ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG XỬ LÝ NƯỚC CẤPimgs.khuyenmai.zing.vn/files/tailieu/luan-van-bao-cao/cong-nghe... · ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ NƯỚC CẤP

GVHD:Mai Quang Tuấn 1

SVTH: Nguyễn Thị Hồng Mai

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP




CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ

NƯỚC MẶT

1.1.TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC

1.1.1 Tính chất lý học của nước

Nhiệt độ

Nhiệt độ của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình xử lí nước. Sự thay đổi

nhiệt độ của nước phụ thuộc vào từng loại nguồn nước. Nhiệt độ của nguồn nước mặt

dao động rất lớn (từ 4 400C) phụ thuộc vào thời tiết và độ sâu nguồn nước.

Hàm lượng cặn không tan

Được xác định bằng cách lọc một đơn vị thể tích nước nguồn qua giấy lọc, rồi

đem sấy khô ở nhiệt độ (105 1100oC).

Hàm lượng cặn là một trong những chỉ tiêu cơ bản để chọn biện pháp xử lí đối

với các nguồn nước mặt. Hàm lượng cặn của nước nguồn càng cao thì việc xử lí càng

tốn kém và phức tạp.

Độ màu của nước

Đơn vị đo độ màu thường dùng là Platin – Coban. Nước thiên nhiên thường có

độ mầu thấp hơn 200PtCo. Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ lửng

trong nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc. Trong khi đó, để loại bỏ

màu thực của nước (do các chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hóa lý kết

hợp.

Mùi và vị của nước

Nước có mùi là do trong nước có các chất khí, các muối khoáng hoà tan, các

hợp chất hữu cơ và vi trùng, nước thải công nghiệp chảy vào, các hoá chất hoà

tan,…Nước có thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi cỏ lá, mùi clo, mùi phenol, …

Vị mặn, vị chua, vị chát, vị đắng, …

Độ đục thường được đo bằng máy so màu quang học dự trên cơ sở thay đổi

cường độ ánh sáng khi đi qua lớp nước mẫu. Đơn vị đo độ đục xác định theo phương

pháp này Là NTU (Nepheometric Turbidity Unit) 1NTU tương ứng 0.58 mg foomazin

trong một lít nước.

Độ dẫn điện




Nước có độ dẫn điện kém. Nước tinh khiết ở 20oC có độ dẫn điện là 4.2 µS/m

(tương ứng điện trở 23.8 mΩ/cm. Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất

khoáng hòa tan trong nước và dao động theo nhiệt độ.

1.1.2 Tính chất hóa học của nước

Độ pH

PH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được

dùng để

biểu thị tính axit và tính kiềm của nước.

Khi pH =7 nước có tính trung tính

pH <7 nước co tính axit

pH >7 nước co tính kiềm

Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hòa

tan trong nước. Ở độ pH<5, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồn nước

có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hòa tan và một số loại khí như CO2, H2S tồn tại

ở dạng tự do trong nước.

Độ kiềm

Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của cá ion bicacbonat, cacbonat, hydroxyt

và anion của các muối của các axit yếu. Do hàm lượng các muối này có trong nước rất

nhỏ nên có thể bỏ qua.

Độ kiềm bicacbonat và cacbonat góp phần tạo nên tính đệm cho dung dịch nước.

Nguồn nước có tính đệm cao, nếu trong quá trình xử lý có dùng thêm các hóa chất như

phèn thì độ pH của nước cũng ít thay đổi nên sẽ tiết kiệm được các hóa chất dùng để

điều chỉnh pH.

Độ cứng

Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magie có

trong nước.Nước có độ cứng cao gây trở ngại cho sinh hoạt và sản xuất: giặt quần áo

tốn xà phòng, nấu thức ăn lâu chín, gây đóng cặn nồi hơi, giảm chất lượng sản phẩm,

…

Độ oxy hoá

Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hết các hợp chất hữu cơ có trong nước. Chỉ

tiêu oxy hoá là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Độ

oxy hoá của nguồn nước càng cao, chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vi trùng.




Clorua

Clorua làm cho nươc có vị mặn. Ion này thâm nhập vào nước qua sự hòa tan các

muối khoáng hoặc bọ ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay

ở đoạn sông gần biển. Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao có thể gây ra mắc

bệnh về thận. Ngoài ra, nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực đối với bê tông.

Sunfat

Ion sunfat thường có trong nước có nguồn gốc khoáng chất hoặc nguồn gốc hữu

cơ. Với hàm lượng sunfat cao hơn 400 mg/l, có thể gay mất nước trong cơ thể và làm

tháo ruột. Ngoài ra, nước có nhiều ion clorua và sunfat sẽ làm xâm thực bê tông.

Florua

Nước ngầm từ cá vùng đất chưa quặng apatit, đá alkalic, granit thường có hàm

lượng florua cao đến 10mg/l. trong nước thiên nhiên, các hợp chất của florua khá bền

vững và khó loại bỏ trong quá trình xử lý thông thường. Ơ nồng độ thấp, từ 0.5 mg/l

dến 1mg/l, florua giúp bảo vệ men răng

Hàm lượng sắt

Sắt tồn tại trong nước dưới dạng sắt (II) hoặc sắt (III). Trong nước ngầm, sắt

thường tồn tại dưới dạng sắt (II) hoà tan của các muối bicacbonat, sunfat, clorua, đôi

khi dưới dạng keo của axit humic hoặc keo silic.

Việc tiến hành khử sắt chủ yếu đối với các nguồn nước ngầm. Khi trong nước có

hàm lượng sắt > 0,5 mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt, làm

hư hỏng sản phẩm của ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp và làm giảm tiết diện vận

chuyển nước của đường ống.

Hàm lượng mangan

Mangan thường được gặp trong nước nguồn ở dạng mangan (II), nhưng với hàm

lượng nhỏ hơn sắt rất nhiều. Tuy vậy với hàm lượng mangan > 0,05 mg/l đã gây ra các

tác hại cho việc sử dụng và vận chuyển nước như sắt. Công nghệ khử mangan thường

kết hợp với khử sắt trong nước.

Nhôm

Vào mùa mưa, ở nững vùng đất phèn, đát ở trong điều kiện khử không co oxy,

nên các chất như Fe2O3 và Jarosite tác dộng qua lại, lấy oxy của nhau và tạo thành sắt ,

nhôm, sunfat hòa tan trong nước. Do đó, nước mặt ở vung náy thường rấ chua, pH =




2.5÷4.5, sắt tồn tại chủ yếu là Fe2+ (có khi dến 300 mg/l), nhôm hòa tan ở dạng ion

Al3+ ( từ 5 ÷ 70mg/l).

Khi chứa niều nhôm hào tan nước thường có màu trong xanh và vị rất chua.

Nhôm có đọc tính đối với sức khỏe con người. Khi uống nước co chứa hàm lượng

nhôm cao có thể gây t\ra các bênh về não như Alzheimer.

Các chất khí hoà tan

Các chất khí hoà O2, CO2, H2S trong nước thiên nhiên dao động rất lớn. Khí H2S

là sản phẩm của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ, phân rác. Khi trong nước có H2S

làm nước có mùi trứng thối khó chịu và ăn mòn kim loại.

Hàm lượng O2 hoà tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, đặc tính của

nguồn nước. Nước ngầm có hàm lượng oxy hoà tan rất thấp hoặc không có, do các

phản ứng oxy hoá khử xảy ra trong lòng đất đã tiêu hao hết oxy.

Khí CO2 hoà tan đóng vai trò quyết định trong sự ổn định của nước thiên nhiên.

Trong kỹ thuật xử lý nước, sự ổn định của nước có vai trò rất quan trọng. Việc đánh

giá độ ổn định trong sự ổn định nước được thực hiện bằng cách xác định hàm lượng

CO2 cân bằng và CO2 tự do. Lượng CO2 cân bằng là lượng CO2 đúng bằng lượng ion

HCO3 cùng tồn tại trong nước. Nếu trong nước có lượng CO2 hoà tan vượt quá lượng

CO2 cân bằng, thì nước mất ổn định và sẽ gây ăn mòn bêtông.

1.1.3 Các chỉ tiêu vi sinh

Trong nước thiên nhiên có rất nhiều vi trùng, rong tảo và các đơn bào. Chúng

xâm nhập vào nước từ môi trường xung quanh hoặc sống và phát triển trong nước.

Trong đó có một số sinh vật gây bệnh cần phải được loại bỏ khỏi nươc trước khi sử

dụng.

Trong thực tế không thể xác định tất cả các loại sinh vật gây bệnh qua đường

nước vì phức tạp và tốn thời gian. Mục đích của việc kiểm tra vệ sinh nước là xác định

mức độ an toàn của nước đối với sức khỏe con người. Do vậy có thể dùng vài vi sinh

chỉ thị ô nhiễm phân để đánh giá ô niễm từ rác, phân người và động vật.

Có 3 nhóm vi sinh chỉ thị ô nhiễm phân:

Nhóm Coliform đặc trưng là Escherichia Coli ( E.coli)

Nhóm Streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis.

Nhóm Clostridia khử sunfit đặc trưng là Clostridum perfringents




Đây là những nhóm vi khuẩn thường xuyên có mặt trong phân người. Trong đó

E.Coli là loại trực khuẩn đường ruột, có thời gian bảo tồn trong nước gần giống những

vi sinh vật gây bệnh khác. Sự có mặt E.Coli chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn

phân rác và có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác.

1.2 CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP CHO ĂN UỐNG VÀ SINH HOẠT

Theo tiêu chuẩn QCVN 01:2009/BYT “ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất

lượng ăn uống” phải đạt được những chi tiêu về lí hóa học và vi trùng như sau:

Bảng 3.1: Chất lượng nước cấp cho sinh hoạt ăn uống

TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa

1 Độ đục NTU 2

2 Độ sắc TCU 15

3 Mùi vị Không có mùi, vị lạ

4 Độ pH 6,5 8,5

5 Độ cứng mg/l 300

6 Độ Ôxy hoá KMnO4 mg/l 2

7 Sunfua Hydro mg/l 0,05

8 Clorua mg/l 250

9 Nitrat mg/l 50

10 Nitrit mg/l 3

11 Sulfat mg/l 250

12 Antimon mg/l 0.005

13 Florua mg/l 1,5

14 Bari mg/l 0.7

15 Amoni mg/l 3

16 Natri mg/l 200

17 Sắt mg/l 0,3

18 Mangan mg/l 0.3

19 Đồng mg/l 1

20 Kẽm mg/l 3

21 Nhôm mg/l 0,2




22 Chì mg/l 0,01

23 Asen mg/l 0,01

24 Cadmi mg/l 0,003

25 Thuỷ ngân mg/l 0,001

26 Crôm mg/l 0,05

27 Xianua mg/l 0,07

28 Borat và Axít boric mg/l 0.3

1.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC 1.3.1 Phương pháp hóa lý

Quá trình keo

Trong nước sông suối, hồ ao,.. thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành phần và

kích thước rất khác nhau. Đối với các loại cặn này dùng các biện pháp xử lý cơ học

trong công nghệ xử lý nước như lắng lọc có thể loại bỏ được cặn có kích thước lớn hơn

104mm. Cũn cỏc hạt cú kớch thước nhỏ hơn 104mm không thể tự lắng được mà luôn

tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp lí cơ

học kết hợp với biện pháp hoá học, tức là cho vào nước cần xử lí các chất phản ứng để

tạo ra các hạt keo có khả năng kết lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng có trong

nước, taọ thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể.

Để thực hiện quá trỡnh keo tụ người ta cho vào nước các chất phản ứng thích

hợp như : phèn nhôm Al2(SO4)3; phốn sắt FeSO4 hoặc FeCl3. Các loại phèn này được

đưa vào nước dưới dạng dung dịch hoà tan.

Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ để trung hoà ion H+ thỡ

cần phải kiềm hoỏ nước. Chất dùng để kiềm hoá thông dụng nhất là vôi CaO. Một số

trường hợp khỏc cú thể dựng là Na2CO3 hoặc xút NaOH. Thông thường phèn nhôm đạt

được hiệu quả keo tụ cao nhất khi nước có pH = 5.57.5.

Một số nhân tố cũng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ như: các thành phần ion có

trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường

phản ứng, nhiệt độ…

Hấp phụ




Hấp phụ là quá trình tập trung chất lên bề mặt phân chia pha và gọi la hấp phụ

bề mặt. Khi phân tử các chất bị hấp phụ đi sâu và trong lòng chất hấp phụ, người ta gọi

quá trình này là sự hấp phụ.

Trong quá trình hấp phụ có tỏa ra một nhiệt lượng gọi là nhiệp hấp phụ. Bề mặt

càng lớn tức lòa độ xốp chất hấp phụ càng cao thì nhiệt hấp phụ tỏa ra cang lớn.

