Đồ Án Xử Lý Nước Cấp

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNGHÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC CẤP
“Thiết kế nhà máy xử lý nước cấp
Thành phố Cao Bằng với số dân 71066 người”

Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên
Lớp
Mã sinh viên
Chuyên ngành

:
:
:
:
:

: TS. Nguyễn Hồng Đăng
: Nguyễn Minh Đức
: ĐH7M2
: 1711070366
: Thiết kế cơng trình kỹ thuật môi trường

Hà Nội, 2020.

MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC BẢNG
Trang


MỞ ĐẦU
Thành phố Cao Bằng là một thành phố trực thuộc tỉnh Cao Bằng, Việt nam. Thành
phố Cao Bằng hiện là đô thị loại III, là trung tâm kinh tế, văn hóa, giáo dục, chính trị
của tỉnh Cao Bằng và là một trong những trung tâm kinh tế của vùng Đơng Bắc. Thực
hiện Chương trình số 10/CTr-TU ngày 29/4/2016 của Tỉnh ủy Cao Bằng về phát triển du
lịch giai đoạn 2016 – 2020, ngày 11/10/2017, UBND tỉnh đã ban hành Quyết định số
1715/QĐ-UBND về việc Phê duyệt Điều chỉnh Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã
hội thành phố Cao Bằng đến năm 2020 và định hướng đến năm 2025. Trong đó, quy
hoạch phát triển thương mại, dịch vụ và du lịch được xác định rõ vị trí, vai trò là ngành
kinh tế mũi nhọn của Thành phố.
Nước sinh hoạt đóng vai trị rất quan trọng trong đời sống sinh hoạt của người dân và
hoạt động sản xuất, dịch vụ. Với sự phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng nước sạch để sinh
hoạt là hết sức cần thiết. Để đáp ứng nhu cầu dùng nước của Thành phố, cần có hệ thống
sử lý nước sơng Bằng để cấp nước sinh hoạt cho toàn thành phố. Việc xây dựng một nhà
máy xử lý nước cấp sinh hoạt cho thành phố Cao Bằng là hoàn toàn cấp thiết. Với việc
thực hiện đề tài: “Thiết Kế Nhà Máy Xử Lý Nước Cấp Thành Phố Cao Bằng với số dân
71066 người” sẽ giải quyết được vấn đề thiếu nước sinh hoạt của khu dân cư, phục vụ lâu
dài cho nhu cầu phát triển kinh tế xã hội theo hướng phát triển bền vững.


CHƯƠNG I. TÍNH TỐN SƠ BỘ VÀ ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
1.1. Xử lý số liệu

- Dân số: 71066 người
- Tiêu chuẩn cấp nước: 110l/người.ngày đêm
- Số học sinh: 3000 học sinh
- Số bệnh viện: 1; số giường bệnh của một bệnh viện: 500 giường
- Khu công nghiệp, công nghiệp tiêu thụ lượng nước cho sản xuất: 3740 m3/ngày đêm
- Số công nhân: 2000
- Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước:
BẢNG 1 THÔNG SỐ NƯỚC ĐẦU VÀO
Chỉ tiêu

Đơn vị đo

Nhiệt độ

0

Giá trị

QCVN
01-1:2018/BYT

Nhận xét

C

25

-

-

-

6,9

-

Đạt chuẩn

Độ màu

TCU

90

15

Xử lý

Độ đục

NTU

150

2

Xử lý

TS (cặn tổng số)

mg/l

300

-

Xử lý

SS (chất rắn lơ lửng)

mg/l

80

-

Xử lý

Hàm lượng sắt tổng số

mg/l

0,3

0,3

Đạt chuẩn

Hàm lượng amoni

mg/l

0,3

0,3

Đạt chuẩn

Hàm lượng mangan tổng

mg/l

0,01

0,1

Đạt chuẩn

pH

số

-

Nhận xét về nguồn nước:

Trạm xử lý nước cấp Thành phố Cao Bằng sử dụng nguồn nước sông Bằng để xử lý
So sánh kết quả các chỉ tiêu chất lượng nước với QCVN 01 - 1:2018/BYT về chất
lượng nước ăn uống, thì có các chỉ tiêu chưa đạt sau: Độ màu, độ đục, chắt rắn lơ lửng

Dựa vào số liệu chất lượng nước mặt đã tìm được, áp dụng kiến thức đã học và các tài
liệu tham khảo ta có thể lựa chọn cơng nghệ xử lý.
- Phân loại nước mặt theo TCXDVN 33:2006/ BXD
Theo hàm lượng cặn:
+ Nước ít đục: đến 50 mg/l.
+ Nước đục vừa: từ 50 mg/l đến 250 mg/l.
+ Nước đục: từ 250 mg/l đến 1500mg/l.
+ Nước rất đục: trên 1500mg/l.
Theo độ màu:
+ Nước ít màu: dưới 35 TCU.
+ Nước có màu trung bình: 35 TCU đến 120 TCU.
+ Nước có màu cao: lớn hơn 120 TCU.
 Nguồn nước thuộc loại: Đục vừa, có độ màu trung bình
 Xử lý nước vừa đục vừa có màu: Xử lý cặn

1.2. Cơng suất của nhà máy
1.2.1. Lượng nước sinh hoạt của khu dân cư
-

Có tiêu chuẩn cấp nước là 110 (lít/người.ngày đêm), suy ra lượng nước cần cấp
cho sinh hoạt là 110 × 71066 × 10-3 = 7817,26 m3/ngày đêm.

