ĐỀ CƯƠNG
ĐỀ CƯƠNG
1. N
1. N
ỘI DUNG NGHIÊN CỨU
ỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Tổng quan về nguồn nước cấp và các biện pháp xử lý nước cấp.
- Đề xuất công nghệ xử lý nước cấp.
- Tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong các công nghệ đề xuất.
- Dự toán kinh tế chi phí xử lý nước cấp của các công nghệ đề xuất.
- Lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp phù hợp
2.
2.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp so sánh: lấy các số liệu phân tích được so sánh với QCVN
02:2009/BYT, QCVN 08:2009-BTNMT, TCXD 33-2006 từ đó có thể xác định các
chỉ tiêu cần xử lý.
Phương pháp phân tích tổng hợp: thu thập kiến thức từ các tài liệu sau đó
quyết định phương án xử lý hiệu quả nhất.
CHƯƠNG I. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP NƯỚC
1.1.
1.1.
Tính chất nguồn nước cấp và tiêu chuẩn cấp nước
Tính chất nguồn nước cấp và tiêu chuẩn cấp nước
- Nguồn nước: nước sông
- Dân số : 41300 người
- Công suất : 20000 m
3
/ngđ
- Bảng số liệu

1000
.Nq
* K
ngđ
=
1000
41300.200
* 1,3 = 10738 (m3/ngày)
2. lưu lượng nước phục vụ công cộng
Q
1
= 10% .Q = 10% . 10738 = 1073,8 (m3/ngày)
3. lưu lượng nước cho công nghiệp dịch vụ
Q
2
= 10% .Q = 10% . 10738 = 1073,8 (m3/ngày)
4. lưu lượng nước cho khu công nghiệp
Q
3
= 25% .Q = 25% . 10738 = 2684,5 (m3/ngày)
5. lượng nước thất thoát
Q
4
= 20% .(Q + Q
1
+Q
2
+Q
3
)

= 19992,1 (m3/ngày)
Lấy công suất trạm Q = 20000 (m
3
/ngày)
CHƯƠNG II. LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
2.1 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:

Phương án 2:
Phân tích ưu nhược điểm:


Bể phản ứng
Bể phản ứng
•
•
Phương án
Phương án
1
1
: Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng
: Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng
Nguồn
tiếp nhận
Trạm bơm
cấp 1
Bể trộn
đứng

nhanh
bể lắng
li tâm
Sân phơi bùn
Bể chứa
nước sạch
Trạm bơm
cấp 2
Phèn
clo
Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng thường được đặt ngay trong phần đầu của bể
lắng ngang. Bể thường 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. Ưu điểm của bể này là cấu tạo đơn giản, không cần máy
móc cơ khí, không tốn chiều cao xây dựng.
•
•
Phương án 2: Bể phản ứng vách ngăn
Phương án 2: Bể phản ứng vách ngăn
Thường được xây dựng kết hợp với bể lắng ngang. 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. Tuy nhiên, nó có nhược
điểm là 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
Bể lắng
•
•
bằng cácthiết bị ly tâm hay xiclon thủy lực.
bằng cácthiết bị ly tâm hay xiclon thủy lực.
Các thiết bị lắng ly tâm có hiệu quả lắng cao nhưng cấu tạo phức tạp, quản
Các thiết bị lắng ly tâm có hiệu quả lắng cao nhưng cấu tạo phức tạp, quảnlý khó khăn không kinh tế.
lý khó khăn không kinh tế.
Kết luận:
So với phương án 2 thì phương án 1 có nhiều ưu điểm hơn, hệ thống làm việc ổn
định và vận hành đơn giản hơn. Vì vậy chọn sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp ở
phương án 1 là sơ đồ công nghệ phù hợp.
2.2 THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
- Nước đươc 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 lơn 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 đươc đưa sang các công trình xử lý tiếp theo.
- Nước rửa lọc được đưa vèo 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