Bản chất của quá trình hấp phụ: hấp phụ các chất hòa tan là kết quả của sự

chuyển phân tử của những chất có từ nước vào bề mặt chất hấp phụ dưới tác dụng của

trường bề mặt. Trường lực bề mặt gồm có:

+ Hydrat hóa các phân tử chất tan, tức là tacvs dụng tương hỗ giữa các

phân tử chất rắn hòa tan với những phân tử nước.

+ Tác dụng tương hỗ giữa các phân tử chất rắn bị hấp phụ thì đầu tiên sẽ

loại được các phân tử trên bề mặt chất rắn.

Các phương pháp hấp phụ:

Hấp phụ vật lí

Hấp phụ hóa học

1.3.2 Biện pháp hóa học

Khử trùng

Ngoài các tạp chất hữu cơ và vô cơ, nước thiên nhiên còn chứa rất nhiều vi sinh

vật, vi khuẩn và các loại vi trùng gây bênh như tả, lỵ , thương hàn mà các quá trình xử

lý cơ học không thể loại trừ được. Để ngăn ngừa các bệnh dịch, nước cấp cho sinh hoạt

phải được diệt trùng.

Với các hệ thống cấp nước công nghiệp cũng cần phải diệt trùng để ngăn ngừa

sự kết bám của các vi sinh vật lê thành ống dẫn nước trong các thiết bị làm lạnh, làm

giảm khả năng truyền nhiệt đồng thời làm tăng tổn thất thủy lực của hệ thống.

Các quá trình khử trùng:

Khử trùng bằng phương pháp hóa học

Khử trùng bằng Clo và các hợp của Clo

Clo là một chất oxi hóa mạnh ở bất cứ dạng nào. Khi Clo tác dụng với nước tạo

thành axit hypoclorit (HOCl) có tác dụng diệt trùng mạnh. Khi cho Clo vào nước, chất

diệt trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vaatjvaf gây phản ứng với men

bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu

diệt.




Khi cho Clo vào nước, phản ứng diễn ra như sau:

Cl2 + H2O > HOCl + HCl

Hoặc có thể ở dạng phương trình phân li:

Cl2 + H2O > H+ + OCl + Cl

Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra nư sau:

Ca(OCl)2 + H2O > CaO + 2HOCl

2HOCl > 2H+ + 22OCl

pH của nước cang cao, hiệu quả khử trùng bằng Clo cang giảm.

Khử trùng bằng Clo và amôniac

Khi khử trùng bằng Clo, mà trong nước có chứa pheenol, để ngăn chặn mùi

Clophenol, phải đặt thiết bị để cho khí amoniac vào nước. Amoniac phải được bảo

quản trong bình hoặc thùng đặt tại kho tiêu thụ

Thiết bị amoniac hóa được bố trí trong buồng riêng, cách li với buồng định liều

lượng Clo và phải được trang bị cơ gới hóa để di chuyển các bình và thùng.

Dùng ôzôn để khử trùng

Ôzôn là 1 chất khí có màu ánh tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đối với

con người. Ở trong nước, ôzôn phân hủy rất nhanh thành ỗi phân tử và nguyên tử.

Ôzôn có tính hoạt hóa mạnh hơm Clo, nên khả năng diệt trùng mạnh hơn Clo rất nhiều

lần.

Lượng ozon cần thiết cho vào nước không lớn. Thời gian tiếp xúc rất ngắn (5

phút), không gây mùi khó chịu cho nước kể cả khi trong nước có phenol.

Khử trùng nước bằng tia tử ngoại

Tia tử ngoại hay còn gọi là tia cực tím, là các tia có bước sóng ngắn có tác dụng

diệt trùng rất mạnh.

Dùng các đèn bức xạ tử ngoại, đặt trong dòng chảy của nước. Các tia cực tím

phát ra sẽ tác dụng lên các phân tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc và mất

khả năng trao đỏi chất, vì thế chúng bị tiêu diệt. Hiệu quả khử trùng chit đạt được triệt

để khi trong nước không co các chất hữu cơ và cặn lơ lửng.

Các phương pháp khử trùng khác

Khử trùng bằng siêu âm




Dùng dòng siêu âm với cường độ tác dụng lớn trong khoảng thời gian nhỏ nhất

là 5 phút, sẽ có thể tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật co trong nước.

Khử trùng bằng phương pháp nhiệt

Dây là phương pháp cổ truyền. Đun sôi nước ở nhiệt độ 100oC có thể tiêu diêu

phần lớn các vi khuẩn có trong nước. Chỉ trừ nhóm vi khuẩn khi gặp nhiệt độ cao sẽ

chuyển sang dạng bào tử vững chắc

Tuy nhiên, nhóm vi khuẩn này chiếm tỉ lệ rất nhỏ. Phương pháp đung sôi nước

tuy đơn giản, nhưng tốn nhiên liệu và cồng kềnh, nên chỉ dùng trong quy mô gian đình.

Khử trùng bằng Ion bạc

Ion bac thể tiêu diệt phần lớn vi trùng có trong nước. Với hàm lượng 210ion g/l

đã có tác dụng diệt trùng. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là : nếu trong

nước có độ màu cao, có chất hữu cơ, có nhiều loại muối … thì ion bạc không phát huy

được khả năng diệt trùng.

Làm mềm nước

Nước có độ cứng cao thường gây nên nhiều tác hại cho người sử dụng làm lãng

phí xà phòng và các chất tẩy, tạo ra cặn kết bám bên trong đường ống, thiết bị công

nghiệp làm giảm khả năng hoạt động và tuổi thọ của chúng.

Làm mềm nước thực chất là quá trình xử lý giảm hàm lượng canxi và magie

nhằm hạ độ cứng của nước xuống đến mức cho phép.

Các phương pháp làm mềm nước:

Phương pháp hóa học

Làm mềm nước bằng vôi

Làm mềm nước bằng vôi hay còn gọi là phương pháp khử độ cứng cacbonat

bằng vôi, được áp dụng khi cần phải giảm cả độ cứng và độ kiềm của nước.

Khi cho vôi vào nước, các phản ứng xảy ra theo trình tự sau:

2CO2 + Ca(OH)2 > Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 >2CaCO3 + 2H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 >Mg(HCO3)2 + 2CaCO3 + 2H2O

2NaHCO3 + Ca(OH)2 >CaCO3 + Na2CO3 + H2O

Để tăng cường cho quá trình lắng cặn CaCO3 và Mg(OH)2 khi làm mềm nước

bằng vôi, pha thêm phèn vào nước. Do phản ứng làm mềm nước diễn ra ở pH lớn hơn




9 nên không dùng được phèn nhôm, trong môi trường kiềm phèn nhôm tạo ra aluminat

hòa tan.

Để kiểm tra hiệu quả của trình làm mềm bằng vôi, chỉ cần xác định giá trị pH

sau khi pha vôi vào nước. Phản ứng sẽ diễn ra triệt để khi đã đạt đến sự cân bằng bão

hòa CaCO3 và Mg(OH)2 trong nước. Tương ứng với trạng thái bão hòa đó, độ ổn

định của nước phải được thể hiện ở một giá trị pHo nào đó. Tại trạng thái bão hòa tự

nhiên ứng với pHs của nước, tốc độ phản ứng lắng cặn diễn ra rất chậm. Để tăng tốc

độ lên, cần phải có một lượng dư ion OH biểu thị bằng giá trị pH. Như vậy giá trị

pHo sẽ có được biểu thị bằng công thức:

pHo = pHs + pH

Trong đó

pHo: độ pH bão hòa của nước ở cuối quá trình làm mềm.

pHs: có thể xác định bằng phương pháp Langlier để đánh giá độ ổn định của

nước.

Làm mềm nước bằng vôi và sođa

Khi tổng hàm lượng các ion Mg2+ và Ca2+ lớn hơn tổng hàm lượng các ion

HCO3 và CO3

2+ nếu sử dụng vôi được đọ cứng magie, nhưng độ cứng toàn phần

không giảm. Để khắc phục điều này, cho thêm sođa vào nước các phản ứng sẽ là:

MgSO4 + Ca(OH)2 > Mg(OH)2 + CaSO4

MgCl2 + Ca(OH)2 > Mg(OH)2 + CaCl2

Và

CaSO4 + Na2CO3 > CaCO3 + Na2SO4

CaCl2 + Na2CO3 > CaCO3 + 2NaCl2

Như vậy ion CO32 của sođa đã thay thế ion của các axit mạnh tạo ra CaCO3 kết

tủa.

Làm mềm nước bằng photphat

Khi cần làm mềm triệt để, sử dụng vôi và sođa vẫn chưa hạ độ cứng của nước

xuống được đến mức tối thiểu. Để đạt được điều này, cho vào nước Na3PO4 sẽ khử

được hết các ion Ca2+ và Mg2+ ra khỏi nước ở dạng muối không tan theo phản ứng:

3CaCl2 + 2Na3PO4 > Ca3(PO4)2 + 6NaCl

3MgSO4 + 2Na3PO4 > Mg3(PO4)2 + 3Na2 SO4




3Ca(HCO3)2+2Na3PO4 > Ca3(PO4)2 + 6NaHCO3

3Mg(HCO3)2+2Na3PO4 > Mg3(PO4)2 + 6NaHCO3

Quá trình làm mềm nước bằng photphat chỉ diện ra ở nhiệt độ lớn hơn 100oC.

Sau xử lý, độ cứng của nước giảm xuống còn 0,04 đến 0,05 mđlg/l. Do giá thành của

Na3PO4 cao nên thường chỉ dùng nó với liều lượng nhỏ sau khi đã làm mềm bằng vôi

và sođa.

Phương pháp nhiệt

Nguyên lý cơ bản của phương pháp là khu đun nóng nước, khí cacbonic hòa tan

sẽ bị khử hết thông qua sự bốc hơi, trạng thái cân bằng của các hợp chất cacbonic sẽ

chuyển dịch theo phương trình:

Ca(HCO3)2 > CaCO3 + CO2 + H2O

Tuy nhiên đun sôi nước chỉ khử hết khí CO2 và giảm độ cứng cabonat của nước,

trong nước vẫn còn một lượng CaCO3 hòa tan. Đối với magie quá trình lắng cặn xảy ra

qua hai bước, khi nhiệt độ nước đạt 18oC:

Mg(HCO3)2 > MgCO3 + CO2 + H2O

Khi tiếp tục tăng nhiệt độ thì MgCO3 bị thủy phân:

MgCO3 + H2O > Mg(OH)2 + CO2

Như vậy khi đun nóng nước, độ cứng ccbonat sẽ giảm đi đáng kể. Nếu kết hợp

xử lý hóa chất với đun nóng, bông cặn tạo ra có kích thước lớn và lắng nhanh do độ

nhớt của nước giảm, đồng thời giảm được lượng hóa chất cần sử dụng.

Làm mềm nước bằng đun nóng thường chỉ áp dụng cho các hệ thống cấp nước

nóng công nghiệp như nước nồi hơi vì kết hợp sử dụng nhiệt lượng nhiệt dư của nồi

hơi. Các công trình làm mềm bao gồm: pha chế, và định lượng hóa chất, thiết bị đung

nống nước, bể lắng và bể lọc.

1.3.3 Biện pháp cơ học

Lắng nước

Lắng nước là giai đoạn là sạch sơ bộ trước khi đưa nươc vào bể lọc để hoàn

thành quá trình làm trong nước. Quá trình lắng xảy ra rất phức tạp, có thể tóm tắt là:

Lắng ở trạng thái động ( nước luôn chuyển động)

Các hạt cặn không tan không đồng nhất ( có hình dạn, kích thước khác nhau …)

Không ổn định ( luôn thay đổi)




Lắng ngang

Để nghiên cứu quá trình lắng cặn ở bể lắng ngang, trước tiên xét chuyển động

của các hạt cặn tự do trong điều kiện chảy tầng lí tưởng. Lúc này quỹ đạo chuyển động

của các hạt cặn tự do là tổng hợp của lực rơi tự do và lực đẩy của dòng nước theo

phương năm ngang có dạng đường thẳng.

Trường hợp lắng nước có dùng chất keo tụ, quỹ đạo chuyển động của cac hạt

cặn là những đường cong có bán kính cong nhỏ hơn so với trường hợp lắng không

dùng chất keo tụ. Càng xa điểm xuất phát, kích thước hạt càng tăng lên do quá trình va

chạm, kết dính. Do đó tốc độ lắng cũng tăng lên. So với lắng không keo tụ, lắng có keo

tụ có hiệu quả lắng co hơn nhiều.

Bể lắng ngang

Là loại nước chuyển động theo chiều ngang.

Có kích thước hình chữ nhật, làm bằng bê tông cốt thép.

Sử dụng khi công suất lớn hơn 300m3/ngàyđêm.

