Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Th.S Mai Quang Tuấn
MỞ ĐẦU
Nước là nguồn tài nguyên rất cần thiết cho sự sống của các sinh vật trên
Trái Đất.
Nước không chỉ là tài nguyên mà còn là một trong những thành phần môi
trường để duy trì sự sống. Nước là một nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật trên
Trái Đất. Không có nước cuộc sống trên Trái Đất không thể tồn tại được. Nước
dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động vui chơi giải trí, các hoạt
động cứu hỏa, phun nước, tưới cây, rửa đường và mọi nghành công nghiệp hầu
như sử dụng nước như là một nguyên liệu không thể thay thế được trong sản
xuất.
Hiện nay ,vấn đề nước sạch và cung cấp nước sạch , chống ô nhiễm
nguồn nước do tác động của nước thải sinh hoạt, nước thải nông nghiệp và công
nghiệp đang là vấn đề cấp bách hiện nay. Cùng với sự phát triển của công
nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số nguồn nước càng ngày bị ô nhiễm và cạn
kiệt. …
Vì thế con người cần phải biết cách xử lý các nguồn nước cấp đề đáp ứng
cả về chất lượng lẫn số lượng cho sinh hoạt hằng ngày và sản xuất công nghiệp.
Được sự hướng dẫn tận tình của thầy Mai Quang Tuấn cùng các thầy cô
trong khoa Môi trường của trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường đã giúp
em xin hoàn thành Đồ án công nghệ mang tên: thiết kế và tính toán các công
trình chính cho một hệ thống xử lý nước ngầm với công suất 5000 m
3
/ngày
đêm.
Với lượng kiến thức của bản thân và thực tế chưa nhiều, nên trong quá
trình làm đồ án không thể tránh khỏi những sai sót trong bài.
Rất mong các thầy cô xem xét và chỉ bảo để em hoàn thành đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn!!!
1
1 1

Nhiệt độ
0
C 32
pH - 6.2 6.0 – 8.5
Độ màu TCU 4 15
Độ đục NTU 120 5
TS mg/l 70 _
SS mg/l 25 _
Hàm lượng sắt tổng số mg/l 1 0,5mg/l
Hàm lượng amoni mg/l 0.2 3mg/l
Hàm lượng mangan
tổng số
mg/l 2
<0.3mg/l
Theo QCVN 02:2009/ BYT các thành phần cần xử lý là:
1 Hàm lượng Fe: hàm lượng Fe tổng số của nước nguồn là 1 mg/l vượt
ngưỡng gấp 3.3 lần so với hàm lượng Fe tổng số quy định trong QCVN
02:2009/ BYT
2 Hàm lượng mangan tổng số: so với tiêu chuẩn thì hàm lượng mangan tổng
số vượt ngưỡng gấp gần 7 lần
3 Độ đục: so với tiêu chuẩn thì độ đục vượt ngưỡng gấp 24 lần
Chương 2
3
3 3
Nước rửa lọc
clo
Cấp nước vào mạng lưới
Nguồn nước
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Th.S Mai Quang Tuấn
Lựa chọn công nghệ xử lý

cũng không gặp nhiều khó
khăn.
• Bể lắng đứng
+ do đươc xây dựng cùng
với giàn mưa nên giảm
thiểu diện tích.
+ hoạt động ổn định có thể
hoạt động tốt ngay khi chất
lượng nước đầu vào thay
đổi
+ Vận hành đơn giản
• Thiết kế dây truyền sử lý
đơn giản.
• Tốn ít chi phí hơn so với
PA2
• Hệ suất khử CO2, Fe, Mn
trong thùng quạt gió lớn hơn
so với giàn mưa.
• Bể lắng trong có lớp cặn lơ
lửng đạt hiệu suất cao hơn và
tốn ít diện tích hơn so với bể
lắng ngang.
Nhược
điểm
• Hiệu suất sử lý CO2, Fe,
Mn của giàn mưa nhỏ hơn
của thùng quạt gió (tuy
nhiên theo chất lượng
nguồn nước thô thì hàm
lượng CO2, Fe, Mn là