- K1: hệ số co hẹp do các thanh thép, được tính bằng công thức:
K1 =
a
da +
=
40
840 +
= 1,2
 Tiết diện của song chắn rác là:
ω =
nv
Q
.
. K1 . K2 . K3 =
2.4,0
23,0
. 1,2 . 1,25 . 1,25 = 0,54 m
2
Song chắn rác được bố trí móc kéo để dễ dàng nâng hạ khi sửa chữa.
tổn thất cục bộ qua song chắn rác
h
sc
= ξ .
g
v
2
2
. k (m)
Trong đó
- ξ: hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn được xác định bởi công thức :

/ ngđ = 0,23 m
3
/s
- đường kính dây đan lưới, chọn d = 1 mm
- kích thước mắt lưới a = 5 mm
- vận tốc nước chảy qua song chắn v = 0,2-0,4 m/s chọn v = 0,2 m/s
- số cửa thu nước n = 4
- K2 : hệ số co hẹp do rac bám vào lưới K2 = 1, 5
- K3: hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng, K3 = 1,15-1,5
- K1: hệ số co hẹp, được tính bằng công thức:
- K1 =
2
)(
a
da +
=
2
)
5
15
(
+
= 1,44
-  Tiết diện của lưới chắn rác là:
ω =
nv
Q
.
. K1 . K2 . K3 =
2.4,0

g
v
2
2
. k = 0,34 .
81,9.2
2,0
2
. 3 = 0,0021(m)
3.1.2 TÍNH TOÁN LIỀU LƯỢNG HÓA CHẤT, THIẾT BỊ ĐỊNH
LƯỢNG HÓA CHẤT
 Tính toán dựa trên các thông số sau:
-Q = 30000 m3/ngđ
-Độ màu: 70 TCU
- Độ đục: 40 NTU
-Hàm lượng cặn: 500 mg/l
• Hàm lượng cặn của nước mặt là 500 mg/l, chọn liều lượng phèn cần để khử
độ đục là 50mg/l (theo TCXD 33-2006)
• độ màu của nước là 70 ta có liều lượng phèn cần để khử độ màu là:
P
Al
= 4
M
= 4
70
= 33,47 mg/l (6.11 trang 30-TCXD 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 P
Al
= 50 mg/l

t
=
t
hh
b
bW .
=
5
10.17,4
= 8,34 m
3
bt = Nồng độ dung dịch hoá chất trong bể tiêu thụ (4-10%), chọn bt = 5%
Chọn kích thước bể tiêu thụ: 3 . 2 . 1,4
Hệ thống phân phối khí nén
1. Hệ thống phân phối khí nén
Sử dụng hệ thống dẫn ống xương cá bằng vật liệu chống ăn mòn
2. Cường độ khí nén
- Ở bể hòa trộn W
kk
= 10 l/s.m
2
- Ở bể tiêu thụ W
hh
= 5 l/s.m
2-
- F là diện tích bề mặt bể
Lưu lượng gió phải thổi thường xuyên vào bể hòa trộn:
Q
h
= 0,06 . W

/h = 0,23 m
3
/s = 230 l/s
• Thời gian lưu nước lại trong bể; t = 2 p
• Số bể thiết kế lấy N = 2
• Thể tích bể trộn đứng là:
Wb =
N
tQ
.60
.
=
2.60
2.3,833
= 13,9 m
3

• Diện tích tiết diện ngang f
t
của bể trộn tính với vận tốc nước dâng V
d2
= 25
mm/s = 0,025 m/s là:
F
1
=
2d
V
Q
=

d1
=
1,1 m/s là:
F
2
=
1d
V
Q
=
1,1
23,0
= 0,21 m
2

 Diện tích mỗi bể là D
2
=
N
F
2
=
2
21,0
= 0,105m
2

 Mặt bằng bể trộn được thiết kế dạng vuông nên chiều dài mỗi cạnh của bể
trộn là;
b =