Cấu tạo bể lắng ngang: bộ phận phân phối nước vào bể; vùng lắng cặn; hệ thống

thu nước đã lắng; hệ thống thu nước xã cặn.

Có 2 loại bể lắng ngang: bể lắng ngang thu nước ở cuối và bể lắng ngang thu

nước đều trên bề mặt.

Bể lắng đứng

Là loại nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên, còn các hạt

cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động của dòng nước từ trên xuống.

Khi xử lý nước không dùng chất keo tụ, các hạt keo có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ

dâng của dòng nước sẽ lắng xuống được. Còn các hạt keo có tốc độ rơi nhỏ hơn hoặc

bằng tốc độ dâng của dòng nước, sẽ chỉ lơ lửng hoặc bị cuốn theo dòng nước lên phía

trên bể.

Khi sử dụng nước có dùng chất keo tụ, tức là trong nước có các hạt cặn kết dính,

thì ngoài các hạt cặn có tốc độ rơi bân đầu lớn hơn tốc độ rơi của dòng nước lắng

xuống được, còn các hạt cặn khác cũng lắng xuống được.

Nguyên nhân là do quá trình các hạt cặn có tốc độ rơi nhỏ hơn tốc độ dòng nước

bị đẩy lên trên, chúng đã kết dính lại với nhau và tăng dần kích thước, cho đến khi có

tốc độ rơi lớn hơn tốc độ chuyển động của dòng nước sẽ rơi xuống. Như vậy lắng keo

tụ trong bể lắng đứng có hiệu quả lắng cao hơn nhiều so với lắng tự nhiên.




Tuy nhiên hiệu quả lắng trong bể lắng đứng không chỉ phu thuộc vào chất keo

tụ, mà còn phụ thuộc vào sự phân bố đều của dong nước đi lên và chiều cao vùng lắng

phải đủ lớn thì các hạt cặn mới kết dính với nhau được.

Bể thường có dạng hình vuông hoặc hình tròn được xây bằng gạch hoặc bê tông

cốt thép.

Được sử dụng cho những trạm xử lý có công suất nhỏ hơn 3000m3/ ngàyđêm.

Ống trung tâm có thể là thép cuốn hàn điện hay bê tông cốt thép.

Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xoáy hình trụ.

Cấu tạo bể: vùng lắng có dạng hình trụ hoặc hình hộp ở phía trên và vùng chứa

nến cặn ở dạng hình nón hoặc hinh chóp ở phía dưới, Cặn tích lũy ở vùng chứa nén cặn

được thải ra ngoài theo chu kì bằng ống và van xả cặn .

Nguyên tắc làm việc bể: đầu tiên nước chảy vào ống trung tâm ở giữa bể, rồi đi

xuống dưới qua bộ phận hãm là triệt tiêu chuẩn động xoáy rồi vào bể lắng. Trong bể

lắng đứng, nước chuyển động theo chiều đứng từ dưới lên trên, cặn rơi từ trên xuống

đáy bể. Nước đã lắng trong được thu vào máng vòng bố trí xung quanh thành bể và

được đưa sang bể lọc.

Bể lắng lớp mỏng

Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống như bể lắng ngang nhưng khác với lang

ngang là trong vùng lắng của bể được đặt thêm các bảnh vách ngăn bằng thép không rỉ

hoặc bằng nhựa. Các bản vách ngăn này nghiêng một góc 45o ÷ 60o so với mặt phẳng

nằm ngang và song song với nhau.

Do có cấu tạo thêm các bản vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu

suất lắng cao hơn so với bể lắng ngang. Vì vậy kích thước bể lắng lớp mỏng nhỏ hơn

bể lắng ngang, tiết kiệm diện tích đất xây dựng và khối lượng xây dựng công trình.

Tuy nhiên do phải đặc nhiều bản vách ngăn song song ở vùng lắng, nên việc lắp

ráp phức tạp và tốn vật liệu làm vách ngăn. Mặt khác do bể có chế độ làm việc ổn

định, nên đòi hỏi nước đã hòa trộn chất phản ứng cho vào bể phải co chất lượng tương

đối ổn định.

Vì vậy, trước mắt nên xử dụng bể lắng lớp mỏng cho những trạm xử lý có công

suất không lớn, khi xây mới, hoặc có thể sử dụng khi cần cải tạo bể lắng ngang cũ để




nâng công suất trong điều kiện diện tích không cho phép xây dựng thêm công trình

mới.

Theo chiều của dòng chảy, bể lắng lớp mỏng được chia làm 3 loại: bể lắng lớp

mỏng với dòng chảy ngang; bể lắng lớp mỏng với dòng chảy nghiêng cùng chiều; bể

lắng lớp mỏng với dòng chảy ngược chiều.

Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

Nước cần xử lí sau khi đã trộn đều với chất phản ứng ở bể trộn ( không qua bể

phản ứng) đi theo đường ống dẫn nước vào, qua hệ thống phân phối với tốc độ thích

hợp vào ngăn lắng.

Khi đi qua lớp cặn ở trạng thái lơ lửng, các hạt cặn tự nhiên có trong nước sẽ va

chạm và kết dính với các hạt cặn lơ lửng và được giữ lại. Kết quả nước được làm

trong.

Thông thường ở lắng trong, tầng cặn lơ lửng gồm 2 ngăn: ngăn lắng và ngăn

chứa nén cặn. Lớp nước ở phía trên tầng cặn lơ lửng gọi là tầng bảo vệ. Nếu không có

tầng bảo vệ, lớp cặn lơ lửng sẽ bị cuốn theo dòng nước qua máng tràn làm giảm hiệu

quả lắng cặn.

Mặc khác để bể lắng trong làm việc được tốt, nước đưa vào bể phải có lưu lượng

và nhiệt độ ổn định.

Ngoài ra nước trước khi đưa vào bể lắng trong phải qua ngăn tách khí. Nếu

không trong quá trình chuyển động từ dưới lên trên, các bọt khí sẽ kéo theo các hạt cặn

tràn vào máng thu nước trong làm giảm chất lượng nước sau lắng.

Bể lắng trong có ưu điểm là không cần xây dựng bể phản ứng, bởi vì quá trình

phản ứng và tạo bông kết tủa xảy ra trong điều kiện keo tụ tiếp xúc, ngay trong lớp cặn

lơ lửng của bể lắng.

Hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn diện tích xây dựng hơn. Nhưng

bể lắng trong có kết cấu phức tạp, chế độ quản lí chặc chẽ, đòi hỏi công trình làm việc

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

Bể lắng trong chỉ sử dụng cho các trạm xử lý có công suất đến 3000

m3/ngàyđêm

Bể lắng li tâm

Nước cần xử lí theo ống trung tâm vào giữa ngăn phân phối , rồi được phân phối

vào vùng lắng. Trong vùng lắng nước chuyển động chậm dần từ tâm bể ra ngoài. Ở




đây cặn được lắng xuống đáy, nước trong thì được thu vào máng vòng và theo đường

ống sang bể lọc.

Bể lắng li tâm có dạng hình tròn, đường kính có thể tư 5m trở lên. Bể lắng li

tâm thường được sử dụng sơ lắng các nguồn nước có hàm lượng cặn cao ( lớn hơn

2000mh/l) với công suất lớn hơn howcj bằng 30.000 m3/ngàyđêm và có hoặc không

dùng chất keo tụ.

Bể lắng li tâm là loại trung gian giữ bể lắng ngang và bể lắng đứng. Nước từ

vùng lắng chuyển động từ trong ra ngoài và từ dưới lên trên. So với một số kiểu bể

lắng khác, bể lắng li tâm có một số ưu điểm sau: nhờ có thiết bị gạt bùn, nên đáy bể có

độ dốc nhỏ hơn so với bể lắng đứng ( 5 ÷ 8%), do đó chiều cao công tác bể nhỏ (1,5 ÷

3,5 m) nên thích hợp xây dựng ở những khu vực có mực nước ngầm cao.

Bể vừa làm việc vừa xả cặn liên tục nên khi xả cặn bể vẫn làm việc bình thường.

Nhưng bể lắng li tâm có kết quả lắng cặn kém hơn so với các bể lắng khác do bể có

đường kính lớn, tốc độ dòng nước chuyển động chậm dần từ trong ra ngoài, ở vùng

trong do tốc độ lớn, cặn khó lắng đôi khi xuất hiện chuyển động khối.

Mặc khác nước trong chỉ có thể thu vào bằng hệ thống máng vong xung quanh

bể nên thu nước khó đều. Ngoài ra hệ thống gạt bùn cấu tạo phức tạp và làm việc trong

điều kiện ẩm ướt nên chống bị hư hỏng.

Loc nước

Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất

định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật

liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước.

Trong dây chuyền xử lý nước ăn uống sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối cùng để

làm trong nước triệt để. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt

tiêu chuẩn cho phép.

Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại làm tốc độ lọc giảm dần.

Để khôi phục lại khả năng làm việc của lọc, phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió,

nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc. Bể lọc luôn luôn phải hoàn

nguyên. Chính vì vậy quá trình lọc nước được đặc trưng ởi hai thông số cơ bản là: tốc

độ lọc và chu kì lọc.

Phân loại bể lọc




Theo tốc độ:

Bể lọc chậm: có tốc độ lọc 10.5m/h

Bể lọc nhanh: vận tốc lọc 515m/h

Bể lọc cao tốc: vận tốc lọc 33100 m/h

Theo chế độ làm việc:

Bể lọc trọng lực: hở, không áp

Bể lọc có áp lực: lọc kín

Các loại bể lọc

Bể lọc chậm

Nước từ máng phân phối di vào bể qua lớp cát lọc vận tốc rất nhỏ ( 0.1 0.5

m/h). Lớp cát lọc được đỏ trên lớp sỏi đỡ, dưới lớp sỏi đỡ là hệ thống thu nước đã lọc

đưa sang bể chứa.

Bể lọc chậm có dạng hình chữ nhật hoặc vuông, bề rộng mỗi ngăn của bể không

được lớn hơn 6m và bề dày không lớn hơn 60m.

Số bể lọc không được ít hơn 2.

Bể lọc chậm có thể xây bằng gạch hoặc làm bằng bê tông cốt thép. Đáy bể

thường có độ đốc 5% về phía xả đáy.

Trước khi cho bể vào làm việc phải đưa nước vào bể qua ống thu nước ở phía

dưới và dân dần lên, nhầm dồn hết không khí ra khỏi lớp cát lọc. Khi mực nước dâng

lên trên mặt lớp cát lọc từ 20 ÷ 30 cm thìu ngừng lại và mở van cho nước nguồn vào bể

đến ngang cao độ thiết kế.

Mở van điều chỉnh tốc độ lọc và điều chỉnh cho bể lọc làm việc đúng tốc độ tính

toán. Trong quá trình làm việc, tổn thất qua bể lọc tăng dần lên, hàng ngày phải điều

chỉnh van thu nước một vài lần để đảm bảo tốc độ lọc ổn định. Khi tổn thất áp lực đạt

đến trị số giới hạn ( 1÷2m) thì ngừng vận hành để rửa lọc.

Bể lọc nhanh

Theo nguyên tắc cấu tạo và hoạt động, bể lọc nhanh bbao gồm bể lọc một chiều

và bể lọ 2 chiều. Trong bể lọc một chiều gồm 1 lớp vật liệu lọc hoặc hai hay nhiều lớp

vật liệu lọc.




Khi lọc: nước được được dẫn từ bể lắng sang, qua máng phân phối vào bể lọc,

qua lớp vật liệu ọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong và được đưa vào bể chứa

nước sạch.

Khi rửa: Nước rửa do bơm hoặc đài nước cung cấp, qua hệ thống phân phối

nước rửa lọc, qua lớp sỏi đỡ , lớp vật liệu lọc và kéo theo cặn bẩn tràn vào máng thu

nước rửa, thu về máng tập trung, rồi được xả ra ngoaig theo mương thoát nước.

Sau khi rửa, nước được đưa vào bể đến mực nước thiết kế, rồi cho bể làm việc.

Do cát mới rửa chưa được sắp xếp lại, độ rỗng lớn, nên chất lượng nước lọc ngay sau

khi rửa chưa đảm bảo, phải xả lọc đầu, không đưa ngay vào bể chứa.

Hiệu quả làm việc của bể lọc phụ thuộc vào chu kì công tác của bể lọc, tức là

phụ thuộc vào khoảng thời gian giữa 2 lần rửa bể. Chu kì công tác của bể lọc dài hay

ngắn phụ thuộc vào bể chứa. Thời gian xả nước lọc đàu quy định là 10 phút.

