đồ án xử lý nước cấp ĐH Tài nguyên và môi trường hà nội

PHẦN I: MỞ ĐẦU
I.

Nhu cầu sử dụng nước hiện nay.
Ngày nay, vấn đề nước sạch đang là vấn đề bức xúc thu hút sự quan tâm của tất

cả các cộng đồng người trên thế giới đặc biệt là ở các nước đang phát triển và chậm
phát triển. Hầu hết các nguồn nước ngọt trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói
riêng đều bị ô nhiễm ở các mức độ nặng nhẹ khác nhau.
Một báo cáo kết quả nghiên cứu năm 1993 của Ủy ban hành động Quốc tế về
Dân số ( PAI ) của Mỹ cho biết đến năm 2025, cứ 3 người thì có 1 người ở các nước
sẽ sống cực kỳ khó khăn do căng thẳng hoặc khan hiếm về nước.
Nước sạch có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất của con
người. Các nguồn nước đang được sử dụng hiện nay là nước mưa, giếng khoan, ao
hồ... Những nguồn nước này đang bị ô nhiễm bởi các tác nhân như: chất hữu cơ, vi
sinh vật, kim loại nặng... từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, nước
chảy tràn, nước thải sinh hoạt của con người. Nếu không có các biện pháp ngăn
chặn và xử lý kịp thời thì sẽ gây ra những ảnh hưởng xấu đên môi trường cũng như
sức khỏe con người.
Hiện nay có rất nhiều nhà máy xử lý nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống đã và
đang sử dụng những dây chuyền công nghệ tiên tiến hiện đại để xử lý nước mặt và
nước ngầm. Việc lựa chọn day chuyền công nghệ phù hợp rất quan trọng và nó phụ
thuộc vào chất lượng đầu vào, yêu cầu nguồn nước, điều kiện kinh tế, kỹ thuật
I.
Các nguồn cấp nước hiện nay
1. Nước mặt

Nước mặt là nguồn nước ở trong sông, suối, ao, hồ, kênh rạch... Nước mặt được bổ
sung một cách tự nhiên bởi giáng thủy và chúng mất đi khi chảy vào đại dương, bốc
hơi và thấm xuống đất.Lượng giáng thủy này được thu hồi bởi

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

1


các lưu vực, tổng lượng nước trong hệ thống này tại một thời điểm cũng tùy thuộc vào
một số yếu tố khác. Các yếu tố này như khả năng chứa của các hồ, vùng đất ngập nước
và các hồ chứa nhân tạo, độ thấm của đất bên dưới các thể chứa nước này, các đặc
điểm của dòng chảy mặt trong lưu vực, thời lượng giáng thủy và tốc độ bốc hơi địa
phương. Tất cả các yếu tố này đều ảnh hưởng đến tỷ lệ mất nước.
Việt Nam có hơn 2000 con sông lớn nhỏ dọc từ Bắc – Nam với tổng dòng chảy hơn
900 tỷ /năm. Hai hệ thống sông lớn nhất của Việt Nam đều bắt nguồn từ nước ngoài,
sông Hồng bắt nguồn từ Trung Quốc và sông Cửu Long bắt nguồn từ Tây Tạng vì thế
có tính phụ thuộc cao ( về sự phát triển kinh tế - xã hội, ô nhiễm, chặt phá rừng, hoạt
động sinh hoạt,...
 Một số thành phần và tính chất có trong nước mặt như:
- Có nhiều chất hòa tan, chủ yếu là oxy
- Chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ do bị vi sinh vật phân hủy, rong tảo, thực vật nổi,

-

động vật nổi, vi sinh vật ( vius, vi trùng, vi khuẩn...)
Các hóa chất hòa tan dưới dạng ion và phân tử, có nguồn gốc vô cơ và hữu cơ.
Các chất rắn lơ lửng hoặc huyền phù dạng hữu cơ hoặc vô cơ.
Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước mặt:
Chỉ tiêu vật lý: nhiệt độ, độ màu, độ đục, mùi vị, pH, tính phóng xạ, độ dẫn

-

điện,...

Chỉ tiêu hóa học: nhu cầu oxy hóa ( BOD ), lượng oxy hòa tan ( DO), độ cứng,
độ kiềm, hàm lượng S, , ,... các hợp chất ni tơ, các hợp chất axit cacbonic

- Chỉ tiêu vi sinh: số vi trùng E.coli, rong tảo,...
2. Nước ngầm

Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ
lượng và khá tốt về chất lượng. Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hỏng
và các khe nứt của đất đá, được tạo thành trong giai đoạn trầm tích
hoặc do thẩm thấu, thấm của nguồn nước mặt, nước mưa… nước
ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài trăm mét.
Khoảng 60% nước ăn uống, 15% nước sinh hoạt, 20% nước tưới,
20 – 30% nước công nghiệp được lấy từ nước ngầm. Trung bình mỗi
năm khoảng 700 tỷ /năm. Bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi các hoạt động
khai thác của con người
SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

2


Các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong
những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước. Thành phần đáng
quan tâm trong nước ngầm là các tạp chất hòa tan do ảnh hưởng
của điều kiện địa tầng, thời tiết

PHẦN II: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
I.
Tổng quan về các công trình xử lý nước hiện nay.
1. Keo tụ

Mục đích: tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và kết dính các hạt
cặn lơ lửng có trong nước tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể và
dễ dàng lắng xuống.
Một số chất keo tụ và trợ keo tụ thường dùng: phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt
FeSO4, FeCl3, các hợp chất cao phân tử (PAA, SiO2)…
-

Các công trình của quá trình keo tụ:
 Các thiết bị và công trình của quá trình keo tụ: các công trình chuẩn bị dung
dịch phèn ( thùng hòa trộn, thùng tiêu thụ ), thiết bị định liều lượng phèn, thiết
bị pha chế vôi, kho dự trữ hóa chất.
 Thiết bị hòa trộn chất phản ứng: phương pháp trộn cơ học, phương pháp trộn
thủy lực ( bể trộn đứng, bể trộn có tấm chắn khoan lỗ, bể trộn vách ngăn ngang
có cửa thu hẹp, bể trộn cơ khí ).
 Tách khi trong nước: được thiết kế sử dụng khi bể lắng có ngăn phản ứng đặt
bên trong hoặc bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng hoặc bể lọc tiếp xúc.
 Thiết bị phản ưng tạo bông và kết tủa:

Bể phản ứng xoáy: hình trụ, hình phễu. Bể phản ứng xoáy hình trụ gồm 1 ống hình trụ
đặt ở trung tâm bể ắng đứng, thường áp dụng cho trạm xử lý cho công suất nhỏ đến
3000 m3/ngđ. Bể phản ứng xoáy hình phễu có dạng như 1 cái phễu lớn, hiệu quả kết
dính giữa các hạt cao, tổn thât áp lực trong bể nhỏ. Do thời gian nước lưu lại trong bể
nhỏ nên dung tích bể nhỏ, tuy nhiên khó tính toán bộ phận thu nước trên bề mặt theo 2
yêu cầu: thu nước đều và không phá vỡ bông cặn.
Bể phản ứng kiểu vách ngăn: thường được xây kết hợp với bể lắng ngang, nguyên lý
của bể là dùng các vách ngăn để tạo ra sự đổi chiều liên tục của dòng nước. Ưu điểm
SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

3

của bể là đơn giản trong xây dựng và quản lý vận hành, tuy nhiên khối lượng xây dựng
lớn do có nhiều vách ngăn và bể phải có ủ chiều cao thõa mãn tổn thất áp lực trong bể.
Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng: thường đặt ngay phần đầu của bể lắng ngang. Nước
khi đưa vào bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng phải được đưa qua bộ phận tách khí. Bể
này chỉ áp dụng cho nguồn nước tương đối ổn định.
Bể phản ứng cơ khí: nguyên lý làm việc của bể là quá trình tạo bông kết tủa diễn ra
nhờ sự xáo trộn của dong nước trong bể bằng biện pháp cơ khí. Ưu điểm là có khả
năng điều chỉnh cường độ khuấy theo ý muốm; tuy nhiên cần có máy móc , thiết bị cơ
khí chính xác và điều kiện quản lý vận hành phức tạp tốn nhiều điện năng.
2. Công trình làm thoáng

Mục đích làm thoáng là làm giàu oxy cho nước, khử và tăng pH của nước, tạo điều
kiện để oxy hóa thành , sau đó thực hiện quá trình thủy phân để tạo thành hợp chất ít
tan Fe, rồi dùng bể lọc để giữ lại. Làm thoáng có thể là làm thoáng tự nhiên hay làm
thoáng nhân tạo. Sau khi làm thoáng, quá trình oxy hóa và thủy phân có thể xảy ra
trong môi trường tự do, môi trường hạt hay môi trường xúc tác.
- Các công trình làm thoáng gồm:
 Làm thoáng đơn giản và lọc: phun hoặc tràn trên bề mặt lọc có chiều cao từ

đỉnh tràn đến mực nước cao nhất > 0,6m rồi lọc trực tiếp qua lớp vật liêu lọc.
Có thể dùng dàn khoan lỗ hay máng để phân phối nước. Hiệu quả xử lý: khử
được 30 – 35% , Fe ≤ 5mg/l, pH sau khi làm thoáng > 6,8.
 Dàn mưa ( làm thoáng tự nhiên ): có chức năng làm giàu oxy cho nước và khử
khí có trong nước. Giàn mưa có khả năng thu được lượng oxy hòa tan bằng
55% lượng oxy bão hòa và có khả năng khử được 7580% lượng .
 Thùng quạt gió: làm thoáng tải trọng cao ( làm thoáng cưỡng bức ) nghĩa là gió

và nước đi ngược chiều. Khử được 80 – 90% , tăng DO lên 70 – 85% DO bão
hòa.

3. Bể lắng

Mục đích: lắng cặn nước, làm sạch sơ bộ trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn
thành quá trình làm trong nước. Trong thực tế tùy thuộc vào công suất và chất lượng
nước mà người ta sử dụng loại bể lắng phù hợp.
- Các công trình lắng gồm:
SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

4


 Bể lắng ngang: quá trình lắng tuân theo nguyên lý là nước chuyển động theo

phương ngang từ đầu bể đến cuối bể các hạt căn rơi theo phương thẳng đứng từ
trên xuống. Thường được sử dụng trong các trạm xử lý có Q > 3000 /ngđ. Bể
thường có hình chữ nhật làm bằng gạch hoặc bê tông cốt thép.
 Bể lắng đứng: quá trình lắng tuân theo nguyên lý là nước chuyển động theo
chiều từ dưới lên các hạt cặn rời theo chiều ngược lại. Thường được áp dụng
cho những trạm xử lý có Q ≤ 3000/ngđ. Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể
phản ứng xoáy hình trụ, có hình dạng hình vuông hoặc hình tròn.
 Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: là quá trình lắng theo môi trường hạt, nước
chuyển động từ dưới lên. Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác, không cần
xây dựng bể phản ứng nhưng tốn ít diện tích xây dựng hơn, bể lắng trong có
cấu tạo phức tạp, chế độ quản lý vận hành khó, đòi hỏi công trình làm việc liên
tục và rất nhạy cảm với sự dao động lưu lượng và nhiệt độ của nước. Bể chỉ áp
dụng đối với các trạm có công suất đến 300 /ngđ.
 Bể lắng li tâm: Bể thường được áp dụng để sơ lắng các nguồn nước có hàm
lượng cặn cao >2000mg/l với công suất ≥ 30000 /ngđ, có hoặc không dùng chất
keo tụ. Bể có dạng hình tròn, đường kính > 5m.
 Bể lắng lớp mỏng: gần giống bể lắng ngang thông thường nhưng khác với bể

lắng ngang là trong vùng lắng của bể lắng lớp mỏng được đặt thêm các vách
ngăn bằng thép không rỉ hoặc bằng nhựa.
4. Bể lọc
Mục đích: giữ lại trên bề mặt và giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và
vi trùng trong nước.
Các công trình bể lọc gồm:
 Bể lọc chậm: tốc độ lọc từ 0,1 – 0,5 /h, thường có 2-3 lớp vật liệu lọc. Có hiệu

quả lọc cao nhưng tốn nhiều diện tích xây dựng và khó khăn trong việc cơ giới
hóa tự động hóa quá trình. Áp dụng cho các trạm xử lý có công suất nhỏ.
 Bể lọc nhanh: bao gồm bể lọc một chiều và bể lọc hai chiều. Bể lọc nhanh một
chiều gồm bể lọc ngược và lọc xuôi. Lọc ngược, nước phân phối từ đáy bể và di
chuyển qua các lớp vật liệu lọc. Lọc xuôi, nước được phân phối từ đỉnh. Bể lọc
2 chiều nước được phân phối từ đỉnh và đáy di chuyển qua các lớp vật liệu lọc,
ống thu nước đặt ở giữa. Bể có tốc độ lọc nhanh, có thể áp dụng cho các trạm
SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