1
. h
2
. (D
1
+ D
2
+
2.1
DD
) =
3
1
. 2,51 . ( 4,6 + 0,105 +
105,0.6,4
)
W
2
= 4,52m
3

Dung tích phần trên:
W
1
= W
b
- W
2
= 13,9 - 4,52 = 9,38 m
3

phần trên phần dưới
Số lượng bể N 02 02 bể
Chiều dài bể L 2,2 0,3 m
Chiều cao bể H 2 2,5 m
chiều cao toàn phần 5 m
3.1.4 BỂ LẮNG NGANG
 Vận tốc trung bình của dòng nước trong bể
- Lấy α = 1,5 thì K = 10
Vtb = K .U
0
= 10 . 0,5 = 5 m/s
U
0
: tốc độ rơi của hạt cặn
 Tổng diện tích mặt bằng bể:
F =
==
5,0.6,3
3,833.5,1
.6,3
.
o
U
q
α
694,42 m
2
(6.71 trang 43 -TCXD 33-2006)
- Chọn số bể lắng ngang: N = 2 bể
- Chọn chiều cao vùng lắng H = 3 m ( theo TCXD 33-2006: H = 3-4m)

dể phân phối nước vào , 1 hệ thống thu nước sau lắng)
- Chiều rộng tổng cộng của mương và máng 2 đầu là 2 m
- Chiều dài bể lắng là L = 45 + 2 +2 = 49 m
 vậy chiều rộng mỗi bể là 7,72 m chia làm 2 ngăn mỗi ngăn rộng 3,86m.
Trong mỗi ngăn cò vách ngăn hướng dòng đục lỗ, hàng lỗ cuối cùng cao hơn
mực cặn 0,3m (quy phạm 0,3 – 0,5 m) thì diện tích công tác của vách ngăn phân
phối vào bể đặt cách đầu bể 1,5m là:
F
n
= b ( H
L
– 0,3 ) = 3,86. (3 -0,3) =10,42 m
2
Lưu lượng nước tính toán qua mỗi ngăn bể:
q
n
=
smhm /058,0/33,208
2.2
3,833
33
==
 Tốc độ nước chảy qua các lỗ đục đối với vách ngăn đầu bể: V
1
=0,5 m/s
(TCXD 33 – 2006)
 diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào:
F
1 =


L
m
=
3045.
3
2
.
3
2
==L
- Cứ mỗi ngăn bố trí 2 máng thu khoảng cách giữa các tâm máng là:
a =
m
B
93,1
2
86,3
2
1
==
- Tốc độ trong máng thu lấy Vm = 0,6m/s (theo quy phạm 0,6 – 0,8 m/s)
- Tiết diện máng thu: F =
m
n
V
q
.2
=
6,0.2
058,0

3
)
- m: hàm lượng cặn trong nước sau khi lắng ( 8-12 mg) chọn m = 10mg
- Q: lưu lượng nước vào bể lắng
Q =
=
2
3,833
416,65 m
3
/ h
- M
c
: tổng hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng
M
c
= M
0
+ KP
Al
+ 0,25M + B = 500 + 1. 50 + 0,25. 70+ 0 = 567,5 g/m
3
• M
0
: hàm lượng cặn lớn nhất trong nước nguồn
• P
Al
: liều lượng phèn cho vào nước
• K : hệ số tính chuyển hàm lượng phèn thành trọng lượng của bể lắng
trong cặn lắng. K = 1

Chiều cao vùng chứa cặn và nén cặn được tính theo công thức:
H
c
=

m
F
W
46,0
21,347
28,159
0
==
 Chiều cao trung bình của bể lắng:
H
bể
= H + H
c
= 3 + 0,46 = 3,46 m
 Chiều cao bảo vệ của bể lấy 0,4m
 Chiều cao xây dựng của bể là 3,46 + 0,4 = 3,86 m
 Thể tích 1 bể lắng : 49 . 7,72 . 3,86 = 1460,2 m
3
 Thời gian xả cặn t = 10 – 20 phút ( theo TCXD 33 – 2006) lấy t=20 phút
Bảng: các kích thước thiết kế bể lắng ngang
(02 bể mỗi bể 2ngăn, kích thước mỗi ngăn)
Thông số Số lượng Đơn vị
Số lượng bể N 02 bể
Chiều rộng bể B 3,9 m
Chiều dài bể L 45 m