1.2.2. Lưu lượng nước cho cơng nghiệp
-

Tính tốn nước cấp sinh hoạt của khu CN
Số công nhân là 2000 công nhân

BẢNG 2 THỐNG KÊ LƯU LƯỢNG NƯỚC CẤP CHO KCN
Ca

Phân xưởng

Công nhân

Nước cấp sinh hoạt

Nước tắm


I

-

%

Số
lượng

qo
(l/ng.ngđ)

Q(m3/ca)

qo
(l/ng.ngđ)

Q(m3/ca)

Nóng

40

800

45

36

60

48

Lạnh

60

1200

25

30

40

48

Tổng cộng

10
0

2000

66

96

Khu CN cơng nhân tiêu thụ lượng nước cho sản xuất: Qsx = 3740 m3/ngđ
Tổng lượng nước cấp trong một ngày của khu CN là:
QCN = Qsx + QI + QII = 3740 + 66 + 96 = 3902 (m3/ngđ)

1.2.3. Lưu lượng nước cho bệnh viện
- Tổng số giường bệnh: Ng= 500 giường
- Tiêu chuẩn cấp nước là: qbv= 1000 l/giường.ngđ
- Lưu lượng trung bình ngày:
QBV = Ng x qbvx10-3= 500 x 1000 x 10-3 = 500 (m3/ngđ)
1.2.4. Lưu lượng nước cho trường học (12 tiếng)
- Số học sinh: Nhs = 3000 (học sinh)
- Tiêu chuẩn cấp nước là: 20 l/người.ng
- Lưu lượng trung bình ngày:
QTH = Nhs x qthx10-3 = 3000 x 20 x 10-3 = 60 (m3/ngđ)
1.2.5. Lưu lượng nước cho tưới cây xanh, rửa đường
Theo tiêu chuẩn 33:2006, nước dùng cho mục đích tưới cây rửa đường bằng 10%
lượng nước cấp cho sinh hoạt
Qtưới = 10% x Qsh= 10% x 7817,26 = 781,726 (m3/ngđ)
1.2.6. Lưu lượng nước cấp cho chữa cháy
Theo tiêu chuẩn 33:2006, nước dùng cho mục đích chữa cháy bằng 10% lượng nước

cấp cho sinh hoạt
Qcc = 10% x Qsh= 10% x 7817,26 = 781,726 (m3/ngđ)
1.2.7. Lưu lượng nước dự phòng
Theo tiêu chuẩn 33:2006, nước dùng cho mục đích dự phịng bằng 20% lượng nước
cấp trên
Qdp = 20% x Qtrên= 20% x 13842,712 = 2768,5 (m3/ngđ)


1.2.8. Lưu lượng nước cấp cho bản thân nhà máy
Theo tiêu chuẩn 33:2006, nước cho bản thân nhà máy bằng 7% lượng nước cấp trên
Qbt = 7% x Qtrên= 7% x 16611,212 = 1162,8 (m3/ngđ)
1.2.9. Tổng công suất của nhà máy xử lý nước cấp
Tổng công suất yêu cầu của nhà máy = 17773,999 m3/ngđ
 Chọn công suất cấp nước của nhà máy là 18 000 m3/ngđ

1.3. Lựa chọn dây chuyền công nghệ:
Việc lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước là cơng việc rất quan trọng, nó khơng
chỉ ảnh hưởng đến giá thành xây dựng, quản lý, vận hành hệ thống cấp nước mà còn ảnh
hưởng đến chất lượng nước sau xử lý. Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý nước dựa
vào các tiêu chí cơ bản sau:
Chất lượng của nước nguồn.
Yêu clượng củlượng nước sau xử lý.
Quy mô công suượng nước sau
Điều kiện kinh tế kỹ thuật.
Dựa vào tính tốn khả năng đưa hóa chất vào, có các số liệu sau:
- Cơng suất tính tốn 18000 m3/ng.đ
- Tổng chất rắn C = 300 mg/l
- Độ màu M = 90 TCU
- Độ đục = 150 NTU
- Độ pH ban đầu của nước nguồn: pH = 6,9