Bể lọc nhanh 2 lớp

Bể lọc nhanh 2 lớp, có nguyên tắc làm việc, cấu tạo và tính toán hoàn toàn giống

bể lọc nhanh phổ thông. Bể này chỉ khác bể lọc nhanh phổ thông là có 2 lớp vật liệu

lọc: lớp phía dưới là cát thạch anh, lớp phía trên là lớp than Angtraxit.

Nhờ có lớp vật liệu lọc phía trên có cỡ hạt lớn hơn nên độ rỗng lớn hơn. Do đó

sức chứa cặn bẩn của bể lắng lên từ 2 ÷ 2,5 lần so với bể lọc nhanh phổ thông. Vì vậy

có thể tăng tốc độ lọc của bể và kéo dài chu kì làm việc của bể.

Tuy nhiên khi rửa bể lọc 2 lớp vật liệu lọc thì cát và than rất dễ xáo trộn lẫn

nhau. Do đó chỉ dùng biện pháp rửa nước thuần túy để rửa bể lọc nhanh 2 lớp vật liệu

lọc.

Bể lọc sơ bộ

Bể lọc sơ bộ còn được gọi là bể lọc phá được sử dụng để làm sạch nước sơ bộ

trước khi làm sạch triệt để trong bể lọc chậm.

Bể lọc sơ bộ có nguyên tắc làm việc giống như bể lọc nhanh phỏ thông.

Số bể lọc sơ bộ trong 1 trạm không được nhỏ hơn 2.

Bể lọc áp lực

Bể lọc áp lực là một loại bể lọc nhanh kín, thường được chế tạo bằng thép có

dạng hình trụ đứng ( cho công suất nhỏ) và hình trụ ngang ( cho công suất lớn).




Bể lọc áp lực được sử dụng trong dây chuyền xử lí nước mặt có dùng chất phản

ứng khi hàm lượng cặn của nước nguồn đến 50mg/l độ màu đến 80o với công suất trạm

xử lý đến 3000m3/ngàyđêm, hay dùng trong dây truyền khử sắt khi dùng ezecto thu khí

với công suất nhỏ hơn 500m3/ngàyđêm và dùng máy nén khí cho công suất bất kì.

Do bể làm việc dưới áp lực, nên nước cần xử lý được đưa trực tiếp từ trạm bơm

cấp I vào bể, rồi đưa trực tiếp vào mạng lưới không cần trạm bơm cấp II.

Bể lọc áp lực có thể chế tạo sẵn trong xưởng. Khi không có điều kiện chế tạo

sẵn có thể dùng thép tấm hàn, ống thép … để chế tạo bể.

Nước được đưa vào bể qua 1 phễu bố trí ở đỉnh bể, qua lớp cát lọc, lớp đỡ vào

hệ thống thu nước trong, đi vào đáy bể và phát vào mạng lưới. Khi rửa bể, nước từ

đường ống áp lực chảy ngược từ dưới lên trên qua lớp cát lọc và qua phễu thu, chảy

theo ống thoát nước rửa xuống mương thoát nước dưới sàn.

Bể lọc tiếp xúc

Bể lọc tiếp xúc được sử dụng trong dây truyền công nghệ xử lí nước mặt có

dùng chất phản ứng đối với nguồn nước có hàm lượng cặn đến 150 mg/l, độ màu đến

150o (thường là nước hồ) với công suất bất kì hoặc khử sắt trong nước ngầm cho trạm

xử lí có công suất đến 10.000 m3/ngàyđêm

Khi dùng bể lọc tiếp xúc, dây chuyền công nghệ xử lý nước mặt sẽ không cần có

bể phản ứng và bể lắng.

Hỗn hợp nước phèn sau khi qua bể trộn vào thẳng bể lọc tiếp xúc, còn dây

chuyền khử sắt sẽ không cần co bể lắng tiếp xúc, nước ngầm sau khi qua dàn mưa

hoặc thung quạt gió vào thảng bể lọc tiếp xúc.

Trong bể lọc tiếp xúc, quá trình lọc xảy ra theo chiều từ dưới lên trên. Nước đã

pha phèn theo ống dẫn nước vào bể qua hệ thống phân phối nước lọc, qua lớp cát lọc

rồi tràn vào máng thu nước và theo đường ống dẫn nước sạch sang bể chứa.

Bể lọc tiếp xúc có thể làm việc với tốc độ không đổi trong suốt một chu kì làm

việc hoặc với tốc độ lọc thay đổi giảm dần đến cuối chu kì sao cho tốc độ lọc trung

bình phải bằng tốc độ lọc tính toán.

Ưu điểm của bể lọc tiếp xúc: Khả năng chứa cặn cao, chu kì làm việc kéo dài.

Đơn giản hóa dây truyền công nghệ xử lí.




Nhược điểm: tốc độ lọc bị hạn chế nên diện tích bể lọc lớn. Hệ thống phân phối

hay bị tắt, nhất lad trường hợp nước chứa nhiều sinh vật và phù du rong tảo.

1.4. MỘT SỐ DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC MẶT HIỆN CÓ TẠI VIỆT NAM

Nhà máy xử lý nước BOO Thủ Đức

Nhà máy xử lý nước Tam Hiệp

Nước Sông Đồng Nai

Trạm bơm cấp 1

Ngăn tiếp nhận Bể hòa tan

Phản ứng cơ khí

Bể lắng ngang

Bể Lọc nhanh

Phèn, vôi

Clo, flo

Trạm bơm cấp 2

Bể chứa

Bể hòa tan thứ cấp

Mạng lưới http://www.tdw.com.vn/index.php

http://nuithanh.gov.vn/

Clo

Phèn, vôi

Bể trộn vách ngăn

Bể lắng đáy phẳng có tầng

cặn lơ lửng

Bể lọc Aquazur

Trạm bơm cấp 1

Ngăn tiếp nhận

Bể phản ứng cơ khí

Sông Sài Gòn

Bể chứa

Trạm bơm cấp 2

Mạng lưới




CHƯƠNG II. LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

2.1. CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGUỒN VÀ SO SÁNH QCVN, TCXD Nguồn nước: Nước mặt

Công suất: Q = 60000 m3/ngđ = 0.69 m3/s

Bảng số liệu

STT Thông số Đơn vị

Giá trị TCXD

33 - 2006

QCVN

02:2009/B

YT

QCVN

08:2009/

BTNMT

Đánh

giá

1 Nhiệt độ 0C 28

2 pH 6,8 6,5 – 8,5

6,0 –

8,5 6,0 – 8,5

3 Độ màu NCU 10 ≤ 15 15

4 Độ đục NTU 210 ≤ 2 5 XL

5 TS mg/l 420 20 XL

6 SS mg/l 350 XL

7 Sắt mg/l 0,2 ≤ 0,3 0,5 0,5

8 Amoni mg/l 0,05 ≤ 1,5 3 0,1

9 Mangan mg/l 0,1 ≤ 0,2

2.2. ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ Căn cứ vào chất lượng nước nguồn, có thể đưa ra 2 phương án lựa chọn sơ đồ

dây chuyền công nghệ cho việc thiết kế trạm xử lý nước như sau:

Phương án 1:

Trạm bơm cấp 1

Bể trộn đứng

bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng

Bể lọc nhanh

bể lắng ngang

Bể chứa nước sạch

Trạm bơm cấp 2 Phèn ,

vôi clo




Phương án 2:

Phân tích ưu nhược điểm: 2 phương án

So sánh Phương án 1 Phương án 2

Nguồn tiếp nhận

Lắng nước rửa lọc Sân phơi bùn

Trạm bơm cấp 1

Bể trộn đứng

bể phản ứng có vách ngăn

Bể lọc nhanh

bể lắng li tâm

Bể chứa nước sạch

Trạm bơm cấp 2 Phèn,

vôi clo




Ưu điểm Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng

:được chia thành nhiều ngăn dọc,

đáy có tiết diện hình phễu với các

vách ngăn ngang, nhằm mục đích

tạo dòng nước đi lên đều, để giữ

cho lớp cặn lơ lửng được ổn định.

cấu tạo đơn giản, không cần

máy móc cơ khí, không tốn chiều

cao xây dựng.

Bể lắng ngang

Được sử dụng trong các trạm xử

lí có công suất >3000 m3/ngày

đêm đối với trường hợp xử lí

nước có dùng phèn.

Bể lắng ngang thu nước đều trên

bề mặt thường kết hợp với bể

phản ứng có lớp cặn lơ lửng.

Bể phản ứng vách ngăn

Nguyên lí cấu tạo cơ bản của bể là dùng

các vách ngăn để tạo ra sự đổi chiều liên

tục của dòng nước. Bể có ưu điểm là đơn

giản trong xây dựng và quản lí vận hành

Bể lắng ly tâm

Bể lắng dùng lực ly tâm tác dụng lên hạt

cặn, tốc độ chuyển động của các hạt cặn

theo hướng từ tâm quay ra ngoài sẽ lớn

hơn rất nhiều so với vận tốc lắng tự do của

hạt cặn trong khối nước tĩnh, do đó các hạt

cặn có thể tách ra khỏi nước bằng các thiết

bị ly tâm hay xiclon thủy lực.

có hiệu quả lắng cao

Nhược

điểm

-Bể phản ứng vách ngăn

khối lượng xây dựng lớn do có nhiều vách

ngăn và bể phải có đủ chiều cao để thoả

mãn tổn thất áp lực trong toàn bể.

-Bể lắng ly tâm

cấu tạo phức tạp, quản lý khó khăn

=> Trên cơ sở so sánh trên ta chọn sơ đồ công nghệ dùng bể phản ứng có lớp

cặn lơ lửng và bể lắng ngang để đơn giản trong quá trình vận hành nhưng hiệu quả xử

lý của 2 công nghệ tương đương nhau.




2.3 THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Nước được bơm lên trạm bơm cấp 1, đi qua song chắn rác để cản lại những vật

trôi nổi trong nước. Sau đó nước được bơm lên bể trộn đứng.

Tại bể trộn nước sẽ tiếp xúc với hóa chất phèn để tạo kết tủa. Nhờ có bể trộn

mà hóa chất được phân phối nhanh và đều trong nước, nhằm đạt hiệu quả xử lý cao

nhất.

Sau khi nước được tạo bông cặn ở bể trộn sẽ được dẫn đến bể phản ứng. Tại

đây các bông cặn tạo thành các bông cặn lớn hơn. Sau đó các bông cặn sẽ được lắng

ở bể lắng ngang.

Tiếp theo nước được đưa vào bể lọc nhanh. 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 rửa lọc được đưa vào bể lắng nước rửa lọc, tại đây các cặn lắng được

lắng và đưa sang bể nén bùn, phần nước được đưa vào hệ thống thoát nước chung

của khu vực.

Nước sau khi làm sạch cặn lắng thì được khử trùng bằng clo để làm 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 sử dụng nước qua trạm bơm cấp 2 để đáp ứng nhu cầu của người dân.

2.4. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

2.4.1 Song chắn rác

a. Song chắn rác Song chắn rác gồm các thanh thép có tiết diện tròn đường kính d = 10mm đặt

song song nhau tại cửa thu nước của bể thu, cách nhau một khoảng a= 40 50 mm,

chọn 40mm. Song chắn rác được nâng lên hạ xuống nhờ ròng rọc máy. Hai bên song

có thanh trượt để thuận tiện cho quản lý và sử dụng.

Hình dạng song chắn rác cần phù hợp với hình dạng cửa thu nước. Hình dạng

của song chắn rác có thể là hình chữ nhật, hình vuông hoặc hình tròn.

Diện tích công tác của song chắn rác được xác định theo công thức:

321 KKK

nv

Q

(TCVN 331985)

+ Q: lưu lượng tính toán của công trình (m3/s). Q=0.69 (m3/s)




+ v: vận tốc nước chảy qua song chắn (m/s)

Theo TCVN 3385 vận tốc này nên lấy trong khoảng 0.4÷0.8 m/s. Khi sông

nước đục và thu nước dùng ống tự chảy nên chọn vận tốc này nhỏ. Chọn v = 0.4m/s

+ K1: Hệ số co hẹp do các thanh thép, tính theo công thức: a

daK

1

+ a: Khoảng cách giữa các thanh thép chọn a = 40mm

+ d: Đường kính thanh thép. Chọn d= 10

+ K2: Hệ số co hẹp do rác bám vào song. Thường lấy K2 = 1.25

+ K3: Hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng của thanh thép, tiết diện tròn lấy K3 =

1.1; tiết diện hcn lấy K3 = 1.25

+ n: số cửa thu nước. n = 2

25.140

10401

a

daK

)(48.11.125.125.124.0

69.0 2m

b. Tổn thất cục bộ qua song chắn rác

kg

vhsc

2

2

(m)

Trong đó: ξ: Hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn được xác định bởi công thức :

44.040

1025.1

4/34/3

a

d

β: Hệ số hình dạng β = 1,25

k : Hệ số dự trữ, k = 3

vậy 01.0381.92

4.044.0

2

22

kg

vhsc (m)

Chọn 1 bể thu, 1 song chắn rác, diện tích song chắn rác = 1.48 (m2).