5


cử lý có công suất lớn. Bể lọc nhanh phổ thông được sử dụng trong dây chuyền
xử lý nước mặt có dùng chất keo tụ hay trong dây chuyền xử lý nước ngầm.
 Bể lọc nhanh 2 lớp: có nguyên tắc làm việc giống bể lọc nhanh phổ thông
nhưng có 2 lớp vật liệu lọc là cát thạch anh và than angtraxit nhằm tăng tốc độ
lọc và kéo dài chu kỳ làm việc của bể.
 Bể lọc sơ bộ: được sử dụng để làm sạch nước sơ bộ trước khi làm sạch triệt để
trong bể lọc chậm. Bể lọc này làm việc theo nguyên tắc bể lọc nhanh phổ thông.
 Bể lọc áp lực: là một loại bảo vệ nhanh kín, thương được chế tạo bằng thép có
dạng hình trụ đứng cho công suất nhỏ và hình trụ ngang cho công suất lớn. Loại
bể này được áp dụng trong dây chuyề xử lý nước mặt có dùng chất phản ứng

khi hàm lượng cặn của nước nguồn lên đến 50mg/l, độ đục lên đến 80 với công
suất trạm xử lý đến 300 /ngđ, hay dùng trong công nghệ khử sắt khi dùng
ezector thu khí với công suất < 500 /ngđ và dùng máy nén khí cho công suất bất
kì.
 Bể lọc tiếp xúc: thường được sử dụng trong dây chuyền xử lý nước mặt có dùng
chất phản ứng với nguồn nước có hàm lượng cặn đến 150mg/l, có độ màu đến
150 với công suất bất kì hoặc khử sắt trong nước ngầm cho trạm xử lý có công
suất đến 10000 /ngđ.
5. Khử trùng

Khử trùng nước là khâu bắt buộc cuối cùng trong quá trình xử lí nước cấp. Trong
nước thô có rất nhiều vi sinh vật và vi trùng gây bệnh như tả, lị, thương hàn cần phải
khử trùng nước để đảm bảo chất lượng nước phục vụ nhu cầu ăn uống.
Các biện pháp khử trùng: dùng chất oxi hóa mạnh, tia vật lý, siêu âm, phương pháp
nhiệt, ion kim lọai.
Hiện nay ở Việt Nam đang sử dụng phổ biến nhất là phương pháp khử trùng bằng
các chất oxy hóa mạnh.
6. Bể chứa nước sạch

Bể chứa nước sạch có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp I và
trạm bơm cấp II. Ngoài ra nó còn có nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy trong 3 giờ,
nước xả cặn bể lắng, nước rửa bể lọc và nước dùng cho các nhu cầu khác của nhà máy.
SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

6


Bể có thể làm bằng bê tông cốt thép hoặc bằng gạch có dạng hình chữ nhật hoặc
hình tròn trên mặt bằng. Bể có thể xây dựng chìm, nổi hoặc nửa chìm nửa nổi tùy
thuộc vào điều kiện cụ thể.

II.
Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý nước mặt.
1. Các chỉ tiêu về chất lượng nước nguồn

Theo QCVN 02:2009/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh
hoạt, ta có:
Chỉ tiêu

Đơn vị đo

Nước
nguồn

Nhiệt độ

QCVN
02:2009/BYT

Ghi
chú

27

pH

-

7,2

6 – 8,5

Đạt

Độ màu ( Pt – Co )

mgđl/l

45

15

XL

Độ đục

NTU

75

5

XL

Độ cứng

mg/l

50

350

Đạt

Độ kiềm

mgđl/l

1,2

mg/l

250

0

XL

MPN/100ml

10000

50

XL

Fe

mg/l

0,5

0,5

Đạt

Mn

mg/l

0,1

0,2

Đạt

Độ oxy hóa

mg/l

3

mg/l

40

Tổng chất rắn hòa tan

mg/l

146,5

Tổng chất rắn lơ lửng

mg/l

103,5

Tổng hàm lượng cặn
Colifrom tổng

2. Đề xuất phương án xử lý

So sánh chất lượng nguồn nước mặt với QCVN 02 : 2009/BYT – Quy chuẩn kỹ
thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt, ta thấy nguồn nước mặt có một số chỉ
tiêu sau chưa đạt yêu cầu và cần được xử lý:
 Độ màu vượt quá 3 lần

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

7


 Tổng hàm lượng cặn vượt quá 250 mg/l
 Độ đục vượt quá 15 lần
 Colifrom tổng vượt quá 200 lần

Như vậy, nguồn nước cần xử lý độ màu, độ đục, hàm lượng cặn, vi sinh vật có
trong nước về bằng hoặc thấp hơn giới hạn cho phép được nêu trên. Công nghệ được
đề xuất sẽ quan tâm tới các công trình chính là: lắng – lọc – khử trùng.
Từ những đánh giá trên, sơ đồ công nghệ xử lý nước có thể sử dụng được là:

 Sơ đồ 1:

Trạm bơm cấp I

Bể trộn

Bể phản ứng xoáy Bể
hình
lắng
trụđứng

Chất kiềm hóa
Bể chứa nước sạch

Khử trùng

Nguyên tắc hoạt động:
Nước từ TB cấp 1 được bơm về tram xử lý, tại đây các hóa chất keo tụ, kiềm
hóa được cho vào nguồn nước với liều lượng thích hợp rồi vào bể trộn để trộn đều các
chất hóa học với nước để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính và dính với các hạt
cặn lơ lửng trong nguồn tạo thành những bông cặn có trọng lượng đáng kể.
Nước sau khi trộn được đưa sang bể lắng đứng có bể phản ứng xoáy đặt ở giữa bể.
Bể phản ứng có chức năng hoàn thành hết quá trình keo tụ tạo điều kiện thuận lợi cho
quá trình tiếp xúc giữa các hạt keo và cặn bẩn trong nước để tạo nên những bông cặn
đủ lớn và được giữ lại trong bể lắng. Nước sau quá trình lắng được đưa sang máng
phân phối đến bể lọc nhanh, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ để làm trong nước triệt để,
SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