=
N
tQ
.60
.
=
2.60
25.3,833
= 173,6 m
3

- Chiều cao của bể phản ứng:
H =
S
W
b
=
3,52
6,173
= 3,32 m
- Trong ngăn phản ứng có đặt 3 tấm chắn hướng dòng.
- Khoảng cách giữa các tấm chắn là:
a =
3
L
=
3
72,7
= 2,57 m
Bảng: các kích thước thiết kế bể phản ứng

= 6 – 8 m/h, chọn
V
tb
= 6 m/h (theo bảng 6.11 TCXD 33 – 2006)
a - Số lần rửa mỗi một bể lọc trong 1 ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường.
a = 2
W
tl
- Cường độ nước rửa Wtl = 6 1/s.m
2
t
1
- Thời gian rửa (h) t
1
= 6-5 p, chọn t
1
= 6 p = 0,1h
t
2
– Thời gian ngừng bể lọc để rửa t
2
= 0,35h
 Diện tích các bể lọc của trạm xử lý được xác định theo công thức:
F =
btbt
VtatWVT
Q
6,3.
21
−−

c
h
d
: chiều cao lớp sỏi đỡ, (lấy theo bảng 4.7 sách XLNC – Nguyễn Ngọc
Dung) h
d
= 0,7 m
h
v
: chiều cao lớp vật liệu lọc h
v
= 1,4m (TCXD 33-2006)

h
n
: chiều cao lớp nước trên vật liệu lọc h
n
= 2m
h
p
: chiều cao phụ h
p
= 0,5
h
s
: chiều cao từ đáy bể đến sàn đỡ chụp lọc; h
s
= 1 m.
h
c

bể
: diện tích bề mặt 1 bể lọc; S
bể
= 24,4 m
2
- T : thời gian rửa bể lọc bằng nước; T = 6 phút = 360s
• Lượng nước lọc được sau 1 chu kỳ
V
nước sạch
= v
lọc
. s
bể
. T
lọc
= 6 . 24,4 . 11,37 = 1664,6 m
3
Trong đó
- v
lọc
: vận tốc lọc trung bình trong các bể lọc; v = 6 m/h
- S
bể
: diện tích bề mặt của 1 bể lọc; S
bể
= 24,4 m
2
- T
lọc
: chu kỳ trung bình của bể lọc; T = 11,37 giờ

Lưu lượng nước rửa của 01 bể lọc là
3
. 24,4 5
0,122( / )
1000 1000
r
f W
Q m s
´
= = =
Vận tốc chảy trong ống chính cho phép
 
1,5 2 /
c
v m sn n
, chọn
smv
c
/2=
→ Đường kính ống chính:

4 0.122 4
0,28
2 3,14
r
c
c
Q
D m
v

4.
4 0.366
0.176( )
. 3.14 15
g
gi
gi
Q
D m
v
p
´
= = =
´
Chọn
ó
200( )
gi
D mm=
.


Tính toán máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc
Tính toán máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc
Bể có chiều dài là L = 6,1m, chiều rộng là B = 4m; chọn mỗi bể bố trí 2 máng
thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác; khoảng cách giữa các máng sẽ là d =
4
2( )
2
m=

) với nửa chiều rộng của máng. Lấy
a = 1.3 (quy phạm a = 1 ÷ 1.5)
- K: hệ số, đối với tiết diện máng hình tam giác K = 2.1
.
0.364 1.3
0.24( )
2 2
2
CN m
CN
m
x
h B a
a h m
B
= = = =Þ
Vậy chiều cao phần máng chữ nhật là h
CN
= 0.24 m. Lấy chiều cao phần đáy
tam giác là h
đ
= 0.2 m. Chiều dày thành máng lấy là
δ
= 0.08 m.
Chiều cao của máng thu nước rửa là
0.24 0.2 0.44( )
m CN d
H h h m= + = + =
Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép trên máng thu nước xác định
theo cơng thức