Kích thước song chắn rác:

Chọn chiều cao song chắn rác có H = 0.9 m

Chiều rộng B =1.48 / 0.9 ≈ 1.64 m

Bảng: các kích thước thiết kế song chắn rác




Thông số Số lượng Đơn vị

Số lượng ngăn thu n 02 Ngăn

Chiều cao song H 0.9 m

Chiều rộng song B 1.64 m

Diện tích song chắn rác 1.48 m2

2.4.2. Tính toán ngăn thu- ngăn hút

Trong ngăn thu bố trí song chắn rác, thang lên xuống, thiết bị tẩy rửa

Trong ngăn hút bố trí lưới chắn rác, ống hút của máy bơm cấp 1, thang lên

xuống, thiết bị tẩy rửa

a. Tính toán ngăn thu

Chiều rộng ngăn thu xác định theo công thức:

Bt = B + 2.e (m)

Trong đó:

B : chiều rộng song chắn rác, B = 1.64 m.

e : khoảng cách từ mép song đến tường bể thu, lấy e = 0.1 m.

=> Bt = 1.64 + 2x0.15 = 1.94 (m) => Chọn Bt = 2 (m)

Chọn chiều dài bể thu Lt= 2.5m.

b. Tính toán ngăn hút

Tương ứng với hai ngăn thu ta thiết kế 2 ngăn hút. Tại mỗi ngăn hút hai bơm

hút, một bơm hoạt động và một bơm dự phòng.

Chiều rộng mỗi ngăn hút xác định theo công thức:

Bh 3Df

Df : đường kính phễu thu, Df= (1.3÷1.5)Dh , lấy Df= 1.3Dh

Dh: đường kính ống hút.

Ta có Q = 0.69 (m3/s)

Tiêu chuẩn: Dh = 300 800; vh = 0.8 1.5 m/s. (TCXD 332006)

Chọn Dh = 550mm, ống thép tương ứng ta có:

45.155.014.32

469.0

2

422

h

hD

Qv

(m/s)

=> Df = 1.3 x 0.55 = 0.715m . Chọn đường kính phễu Df = 0.72 m.




=> Bh 3x 0.72 = 2.16 (m).

Do Bh, Bt tính toán chênh lệch nhau không nhiều, để đảm bảo chế độ dòng chảy và

thuận tiện cho thi công ta lấy: Bh = Bt = B =2 (m)

Chiều dài ngăn hút:

Lh = Lt = 2.5(m).

Khoảng cách từ mép dưới cửa thu nước đến đáy sông: h = 0.7m.

Khoảng cách từ mép dưới đặt lưới đến đáy công trình thu: h = 0.5m.

Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến mép trên cửa thu: h = 0.5m.

Bảng các kích thước thiết kế ngăn thu – ngăn hút

Thông số Số lượng

Đơn vị Ngăn thu Ngăn hút

Số lượng ngăn N 1 1 Bể

Chiều dài ngăn (L) 2,5 2,5 m

Chiều rộng ngăn (B) 2 2 m

2.4.3 Tính toán liều lượng hóa chất, thiết bị định lượng hóa chất

2.4.3.1: Tính toán bể trộn phèn, bể tiêu thụ phèn

Tính toán dựa trên các thông số sau:

Q = 60000( m3/ngđ) = 0.69 (m3/s)

Độ màu: 10 TCU – nước ít màu (theo TCXD 33:2006)

Độ đục: 210 NTU

Hàm lượng cặn (TS): 420 mg/l nước đục ( theo TCXD 33:2006)

Hàm lượng cặn của nước mặt là 420 mg/l, chọn liều lượng phèn cần để khử độ

đục là 50mg/l (theo TCXD 332006)

Độ màu của nước là 10 ta có liều lượng phèn cần để khử độ màu là:

PAl = 4 M = 4 10 = 12,65( mg/l) (6.11 trang 30TCXD 33

2006)

So sánh hàm lượng phèn cần để khử độ đục và hàm lượng phèn cần để khử độ

màu thì ta chọn hàm lượng phèn là PAl = 50 mg/l

a) Bể hòa trộn phèn

Dung tích bể hòa trộn phèn:




Wh =

h

Al

b

PnQ

10000 =

11010000

5072500

= 8.75 m3 (6.19 trang 34TCXD 332006)

Trong đó:

Q: Lưu lượng nước xử lý (m3/h). Q = 60000 m3/ngđ = 2500 m3/h

PAl: Liều lượng hoá chất dự tính cho vào nước (g/m3)

n: Số giờ giữa 2 lần hoà tan, đối với trạm công suất >50.000 m3/ngày; n = 6

8giờ , chọn n = 7 h

bh: Nồng độ dung dịch hoá chất trong thùng hoà trộn tính bằng %. (theo

TCXD 33 2006 là 10 – 17 % chọn 10%)

γ: Khối lượng riêng của dung dịch lấy bằng 1T/m3

Ta thiết kế 1 bể hòa trộn phèn

Bể hòa trộn có tiết diện hình tròn đường kính D = 1.4 m gồm 2 phần: phần trên

hình trụ, bên dưới hình chóp có góc tâm 600, bề rộng đáy a = 0.2m.

Đáy bể đặt ống xả cặn D = 150mm.

Chiều cao phần hình trụ:

7.568.54.114.3

75.84422

D

WH h

t

(m)

Chiều cao phần hình chóp:

1

2

60tan2

2.04.1

2

60tan2

aDH ch (m)

Chiều cao dự trữ : Hdt = 0,3m (qui phạm 0,3 – 0,4m ).

Tổng chiều cao bể hòa tan : H = Ht + Hdt + Hch = 5.7 + 0,3 + 1 = 7.0 (m).

Thể tích xây dựng của bể:

7.93

13.07.5

4

4.114.3

34

22

ch

dttp

HHH

DW

(m3)

Bảng :Các thông số thiết kế bể hòa tan

STT Thông số Đơn vị Kích thước

1 Số lượng bể 1

2 Chiều cao m 7,0

3 Đường kính m 1,4




4 Thể tích m3 9,7

b) Bể tiêu thụ phèn

Dung tích bể tiêu thụ :

Wt = t

hh

b

bW . =

5

1075.8 = 17.5 m3 (6.19 trang 34 TCXD 33 2006)

Trong đó:

Wt : Dung tích bể hòa trộn Wt = 8.75 m3.

bh : Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa tan (%) (qui phạm 10 – 17%).

Chọn bh = 10% tính theo sản phẩm không ngậm nước.

bt : Nồng độ dung dịch trong bể tiêu thụ bt = 5% (qui phạm 4 – 10%).

Số bể tiêu thụ không được nhỏ hơn 2 => ta thiết kế 2 bể, mỗi bể có dung tích Wt2 =

8.75 (m3)

Bể tiêu thụ có tiết diện hình tròn đường kính D = 1.4m, gồm 2 phần: phần trên

hình trụ, bên dưới hình chóp có góc tâm 600, bề rộng đáy a = 0,2m.



)(7.54.114.3

75.84422

mD

WH t

t

Chiều cao phần hình chóp :

Chiều cao dự trữ : Hdt = 0.3m (qui phạm 0.3 – 0.4m).

Tổng chiều cao bể tiêu thụ: H = Ht + Hdt + Hch = 5.7 + 0.3 + 1 = 6.1(m).


7.93

13.07.5

4

4.114.3

34

22

ch

dttp

HHH

DW

)(1

2602

2,04,1

2602

mtgtg

aDH ch




Bảng: Các thông số thiết kế bể tiêu thụ phèn :

STT Thông số Đơn vị Kích

thước


2 Chiều cao m 6.1

3 Đường kính m 1.4

4 Thể tích m3 9.7

2.4.3.2. Tính toán hóa chất kiềm hóa và thiết bị pha chế vôi

Chọn hóa chất dùng để kiềm hóa là CaO

Sử dụng thiết bị pha trộn vôi là bể trộn đứng (Theo điều 6.52 TCXD 33:2006).

a) Tính toán bể hòa trộn vôi

Lượng vôi cần để kiềm hóa được tính theo công thức sau (theo TCXD 33:2006)

5.702816.0

57

501

k

e

P

k

p

KD (mg/l)

Trong đó:

+ Pp là hàm lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ (mg/l) = 50

+ K là đương lượng gam của chất kiềm hóa, K (CaO) = 28

+ e là trọng lượng đương lượng của phèn. Vì sử phèn nhôm nên e = 57(mgđ/l)

+ k là độ kiềm của nước = 0,6(mgđ/l)

Dung tích bể hòa trộn vôi

Wh =

h

CaO

b

PnQ

10000 =

11010000

5.7072500

= 12 m3 (6.19 trang 34TCXD 332006)

Q: Lưu lượng nước xử lý (m3/h) ( Q = 60000 m3/ngđ = 2500 m3/h)

PCaO: Liều lượng hoá chất dự tính cho vào nước (g/m3)

n: Số giờ giữa 2 lần hoà tan đối với trạm công suất: >50.000 m3/ngày; n = 6

8giờ , chọn n =7 h

bh: Nồng độ dung dịch hoá chất trong thùng hoà trộn tính bằng %.(theo TCXD

33 2006 là 10 – 17 % chọn 10%)

γ: Khối lượng riêng của dung dịch lấy bằng 1T/m3

Ta thiết kế 2 bể hòa trộn vôi




Dung tích bể hòa trộn vôi: Wh1=Wh/N = 12/2 = 6(m3)

Bể hòa trộn có tiết diện hình tròn đường kính D = 1.4 m gồm 2 phần: phần trên




)(9.34.114.3

64422

mD

WH t

t


1

2

60tan2

2.04.1

2

60tan2

aDH ch

Chiều cao dự trữ: Hdt = 0,3m (qui phạm 0,3 – 0,4m ).

Tổng chiều cao bể hòa tan: H = Ht + Hdt + Hch = 3,9 + 0,3 + 1 = 5,2 (m).


)(93

13.02.5

4

4.114.3

343

22

mH

HHD

W chdttp

Bảng :Các thông số thiết kế bể hòa trộn

STT Thông số Đơn vị Kích thước


2 Chiều cao m 5,2

3 Đường kính m 1,4

4 Thể tích m3 9

b) Bể tiêu thụ vôi

Dung tích bể tiêu thụ

Wt = t

hh

b

bW . =

5

1012 = 24 m3 (6.19 trang 34 TCXD 33 2006 )

Trong đó:

Wh: Dung tích bể hòa trộn Wh = 12 m3.




bh: Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa tan (%) (qui phạm 10 – 17%).

Chọn bh = 10% tính theo sản phẩm không ngậm nước.

bt: Nồng độ dung dịch trong bể tiêu thụ bt = 5% (qui phạm 4 – 10%).

Số bể tiêu thụ không được nhỏ hơn 2 => ta thiết kế 4 bể, mỗi bể có dung tích

Wt1 = 6 (m3)

Bể tiêu thụ có tiết diện hình tròn đường kính D = 1,4m, gồm 2 phần : phần trên




)(9.34.114.3

64422

mD

WH t

t


1

2

60tan2

2.04.1

2

60tan2

aDH ch

Chiều cao dự trữ: Hdt = 0.3m (qui phạm 0.3 – 0.4m ).

Tổng chiều cao bể tiêu thụ : H = Ht + Hdt + Hch = 3.9 + 0.3 + 1 = 5.2(m).


)(93

13.02.5

4

4.114.3

343

22

mH

HHD

W chdttp

Bảng: Các thông số thiết kế bể tiêu thụ vôi:

(chiều cao bảo vệ là 0,3m)

STT Thông số Đơn vị Kích

thước


2 Chiều cao m 5.2

3 Đường kính m 1.4

4 Thể tích m3 9




2.4.4. BỂ TRỘN ĐỨNG

2.4.4.1 .Sơ đồ cấu tạo bể trộn đứng kiểu thu nước bằng máng

1 Ống dẫn nước vào

2Ống đưa nước sang bể phản ứng

3 Ống dẫn hoá chất

4 Máng thu nước

5 Ống xả.

(hình 5.3 sách xử lý nước cấp của Trịnh Xuân Lai )

2.4.4.2. Các thông số tính toán Công suất trạm xử lý là 60.000 m3/ngđ = 2500(m3/h) = 694(l/s) = 0,69(m3/s)

Thời gian lưu nước lại trong bể, t = 2 phút

Số bể thiết kế n = 2

Thể tích bể trộn đứng là:

)(42260

22500

603m

n

tQW

Ta chọn 2 bể trộn hoạt động đồng thời, dung tích mỗi bể là:W = 42 (m3).