8

trước khi đưa đến bể chứa nước sạch, trước khi tới bể là giai đoạn khử trùng để loại bỏ
vi sinh vật gây bệnh.
 Sơ đồ 2:

Chất keo tụ
Trạm bơm cấp I

Bể trộn

Chất kiềm hóa
Bể lọc nhanh

Bể chứa nước sạch

Khử trùng
Nguyên tắc hoạt động:
Nước từ TB cấp 1 được bơm về tram xử lý, tại đây các hóa chất keo tụ, kiềm
hóa được cho vào nguồn nước với liều lượng thích hợp rồi vào bể trộn để trộn đều các
chất hóa học với nước để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính và dính với các hạt
cặn lơ lửng trong nguồn tạo thành những bông cặn có trọng lượng đáng kể.
Sau đó đưa hỗn hợp nước dẫn sang bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng,tại đây các hạt
cặn tự nhiên sẽ va chạm và kết dính với các hạt cặn lơ lửng và được giữ lại, kết quả
nước được làm trong. Nước sau khi lắng dược phân phối đến bể lọc nhanh, qua lớp vật
liệu lọc, lớp sỏi đỡ để làm trong nước triệt để, trước khi đưa đến bể chứa nước sạch,
trên đường đi tới bể là giai đoạn khử trùng để loại bỏ vi sinh vật gây bệnh.
3. Phân tích và lựa chọn công nghệ xử lý.

Hai phương án trên chủ yếu khác nhau ở quá trình lắng vì vậy ta sẽ đánh giá hai
quá trình lắng để đề xuất phương án tối ưu:

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

9


Phương án 1

Ưu
điểm

Nhược
điểm

Phương án 2

Có cấu tạo đơn giản, sự kết hợp Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng
giữa bể phản ứng và bể lắng tiết khác
kiệm diện tích xây dựng.
Khối lượng xây dựng nhỏ chiếm ít
Hiệu suất lắng tốt, ít bị ảnh hưởng diện tích
do biến động của lưu lượng và nhiệt
độ.
Hiệu quả lắng không chỉ phụ thuộc
vào chất keo tụ mà còn phụ thuộc
vào sự phân bố đều của dòng nước
đi lên và chiều cao vùng lắng phải
đủ lớn thì các hạt cặn mới kết dính
với nhau được.

Lớp cặn tiếp xúc rất nhạy cảm với
bọt khí, các bọt khí lại di chuyển từ
dưới nếu không được tách hết sẽ
phá vỡ lớp cặn và mang theo cặn
vào vùng lắng
Kết cấu phức tạp, quản lý chặt chẽ,
nhạy cảm với sự dao động của lưu
lượng và nhiệt độ.
Với hàm lượng cặn nhỏ hơn 300
mg/l thì bể làm việc kém.
Chiều cao bể lớn khó xây dựng hợp
khối với công trình khác

 Qua sự phân tích ưu nhược điểm của 2 sơ đồ trên, cho thấy sơ đồ 1 là hợp lý

nhất, vì thế chọn sơ đồ 1 làm sơ đồ công nghệ tính toán thiết kế cho trạm xử lý.

PHẦN III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ
I.
Công trình thu nước mặt, trạm bơm cấp 1.
1. Công trình thu nước mặt.
1.1.
Đặc điểm
- Đối với nguồn nước mặt vị trí đặt công trình thu cần có bờ và lòng sông ổn định

thuận tiện cho việc bố trí các công trình khác và tuân theo các điều kiện về bảo
-

vệ vệ sinh nguồn nước.
Vị trí lấy nước nhất thiết phải nằm ở vị trí thượng lưu so với khu vực dùng

-

nước.
Dòng sông có thể có những đoạn bờ lõm và những đoạn bờ lồi. Những đoạn bờ
lõm bờ sông só thể bị xói lở, nhưng về mùa lũ, lắng cặn sẽ được tự nạo vét.
Những đoạn bờ lồi thường bị bồi lấp, nhiều trường hợp bị bồi lấp rất nghiêm
trọng. Nếu công trình thu bố trí tại những vị trí thường bị bồi lấp sẽ gây tốn
kém cho việc nạo vét mà cửa thu nước vẫn bị bồi lấp hoặc thu nước không đảm

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

10


bảo chất lượng và lưu lượng theo yêu cầu. Vì thế công trình thu nên đặt ở phía
bờ lõm và có biện pháp gia cố bảo vệ thích hợp. Những nơi có sông nhánh đổ
vào, công trình cũng dễ bị bồi lấp. Để tránh hiện tượng này công trình thu nên
cách vị trí có sông nhánh một khoảng hợp lý.
1.2.
Phân loại
Dựa vào đặc điểm kết cấu, công trình thu được phân loại theo các loại sau:
-

Công trình thu nước kiểu kết hợp: trạm bơm cấp 1 và công trình thu bố trí kết
hợp trong một nhà. Loại này được sử dụng khi nền đất tại chỗ thu nước chắc ổn

-

định, khi đó sẽ giảm được chi phí xây dựng và chi phí quản lý.

Công trình thu nước kiểu phân ly: trạm bơm cấp 1 đặt tách riêng so với công

-

trình thu
Công trình thu nước kiểu vịnh: đây là các vịnh nhân tạo được hình thành do nhu
cầu bố trí công trình thu nước mà các công trình thu nước này không trược tiếp

-

thu nước từ sông được.
Công trình thu nước kiểu đập chắn: loại công trình này được sử dụng để thu

nước ở các sông cạn.
2. Trạm bơm cấp 1
Trạm bơm cấp 1 có nhiệm vụ bơm nước thừ công trình đưa về trạm xử lý.
-

Trạm bơm làm việc điều hòa, lưu lượng không thay đổi. Khi đó cần tính toán
cột áp của trạm, dựa vào công suất trạm và cột áp của bơm để lựa chọn được

loại bơm phù hợp đảm bảo bơm nước tới vị trí cao nhất của trạm xử lý.
II.
Xác định công suất của trạm xử lý
Công trình xử lý nước cung cấp cho khu dân cư 20000 người:
 Khu dân cư thuộc đô thi loại II, vùng nội đô, quy mô công suất xử lý của trạm

được xác định tới năm 2020.