khi gặp sự cố.
Thứ 3: khi tăng hoặc giảm công suất với giá trị nhỏ thì vẫn có thể đáp ứng yêu câu.
Thứ 4: chi phí ban đầu cho xây dựng và thiết kế là nhỏ hơn PA2
 Chọn PA1 để tính toán và thiết kế dây truyền xử lý nước ngầm.
3. Thuyết minh quy trình xử lý:
- Nước từ giếng sẽ được bơm lên giàn mưa. Giàn mưa có tác dụng : Hòa tan O
2
từ
không khí vào nước để Oxy hóa Fe
2+
thành Fe
3+
, Mn
2+
thành Mn
4+
để dễ dàng
kết tủa, quá trình lắng diễn ra nhanh và dễ hơn, khử sắt và mangan ra khỏi nước
bằng lắng và lọc.
- Sau đó nước sẽ được đưa vào bể lắng đứng để loại trừ các hạt cặn lơ lửng có khả
năng lắng xuống dưới đáy bể bằng trọng lực, ở đây các loại chất rắn TS, SS …
được giữ lại.Nhiệm vụ của bể lắng là tạo điều kiện tốt để lắng các hạt cát có
kích thước lớn hơn hoặc bằng 0,2 mm. Cặn từ bể lắng đứng sẽ được đưa sang
bể nén bùn để xử lý.
- Nước sau khi đã loại bỏ các chất rắn lơ lửng sẽ được đưa vào bể lọc nhanh. Lọc
là quá trình không chỉ giữ lại các hạt cặn lơ lửng trong nước có kích thước lớn
hơn kích thước các lỗ rỗng tạo ra giữa các hạt lọc mà còn giữ lại keo sắt, keo
hữu cơ gây độ đục, độ màu. Bể lọc thường được dùng để lọc một phần hay toàn
bộ cặn bẩn có trong nước. Bùn cặn từ quá trình xả cặn và lọc sẽ được đưa vào
bể nén bùn để xử lý, nước từ quá rửa lọc được tuần hoàn lại bể lắng đứng để xử

m
q
Q
F
m
===

Q:là lưu lượng nước xử lý
Q= 5000m
3
/ngàyđêm = 208,3m
3
/h = 0,058m
3
/giây.
q
m
:là cường độ mưa lấy từ (10 – 15 m
3
/m
2
.h).chọn bằng 10m
3
/m
2
.h
 Số giàn mưa chọn bằng 1 => kích thước giàn mưa là 3,5×6 = 21(m)
 Chia giàn mưa thành 3 ngăn, diện tích mỗi ngăn:
2
79.6

5000
m
v
Q
S ===

Trong đó: Vận tốc dòng nước theo quy phạm từ 1-1,5 m/s, chọn v =1,5
m/s
- Đường kính ống dẫn :

)(22,0
038,0.4.4
m
S
D ===
ππ

Chọn ống có đường kính 200 mm. Kiểm tra lại vận tốc nước chảy :
===
86400.44,0.
4.20000
.
4.
22
ππ
D
Q
v
1,5 m/s
- Ống xả cặn: bố trí mỗi ngăn có một ống xả cặn theo quy phạm đường kính ống

==
D
Q
v
=1m/s
Chọn khoảng cách giữa cách ống nhánh là 300 mm (theo quy phạm
khoảng cách này được lấy từ 250-300 mm).
-Số ống nhánh trên một ống phân phối chính sẽ là:
8)1
3,0
1
.(2 =+=n
- Lượng nước vào ống nhánh là
)/(10.6,3
2.8.86400
5000
8
33
sm
Q
q
nh
−
===
Chọn vận tốc nước trong ống phân phối nhánh là 2 m/s ( v= 1,8-2 m/s).
- Như vậy đường kính ống nhánh là:
m
v
q
d

−
ππ
[1 -25]
Tổng diện tích lỗ trên các ống nhánh theo quy phạm chọn từ 30-35 % diện
tích tiết diện ngang của ống chính, chọn tỷ lệ này là 30 %, tổng diện tích lỗ phun
là:
Tổng diện tích lỗ
3
22
10.9,5
4
)05,0.(
3,0
4
.
3,0
−
====
ππ
x
D
xS
chính
(m
2
)
Chọn đường kính lỗ phun mưa là 12 mm ( đường kính từ 10-12 mm).
11
11 11
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Th.S Mai Quang Tuấn

Diện tích bề mặt giàn mưa 20.83 m
2
Số ngăn 3
Chiều dài x chiều rộng mỗi ngăn 3,5 x 6 m
Số sàn tung 3
Chiều cao 3 m
Đường kính ống dẫn nước 200 mm
Đường kính ống phân phối chính 200 mm
Đường kính ống nhánh trên mỗi ngăn 50 mm
Số nhánh trên mỗi ngăn 8
2. Bể lắng đứng
 Tiết diện ngang của vùng lắng tính theo công thức
[2- 66.6]
Trong đó: Q:công suất trạm xử lý (m
3
/s) Q = 5000 m
3
/ngày = 208,3 m
3
/h = 0,058 m
3
/s
12
12 12
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Th.S Mai Quang Tuấn
V
tt:

2
=
×
=
×
=
L
Q
A
(m
2
)

Đường kính bể:
5,6
7,3444
≈
×
=
×
=
ππ
A
D
(m) thỏa mãn D = 4 ÷ 9 m [2-49]

Chiều cao phần hình nón cụt:
5,350
2
5,05,6

= 3 + 3,5 + 0,5 ≈ 7m.