Nhận xét:
- Công suất trạm xử lý vừa, hàm lượng cặn và độ màu trung bình
 Từ đó, phải lựa chọn được dây chuyền công nghệ xử lý phù hợp sao cho vừa xử lý nước
Sân phơi bùn
Phèn
đạt chất lượng theo yêu cầu, thuận tiện cho công tác quản lý và vận hành, giá thành xây
SCRvới trình độ quản lý, vận hành của công nhân, và phù hợp với điều
dựng thấp, phù hợp
kiện của đất nước trong thời gian hiện tại.
1.3.1. Đề xuất dây chuyền
Trạm
cấp33-2006
1 Bể trộn
Bể phản
váchBể
ngăn
lắng
ngang
Nước
nguồn
cơ chọn
học
Căn
cứ vào bảng 6.2
theobơm
TCXD
ta lựa
sơ đồ ứng
dây có
chuyền

cơng
nghệ:
a. Phương án 1:
-

Chất khử trùng

Trạm bơm cấp 2

Bể chứa

Bể lọc nhanh


Nước nguồn - song chắn rác - trạm bơm cấp I - bể trộn - bể phản ứng và bể lắng - bể
lọc nhanh - khử trùng - bể chứa nước sạch.
Thuyết minh công nghệ:
Nước từ nguồn sau khi đưa qua song chắn rác để loại bỏ các vật gây hại cho các cơng
trình phía sau, thì được trạm bơm cấp I đưa đến bể trộn, tại đây hóa chất keo tụ và kiềm
hóa sẽ được cho vào với liều lượng thích hợp để tạo ra các hạt keo có khả năng dính lại
với nhau và dính với các hạt cặn lơ lửng có trong nước tạo thành các bơng cặn lớn hơn có
trọng lượng đáng kể.
Sau khi trộn nước sẽ được đưa sang bể phản ứng có vách ngăn thẳng đứng có chức
năng hồn thành hết q 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
Chất
keo phối
tụ đến bể lọc nhanh, qua
trong bể lắng. Sau đó nước được đưa sang máng
phân

lớpphơi
vật bùn
Sân
liệu lọc, lớp sỏi đỡ để làm trong nước triệt để rồi đến bể chứa nước sạch từ bể chứa được
SCR
đưa đến trạm bơm cấp II.
Nước nguồn
b. Phương án 2:

Trạm bơm cấp 1 Bể trộn cơ học
Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Chất khử trùng

Trạm bơm cấp 2

Bể chứa

Bể lọc nhanh


Nước nguồn - song chắn rác - trạm bơm cấp I - bể trộn - bể lắng trong có lớp cặn lơ
lửng - bể lọc nhanh - khử trùng - bể chứa nước sạch.
Thuyết minh công nghệ:
Nước từ nguồn sau khi đưa qua song chắn rác để loại bỏ các vật gây hại cho các cơng
trình phía sau, thì được trạm bơm cấp I đưa đến bể trộn, tại đây hóa chất phản ứng sẽ
được hóa tan với nước, sau đó nước được đưa đến bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng, tại
đây các hạt cặn tự nhiên có trong nước sẽ va chạm và kết dính với các hạt cặn lơ lửng và
được giữ lại. Cuối cùng nước được làm trong triệt để tại bể lọc nhanh. Trên đường đưa
nước đến bể chứa nước sạch thì cho hóa chất khử trùng vào để loại bỏ VSV.

1.3.2. Phân tích ưu - nhược điểm hai phương án
BẢNG 3 SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN ĐỀ SUẤT
So sánh
Ưu điểm

Nhược điểm

-

Phương án 1
Bể lắng ngang:
giá thành xây dựng không
cao, không cần xây nhiều
bể

Phương án 2
Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng:
Khơng cần xây bể phản ứng bởi vì q
trình phản ứng và tạo bông kết tủa xảy
ra trong điều kiện keo tiếp xúc, ngay
trong lớp cặn lơ lửng của bể lắng.
Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng
khác và tốn ít diện tích xây dựng hơn.
Bể lắng ngang:
Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng:
Khơng thuận tiện trong có kết cấu phức tạp, chế độ quản lý
việc xả cặn, tốn diện tích chặt chẽ, địi hỏi cơng trình hoạt động
xây dựng.

suốt ngày đêm và rất nhạy cảm với sự
dao động lưu lượng và nhiệt độ của
nước.

Nhận xét:
- Hiệu quả xử lý của hai phương án tương đương nhau.
- Diện tích xây dựng của phương án 1 nhiều hơn phương án 2, nhưng khả năng ứng
dụng vào thực tế khơng cao vì chi phí và khả năng vận hành cao, khó khăn.
- Phương án 1 tuy chiếm nhiều diện tích xây dựng nhưng chi phí khơng đáng kể.
- Khả năng vận hành và ứng dụng của Phương án 1 trong thực tế cao hơn.
1.3.3. Lựa chọn phương án
Chọn phương án 1
Hệ thống xử lý của nhà máy bao gồm:
Bể trộn cơ học.
Bể phản ứng.
Bể lắng ngang.
Bể lọc nhanh.
Bể chứa.

CHƯƠNG II. TÍNH TỐN THIẾT KẾ THEO PHƯƠNG ÁN 1
2.1. Song chắn rác
Song chắn rác đặt ở cửa thu nước của cơng trình.