Lưu lượng nước cấp cho ăn uống sinh hoạt:

( /ngđ ) =
Trong đó:
q : tiêu chuẩn cấp nước (l/người.ngđ)
SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

11

( 3.3(1) )


N : số dân tính toán (người)
Theo TCXD 33-2006 đối với đô thị loại II, thiết kế cho giai đoạn 2020 sẽ có 99% dân
đô thị được cấp nước với tiêu chuẩn: q = 150 l/người.ngđ
( /ngđ ) = = 2970 ( /ngđ )
Lấy tròn 3000 ( /ngđ )
Vậy công suất của trạm xử lý sẽ là 3000 ( /ngđ )
III.
Một số biện pháp hóa học để xử lý sơ bộ nguồn nước
- Nước từ TB cấp 1 đưa về trạm xử lý trước khi đưa vào dây chuyền xử lý chính

cần phải được xử lý sơ bộ bằng biện pháp: cơ học, hóa học, lý học,...Dưới đây
là phương pháp xử lý hóa học khi trong nước có các chỉ tiêu chưa đảm bảo.
1. Liều lượng phèn cần thiết để keo tụ
Do nước vừa đục vừa có màu nên theo TCXD 33-2006 lượng phèn được xác định theo
độ màu và độ đục rồi lấy giá trị lớn nhất.
 Lượng phèn nhôm tính theo độ màu:

= 4 = 4 = 26,8 (mg/l)
Trong đó:
: liều lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước.

M: độ màu của nước nguồn tính bằng độ theo thang màu Pt-Co.
 Lượng phèn nhôm tính theo hàm lượng cặn.

Hàm lượng cặn của nước nguồn là 250 mg/l.
Theo TXCD 33-2006, tra bảng 6-3 ta xác định được liều lượng phèn cần để xử lý là: =
40 mg/l.
Vậy liều lượng phèn cần thiết để keo tụ là: = 40 mg/l.
2. Liều lượng Clo để Clo hóa sơ bộ

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

12


Do trong nước có độ màu cao, nhiều phù du sinh vật nên cần phải clo hóa sơ bộ để phá
vỡ thế ổn định của các chất keo được bảo vệ cản trở quá trình keo tụ trước khi cho
phèn vào nước.
Theo điều 6.13(1) , liều lượng Clo hóa sơ bộ có thể lấy bằng 36 mg/l.
lượng Clo hóa sơ bộ cần dùng là: 4 mg/l.
3. Liều lượng chất phụ trợ keo tụ

Để tăng quá trình keo tụ và tăng hiệu suất của công trình xử lý, sử dụng thêm các chất
phụ trợ keo tụ cho vào cùng với phèn.
Theo điều 6.12(1) , dùng chất phụ trợ keo tụ poliacrilamit PAA:
Liều lượng PAA khi cho vào cùng phèn là, PAA = 0,3 mg/l.
4. Xác định độ kiềm của nước sau khi keo tụ

Độ kiềm của nước sau khi keo tụ được tính theo công thức:
( 6.20(1) )

= k - = 1,2 - = 0,5 mgđl/l
Trong đó:

k : độ kiềm của nguồn nước trước khi pha phèn, k = 1,2 mgđl/l
: liều lượng phèn tính theo sản phẩm ngậm nước, = 40 mg/l
e: đương lượng của phèn không ngậm nước, với phèn e =

57 mgđl/l.

5. Kiểm tra độ ổn định của nước sau khi keo tụ.
- Độ ổn định của nước sau khi keo tụ được xác định theo chỉ số ổn định J. Nếu J

= 0,25 thì nước được coi là ổn đinh, ngược lại nếu J 0,25 thì cần phải có biện
pháp xử lý nước.
 J được xác định theo công thức:
J= -

( 6.202 (1) )

Trong đó:
: độ pH của nước sau khi pha phèn.
SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

13


: độ pH của nước sau khi đã bão hòa cacbonat đến trạng thái cân bằng được
tính theo công thức:
= - - +
Trong đó:

, , , , là những trị số phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ canxi, độ kiềm, tổng hàm
lượng muối xác định theo đồ thị hình 6.1(1).
-

Tổng hàm lượng muối hòa tan trong nước nguồn là tổng làm lượng thành phần
của các anion và cation có trong nước, nên có thể xem tổng hàm lượng chất rắn
hòa tan trong nước là tổng hàm lượng muối có trong nước, tổng hàm lượng
muối trong nước sẽ là:
P = 146,5 mg/l

Tra biểu đồ langlier H.6-1(1) , ta có:





Nhiệt độ: t = 27C = 1,96
Nồng độ = 40 mg/l = 1,61
Độ kiềm: = 0,5 mgđl/l = 0,7
Tổng hàm lượng muối: P = 146,5 mg/l = 8,745

= 1,96 – 1,61 – 0,7 + 8,745 = 8,375
 : độ pH của nước sau khi pha phèn.
- Lượng tự do sau khi pha phèn được tính theo công thức:

( 6.34(1) )

= + 44.
Trong đó:

: nồng độ có trong nước nguồn trước khi pha phèn, mg/l
Với:





Nhiệt độ nước nguồn, t = 27C.
pH của nước nguồn, pH = 7,2.
Hàm lượng muối trong nước nguồn, P = 146,5 mg/l.
Độ kiềm của nước nguồn, k = 1,2 mg/l.

Tra đồ thị H.6-2(1) , ta được: = 6,5 mg/l.
SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

14


= 6,5 + 44 = 37,4 mg/l
Độ pH của nước sau khi pha phèn được xác định dựa vào:





Nhiệt độ nước nguồn, t = 27C.
Hàm lượng muối trong nước nguồn, P = 146,5 mg/l.
Độ kiềm của nước nguồn sau khi pha phèn, k = 0,5 mg/l.
Nồng độ sau khi pha phèn, = 37,4 mg/l.

Độ pH của nước sau khi pha phèn được xác định dựa vào:
Tra đồ thị H.6-2(1) , ta được: = 5,8 mg/l.
J = 8,375 – 5,8 = -2,575 0,25
KL: nước không ổn định xử lý ổn định nước bằng cách kiềm hóa.
6. Liều lượng chất kiềm hóa
 Hàm lượng chất kiềm hóa được xác định theo công thức:

( 6.15(1) )

= ( – k + 1 ) × , mg/l
Trong đó:
: hàm lượng chất kiềm hóa, mg/l
: liều lượng phèn cần thiết để keo tụ, = 45 mg/l

: đương lượng gam của chất kiềm hóa, với CaO = 28 mgđl/l
: đương lượng gam của phèn, với phèn = 57 mgđl/l
k: độ kiềm tổng cộng của nguồn nước, k = 1,2 mg/l
c: tỉ lệ chất kiềm hóa nguyên chất có trong sản phẩm sử dụng, c = 80%
= 28 ( – 1,2 + 1) = 20,63 mg/l.
Tính toán thiết kế các công trình.