Đường kính ống dẫn nước vào bể:

Lưu lượng nước vào mỗi bể: Q1 = Q/2 = 2500/2 =1250 m3/h = 0.35 m3/s.

Chọn đường kính dẫn nước vào bể d=400mm => vận tốc nước chảy trong

ống:




)/(4.1

4.014.32

435.0

2

422

smD

Qv

h

Theo TCXDVN 332006 quy định vận tốc trong ống dẫn vào bể là v = 1 1.5

(m/s)

Diện tích đáy nhỏ là:

Chọn mặt bằng đáy bể có dạng hình vuông. Chọn đường kính ngoài của ống

dẫn là cạnh của đáy nhỏ: bđ = 0.4 (m)

Diện tích đáy nhỏ: fd = bd2 = 0.4 2 = 0.16 m2

Diện tích đáy lớn

)(14025.0

35.0 21 mV

Qf

d

t

Trong đó:

+ Q1: là lưu lượng nước vào 1 bể, Q1 = 0.35 m3/s

+ Vd: vận tốc nước dâng. Vd = 0.025 m/s

Chọn mặt bằng phần trên của bể trộn dạng hình vuông.

Chiều dài cạnh . bt = )(7.314 mft

Chiều cao phần hình chóp

Chọn góc ∝ = 40o

)(96.12

40cot

2

4.07.3

2cot

2m

bbh dt

d

; Chọn hd = 2m

Dung tích hình chóp phía dưới

1116.01416.0143

2

3 dtdt

dl ffff

hW (m3)

Dung tích hình hộp bên trên

Wt = W – W1 = 42 – 11 = 31 (m3)

Chiều cao phần trên hình hộp

)(2.214

312 m

f

wh

t

t

Chiều cao toàn phần hay xây dựng của bể

Hxd = hd + h2 + hbv = 2 + 2.2 + 0.4 = 4.6 (m) chọn Hxd = 4.6(m)




(hbv: chiều cao mực trước mặt nước đến đáy nắp của bể, chiều cao bảo vệ lấy hbv = 0,3

m)

Bảng các kích thước bể trộn đứng

Thông số Số lượng

Đơn vị Phần trên Phần dưới

Số lượng bể n 2 2 Bể

Kích thước bể 3.7 0.4 m

Chiều cao bể (H) 2.2 2 m

Chiều cao toàn phần(Hxd) 4.6 m

2.4.5. BỂ LẮNG NGANG Ta sử dụng loại bể lắng ngang thu nước bề mặt với hệ thống xả cặn bằng thủy

lực. Hàm lượng cặn sau khi đưa hóa chất vào Cmax = 420(mg/l)

Vận tốc trung bình của dòng nước trong bể vtb = 9 (mm/s) (6.72. TCXD 33 –

2006 ta có vtb = 9÷12 mm/s đối với nước đục).

2.4.5.1. Kích thước vùng lắng

Tổng diện tích mặt bằng của bể lắng ngang

)(6.15046.06.3

25003.1

6.32

0

mU

QF

(6.71. TCXD 33 – 2006)

Trong đó:

Q: lưu lượng nước đưa vào bể lắng (Q=2500 m3/h)

∝: hệ số sử dụng thể tích của bể lắng lấy bằng 1.3 (6.71. TCXD 33 – 2006)

U Tốc độ rơi của cặn ở trong bể lắng (mm/s). Với nước đục xử lý bằng phèn

= 0.5÷0.6 (mm/s). (Bảng 6.9. TCXD 33 – 2006)

Chọn = 0.6(mm/s)

Chọn số bể lắng ngang N = 6 bể

Chọn chiều cao vùng lắng H = 3(m) (6.72. TCXD 33 – 2006: H = 34m)

Chiều rộng mỗi bể

)(3.43696.3

2500

6.3m

HNv

QB

tb

Chọn B= 4.5 (m)

Chiều dài bể lắng




Chiều dài hiệu dụng của bể:

)(456.0

93

0

mU

vHL tb

dh

Chiều dài tổng cộng của bể:

)(5665.4

6.1504m

NB

FL

Kiểm tra ảnh hưởng của dòng chảy rối

2000011394325.4

1

10003.1

12.0

2

1Re

6

HB

Ql

Nước chảy tầng => lắng tốt

Trong đó

Q1: Lưu lượng mỗi bể lắng Q1 = 2500/ 6 = 417 m3/h ≈ 0.12 m3/s

B: Chiều rộng bể, B =4.5 m

H : Chiều cao bể, H = 3 m

: Độ nhớt động học của nước.

Nhiệt độ của nước nguồn t = 20oC => = 1.003 x 106 m2/s

2.4.5.2. Tính toán vùng chứa nén cặn

Thiết kế hệ thống xả cặn của bể lắng bằng phương pháp thuỷ lực, với thời gian

làm việc giữa 2 lần xả không lớn hơn 6h. (6.73. TCXD 33 – 2006)

Thể tích vùng chứa nén cặn của 1 bể lắng

mcq

NWT c

(h) (6.68. TCXD 33 – 2006)

)(36350006

1051825006 3mN

mcqTWc

Trong đó:

q: Lưu lượng tính toán: q= 2500 m3/h

T: Thời gian làm việc giữa hai lần xả cặn, chọn T = 6h.

m: Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi lắng, m = 10 mg/l.

δ: Nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt, δ= 35000 g/m3. (Bảng 6.8. TCXD 33

– 2006)

N : Số bể lắng, N = 6




c: Hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng, c tính theo công thức:

c = Cn + KxP + 0.25M + V (mg/l) (6.68. TCXD 33 – 2006)

+ Cn: Hàm lượng cặn ở nước nguồn. Cn = 420 mg/l

+ P: Liều lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước. P = 50 mg/l

+ K: Hệ số với phèn sạch. K =0.5

+ M: Độ màu của nước. M = 10 mg/l

+ V: Liệu lượng vôi cho vào nước. V = 70.5 mg/l

c = 420 + 0.5x50 + 0.25x10 + 70.5 = 518 (mg/l)

Diện tích mặt bằng một bể lắng là

fb = F/N= 1504.6/6 = 250.8 (m2) chọn fb= 251 (m2)

Chiều cao trung bình của vùng chứa nén cặn

Hc =Wc / fb = 36/251= 0.14 (m)

Chiều cao trung bình của bể lắng:

Hb= H + Hc = 3 + 0.14 = 3.14 (m). Chọn Hb = 3.2 (m)

Chiều cao xây dựng của bể

Chiều cao bảo vệ (0,3 – 0,5m) => Hbv = 0.5m

Hxd = Hb + Hbv = 3.2 + 0.5 = 3.7 m

Hệ thống xả cặn làm bằng ống đục lỗ và đặt dọc theo trục mỗi bể, thời gian

xả cặn quy định t = 8 – 10 phút lấy t= 10 phút. Tốc độ nước chảy ở cuối máng

không nhỏ hơn 1m/s.

Lưu lượng cặn ở một bể

06.06010

36

t

Wq c

c (m3/s)

Đường kính ống xã cặn của 1 bể

)(25.02.114.3

06.044m

v

qD c

chọn D=250mm; Tốc độ nước chảy trong ống v = 1.2 m/s

2.4.5.3. Tính toán vách ngăn phân phối

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 tường 1m (qui chuẩn: 1÷2 m). Vận tốc nước qua lỗ

vách ngăn v lấy bằng 0,5 m/s. Đoạn dưới của vách ngăn trong phạm vi chiều cao 0.3 –




0.5 m kể từ mặt trên của vùng chứa nén cặn không cần phải khoan lỗ.

(6.77. TCXD 33 – 2006)

Diện tích công tác của vách ngăn phân phối được tính theo công thức:

15.123.035.4 aHBFn (m2)

Trong đó:

B: Chiều rộng mỗi ngăn của bể lắng, m. B = 4.5 m.

H: Chiều cao vùng lắng, m. H = 3 m.

a: Khoảng cách từ hàng lỗ cuối cùng của vách ngăn phân phối đến, mặt trên của

vùng nén chứa cặn, m. Chọn a = 0,3 m. (6.77. TCXD 33 – 2006)

Số lỗ phân phối trên vách ngăn:

965.0105.2

12.03

vS

Qn

l

l (lỗ)

Trong đó:

Q1: Lưu lượng mỗi bể lắng Q1 = 2500/ 6 = 417 m3/h ≈ 0.12 m3/s

v: Vận tốc nước qua lỗ vách ngăn v lấy bằng 0,5 m/s.

Sl: Diện tích lỗ phân phối. Các lỗ trên tấm phân phối được thiết kế hình vuông có

diện tích như nhau và nghiêng về phía trên một góc 250. Cạnh của 1 lỗ d = 0,05

m. (qui phạm: d = 0,05 – 0,15 m).

Sl = 0.05x0.05 = 2.5x103 (m2)

Với 96 lỗ phân phối trên vách ngăn thành 16 cột 6 hàng.

Khoảng cách giữa 2 hàng: )(45.06

3.03mih

Khoảng cách giữa 2 cột: )(28.016

5.4mic

2.4.5.4. Tính toán hệ thống máng thu nước cuối bể

Thiết kế hệ thống máng thu

Chiều dài máng: Lm = 3

2L = x56 = 37 (m)

Cứ mỗi ngăn bố trí 1 máng thu. Vận tốc nước trong máng thu: vm = 0.6 m/s.

(6.84. TCXD 332006 vm = 0.60.8 m/s )

Tiết diện của máng thu:

3

2




Ft = n

m

q

v= 0.12/0.6= 0.2 (m2)

Chiều rộng máng: Chọn bm = 0.4m

Chiều sâu máng:

hm = Ft / bm= 0.2/0.4 = 0.5 m

Tốc độ nước chảy qua lỗ: vl = 1(m/s)

Diện tích lỗ trên một máng thu

nl

l

qf

v =0.12/1 = 0.12 m2

Đường kính lỗ chọn dl= 25mm ( TCXDVN 332006 dl 25mm ) => lf 0.0005

(m2)

Số lỗ trên máng :n =l

l

f

f = 0.12/0.0005= 240 lỗ

Mỗi bên bố trí n = 120 lỗ. Các lỗ thường nằm ngang hai bên máng, lỗ của

máng phải đặt cao hơn đáy máng 50 – 80mm.

Khoảng cách giữa các tâm lỗ: e = Lm / n = 37/120 = 0.3 m.

Mép trên của máng, cao hơn mức nước cao nhất trong bể 0.1m.

Đường kính ống dẫn nước từ mỗi bể lắng sang bể lọc

Lưu lượng của một bể Ql = 0.12 m3/s.

Vận tốc nước chảy trong ống: v = 1m/s

)(39.0114.3

12.044m

v

QD l

Chọn đường kính dẫn nước vào bể D400mm

Bảng các kích thước thiết kế bể lắng ngang

(06 bể lắng)


Số lượng bể N 06 m

Chiều rộng bể B 4.5 m

Chiều dài bể L 56 m

Chiều cao bể 3.7 m




2.4.6. BỂ PHẢN ỨNG CÓ LỚP CẶN LƠ LỬNG

Công suất trạm xử lý Q = 60000 m3/ngđ = 2500(m3/h) = 0.69(m3/s)

Bể lắng ngang thu nước bề mặt hợp khối cùng bể phản ứng được

chia làm 6 bể, N = 6. Bề rộng bể phản ứng bằng chiều rộng của bể lắng B

= 4.5 (m)

Diện tích mặt bằng của bể phản ứng

)(3.520022.06

69.0 2mvN

QF

Trong đó:

v: vận tốc đi lên của dòng nước trong bể phản ứng ở phần trên, với hàm lượng

cặn 420mg/l v = 2.2(mm/s) = 0.0022(m/s)

N: số bể phản ứng N = 6

Q: công suất trạm xử lý

Lấy chiều rộng bể phản ứng bằng chiều rộng bể lắng B = 4.5 (m)

Chiều dài của bể phản ứng:

6.115.4

3.52

B

FL (m); Chọn L =12 (m)

Thể tích bể phản ứng với thời gian lưu nước trong bể

139660

202500

60

N

tQWb (m3)

t : thời gian phản ứng t = 20 phút

Chiều cao tổng cộng của bể phản ứng

65.23.52

139

F

WH b (m); Chọn H =2.7(m)

Trong bể phản ứng đặt 3 tấm chắn hướng dòng

Khoảng cách giữa các tấm chắn

34

12

4

Le (m)

Đáy bể phản ứng đặt ống khoan lỗ để phân phối nước. Mỗi bể đặt 2

ống. Tốc độ nước chảy trong ống theo TCXDVN 33 – 2006

v = 0.5 – 0.6(m/s). Lấy v = 0.6(m/s).