Tính tốn song chắn rác dựa trên các thơng số sau:
-

Lưu lượng cơng trình: Q = 0,208 m3/s
Chọn loại SCR có thiết diện trịn, đường kính thanh thép SCR: d = 10mm
Khoảng cách giữa các thanh: a = (40-50mm) chọn a = 50 mm

Vận tốc nước qua SCR: chọn v = 0,55 m/s (Theo TCXDVN 33:2006/BXD)
Số cửa thu nước: chọn n = 2 cửa
Khi đó ta tính được:

-

Hệ số co hẹp do các thanh thép:

-

Hệ số co hẹp do rác bám vào song: Thường lấy

-

Hệ số kể đến hình dạng của thanh thép: tiết diện thanh hình trịn

-

Diện tích của 1 cửa đặt Song chắn rác:

Chọn kích thước của của đặt song chắn rác là: B × H= 0,6 × 0,6 m.
Diện tích thu của một cửa đặt song chắn rác là: .
Vận tốc thực của nước đi qua SCR: V= 0, 48 m/s.

BẢNG 4 SONG CHẮN RÁC
STT
1
2
3
4

Thơng số
Kích thước cửa thu: (B × H) (m)
Diện tích cửa thu (m3)
Số cửa thu
Loại SCR

5
6

Khoảng cách giữa các thanh chắn
Vận tốc nước chảy (m/s)

Song chắn rác
0,6 × 0,6
0,36
2
Thanh thép tiết diện trịn
d = 10mm
a = 50mm
0,48


2.2. Tính tốn định lượng pha chế, liều lượng hóa chất
2.2.1. Xác định hàm lượng phèn dùng để keo tụ
Tính tốn dựa trên các thơng số sau:
Lưu lượng nước:
Hàm lượng cặn: 300 mg/l
Độ màu: 90 TCU
Độ đục: 150 NTU

Hàm lượng cặn của nguồn nước mặt là: 300 mg/l, chọn liều lượng phèn nhôm
không chứa nước để xử lý nước đục theo bảng 6.3 “Liều lượng phèn để xử lý
nước”( TCXDVN 33-2006/BXD) là :
- Độ màu trong nước nguồn là 90TCU, liều lượng phèn nhôm được xác định là:
.
So sánh liều lượng phèn cần dùng để khử độ đục và liều lượng phèn cần để khử độ
màu thì ta chọn liều lượng phèn tính tốn là :
-

2.2.2. Kho chứa hóa chất
- Lượng phèn dự trữ: Đối với trạm xử lý nước thì lượng phèn phải dự trữ đủ để sử
dụng trong 15 ngày.
- Lượng phèn khi tiêu thụ trong 15 ngày được tính như sau:
Trong đó:
+ n: Số ngày sử dụng, n= 15 ngày.
+ Q: Công suất trạm xử lý, Q= 18000 (m3/ ngày đêm).
+ Pp: Lượng phèn cho vào nước tính theo sản phẩm tinh khiết Pp= 40 mg/l.
P= .
-

Diện tích sàn kho cần thiết
m2). (2. CT 2-9. tr 36).
Trong đó:
+ α: Hệ số tính đến diện tích đi lại và thao tác trong kho, lấy α=1,3.
+ b: Tỷ lệ tinh khiết trong phèn khô Pk = 50 %.
+ h: Chiều cao cho phép của lớp hóa chất. Với phèn nhơm cục ta có h= 2m.
+ T: Thời gian lưu giữ hóa chất, T= 15 ngày.


+ Go: Khối lượng riêng của hóa chất, thường lấy Go= 1,1 (tấn/m3).

+ Q: Công suất trạm xủa lý.
+ Pp: Lượng phèn cho vào nước nguồn tính theo sản phẩm tinh khiết.
F= = 12,8 m2
Kích thước kho chọn: Lx B = 4 x 3,2 m.
BẢNG 5 KHO CHỨA HĨA CHẤT
STT
1
2
3
4

Thơng số
Lượng phèn
Lượng phèn dự trữ trong 15 ngày
Diện tích kho
Kích thước kho L x B

Số lượng
40
21,6
12,8
4 x 3,2

2.3. Bể trộn cơ khí
Cơng suất trạm xử lý Q = 18000 m3/ng.đ = 750 m3/h = 0,2083 m3/s.
Xác định kích thước của bể trộn cơ khí:

chọn 9.5

Trong đó:

t: thời gian lưu. (1, 6.58), t = 45 dến 90(s) chọn t = 90 s.
-

Chọn bể trộn đáy trịn, diện tích đáy bể:
Trong đó:
+
+

V:
ht:

Thể tích bể: 9,5 m3.
Chiều cao vùng trộn: 1 m.

Chiều cao bảo vệ chọn 0,5 m => Hxd = 1,5 (m).
 Chọn 2 bể trộn cơ khí. Kích thước bể: D × H= 3,5 × 1,5 m.

2.3.1. Thiết bị định lượng phèn

Đơn vị
mg/l
Tấn
m2
m


-

Thiết bị định lượng có nhiệm vụ điều chỉnh tự động lượng phèn cần thiết để đưa vào
nước cần xử lý theo yêu cầu quản lý.