IV.

Các công trình cần được tính toán:
•

Các thiết bị và công trình của quá trình keo tụ

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

15


Bể trộn đứng
Bể lắng đứng kết hợp bể phản ứng xoáy hình trụ
Bể lọc nhanh
Bể chứa nước sạch
Sân phơi bùn.
Một số công trình đơn vị khác
1. Các thiết bị và công trình của quá trình keo tụ
1.1.
Các công trình chuẩn bị dung dịch phèn.
a. Bể hòa trộn phèn:
 Bể hòa trộn có nhiệm vụ hòa tan phèn cục và lắng cắn bẩn. Nồng độ dung dịch
•
•
•
•
•
•

phèn trong bể hòa trộn thường cao nhưng không vượt quá nồng độ bão hòa.
Theo TCXD 33:2006 có thể lấy nồng độ dung dịch phèn trong bể hòa trộn
trong khoảng 1017%.
 Dung tích bể hòa trộn tính theo công thức:
= ,
( 6.19(1) )

Trong đó:
Q: lưu lượng nước xử lý, Q = 3000 /ngđ = 125 /h

n: thời gian giữa 2 lần hòa tan phèn, với Q = 120010000 /ngđ, chọn n = 12h
: liều lượng phèn dự tính cho vào nước, g/
= 45 mg/l = 45 g/
: nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa trộn, chọn 10% ( qp = 10 17% )
: khối lượng riêng của dung dịch, = 1 tấn/
 = = 0,675

Kích thước bể: L x B x H = 1 x 0,8 x 0,9
Chiều cao bảo vệ 0,5 m
Tổng chiều cao xây dựng của bể là: H = h + =0,9 + 0,5 = 1,4 m
 KL: bể hòa trộn có kích thước là:

STT

Tên

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

Đơn vị
16

Thông số


1

Chiều cao

m

1,4

2

Chiều dài

m

1

3

Chiều rộng

m

0,8

b. Bể tiêu thụ
 Có nhiệm vụ pha loãng dung dịch phèn đưa từ bể tiêu thụ sang đến nồng độ

cho phép. Theo TCXD 33:2006 nồng độ phèn trong bể tiêu thụ lấy bằng 410%
tính theo sản phẩm không ngậm nước.
 Dung tích bể tiêu thụ tính theo công thức:

= = = 2,6

( 6.19(1) )

Trong đó:

: nồng độ dung dịch phèn trong bể tiêu thụ, chọn 5% ( qp = 410% )
Kích thước bể là : L x B x H = 1,5 x 1,2 x 1,5 = 2,7
Chọn chiều cao bảo vệ là: 0,5 m
Tổng chiều cao xây dựng là: H = h + =1,5 + 0,5 = 2 m
 KL: Có 2 bể tiêu thụ, kích thước mỗi bể là:

STT
1
2
3

Tên
Chiều cao
Chiều dài
Chiều rộng

Đơn vị
m
m
m

Thông số
2
1,5
1,2

Thiết bị định liều lượng phèn
Thiết bị định liều lượng phèn có nhiệm vụ điều chỉnh tự động lượng phèn cần
1.2.

-

thiết đưa vào nước cần xử lý theo yêu cầu của quản lý.
Do trạm xử lý có công suất không đổi nên lựa chọn thiết bị định lượng không đổi kiểu
phao Khavanski:

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

17


-

Phao làm bằng sắt tây, đặt nổi trên mặt nước để đảm bảo đưa dung dịch phèn

-

vào bể trộn dưới áp lực cột nước cố định
1.3.
Thiết bị pha chế vôi
Vôi được dùng để kiềm hóa nước, để ổn định nước.

Trạm xử lý có công suất 3000 m 3/ngđ, trạm xử lý sử dụng vôi bảo hòa để ổn định
nước.
-

Trước tiên vôi sống phải được đem tôi. Vôi được tôi trong các bể tôi vôi thông
thường thành vôi sửa đặc. Sau đó vôi sửa đặc được đưa sang bể pha vôi. Tại
đây vôi được pha loãng đến nồng độ thích hợp ( không lớn hơn 5% ). Bể tôi vôi
có dung tích cho 30 ngày tiêu thụ ( quy phạm 30-45) và được chia làm nhiều

-

ngăn để tiện cho việc thau rửa
Bể được xây bằng gạch, có các ống đưa nước vào, xả nước vôi trong và xả kiệt.
Dung tích bể tôi vôi được chọn theo điều kiện đảm bảo lượng nước 3-3,5 m 3/tấn

-

vôi cục và đủ thời gian để vôi ngấu hoàn toàn trước khi sử dụng,
Dùng xẻng để xúc vôi sang bể pha vôi.

Công suất thùng bão hòa vôi được xác định theo công thưc:
Qbv = = = 140 m3/h

(2.7(2)_T34 )

Trong đó:
•
•
•
•
•

Pv : lượng vôi cần tiêu thụ, Pv = Qtt ×pv = 125 ×26,63 = 2578,75 kg/h
Qtt : lưu lượng trạm xử lý, Qtt = 125 m3/h
n : số thùng bão hòa vôi, chọn n = 15 thùng
pv : liều lượng vôi cho vào nước, Pv = 20,63 mg/l
P: khả năng hòa tan vôi phụ thuộc vào nhiệt độ ( kg/m3 )
Với t = 20C thì P = 1,23 kg/m3

Dung tích thùng bão hòa vôi được tính theo công thức:
Wbv = Qbv ×K1×K2 = 140 ×5×1 = 700 m3
Trong đó:
K1 : hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ nước bão hòa vôi, bảng 2.3(2) _T35
K1 = 5
• K2 : hệ số phụ thuộc vào tỉ số độ cứng Canxi và độ cứng toàn phần
•