Đường kính của ống phân phối trung tâm:
m
f
d 1,1
64,044
≈
×
=
×
=
ππ
- Với f là diện tích tiết diện ngang của ống phân phối trung tâm: f =
- Trong đó
13
13 13
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Th.S Mai Quang Tuấn
- v’ là vận tốc nước trong ống trung tâm không lớn hơn 30 mm/s [2-
T49].
- Chọn v’ = 0,03 m/s → f = (208,3/3600)/(2 × 0,03) = 1 m
2
- Thời gian lắng: T = H/v = 3/2,3 = 1,3 h
Với v là tốc độ chuyển động của nước trong bể lắng đứng, v = 0,5 ÷ 0,8
mm/s, chọn v = 0,65 mm/s hay v = 2,3 m/h
- Máng thu nước:
Máng thu nước đã lắng đặt trong thành trong của bể lắng, có dạng hình răng
cưa và đặt ở vòng tròn có đường kính bằng 0,9 m đường kính bể,đường kính
máng thu: D
m

21
(m
2
) [1-T140]

Trong đó:
-Q: Công suất trạm xử lý = 5000m
3
/ngày = 208,3m
3
/h
-W cường độ rửa: W=14( l/s.m
2
), T: tổng thời gian làm việc của bể lọc trong 1
ngày đêm = 24h
- a là số lần rửa bể trong một ngày a=1
- t
1
:thời gian rửa lọc t=5 phút=giờ, [1-T128]
-t2 ;thời gian ngừng bể lọc để rửa, t
2
= 0,35 giờ [1-T128]
- V
bt
vận tốc ở chế độ làm việc bình thường , V
bt
= 5 [1-T39]
15
15 15
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Th.S Mai Quang Tuấn

1
- NN
N
= 5 x
1-3
3
= 7,5 ( m/h)
- Theo TCXD 33:2006, V
tc =
6 – 7,5 m/h →

đảm bảo yêu cầu.

Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh xác định theo công thức:
H = h
d
+ h
v
+ h
n
+ h
bv
[1-T141]
- h
đ
: chiều cao lớp đỡ (m) : h
đ
= 0,7 m [1-T141]
- h
v

Wf
Q
r
===
[1-T141]
16
16 16
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Th.S Mai Quang Tuấn
- Trong đó: f là diện tích 1 bể lọc (m
2
)
W là cường độ nước rửa lọc (l/s.m
2
)
Chọn ống chính bằng thép đường kính ống d
c
= 600mm, v = 1,6m/s (Theo
TCXD 33:2006: v = 1,5 - 2 m/s).

Tính toán máng phân phối và thu nước rửa lọc
- Bể có chiều rộng là 3 m. Chọn mỗi bể bố trí 2 máng thu nước rửa lọc có
đáy hình tam giác. Khoảng cách giữa các tim máng là d = 3/2 = 1,5m
(Theo TCXD 33:2006: d= 2,2m). Lượng nước rửa thu vào mỗi máng là:
q
m
= W
n
.d.l (l/s)
- Trong đó:
W

Ta có: B
m
=
5
3
2
)2,157,1(
)084,0(
1,2
+
×
= 0,45 m
a =
2
m
cn
B
h
→ h
cn
=
2
2,145,0 ×
= 0,3m
- Vậy chọn chiều cao máng thu nước là h
cn
= 0,3m, lấy chiều cao của đáy
tam giác h
d
= 0,2 m. Độ dốc của máng lấy về phía máng nước tập trung là

H
m
=
100
458,0 ×
+ 0,3 = 0,7 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: H
m
= 0,5 m. Vì máng dốc về phía máng tập trung i
= 0,01, máng dài 4 m→ Chiều cao ở máng tập trung là: 0,48 + 0,01
×
4 =
0,55 m
- Vậy H
m
sẽ phải lấy bằng: H
m
= 0,07 + 0,55= 0,6 m

Khoảng cách từ đáy máng thu đến máng tập trung xác định theo công thức:
h
m
=
3
2
2
Δ
73,1