Tiết diện ống nhánh phân phối nước vào 1 bể




095.026.06

69.0

2

vN

QFn (m2)

Đường kính ống nhánh: 35.014.3

095.044

nF

D (m); Chọn D = 350(mm)

Trên các ống nhánh đục lỗ phân phối nước. Đường kính lỗ chọn dl= 25mm

(TCXDVN 332006 dl 25mm ) => lf 0.0005 (m2)

Tốc độ nước chảy qua lỗ: vl = 1(m/s)

Diện tích lỗ trên một ống nhánh phân phối

058.0216

69.0

2vN

Qf (m2)

Số lỗ trên mỗi ống nhánh: 1160005.0

058.0

lf

fn (lỗ)

Mỗi bên ống bố trí n = 58 lỗ. Hướng tâm lỗ tạo góc 450 so với phương thẳng

đứng.

Bảng các kích thước thiết kế bể phản ứng


Số lượng bể N 06 m

Chiều rộng bể B 4.5 m



2.4.7. BỂ LỌC NHANH

Chọn bể lọc với 1 lớp vật liệu lọc là cát thạch anh và 1 lớp sỏi đỡ, tính toán với

2 chế độ làm việc là bình thường và tăng cường.

2.4.7.1. Nguyên tắc làm việc của bể lọc nhanh

Nguyên tắc làm việc của bể: gồm 2 quá trình:

Quá trình lọc: Nước được dẫn từ bể lắng sang, qua mương phân phối vào bể

lọc, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong và đưa vào bể chứa

nước sạch.

Quá trình rửa lọc: Nước rửa và khí được cấp vào bể lọc qua hệ thống phân

phối nước và khí rửa lọc, qua lớp sỏi đỡ, lớp vật liệu lọc và kéo theo cặn bẩn tràn vào




máng thu nước rửa, thu vào máng tập trung, rồi được xả ra ngoài heo mương thoát

nước. Quá trình rửa được tiến hành đến khi nước rửa hết đục thì ngừng rửa.

2.4.7.2 Tính toán cho bể lọc

a) Diện tích các bể lọc nhanh một lớp được tính theo công thức

tbtb vtatWavT

QF

216.3 (6.103 TCXD 33 – 2006)

343835.021.02166.3824

60000

F (m2)

Trong đó:

Q: là công suất hữu ích của trạm (m3/ngày) Q = 60.000(m3/ngày đêm)

T: là thời gian làm việc của trạm 1 ngày đêm (h) T = 24(h)

V: là tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường.

Tra bảng 6.11 TCXD33:2006 ta có lớp vật liệu lọc có dmax = 1,6 (mm); dmin = 0.7

(mm); dtương đương = 0,75 0,8 (mm); Độ đồng nhất K = 1.3 – 1.5; Chiều dày L = 1300

1500 mm thì vbt = 8m/h

a: là số lần rửa mỗi một bể lọc trong một ngày đêm ở chế độ làm việc bình

thường, Chọn a = 2

W: Cường độ nước rửa W = 16(1/s – m2)

t: thời gian rửa (h) t = 6 phút = 0.1(h) (Bảng 6.13 TCXD 33 – 2006)

t: thời gian ngừng bể lọc để rửa t = 0.35(h)

Số bể lọc cần thiết: N = 0.5 x √ = 0.5 x √343 = 9.2 bể . Chọn 10 bể

Kiểm tra tốc độ lọc khi làm việc tăng cường với điều kiện ngừng 1 bể để rửa

= .

= 8 .

= 8,9(m/h). Đạt yêu cầu quy phạm (79,5)

Diện tích mỗi bể: f =

=

= 34.3(m2)

Chọn kích thước mỗi bể lọc: LxB = 7x5 = 35(m2)

b) Chiều cao của bể lọc nhanh :H = ℎ + ℎ + ℎ + ℎ + ℎ

h: chiều cao của lớp sỏi đỡ (lấy theo bảng 4.7 sách XLNC – Nguyễn Ngọc

Dung)

h = 0.7m

h: chiều cao lớp vật liệu lọc h = 1.4(m) (TCXD 33 2006)




h: chiều cao lớp nước trên vật liệu lọc: h = 2m

h: chiều cao phụ h = 0.5

h: chiều cao từ đáy bể đến sàn đỡ chụp lọc h = 1m

h: chiều cao sàn đỡ chụp lọc h = 0.1m

Chiều cao toàn phần của bể lọc là:

H = ℎ + ℎ +ℎ + ℎ + ℎ + ℎ = 0.7 + 1.4 + 2 + 0.5 + 1 + 0.1 = 5.7(m)

c) Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc:

Chọn biện pháp rửa lọc bằng gió, nước kết hợp.

Cường độ nước rửa lọc Wn = 16 l/s.m2 , độ trương nở của lớp vật liệu lọc là 25%.

Cường độ gió rửa lọc Wgió = 16 l/s.m2. ( Sách xử lý nước cấp của Nguyễn Ngọc Dung)

Lưu lượng nước rửa của 1 bể lọc

56.01000

1635

1000

n

r

WfQ m3/s

Nước rửa lọc được dẫn vào mỗi bể bừng 2 ống dẫn chính. Vận tốc chảy trong

ống chính cho phép chọn v = 2 m/s.( TCVN 33:2006: v = 1.5-2m/s)

Đường kính ống dẫn nước rửa lọc chính

)(4.02214.3

56.04

2

4m

v

QD r

Chọn ống chính bằng thép không rỉ, có đường kính D = 400mm

d) Xác định hệ thống dẫn gió rửa lọc

Lưu lượng gió tính toán là:

56.01000

1635

1000

gio

gio

WfQ m3/s

Lấy tốc độ gió trong ống dẫn gió chính là 16 m/s (quy phạm 15 – 20 m/s)

Đường kính ống dẫn gió chính

)(2.01614.3

56.044m

v

QD

gio

Chọn ống dẫn gió bằng thép không gỉ; Dgió = 200 mm

e) Tính toán máng phân phối và thu nước rửa lọc




Bể có chiều rộng là 5 m. Chọn mỗi bể bố trí 4 máng thu nước rửa lọc có đáy

hình tam giác. Khoảng cách giữa các tim máng là d = 5/4 = 1.25 m (TCVN 33:2006: d

= 2.2m).

Lượng nước rửa thu vào mỗi máng là:

qm = Wn x d x l (l/s)= 16 x 1.25 x 5 = 100 (l/s) = 0.1 (m3/s)

Trong đó:

+ Wn = 16 l/s.m3 (cường độ rửa lọc)

+ d: khoảng cách giữa các tim máng

+ l: chiều dài của máng l = 5 m

Chiều rộng máng tính theo công thức:

43.0

5.157.1

1.01.2

57.15

3

2

53

2

a

qKB m

m (m) (theo 6.117 /TCXD 332006)

Chọn = 450 mm

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

Chiều cao phần hình chữ nhật

)(3.02

45.05.1

2m

Bah m

cn

Vậy chọn chiều cao máng thu nước là hcn = 0,3m lấy chiều cao của đáy tam giác

hd = 0.2 m. Độ dốc của máng lấy về phía máng nước tập trung là i = 0,01; chiều dày

thành máng là bm = 0,05 m.

Chiều cao toàn phần của máng thu nước rửa:

Hm = hcn + hd + bm = 0.3 + 0.2+ 0.05 = 0.55 m

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

theo công thức: ∆Hm = 100

.eH + 0.3 ( 6.119/TCXDVN 33:2006)

Trong đó:

H: chiều cao lớp vật liệu lọc H = 0.7 m

e: độ giãn nở tương đối ở lớp vật liệu lọc (bảng 45) e = 30%




∆Hm = 100

307.0 + 0.3 = 0.51 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 0.07 m. Chiều cao toàn phần của máng thu nước

là: Hm = 0.55 m. Vì máng dốc về phía máng tập trung i = 0.01, máng dài 5 m

→ Chiều cao ở máng tập trung là: 0.55 + 0.01 5 = 0.6 m

Vậy ∆Hm sẽ phải lấy bằng: ∆Hm = 0.51 + 0.6 ≈ 1 m

Nước rửa lọc từ máng thu nước tập trung. Khoảng cách từ đáy máng thu đến

máng tập trung xác định theo công thức:

hm = 32

2

Δ73,1

g

qm + 0,2 (TCXDVN 33:2006)

Trong đó:

qm: lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước qm = 0,14 = 0,4m3/s

∆: chiều rộng của máng tập trung ∆ = 0.8m (Theo TCVN 33:2006: chiều rộng

máng tập trung không nhỏ hơn 0,6 m)

g = 9.81 m/s2 gia tốc trọng trường

→ hm = 32

2

8.081.9

4.073.1

+ 0.2 ≈ 0.5 m

*) Tính ống thu nước lọc

Nước sau khi lọc được đưa về bể chứa dự trữ. Vận tốc nước của ống thu nước

sạch chung là 1.2(m/s)

Đường kính ống dẫn nước đã lọc tập trung sang bể chứa.

33.02.1

1.044

v

qd (m) chọn D = 350mm

Trong đó:

Q: lưu lượng nước

V: vận tốc nươc chảy trong ống v = 1,2(m/s)

Đường kính ống xả rửa lọc

Nước rửa lọc được xả qua 2 ống. Đường kính mỗi ống:

22

56.04

2

4

v

QD c

c 0.4 (m)




Trong đó:

: lưu lượng nước rửa lọc của 1 bể là Q = 0.56(m3/s)

: vận tốc chảy trong ống. Chọn = 2(m/s)

Chọn đường kính ống là = 400(mm) bằng thép không rỉ.

f) 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). Tổng số chụp lọc trong một bể là:

N = 40 14003540 f cái

Lưu lượng nước đi qua 1 chụp lọc: )/(104)/(4.040

16

4034 smsl

Wq n

n

Lưu lượng gió đi qua 1 chụp lọc: )/(104)/(4.040

16

4034 smsl

Wq

g

g

Tổn thất áp lực qua chụp lọc:

mg

Vhcl 8.0

5.081.92

2

μ2 2

2

2

2

Trong đó:

V: tốc độ chuyển động của nước hoặc hỗn hợp nước và gió qua khe hở của chụp

lọc ( lấy không nhỏ hơn 1,5m/s) chọn V= 2 (m/s)

μ: hệ số lưu lượng của chụp lọc. Đối với chụp lọc khe hở =0,5

g) Tính tổn thất áp lực khi rửa bể lọc nhanh

Tổn thất áp lực trong hệ thống phân phối bằng ống khoan lỗ của bể lọc cần xác

định theo công thức :

3.581.92

7.1

81.92

6.196.18

22

2222

g

v

g

vH nc

p m (theo 6.111 /TCXD 33 2006)

Trong đó :

Vc : tốc độ ở đầu ống chính (m/s) vc= 1.6(m/s)

Vn : tốc độ ở cuối ống nhánh (m/s) Vn= 1.7 (m/s)

ε : hệ số sức cản 12.22

wk

Với là tỉ số giữa tổng diện tích các lỗ trên ống của máng và diện tích tiết diện

ngang của ống chính máng (quy phạm 35% 40%) chọn 35 %

135

2.22 = 18,96




Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ:

hd = 0,22.Ls.W= 0,22.0,716 = 2,464 m

Trong đó:

Ls: chiều dày của lớp sỏi đỡ: 0.7 m

W: cường độ rửa lọc W = 16 l/s.m2

Tổn thất áp lực trong lớp vật liệu lọc

meLWbahvl 2064.025.08.016017.076.0

Trong đó:

a và b là hệ số phụ thuộc vào kích thước hạt vật liệu lọc. Ứng với kích thước hạt

d = 0.51 mm; a = 0.76; b = 0.017 (Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung).

e: độ giãn nở tương đối của lớp vật liệu lọc e = 0,25

L: chiều dày lớp cát lọc L = 0,8m

Áp lực phá vỡ kết cấu ban đầu của lớp cát lọc lấy hbm = 2 m

Vậy tổn thất áp lực trong nội bộ bể lọc là

Hn= hp + hvl+ hd +hbm = 5,3 +0,2064+2,464+2 =9,97 (m)

Chọn máy bơm rửa lọc và bơm nước rước rửa lọc.

Bảng: Các thông số thiết kế của bể lọc nhanh.


Số bể lọc N 10 Bể

Chiều rộng bể B 5 m



Ống dẫn nước rửa lọc 400 mm

Ống dẫn gió 200 mm

Ống thu nước lọc 350 mm

Ống xả nước rửa lọc 600 mm

Số máng trong 1 bể 4 máng

Chiều rông máng 0,45 m

Chiều dài máng 5 m

Chiều sâu máng 0,55 m




2.4.8. BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH

Chức năng của bể chứa nước sạch: điều hòa lưu lượng giữa trạm bơm cấp 1 và

trạm bơm cấp 2, nó còn có nhiệm vụ dự trữ lượng nước chữa cháy, nước xả cặn bể

lắng, rửa bể lọc và nước dùng cho nhu cầu khác của nhà máy nước

Tại bể xảy ra quá trình tiếp xúc giữa nước cấp với dung dịch Clo (30 phút) để

loại bỏ những vi trùng còn lại trước khi cấp nước vào mạng lưới cấp nước.