Lắp đặt 2 máy bơm định lượng phèn (1 cơng tác, 1 dự phịng).
Bơm định lượng:

-

Lưu lượng dung dịch phèn 5% cần thiết đưa vào nước trong 1 giờ:
m3/ h.
Trong đó:
Q là lưu lượng nước cần xử lý ( m3/h ), Q = 18000 m3/ng.đ = 750 m3/h.
a là lượng phèn cần thiết lớn nhất tính theo sản phẩm khơng ngậm nước, a = 40 mg/l.
P là nồng độ dung dịch phèn, P = 5%.
Thay số:
q= = 600 (l/h) = 0,6 (m3/h).
Chọn máy bơm định lượng kiểu màng. Các ống dẫn dung dịch phèn được làm bằng
vật liệu chịu được axit.
2.3.2. Thiết bị khuấy
Dùng máy khuấy tuabin 6 cánh nghiêng góc hướng lên để khuấy trộn và kéo nước từ
dưới lên.
-

Đường kính cánh tuabin:
hiều rộng bể)
Chọn

2.3.3. Đường ống dẫn nước ra vào bể trộn
- Vận tốc nước trong ống vào và
(TCXDVN33:2006/BXD)

ra bể trộn: v = 0,8 – 1m/s

Chọn vận tốc nước trong ống dẫn vào bằng vận tốc nước trong ống dẫn ra
v = 0,9 m/s
-

Đường kính ống:


Chọn đường kính ống dẫn: D = 0,4 m = 400 mm
Vận tốc thực của nước chảy trong ống:

BẢNG 6 CÁC THƠNG SƠ TÍNH TỐN BỂ TRỘN CƠ KHÍ
ST
T
1
2
3
4
5
6
7

Tên thơng số

Số lượng

Đơn vị

Số bể
Đường kính
Chiều cao làm việc

Chiều cao bảo vệ
Chiều cao xây dựng
Thời gian lưu
Loại máy khuấy

2
3,5
1,0
0,5
1,5
90
1

8

Đường kính ống dẫn 400
nước vào
Đường kính ống dẫn 400
nước ra
Tốc độ nước chảy trong 0,83
ống vào-ra

Bể
m
m
m
m
giây
Máy khuấy tuabin 6 cánh
nghiêng góc hướng lên

mm

9
10

mm
m/s

2.4. Bể phản ứng vách ngăn
Chọn bể phản ứng kiểu vách ngăn với sự tuần hoàn nước theo phương thẳng đứng.
Q= 18000m3/ng.đ= 750 m3/h
-

Thể tích của bể sẽ là:
Wb= (m3) (2.CT .tr55 )


-

Căn cứ theo sơ đồ cao trình trạm xử lí, chọn Hb= 3,5 m
Diện tích mặt bằng bể phản ứng:
Fb= ( m3)

-

Diện tích một ơ của bể phản ứng:
f= (m2)

-

Số ô trong bể: n=
 Các ô sắp xếp theo chiều rộng là 3 ô và chiều dài là 11 ô.

m = = 9 chỗ ngoặt (quy phạm m = 8 ÷ 10)
-

Kích thước mỗi ơ: l x b = 1 x 1,1= 1,1 m2 (quy phạm l x b > 0,7 x 0,7)
Chiều rộng bể phản ứng:
Bpư= 3 x 1,1 = 3,3 m

-

Chiều dài bể phản ứng:
Lpư= 11 x 1= 11m

-

Tốc độ chuyển động của dòng nước trong bể phản ứng có tính đến bề dày của tấm
chắn (lấy .
 Diện tích mỗi ơ sẽ là: fơ= 1,1 m2

-

Vận tốc nước chảy trong các ô là:
Vô = = ( quy phạm v= 0,2 ÷ 0,3 m/s)

-

Tổn thất áp lực rong bể phản ứng là:
H= 0,15 x v2 x m = 0,15 x 0,22 x 10 = 0,06 m

 Thiết kế 2 bể phản ứng có vách ngăn.


BẢNG 7 THƠNG SỐ THIẾT KẾ BỂ PHẢN ỨNG
STT
1
2
3
5
6
7

Tên thơng số
Chiều dài bể
Chiều rộng bể
Chiều cao ơ
Số ơ
Diện tích mỗi ô
Chiều cao bể

Đơn vị
m
m
m
Lỗ
m2
m

Thông số
11

3,3
3,5
33
1,1
4

2.5. Bể lắng ngang
- Công suất cấp nước Q = 18000 m3/ngày.đêm = 750 m3/h
- Với hàm lượng cặn = 300 mg/l, ta chọn Uo = 0.5 mm/s
- Chọn tỉ số L/Ho=10 => K= 7,5, α=1,33 (2, 3-1, Tr76)
- Vận tốc trung bình của dịng nước trong bể tính theo cơng thức
Vtb = K.uo = 7,5 x 0,5 = 3,75 (mm/s )
-

Diện tích mặt bằng bể tính theo cơng thức
F = α. = = 555 m2
Chọn chiều cao vùng lắng Ho = 2,6 (TCXD 33-2006/BXD)
Số bể lắng ngang N= 2 bể, chiều rộng mỗi bể sẽ là:
B= = = 10,8 (m)
Mỗi bể lắng chia làm 3 ngăn, chiều rộng mỗi ngăn là: b = 3,6 (m)
Chiều dài bể lẳng là:
L==
Tỉ số L\Ho theo tính tốn sẽ là 26/2,6= 10 đúng bằng tỉ số đã chọn.