2
2
7,081,9
168,0
73,1
×
×
+ 0,2 = 0,35 m

Tính toán số chụp lọc
- Sử dụng loại chụp lọc có đuôi dài, có khe rộng 1mm. Chọn 36 chụp lọc
trên 1m
2
sàn công tác (Theo TCXD 33:2006). Tổng số chụp lọc trong một
bể là:
N = 36
44433,1236 =×=× f

cái
-Lưu lượng nước đi qua 1 chụp lọc
)/(1039,0/39,0
36
14
36
34
smsl
W
q
n
n

= 0,22.L
s
.W [1 – 148 ]
- Trong đó:
L
s
: chiều dày của lớp sỏi đỡ: 0,7 m
W: cường độ rửa lọc W = 14 (l/s.m
2
)
- Do đó: h
d
= 0,22.0,7
×
14 = 2,2 m
- Tổn thất áp lực trong lớp vật liệu lọc:
h
vl
= (a + b.W).L.e (m) [1 – 148 ]
- Trong đó:
19
19 19
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Th.S Mai Quang Tuấn
a và b là các thông số phụ thuộc vào kích thước hạt. Ứng với kích thước hạt
d =
15,0 ÷
mm thì 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 = 0,5
L: chiều dày lớp cát lọc L = 0,8m
→ h

- Liều lượng clo khử trùng lấy bằng 0.7 mg/l = 7.10
-4
kg/m
3
(Theo TCXD
33:2006, lượng clo 0,7 - 1mg/l).
- Lượng clo cần dùng để khử trùng trong 1 giờ là:
)/(15,010.73,208
4-
hkgaQC =×=×=
Trong đó:Q: Lưu lượng nước xử lí (m
3
/h)
a: liều lượng clo hoạt tính (lấy theo tiêu chuẩn TCXD 33:2006).
- Liều lượng Clo cần thiết dùng để khử trùng trong một ngày là:
)(5.315,02424 kgCQ
ngày
Cl
=×=×=
- Lượng Clo dự trữ đủ dùng trong 30 ngày:
m = 30 x 3.5= 105(kg)
5. Bể chứa nước sạch

Dung tích của bể chứa:
W
bc
= W
đh
+ W
3h

21 21
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Th.S Mai Quang Tuấn
q
cc
: tiêu chuẩn nước chữa cháy (m
3
), q
cc
= 10 l/s = 10.10
-3
(m
3
/s)
+ W
bt
: Lượng nước dự trữ cho trạm xử lý (m
3
)
W
bt
= 5% x Q = 5% x 5000 = 250 m
3
- Vậy dung tích của bể chứa là: ,
W
bc
= W
đh
+ W
3h
cc

)C-(CQ
21
×
(Kg/ngđ)
- Trong đó:
- G
1
: Trọng lượng cặn khô tích lại ở bể lắng sau một ngày, (Kg)
- Q: Lượng nước xử lý, Q = 5000 (m
3
/ngđ)
- C
2
: Hàm lượng cặn trong nước đi ra khỏi bể lắng, lấy bằng 10 (g/m
3
)
22
22 22
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Th.S Mai Quang Tuấn
- C
1
: Hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng, ta có:
C
1
= Cn + K.P+ 0,25.M = 120 + 0,25.25 = 126,25 (mg/l)
- Vậy G
1
=
1000
)10-25,126.(5000

1
= 10 (g/m
3
)
Vậy trọng lượng cặn khô là:
G
2
=
1000
)3-10.(5000
= 35 (Kg/ngđ)

Vậy tổng lượng cặn khô trung bình xả ra trong một ngày là:
G = G
1
+ G
2
= 581,25 + 35 = 616,25 (Kg/ngđ)
- Tải trọng dung dịch cặn nén bùn đưa vào bể nén bùn có giá trị q
0
= 15 - 25
SS/m
2
. Chọn q
0
= 25 SS/m
2
- Diện tích bể nén bùn được xác định theo tải trọng cặn là:
2
25

= 0,05mm/s
- Thời gian lưu bùn t = 12 giờ.
Đáy bể được xây hình chop cụt, đáy lớn có đường kính 5,5m
Đáy bé được chọn là 1m, góc nghiêng của đáy so với phương ngang 45
0
,
nên chiều cao phần đáy bể được tính:
( )
m 345.15,5.
2
1
=−=
o
d
tgh
- Chọn chiều cao bảo vệ h
bv
= 0,4
Vậy chiều cao tổng cộng của bể nén bùn là:
H
tc
= h
đ
+ h
lắng
+h
bv
= 3 + 0,6 + 0,4 = 4m
Bảng 1.5 Tóm tắt các thông sỗ trong bể nén bùn
STT Tên thông số Số liệu thiết kế Đơn vị

Chiều
Dài
Chiề
u
Rộng
Chiề
u
Cao
Đườn
g
Kính
V (m
3
)
1 Giàn mưa 3,5 6 4 - - 1
2 Bể lắng đứng - - 7 6,5 139 2
3 Bể lọc nhanh 4 3 4 - - 3
24
24 24
Đồ án công nghệ môi trường GVHD: Th.S Mai Quang Tuấn
ST
T
Tên Công Trình
Kích Thước
Số Đơn
Nguyê
n
Chiều
Dài
Chiề