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

18


Với độ cứng canxi của nguồn nước là: 40 mg/l, độ cứng toàn phần của nguồn
nước là: 50 mg/l. Vậy tỉ số đó = 80% >70% , K2 = 1
1.4.
Kho chứa hóa chất
a. Kho dự trữ phèn.
Diện tích sàn kho được tính theo công thức:
Fkho = = 267 m²

( 2.9(2)_T36 )

Trong đó:
•
•
•
•
•

•
•


Q: công suất trạm xử lý, Q = 3000 m3/ngđ
P: Liều lượng phèn cần dùng,
P = 40 mg/l = 40 g/m3
T: thời gian lưu hóa chất trong kho, T = 15 ngày
: hệ số tính đến diện tích đi lại và thao tác trong kho, = 1,3
: khối lượng riêng của hóa chất, thường lấy bằng 1,1 tấn/m3
: độ tinh khiết của kiềm, lấy bằng 80%
h : chiều cao cho phép của lớp hóa chất, đối với phèn nhôm cục h = 2m
xây dựng kho dự trữ phèn với kích thước: L×B = 27 x 10 = 270 m²

chiều cao kho là: 4 m
b. kho dự trữ vôi

Diện tích sàn kho được tính theo công thức:
Fkho = = 183 m²

(2.9(2) _T36)

Trong đó:
•
•
•
•
•
•
•



Q: công suất trạm xử lý, Q = 3000 m3/ngđ
P: Liều lượng vôi cần dùng,
P = 20,63 mg/l = 20,63 g/m3
T: thời gian lưu hóa chất trong kho, T = 30 ngày
: hệ số tính đến diện tích đi lại và thao tác trong kho, = 1,3
: khối lượng riêng của hóa chất, thường lấy bằng 1,1 tấn/m3
: độ tinh khiết của vôi, lấy bằng 80%
h : chiều cao cho phép của lớp hóa chất, đối với vôi cục chưa tôi là h = 1,5 m
xây dựng kho dự trữ vôi với kích thước: L×B = 19 x 10 = 190 m²

chiều cao kho là: 4 m
c. kho dự trữ Clo

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

19


Diện tích sàn kho được tính theo công thức:
Fkho = = 37 m²

( 2.9(2)_T36 )

Trong đó:
•
•
•
•

•
•
•


Q: công suất trạm xử lý, Q = 3000 m3/ngđ
P: Liều lượng Clo cần dùng,
P = 4 + 3 = 7 mg/l = 7 g/m3
T: thời gian lưu hóa chất trong kho, T = 30 ngày
: hệ số tính đến diện tích đi lại và thao tác trong kho, = 1,3
: khối lượng riêng của hóa chất, thường lấy bằng 1,1 tấn/m3
: độ tinh khiết của Clo, lấy bằng 80%
h : chiều cao cho phép của lớp hóa chất, đối với Clo chọn h = 2,5 m
xây dựng kho dự trữ Clo với kích thước: L×B = 10 x 4 = 40 m²

chiều cao kho là: 4 m.
2. bể trộn đứng
2.1.
Đặc điểm
- Thường đươc sử dụng trong trường hợp có dùng vôi để kiềm hóa nước với công

suất bất kỳ. Vì chỉ có bể trộn đứng mới đảm bảo cho các phần tử vôi ở trạng
thái lơ lửng, làm cho quá trình hòa tan vôi được thực hiện triệt để. Còn nếu
dùng các bể trộn khác thì có thể vôi sẽ bị kết tủa trước các tấm chắn.
2.2.
Tính toán bể trộn đứng.
Xây dựng bể có hình dạng mặt bằng vuông, phần dưới cấu tạo bằng hình tháp với góc
đáy = 40 ( quy phạm = 3040 )
 Diện tích tiết diện ngang phần đỉnh bể của mỗi bể là:

= = = 1,4 ( mục 3.21(2) _T38)
Trong đó:
•
•
-

: tốc độ nước dâng, = 25 mm/s ( điều 6.56(1) )
Q: lưu lượng xử lý của trạm, m³/s
Q = 3000 m³/ngđ = 0,0347 m³/s
Chiều dài mỗi cạnh phần trên của bể trộn:
= = = 1,18 m, chọn = 1,2 m

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

20


-

Chọn ống thép dẫn nước vào bể, đường kính ống là D = 200 mm, với =
0,0347 /s, vận tốc nước trong ống là v = 1,1 m/s ( đảm bảo đảm bảo vận tốc từ

-

-

-

1-1,5m/s, điều 6.56(1) )
Đường kính ngoài của ống dẫn nước vào bể là: 225 mm

Do đó diện tích đáy bể chỗ nối với ống sẽ là:
= 0,225 x 0,225 = 0,0506
Chiều rộng đáy: = 0,225 m
Góc nón = 40, chiều cao phần hình tháp ( phần dưới bể ) sẽ là:
= ( - ). cotg = ( 1,2 – 0,225 ) cotg = 1,334 m
Chọn = 1,4 m
Thể tích phần hình tháp của bể trộn bằng:
= (+ + )
= ×1,3×( 1,4 + 0,0506 + = 0,8

-

Thể tích toàn phần của bể với thời gian lưu nước trong bể 1,5 phút ( quy phạm
12 phút ) sẽ là:
W = = = 3,125

-

Thể tích phần trên hình hộp của bể sẽ là:
= W - = 3,125 – 0,8 = 2,325
Chiều cao phần trên của bể là:
= = = 1,7 m

-

Chiều cao toàn phần của bể sẽ là:
h = + = 1,7+ 1,4 = 3,1 m

Lấy chiều cao bảo vệ là: 0,5 m
Chiều cao xây dựng của bể là: H = h + = 3,1 + 0,5 = 3,6 m

 Máng thu nước:
Dự kiến thu nước bằng máng vòng có lỗ ngập 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:
= = = 62,5 /h

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

21


-

Diện tích tiết diện máng với tốc độ nước chảy trong máng = 0,6 m/s quy định
tại điều 6.56(1) , là:
= = = 0,03

Chọn chiều rộng máng: = 0,15 m
Chiều cao lớp nước tính toán trong máng sẽ là:
= = = 0,2 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 sẽ là :
= = = 0,035

Trong đó:
: tốc độ nước chảy qua lỗ, = 1 m/s ( điều 6.54(1) )
Chọn đường kính lỗ: = 20 mm, diện tích của mỗi lỗ là: = 3,14
-

Tổng số lỗ trên thành máng sẽ là:
N = = = 111,5 lỗ chọn 112 lỗ

Theo điều 6.54(1) , mép trên của hàng lỗ trên cùng phải ngập sâu dưới nước 1015cm, ta
bố trí các lỗ ngập trong nước 15cm,
Chu vi phía trong của máng là:
= 4 = 4.1,2 = 4,8 m
- Khoảng cách giữa các tâm lỗ:
e = = = 0,043 m
 Ống dẫn nước sang bể lắng
Với Q = 0.0347 /s, chọn ống thép dẫn nước sang bể phản ứng với d = 175 mm, v = 1
m/s ( đảm bảo với v = 0,81m/s, điều 6.59(1) ).
3. Bể lắng đứng kết hợp bể phản ứng xoáy hình trụ.
a. Ngyên lý hoạt động

Đầu tiên nước chảy vào ống trung tâm ở giữa bể hay còn gọi là bể phản ứng xoáy theo
đường ống có gắn vòi phun ở cuối ống được đặt đối xứng qua tâm bể, có hướng phun
SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

22


ngược nhau theo chiều phun nằm trên phương tiếp tuyến với đường chu vi bể, nước ra
khỏi miệng phun với tốc độ lớn chảy quanh bể tạo thành chuyển động xoáy từ trên
xuống qua bộ phận hãm triệt tiêu chuyển động xoáy rồi vào bể lắng. Trong vùng lắng
nước chuyển động theo chiều từ dưới lên cặn rơi từ trên xuống đáy bể nước đã lắng
được thu vào máng vòng bố trí xung quanh thành bể và được đưa sang bể lọc.
b.









c.


Các bộ phận cần tính toán của bể.
Ngăn phản ứng xoáy
Vùng lắng
Vùng chứa cặn
Ống dẫn nước vào bể phản ứng xoáy và vòi phun
Bộ phận hãm triệt tiêu chuyển động xoáy
Máng thu nước
Ống dẫn nước sang bể lọc
Ống xả cặn
Tính toán
Vùng lắng

Diện tích tiết diện ngang của vùng lắng:
F = = 1,5 × = 23.7 m²

( 6.7(1) )

Trong đó:
•

:hệ số kể đến việc sử dụng dung tích bể, theo điều 6.66 (1) quy định = 1,31,5 ,

chọn = 1,5
• Q: lưu lượng xử lý của trạm, Q = 125 m³/h
• : vận tốc tính toán của dòng nước đi lên, mm/s
Tốc đố này phải bé hơn tốc độ lắng cặn, được xác đinh trong bảng 6.9 (1) , đối với nước
đục vừa có xử lý phèn ( hàm lượng cặn 250 mg/l ) và khi có sử dụng thêm chất phụ trợ
keo tụ thì tốc độ lấy 4tăng thêm 1520%.
lấy = 0,55 mm/s
•
-

N: số bể lắng , N = 4 bể
Chiều cao vùng lắng được quy định trong điều 6.66 (1) , lấy từ 2,65m, chọn = 5
m

Diện tích ngăn phản ứng xoáy trụ được tính theo công thức:
SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

23


= = = 2,08 m²

( 6.8(1) )

Trong đó:
Q: lưu lượng tính toán , Q = 3000 m³/ngđ = 125 m³/h
t: thời gian lưu nước lại trong bể, theo quy phạm t = 1520 phút, chọn t = 15
phút.

H : chiều cao bể phản ứng lấy bằng 0,9 chiều cao vùng lắng
= 0,9 . 5 = 4,5 m
n: số bể phản ứng tính toán ( lấy bằng bể phản ứng ), chọn n = 4 bể
-

Đường kính của bể lắng:
D= = =6m

( 3.30(2) )

Lấy chiều cao bảo vệ của bể lắng = 0,5 m
 Ngăn phản ứng xoáy

Diện tích ngăn phản ứng xoáy : f = 2.08 m²
-

Đường kính ngăn phản ứng xoáy:
= = = 1,63 m

( 2.13(2) )

Trong đó:
•
•
•
•

Q : lưu lượng xử lý, m³/h
t : thời gian lưu nước trong ngăn phản ứng xoáy, phút
: chiều cao ngăn phản ứng, m

n: số bể phản ứng,

Lấy chiều cao bảo vệ của ngăn phản ứng bằng chiều cao bảo vệ của bể lắng đứng. Vậy
chiều cao thực tế của ngăn là: 5 m.
 ống dẫn nước vào bể phản ứng và vòi phun.
 Lưu lượng nước đi vào mỗi bể phản ứng:

= = 8,68×1 m³/s

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

24


Điều 6.59(1) , tốc độ nước chảy trong ống đi vào ngăn phản ứng xoáy lấy từ 0,81 m/s.
-

chọn ống dẫn nước vào bể với đường kính D = 100 mm làm bằng thép với tốc

độ v = 0,85 m/s thõa mãn với tốc độ cho phép.
 Vòi phun xoáy nước:
Điều 6.65(1) , miệng phun phải cách thành buồng phản ứng xoáy 0,2 đường kính buồng
và ngập sâu dưới nước 0,5 m.
-

Miệng phun đặt cách buồng phản ứng là: 0,2 × = 0,33 m.
Đường kính miệng phun:
= 1,13× = 1,13 = 0,069 m

Chọn = 75 mm

Trong đó:
•
•
-

: hệ số lưu lượng đối với miệng phun hình nón có góc nón = 25 thì = 0,908.
: tốc độ nước ra khỏi miệng phun
Chiều dài miệng phun:
= × cotg = = 170 mm

Điều 6.65(1) quy định, tốc độ nước ra khỏi miệng phun từ 23 m/s, chọn = 2,5 m/s.
 Tổn thất áp lực ở miệng phun:

H = 0.06 = 0,06 x 1,79 = 0,2 m
Với : vận tốc phun kinh tế lấy như sau:
= 1,13² × = 1,13× = 1,79 m/s
 ống xả cặn:

Điều 6.69(1) , đường kính ống xả cặn của bể lắng lấy từ 150200 mm
- Lấy đường kính ống xả cặn bằng 200 mm.
 Vùng chứa cặn:
- Vùng chứa ép cặn xây thành hình nón với góc tạo thành giữa các tường so với
-

mặt phẳng nằm ngang = 50 ( quy phạm 50 ).
Khi xả cặn bể không ngừng làm việc.
Chiều dài phần nón chứa nén cặn:

SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THẢO

25