Nếu chiều rộng mỗi ngăn b = 3,6 m, hàng lỗ cuối cùng nằm cao hơn mức cặn tính
tốn là 0,3m (quy phạm 0,3 ÷ 0,5m) thì diện tích cơng tác của vách ngăn phân phối vào
bể, đặt cách đầu bể 1,5m (quy phạm 1 ÷ 2m) sẽ là
Fn= b.( Ho – 0,3 ) = 3,6 x (2,6 – 0,3) = 8,28 m2

Lưu lượng nước tính tốn qua mỗi ngăn của bể là:
qn = = 125 m3/h = 0,03472 m3/s
Việc xả cặn dự kiến tiến hành theo chu kì với thời gian giữa hai lần xả cặn T=24
giờ. Thể tích vùng chứa nén cặn của một bể lắng là:
Wc = = = 108 (m3 )
Trong đó
C = 10 mg/l
Cmax= Cn+ KP + 0,25 M + v = 300 + 1 x 40 + 0,25 x 90 + 0= 367,5 mg/l (2, 3.27GT)
Cn: Hàm lượng cặn nước nguồn
P: Liều lượng phèn tính theo sản phẩm không ngậm nước (g/m3)
K: Hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết cuả phèn sử dụng. Chọn K= 1 ( 2, T78)
M: Độ màu của nước nguồn (độ) thang màu platin – cooban.
v : Liều lượng vôi kiềm hóa nước( nếu có) mg/l
Diện tích mặt bằng 1 bể lắng là:
fbể = = = 277,5 m2
Chiều cao trung bình của vùng chứa nén cặn là:
Hcặn = = = 0,4 mS
Chiều cao trung bình của bể lắng:
Hb = Ho + Hc = 2,6 + 0,4 = 3 m
Chiều cao xây dựng của bể có kể chiều cao bảo vệ ( 0,3 ÷ 0,5m) là:
HXD = 3 + 0,5 = 3,5 m
Tổng chiều dài bể lắng kể cả hai ngăn phân phối và thu nước:
Lb = 26 + 2 x 1,5 = 29 m


Dung tích chứa cặn của 1 ngăn là:
Wc-n = = 36 m3
Lưu lượng cặn ở một ngăn:
qc-n = = = 0,06 m3/s
Diện tích máng xả cặn: chọn vm=1 m/s ( TCXD 33-2006/BXD)

Fm = 0,06/1 =0,06 m2
Kích thước máng a= b/2. Nếu a = 0,2 m thì b = 0,4 m. Tốc độ nước qua lỗ bằng
1m/s.
BẢNG 8 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ BỂ LẮNG NGANG
STT
1
2
3
4
5
6
7
8

Tên thông số
Bể lắng
Số ngăn trong 1 bể
Chiều dài bể
Chiều dài xây dựng bể
Chiều rộng bể
Chiều cao bể
Chiều cao xây dựng
Diện tích máng xả cặn

Số lượng
2
3
26
29
10,8

3
3,5
0,2 × 0,4

Đơn vị
Bể
Ngăn
m
m
m
m
m
m2

2.6. Bể lọc nhanh
2.6.1. Kích thước bể lọc nhanh
Bể lọc được tính tốn với 2 chế độ làm việc là bình thường và tăng cường.
Dùng vật liệu lọc là cát thạch anh với các thơng số tính tốn theo ( 1, bảng 6.11 )
chọn:
dmax = 1,6 (mm)
dmin = 0,7 ( mm)
dtương đương = 0,75 ÷ 0,8 (mm)
Hệ số dãn nở tương đối e = 30%
Hệ số không đồng nhất K = 1,3 ÷ 1,5, Chọn K = 1,5
Chiều dày lớp vật liệu lọc 1300 – 1500 mm, lấy bằng 1500 mm


-

Hệ thống phân phối nước lọc là hệ thống phân phối trở lực lớn bằng chụp lọc đầu có

khe hở. Tổng diện tích phân phối lấy bằng 0,8% diện tích của bể lọc (theo quy phạm là
0,8÷1 %)
Tổng diện tích bể lọc của trạm xử lý được tính theo cơng thức: ( 2, 4-50 tr140 )

