đó: Wn = 12 l/s.m3 ( cường độ rửa lọc)
d: khoảng cách giữa các tim máng 1,2m
l: chiều dài của máng l = 4 m
qm = 12x1,2x4 = 57,6 l/s = 0,0576 m3/s
Chiều rộng máng tính theo công thức : Bm = (m)
Trong đó a: tỉ số giữa chiều cao phần chữ nhật với ½ chiều rộng máng. a = 1,5
(Theo TCVN 33:2006: a = 1 ÷ 1,5 )
k: hệ số đối với tiết diện máng hình tam giác k = 2,1
Ta có:

a=

hcn
Bm

2

Bm .a
⇒ hcn = 2 = = 0,221m Chọn h=0,2m

Vậy chọn chiều cao máng thu nước là hcn= 0,2m lấy chiều cao của đáy tam giác hd =0,2m.
Độ dốc của máng lấy về phía máng nước tập trung là i = 0,01;
chiều dày thành máng là δm = 0,08 m.
Chiều cao toàn phần của máng thu nước rửa
Hm = hcn + hd + δm = 0,2 + 0,2 + 0,08 = 0,48 m


Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép trên máng thu nước xác định theo

công thức:

∆Hm =

He
100

+ 0,3

(TCXDVN 33:2006)

Trong đó: H: chiều cao lớp vật liệu lọc H = 0,8 m
e: độ giãn nở tương đối ở lớp vật liệu lọc (Bảng 6.13) e = 45%

∆Hm =

0,8 × 45
100

+ 0,3 = 0,66 m ( không t/m vì < Hm)

Theo quy phạm khoảng cách giữa đáy dưới cùng của máng dẫn nước rửa phải nằm
cao hơn lớp vật liệu lọc tối thiểu 0,07 m.
Chiều cao toàn phần của máng thu nước là: Hm = 0,48 m
Vì máng dốc về phía máng tập trung i = 0,01, máng dài 4 m
×
⇒ Chiều cao ở máng tập trung là: 0,48 + 0,01 4 = 0,52m

Vậy ∆Hm sẽ phải lấy bằng: ∆Hm = 0,07 + 0,52 = 0,59 m
Chọn bằng 0,6 m
Nước rửa lọc từ máng thu nước tập trung. Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng
tập trung xác định theo công thức
q2
1,73
g∆2
3

hm =

+ 0,2

(TCXDVN 33:2006)

Trong đó
×

qm: lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước qm = 0,0576 5 = 0,3m3/s
∆

: chiều rộng của máng tập trung
máng tập trung không nhỏ hơn 0,6 m)

∆

= 0,7m (Theo TCVN 33:2006: chiều rộng

g = 9,81 m/s2 : gia tốc trọng trường
0,3 2
1,73 ×
9,81 × 0,7 2
3

hm =

+ 0,2 = 0,66 m

 Tính toán số chụp lọc
Sử dụng loại chụp lọc có đuôi dài, có khe rộng 1mm
Chọn 40 chụp lọc trên 1m2 sàn công tác (Theo TCXDVN 33:2006)