0.122
1.75 0.2 1.75 0.2 0.46( )
. 9.81 0.7
M
m
q
h m
g A
= + = + =
´
Trong đó
- q
M
: lưu lượng nước chảy vào ngăn tập trung nước; q
M
= 0.07 m
3
/s
- A : chiều rộng của ngăn tập trung nước. Chọn A = 0.7 (thường từ 0,7-0,8)
- g : gia tốc trọng trường bằng 9.81 m/s
2
 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 1.2m/s.
4 4 0.061
0.26( )
3.14 1.2
ch
Q
D m

c
Q
D m
v
n n
n n n
nn n
Chọn đường kính ống là D
c
= 300 mm bằng thép khơng rỉ.
Bảng - Các thơng số thiết kế của bể lọc
Thơng số Số lượng Đơn vị
Bể lọc N 6 bể
Chiều rộng bể B 4 m
Chiều dài bể L 6,1 m
Chiều cao bể H
XD
5,7 m
Ống dẫn nước rửa lọc 300 mm
Ống dẫn gió 200 mm
Ống thu nước lọc 300 mm
Ống xả nước rửa lọc 300 mm
Số máng trong 1 bể lọc 2 máng
Chiều rộng máng B
m
0.37 m
Chiều dài máng L
m
6,1 m
Chiều sâu máng H

Chiều rộng bể B 20 m
Chiều dài bể L 25 m
Chiều cao bể H
XD
4,5 m

3.1.7.2 TÍNH TOÁN LƯỢNG CLO ĐƯA VÀO BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH
- 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 (2-3 mg/l), chọn m
Cl
= 3mg/l
- 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 . 3 = 3,9 mg/l
 lượng clo trung bình cần dùng trong 1 ngày đêm
W
Cl
= Q . 1000 . 3,9 = 20000 . 1000 . 3,9 =78000000 mg = 78 kg
 thể tích clo lỏng cần dùng trong 1 ngày đêm
V
Cl
=
47,1
Cl
W
=
47,1
78
= 53,06 m

=
1000
).( mMQ
c
−
=
1000
)105,567.(20000
−
= 11150 kg/ngđ
Trong đó
 G : trọng lượng cặn khô (kg)
 Q : lượng nước xử lý (m
3
/ngày); Q = 20000 m
3
/ngày
 m : hàm lượng cặn trong nước ra khỏi bể lắng (g/m
3
); m = 12
g/m
3
 M
c
: hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng (g/m
3
) M
c
= 567,5
g/m

3
- Thể tích bùn khô trong hồ
V =
2,1
10.1350240
3
3
−
=
γ
G
= 1125 m
3
- Chiều cao bùn khô trong hồ
H
1
=
53.53.4
1125
4
=
BL
V
= 0,1 m
- Lượng cặn khô xả ra hằng ngày G=11252 kg, nồng độ cặn khoảng 0,4%, tỷ
trọng bùn 1,011 tấn/ m
3
- Trọng lượng dung dịch cặn xả hằng ngày
G
4

- Chiều cao hữu ích của bể
H = H
1
+ H
2
= 0,1 + 0,25 = 0,35
Chọn chiều sâu hồ là 1,5 m
H
h
= H
đáy
+

H
chứa cặn
+ H
dự trữ
= 3 m
Với H
đáy
: đáy lót 3 lớp sỏi có chiều dày 0,4m
H
dự trữ
= 0,3 m
H
chứa cặn
= H
h
- 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 phụ thuộc
để giảm công tác vận chuyển.
- Các phòng quản lý, trực ban,… nên bố trí ở gần nới 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.