Tính toán dung tích bể chứa Qua kiểm tra ta xác định được dung tích điều hòa của bể chứa (tính toán ở phần

cấp nước) là: 20% Qngđ

Thể tích bể chứa được tính theo công thức :

WBC = WĐH + WCC + WBT

Trong đó :

WĐH : thể tích điều hòa của bể chứa (m3)

WĐH = 20% Qngđ = 20% 60000 = 12000 (m3)

WCC : dung tích dự trữ cho chữa cháy trong vòng 3 giờ liền (m3)

WCC = n qcc 3h = = 108 (m3) (9.3 TCXD332006)

qcc: tiêu chuẩn nước chữa cháy (m3), qcc = 10 l/s

WBT : lượng nước dự trữ cho bản thân trạm xử lý

WBT = (4 ÷ 6) % Qngđ chọn WBT = 6% Qngđ

WBT = 6% 60000 = 3600 (m3)

Vậy thể tích bể chứa :

WBC = 12000 + 108 + 3600 = 15708 (m3) chọn W=16000(m3)

Bố trí 8 bể chứa, mỗi bể có dung tích: W = 2000 m3.

Chọn chiều sâu của bể chứa: h = 5 m.

Diện tích mặt cắt ngang của bể chứa: Fbc = 2000/5 = 400 m2.

Kích thước bể chứa:

Chọn chiều dài: l = 25m.

Chọn chiều rộng: b = 400/25 = 16 m.

Chiều cao từ mực nước đến thành bể: 0,5 m.

Chiều cao tổng cộng của bể chứa: Hbc = 5 + 0,5 = 5.5 m

Chọn đường kính ống dẫn d = 300 mm

1000

36060101




Bảng: các kích thước thiết kế bể chứa nước sạch


Số lượng bể N 08 bể



Chiều cao bể HXD 5.5 m

2.4.9. TÍNH TOÁN KHỬ TRÙNG BẰNG CLO

Lượng clo để khử trùng nước đạt tiêu chuẩn cấp nước, vừa đảm bảo liều lượng

clo dư ở bể chứa nước sạch nằm trong khoảng 0.3 – 0.5 mg/l.

Dùng phương pháp khử trùng nước bằng clo lỏng. Đối với nước mặt lượng clo

cần dùng khoảng (23 mg/l), chọn mCl = 3mg/l (6.162 TCXD 332006)

Liều lượng clo cần dùng (lấy bằng 1.3 lần so với lượng clo hoạt tính cần cho vào

nước theo TCXD 33 – 2006) là: 1.3 x 3 = 3.9 mg/l

Liều lượng Clo dùng trong 1 giờ:

75.9241000

9.360000

241000

Clh

Cl

mQQ (kg/h).

Thể tích Clo dùng trong 1 giờ: 6.647.1

75.9

Cl

hCl

Cl

QV

(l/h).

Với : trọng lượng riêng của Clo là: 1.47 (kg/l).

Lượng nước tính toán cho Cloratơ làm việc lấy bằng 0.6 (m3/kgClo). (6.169.

TCXD332006)

Lưu lượng nước cấp cho trạm clo

Q = 0,6. Q = 0.69.75 = 5.85 (m3/h) =1.62x103 (m3/s) = 1.25 (l/s).

Lượng Clo dùng cho 1 ngày:

Q = Q 24 = 9.75 24 = 234 (kg/ngđ).

Lượng Clo tiêu thụ trong ngày:

Vcl =234 / 1.47 = 159 (l)

Với trọng lượng riêng Clo bằng 1.47 (kg/l).

Chọn số bình Clo dự trữ trong trạm đủ dùng tối thiểu là 30 ngày.

hclo

clong

hclo




Lượng Clo dùng trong 30 ngày :

Vcl30 = 159 x 30 = 4770 (l/tháng)

Cấu tạo nhà trạm Clo

Trạm Clo xây cuối hướng gió

Trạm được xây dựng 2 gian riêng biệt: 1 gian đựng Clorato, 1 gian đặt bình clo

lỏng, các gian có cửa thoát dự phòng riêng.

Trạm được xây cách ly với xung quanh bằng các cửa kín, có hệ thống thông gió

thường xuyên bằng quạt với tần suất bằng 12 lần tuần hoàn gió. Không khí được hút ở

điểm thấp.

Trong trạm có giàn phun nước áp lực cao, có bể chứa dung dịch trung hoà Clo,

khi có sự cố dung tích bình đủ để trung hòa.

2.4.10. CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ

(theo bảng 6.28 .TCXD33-2006) với Q= 60000(m3/ngđ)

Trạm biến thế: Diện tích = 16 m2 với kích thước (4 x 4) m .

Phòng bảo vệ cổng tường rào : Trạm có Q = 60000 m3/ngđ lấy Sbv = 15 m2,

kích thước (5 x 3)m

Phòng trực ca : S = 20 m2 với kích thước (5x4)m

Phòng kho : Lấy S = 15 m2 . Kích thước là (5x3)m

Phòng thí nghiệm: Lấy theo quy phạm S = 40 m2 kích thước (10 x 4)m

2.4.11. SÂN PHƠI BÙN

( Theo hướng dẫn trang 500 – sách Trịnh Xuân lai có )

Sân phân bùn phải có dung tích đủ chứa lượng bùn từ nhà máy nước xả ra trong

4 đến 6 tháng mùa lũ.

Đáy sân có độ dốc 1% về phía cửa tháo nước ra.

Thành và đáy hồ lát đá hộc miết xi măng hoặc lát bê tông tấm, miết mạch bằng

vữa xi măng atsfan để chống xói lở và ngăn không cho nước bẩn thấm vào nguồn nước

ngầm.

Đáy sân đổ lớp sỏi cỡ hạt 16 – 32 mm, dày 200 mm. Trên lớp sỏi đổ hai lớp sỏi

nhỏ, lớp thứ nhất đường kính 4 – 8 mm, dày 100 mm; lớp thứ hai đường kính 1 – 2

mm, dày 100 mm.




Xây dựng ít nhất 2 hồ ,chung quanh sân có đường ôtô đi lại để vận chuyển

bùn,ít nhất cạnh hồ nên có bãi trung chuyển bùn , chiều rộng 1 làn xe tải là 5m.

Lượng cặn khô cần xả ra hằng ngày

(theo công thức trang 496 sách Trịnh Xuân Lai)

G1 = 1000

).( 21 CCQ =

1000

)10518.(60000 ≈ 30480( kg/ngđ)

Trong đó

G: trọng lượng cặn khô (kg)

Q: lượng nước xử lý (m3/ngày); Q = 60000 m3/ngày

C2: hàm lượng cặn trong nước ra khỏi bể lắng (g/m3); m = 10g/m3= 10 (mg/l)

C1: hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng (mg/l) C1 =518 (theo tính toán

phía mục 2.4.5.2)

Số lượng bùn tích lại ở bể lọc sau một ngày được tính theo công thức:

G2 = (kg)

Trong đó:

G2: Trọng lượng cặn khô tích lại ở bể lọc sau một ngày, (Kg)

Q: Lượng nước xử lý, Q = 60000 (m3/ngđ)

C2 : Hàm lượng cặn trong nước đi ra khỏi bể lọc, lấy bằng 3 (g/m3) (tiêu chuẩn

là không lớn hơn 3 g/m3)

C1 : Hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lọc, lấy bằng lượng cặn đi ra khỏi bể

lắng, C1 = 10 (g/m3)

Vậy trọng lượng cặn khô là:

G2 = 1000

)3 10.(60000 = 420 (Kg)

Tổng lượng cặn xả ra 1 ngày của trạm xử lý

G = G1 + G2 = 30480 + 420 =30900( kg)

Lượng bùn cặn nén trong vòng 4 tháng

G3 = 4.30.30900= 3708000 kg

1000

)C-(CQ21




Diện tích mặt hồ cần thiết : F = 120

37080003 a

G= 30900 m2

Ta chọn 10 bể, mỗi bể có tiết diện 45x69 m luân phiên làm việc trong năm.

Sau 4 tháng nước được rút khỏi hồ, để phơi bùn trong 3 tháng, nồng độ bùn đạt

25%, tỷ trọng của bùn là 1,2 tấn/m3

Thể tích bùn khô trong hồ :V = 2,1

10.3726000 33

G= 3105 m3

Chiều cao bùn khô trong hồ :H1 = 69.45.4

3105

..4

BL

V= 0,25 m

Lượng cặn khô xả ra hằng ngày G=31050 kg, nồng độ cặn khoảng 0,4%, tỷ

trọng bùn 1,011 tấn/ m3

Trọng lượng dung dịch cặn xả hằng ngày

G4 = 4,0

100.31050

1

G7762500 kg = 7762,5 tấn

Thể tích bùn loãng ra trong 1 ngày :V1 = 011,1

5,7762

1

4

G=7678 m3

Chiều cao phần bùn loãng trong hồ :H2 = 69.45.4

7678

..4

F

V

BL

V= 0,62 m

Chiều cao hữu ích của bể :H0 = H1 + H2 = 0,25 + 0,62 = 0,87(m)

Chọn chiều sâu hồ là 1,5 m

Tổng chiều cao của bể là : Hh = Hđáy + Ho + Hdự trữ = 0.5+ 0,33+0,87=1,7 (m)

Với Hđáy : đáy lót 3 lớp sỏi có chiều dày 0,5m

Hdự trữ = 0,3 m

Bảng: các kích thước thiết kế sân phơi bùn


Số lượng bể N 10 bể






Chiều cao bể Hh 1,7 m

2.5. BỐ TRÍ MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Trạm xử lí với công suất xử lí 60.000m3/ngđ có diện tích mặt bằng là 2 ha (xử lí

nước cấp của Nguyễn Lan Phương)

Trên khu đất đã được phê duyệt để xây dựng trạm xử lý sẽ được sắp xếp, bố trí

các công trình chính, các công trình phục vụ và các công trình phụ. Ngoài ra còn bố trí

các đường ống kĩ thuật, đường ống cấp nước cho bản thân trạm, ống thoát nước,

mương thoát nước, hệ thống cấp điện cho trạm bơm, điện chiếu sáng… Tất cả các

công trình, thiết bị và đường ống cần sắp xếp hợp lý, đảm bảo các điều kiện kĩ thuật và

mĩ quan công trình.

Khi bố trí mặt bằng trong trạm xử lý nước cần dựa vào các nguyên tắc thiết

kế sau:

Cần ưu tiên bố trí các công trình chính trong dây chuyền công nghệ xử lý nước.

Đảm bảo cho các công trình chính làm việc hợp lý và thuận tiện nhất.

Các công trình cần được sắp xếp gọn gàng, chiếm ít diện tích và tiết kiệm đất.

Triệt để lợi dụng địa hình, kết hợp bố trí mặt bằng với thiết kế cao trình trạm xử

lý để giảm công tác đất, giảm chiều sâu công trình, tạo điều kiện thoát nước và xả cặn

dễ dàng.

Khi bố trí các công trình trên mặt bằng, phải dự kiến trước các vị trí các công

trình sẽ được xây dựng ở giai đoạn sau, tạo điều kiện thuận lợi thiết kế mở rộng nhà

máy, tránh đập phá công trình và đường ống phải đi đường vòng quá xa.

Các công trình phụ trợ cần đặt ở gần các công trình chính mà nó phục vụ để

giảm công tác vận chuyển.

Các phòng quản lý, trực ban,… nên bố trí ở gần nơi làm việc, tránh tập trung

đông người.

Các công trình gây nhiễm bẩn, độc hại nên bố trí riệng biệt, xa các công trình

chính, cuối hướng gió và ít người qua lại.

Trong điều kiện địa chất cho phép nên bố trí hợp khối công trình để tiết kiệm đất

xây dựng và giá thành.

Trạm biến thế điện nên đặt gần nới sử dụng điện nhiều nhất và gần đường nội

bộ.




Bảo đảm điều kiện vệ sinh, hệ thống thoát nước phải đảm bảo thoát nước tốt, có

biện pháp trồng cây xanh, hoa cỏ để đảm bảo không khí trong sạch.

Các đường giao thông nội bộ phải bố trí hợp lý, thuận tiện đến từng công trình

với chiều rộng đường ô tô có thể ra vào thuận tiện.

Phải đảm bảo điều kiện mĩ quan toàn nhà máy.

Documents

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG XỬ LÝ NƯỚC CẤPimgs.khuyenmai.zing.vn/files/tailieu/luan-van-bao-cao/cong-nghe... · ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG – XỬ LÝ