Trong đó:
Q - Cơng suất của trạm xử lý, Q = 18000 (m3/ngđ)
T - Thời gian làm việc của trạm trong một ngày đêm, T = 24(h)
Vbt - Tốc độ lọc tính tốn ở chế độ làm việc bình thường (1, bảng 6.11). Với dtương
đương = 0,75 ÷ 0,8 mm => lấy vtb = 7m/h
a - Số lần rửa mỗi một bể lọc trong 1 ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường, a =
2 lần.
W - Cường độ rửa lọc = 14 ÷ 16 1/s.m2, chọn W = 15 l/s.m2
t1 - Thời gian rửa (h) (1, bảng 6.13), chọn t1 = 0,1 ( h )
t2 - Thời gian ngừng bể lọc để rửa, lấy t2 = 0,35 h
Thay số
F== 115 (m2)
- Số bể lọc cần thiết được theo công thức
N= 0,5.= 0,5.= 5,36 (2, 4-51, tr 140)
- Chọn N= 6 bể
- Kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường đối với điều kiện đóng 1 bể để rửa:
vtc = vtb.= 7 × = 8,6 (m/h) (2, 4-53, tr 140 )
nằm trong khoảng (7 ÷ 9,5) m/h (1, bảng 6.11)
 Đảm bảo
- Diện tích một bể lọc là
f= = = 19,5 m2 (2, 4-52, tr 140 )
Chọn kích thước bể là L x B = 5 x 3,9 m
Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh được tính theo cơng thức:
H = hd + hv + hn + hp (m) (2, 4-54, tr 140)
Trong đó:
hd là chiều cao lớp sỏi đỡ hd = 0,15 m (1, bảng 6.12)

(rửa bằng gió và nước phối hợp)
hv - chiều dày lớp vật liệu lọc. hv = 1,5 m
hn - chiều cao lớp nước trên lớp vật liệu lọc, hn ≥ 2m; chọn hn = 2m
hp - chiều cao phụ kể đến việc dâng nước khi đóng 1 bể để rửa
hp = 0,5m
 H = 0,15 + 1,5 + 2 + 0,5 = 4,15 m
-


-

2.6.2. Tính tốn máng thu nước rửa, lọc gió – nước kết hợp
Chọn độ dốc đáy máng theo chiều nước chảy i = 0,01

-

Mỗi bể bố trí 3 máng thu

-

Khoảng các giữa các tâm máng là 1,08m < 2,2m

-

Khoảng cách từ tâm máng đến tường là 0,87m < 1,5m

-

Lưu lượng nước để rửa một bể lọc là:
qr = F1b x W ( l/s)

W là cường độ nước rửa lọc, W = 15 l/s.m2
F1b là diện tích một bể, F1b = 19,5 m2

 qr = 19,5 x 15 = 292,5 (l/s) = 0,2925 m3/s
-

Do bố trí mỗi bể có 3 máng thu nên lưu lượng nước đi vào mỗi máng là
q1m = 0,2925/3 = 0,0975 m3/s

-

Chọn máng thu có đáy hình tam giác

-

Chiều rộng của mỗi máng được tính theo cơng thức

Trong đó
qm là lưu lượng nước đi vào máng, qm = 0,0975 m3/h
a là tỷ số giữa chiều cao hình chữ nhật và một nửa chiều rộng máng, a=1,5 (quy
phạm là 1÷1,5)
K là hệ số phụ thuộc vào hình dạng của máng. Với máng có tiết diện 5 cạnh, chọn K
= 2,1.
Thay số
Bm=2,1 x = 0,42 m


-

Chiều cao của phần máng hình chữ nhật

H1= = = 0,315 m

-

Chiều cao của máng
H2 = H1 + 0,5 x Bm = 0,315 + 0,5 × 0,42 = 0,525 (m)

-

Chiều cao tồn bộ máng
Hm = H2 + δm (m)
Trong đó
δm là chiều dày đáy máng, lấy δm = 0,1 (m)

 Hm = 0,525 + 0,1 = 0,625 m
-

Kiểm tra khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc tới mép trên của máng thu nước, được
xác định theo công thức (6-27 – TCXD 33-2006)
h=

He
+ 0,30
100

Trong đó:
H: Chiều cao lớp vật liệu lọc, H = 1,5 m
e: Độ nở tương đối của lớp vật liệu lọc, e = 30%
 h= + 0,3 = 0,615 m

Theo quy phạm, khoảng cách giữa đáy dưới cùng của máng dẫn nước rửa phải nằm
cao hơn lớp vật liệu lọc tối thiểu là 0,07m.
 Khoảng cách từ mặt trên của lớp vật liệu lọc đến mép trên của máng thu là:

0,615 + 0,07 = 0,685 m
Máng thu kiểu đáy hình tam giác
-

Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung được tính theo cơng thức


hm = 1,73 ×

+ 0,2 (m)

Trong đó
-

qm: Lưu lượng nước chảy vào máng tập trung m3/s. qm = qr = 0,2925 m3/s

-

Bm-tt - Chiều rộng máng tập trung lấy không nhỏ hơn 0,6 m. Chọn Bm-tt = 0,7m

-

g: Gia tốc trọng trường g= 9,81 m/s2.

-

Mực nước trong máng tập trung thấp hơn đáy máng thu 0,2 m.
Thay số: hm= 1,73 x + 0,2 = 0,65 m
Chọn vận tốc nước chảy trong mương khi rửa lọc là vr = 0,8m/s
Tiết diện ướt của mương khi rửa lọc là:
Fm= = = 0,365 m
Chiều cao nước trong mương tập trung khi rửa là
h= = = 0,52 m
Đáy ống thu nước sạch cách mực nước trong mương khi rửa tối thiểu 0,3m. => Bố
trí ống thu nước sạch có cốt đáy cống cách đáy mương một khoảng 0,86m
2.6.3. Tính tốn hệ thống rửa lọc
Bể được sử dụng hệ thống phân phối nước trở lực lớn là sàn chụp lọc. Rửa lọc bằng
gió và nước kết hợp.
Quy trình rửa bể: (1, 6.123)

-

Đầu tiên, ngưng cấp nước vào bể.

-

Khởi động máy sục khí nén, với cường độ 6m3/m2.h, cho khí nén sục trong 2 phút.

-

Cung cấp nước rửa lọc với cường độ 10 m3/m2.h kết hợp với sục khí trong vịng 5 phút
sao cho cát khơng bị trơi vào máng thu nước rửa.

-

Kết thúc sục khí, tiếp tục rửa nước với cường độ 24 m3/m2.h trong vòng 5 phút

-

Cung cấp nước vào bể tiếp tục quá trình lọc và xả nước lọc đầu.


-

2.6.4. Tính tốn số chụp lọc
Sử dụng loại chụp lọc đi dài, loại chụp lọc này có khe rộng 1 mm.

-

Sơ bộ chọn 58 chụp lọc trên 1m2 sàn công tác, tổng số chụp lọc trong một bể là:
N = 58 x F1b = 58 x 19,5 = 1131 (cái)

-

Bố trí 29 hàng chụp lọc, mỗi hàng 39 cái => tổng cộng: 29 x 39 = 1131 cái

-

Sau pha rửa gió nước đồng thời, cường độ rửa nước thuần túy là 8 l/s.m2
Lưu lượng nước đi qua một chụp lọc là: q = = = 0,138 (l/s) = 1,38x10-4 m3/s
Lấy diện tích khe chụp lọc bằng 0, 8% tổng diện tích sàn cơng tác, tổng diện tích
khe chụp lọc trong một bể = 0,8 x = 0,156 (m2)

-

Diện tích khe hở của một chụp lọc là: f1 khe = = 1,38 x 10-4 (m2)

-

Vận tốc nước qua khe của một chụp lọc khi đó là:
V = = = 1(m/s) đảm bảo theo quy phạm ≤ 1,5 m/s
Vậy chọn 58 chụp lọc trong 1m2 bể, khoảng cách giữa tâm các chụp lọc theo chiều
ngang và chiều dọc đều là 0,13 m

-

Tổn thất qua hệ thống phân phối bằng chụp lọc là:
hPP =(m) (1, 6.112)
Trong đó:
VK là vận tốc nước qua khe hở của chụp lọc, VK = 1 m/s
là hệ số lưu lượng của chụp lọc: Đối với chụp lọc khe hở µ = 0,50
g là gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2
Thay số: hPP = = 0,203 m.

Hệ thống cấp khí:
Cường độ gió rửa lọc là 18 l/s.m2
Vận tốc của gió trong ống là 20 m/s (quy phạm là 18 – 20 m/s)
 Lưu lượng gió cung cấp cho một bể là
qgió = W x F1 bể = 18 x 19,5 = 351 l/s = 0,351 m3/s
Đường kính ống dẫn gió chính


dc = = = 0,15 m
Chọn ống dẫn gió có đường kính 200mm.
2.6.5. Đường ống
Ống dẫn nước từ bể lắng sang:

Thiết kế 1 ống dẫn chính từ bể lắng sang.
+ Lưu lượng qua 1 ống:
+ Đường kính ống: chọn
+ Vận tốc nước qua ống: (đạt yêu cầu)
- Ống dẫn nước vào bể lọc: Chọn
- Vận tốc nước trong ống dẫn nước vào bể lọc: (phải tính ở chế độ làm việc tăng
cường)
( nằm trong quy định theo TCXDVN 33:2006/BXD)
- Ống dẫn nước lọc ra khỏi bể: chọn
- Vận tốc nước trong ống dẫn ra bể lọc (phải tính ở chế độ lam việc tăng cường)
(nằm trong quy định theo TCXDVN 33:2006/BXD).

Đường ống dẫn nước rửa lọc:
Lưu lượng nước cần thiết để rửa 1 bể lọc
Qr = 3,6 x F1 bể x W
Với F1 bể là diện tích một bể; F1 bể = 19,5 m2
W là cường độ nước rửa lọc: W = 8 l/s.m2
 Qr = 3,6 x 19,5 x 8 = 561,6 m3/h = 156 l/s
Chọn đường kính ống thép là 300 mm, vận tốc nước chảy trong ống là 2,2 m/s.
Đường ống dẫn nước đến bể chứa.
Sử dụng 2 đường ống, mỗi đường ống thu nước từ 3 bể lọc về bể chứa.
Đường ống được đặt trên cao trong khối bể lọc và xuống thấp khi ra khỏi bể.
Ống từ một bể ra ống thu nước sạch chung một lưu lượng là 34,72 l/s
Chọn đường kính ống 200 mm
Đường ống chung sẽ nhân lưu lượng tăng dần, do đó đường kính ống cũng tăng dần.
Cụ thể: