ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
LỜI MỞ ĐẦU
&
Ngày nay khi nền kinh tế phát triển thì đời sống của người dân
càng được cải thiện và nâng cao. Cùng với sự phát triển đó là nhu
cầu đòi hỏi đảm bảo vệ sinh trong ăn, ở, uống, sinh hoạt. Tất cả các
lĩnh vực đó đều liên quan đến nước sạch. Bởi vậy có thể nói một
trong những vấn đề cấp bách hiện nay là nhu cầu cung cấp nước
sạch cho người dân Việt Nam.
Tuy nhiên nguồn nước cấp thì ngày càng hạn chế: 94% nước
trên Trái đất là nước mặn mà vấn đề xử lý nước mặn rất tốn kém,
hơn 4% là nước ngầm nhưng hiện nay vấn đề khai thác nước ngầm
cũng gặp nhiều khó khăn vì nó gây hiện tượng sụt lún bề mặt Trái
đất. Chính vì vậy vấn đề xử lý nước mặt để cung cấp cho ăn uống
và sinh hoạt là một vấn đề cấp bách và cần thiết của toàn cầu.
Với môn Đồ án công nghệ 1, em được thiết kế trạm xử lý nước
có công suất 4500m
3
/ng.đ và hàm lương cặn là 230mg/l. Trên cơ
sở xử lý hàm lượng cặn và khử trùng nguồn nước em đã lựa chọn
dây chuyền công nghệ xử lý nước để sau khi xử lý đảm bảo tiêu
chuẩn vệ sinh đối với nước dùng cho ăn uống sinh hoạt theo quy
định của Bộ y tế. Trên cơ sở kiến thức đã học cùng với sự tham
1
SVTH: Nguyễn Lương Vũ Cường
ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
khảo tài liệu và đặc biệt có sự hướng dẫn tận tình của thầy : Phạm
Phú Song Toàn. Song trong quá trình thực hiện tính toán trình bày
và thiết kế bản vẽ còn nhiều thiếu sót mong thầy cô trong bộ môn
Môi trường góp ý và sửa chữa.
Em xin chân thành cảm ơn.

1.1Các số liệu cơ sở cho thiết kế sơ đồ công nghệ .
Chỉ tiêu Nước nguồn
Tiêu
chuẩn(TCXDV
N 33-2006)
Nhiệt độ(
o
C ) 23
o
C
Độ pH 7,3 6,5-8,5
Độ kiềm toàn phần, K
i
.
(mgdl/l)
2,3
Độ oxy hóa Pemanganat.
(mgdl/l)
7,3
<
12
Độ cứng tổng cộng.
(mgdl/l)
2,3
Độ màu. (Pt/Co) 28
Độ oxy hóa KMnO
4
.(mg/l) 2,0
Cặn lơ lửng lớn nhất, C
max

+ K
+
23
5
SVTH: Nguyễn Lương Vũ Cường
ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
Ca
2+
Mg
2+
NH4
+
60
6,2
0,5
Hàm lượng các anion chủ
yếu.(mg/l)
HCO
3
-
SO
4
2-
Cl
-
NO
2-
200
22
16

2
trong nước trước khi làm thoáng.
pH = 7,3 , K
i
= 2,3 mgdl/l , t
o
= 23
o
C ,hàm lượng muối P =
160 mg/l.
Dựa vào biểu đồ hình 6-2 của TCXDVN-33-2006. ta suy ra được
hàm lượng CO
2
tự do trong nước nguồn là: 32 mg/l.
1.2.3. Độ kiềm của nước sau khi pha phèn.
K
1
= K
o
-
e
Dp
= 2,3 -
45
57
= 1,91 mg/l
Trong đó: Ko ,độ kiềm của nước nguồn trước khi pha phèn (tính
bằng mgdl/l)
6
SVTH: Nguyễn Lương Vũ Cường

e= 57( đối với Al
2
(SO
4
)
3
)
=> (CO2)
*
= 11 + 44
57
45
= 30,84 (mg/l)
1.2.5. Chỉ số bão hòa J.
J = pH
o
– pH
s
.
Trong đó: pH
o
:là độ pH của nước sau khi pha phèn (xác định
theo TCXDVN 33-2006).
pHs : là độ pH của nước sau khi đã bão hòa cacbonat
đến trạng thái cân bằng tính theo công thức:
pHs = f
1
(t) – f
2
(Ca

2+
) = 1,75
Độ kiềm K
i
= 1,91 mg/l  f
3
(K) = 1,28
Tổng hàm lượng muối trong nước P =160 mg/l  f
4
(P) =
8,75
Từ trên ta có: pH
s
= 1,96 – 1,75 – 1,28 + 8,75= 7,68
Suy ra : J = pH
o
– pH
s
= 6,65 – 7,68 = - 1,03 > 0,5 (pH
o
<pH
s
<8,4).
7
SVTH: Nguyễn Lương Vũ Cường
ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
 Nước không ổn định ta phải thêm hóa chât để ổn định
nước.
1.2.6. Xác định lượng vôi đưa vào kiềm hóa.
D

V = 1,2415
×
28
×
=
75
100
43,45 mg/l
1.2.7.Hàm lượng cặn lớn nhất trong nước sau khi đưa hóa chất
vào kiềm hóa và keo tụ.
Ta có công thức tính như sau:
C
max
= C
n
+ K .P + 0,25 . M + V (mg/l)
Trong đó:
C
n
: Hàm lượng cặn lớn nhất của nước nguồn = 230 mg/l.
K: Hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết của phèn sử dụng
Đối với phèn nhôm không sạch K = 1.
8
SVTH: Nguyễn Lương Vũ Cường
ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
P: Lượng phèn đưa vào để keo tụ P = 45 mg/l.
M: Độ màu của nước nguồn theo thang độ Platin-Coban.
M =32Co/Pt.
V: lượng vôi đưa vào kiềm hóa V= 43,45 mg/l
=> C

tầng cặn lơ lửng
Trạm bơm 2
Nước nguồn
ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
tốc giảm dần tạo điều kiện cho các hạt keo và cặn bẩn kết dính với
nhau tạo những bông cặn đủ lớn và được giữ lại trong bể lắng .
Lọc là công đoạn cuối cùng trong quá trình làm sạch, nước từ bể
lắng
qua bể lọc ở đây nước chuyển động từ trên xuống qua lớp vật liệu
lọc có chiều dày 0,8 m các hạt cặn và vi trùng được giữ lại trên bề
mặt hoặc các khe hở của lớp vật liệu lọc, cho đến khi nước vào hệ
thống thu nước lọc thì hầu như không còn cặn nữa. Nước tiếp tục
đi từ bể lọc tiếp xúc tràn qua máng theo đường ống đưa đến bể
chứa nước sạch. Quá trình đưa nước đến
bể chứa nước sạch phải có đường ống châm Clo khử trùng nước.
Sau đó nước được cung cấp cho mạng lưới và được chuyển đến
nơi tiêu thụ.
CHƯƠNG 2 :
10
SVTH: Nguyễn Lương Vũ Cường
ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH CHÍNH
TRONG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP
2.1. Xác định công suất của nhà máy.
- Ta có lượng nước tính toán được là 4500 m
3
/ ng.đ. Nhưng khi
xây dựng nhà máy ta phải tính đến lượng nước dự phòng.
- Lượng nước dự phòng có thể tính là 5% - 10% tổng lượng nước
tính toán.

.
- Để trộn đều khi pha loãng đến nồng độ cần thiết trong bể tiêu thụ:
u
k
= 5 l/s.m
2
.
11
SVTH: Nguyễn Lương Vũ Cường
ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
Để phân phối không khí cần dùng ống có lỗ bằng vật liệu chịu axít,
nên ta dùng ống thép chống ăn mòn có khoan hai hàng lỗ so le
nhau hướng xuống phía dưới tạo với phương đứng 45
o
C
- Tốc độ không khí trong ống phải lấy bằng V=15 m/s.
- Tốc độ không khí qua lỗ bằng V= 30 m/s.
- Đường kính lỗ D = 4 mm; lỗ phải hướng xuống dưới
- Áp lực không khí ép lấy từ 1,2 at.
2.2.3. Tính toán bể hòa trộn phèn và bể tiêu thụ.
Theo 6.19 – TCXDVN- 33_2006.
- Dung tích bể hoà phèn tính theo công thức

)m(
.b000.10
p.n.q
W
3
h
1

, kích thước bể 0,93
×
1
×
1 (m
3
).
12
SVTH: Nguyễn Lương Vũ Cường
ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
- Dung tích bể tiêu thụ tính theo công thức :
t
hh
t
b
bW
W
×
=
(m
3
).
 W
t
=
0,93 10
5
×
= 1,86(m
3

h
= 0,06
×
10
×
0,93 = 0.558 (m
3
/phút) = 0,0093
(m
3
/s).
+ Đối với bể tiêu thụ :
Tổng diện tích bể tiêu thụ :
F
t
= 1
×
1
×
1,86 = 1,86 (m
2
).
Lưu lượng gió thổi vào bể tiêu thụ :
Q
t
= 0,06
×
5
×
1,86 = 0,558 (m

3,14 15
×
×
= 0,04 (m) = 40 (mm).
+ Chọn đường kính ống chính D
c
= 50 (mm), vận tốc khí qua ống
chính là:
V =
2
4
C
g
D
Q
×
×
π
=
2
4 0,0186
3,14 0,05
×
×
= 9,47 (m/s).
+ Đường kính ống dẫn khí đến bể hòa phèn:
D
h
=
4

=
0,0093
3
= 0,0031 (m
3
/s).
Đường kính ống nhánh:
D
nh
=
v
Q
nh
×
×
π
4
=
4 0,0031
3,14 15
×
×
= 0,016 (m) = 16 (mm).
Chọn đường kính ống nhánh D
nh
= 30 (mm).
Chiều dài mỗi ống nhánh L
nh
= 1,4 (m).
14

Qnh
=
0,0031
30
= 1,03
×
10
-4
(m
2
).
Số lỗ trên 1 nhánh : n =
l
l
f
F
=
4
6
1.03 10
7,1 10
−
−
×
×
= 14 (lỗ).
Khoan 2 hàng so le nhau,mỗi hàng có n= 7 (lỗ).
Khoảng cách giữa các lỗ : l =
n
Lnh

= 43.45(g/m
3
).
b
v
: là nồng độ dung dịch vôi sữa, b
v
= 5%.
γ : là tỉ trọng của dung dịch, γ = 1 (T/m
3
).
15
SVTH: Nguyễn Lương Vũ Cường
ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
⇒
W
v
=
208,3 10 28.1
10000 5 1
× ×
× ×
= 1,17 (m
3
)
Thiết kế 1 bể pha vôi sữa, dung tích mỗi bể là: W = 1,17 (m
3
)
2.4.2 Cấu tạo:
Bể được thiết kế hình tròn.

hr
π
=
2
3,14 0,65 0,65
3
x x
= 0,29 m
3
+ Thể tích hình trụ là:
W
tr
= W

- W
n
= 2 - 0,29 = 1,71 m
3
+ Chiều cao công tác hình trụ:
h
tr
=
2 2
1.71
. 3,14 0,65
tr
W
r
π
=

+ Ống tự chảy dần vôi từ bể tôi vôi đến bể pha vôi công tác có d =
75 mm, tốc độ vôi chảy trong ống phải đảm bảo không lắng cặn
vôi.
+ Ống tự chảy có độ dốc về phía miệng xả là 0,04.
+ Chỗ ngoặc của đuờng ống dẫn dung dịch vôi sữa có bán kính
cong là:
R = 5 × d = 5 × 75 = 375 (mm).
2.5. Bể trộn đứng.
2.5.1. Các thông số tính toán.
- Thu nước bằng các máng thu có lỗ ngập trong nước,mỗi bể đều
có máng thu nước chạy vòng quanh.
- Thời gian nước lưu lại bể t = 2 phút.để đảm bảo đủ thời gian tách
khí
- Chọn vận tốc ở miệng dẫn vào đáy bể. v
v
=1 (m/s) .
- Vận tốc nước dâng ở cuối máng v
d
= 25 (mm/s) = 0,025 (m/s).
17
SVTH: Nguyễn Lương Vũ Cường
ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
- Vận tốc nước chảy ở cuối máng v
m
= 0,6 (m/s).
- Vận tốc nước từ bể ra máng v
r
= 0,8 (m/s).
- Dung tích bể tính theo công thức :
W

=
0,058
0,025 1×
= 2,32 (m
2
).
Bề mặt trên của bể là hình vuông thì chiều dài mỗi cạnh là:
b
t
=
t
F
=

2,32
= 1,5(m)
Diện tích đáy nhỏ:
F
1
=
v
vn
Q
×
(m
2
).
Trong đó :
+ Q , công suất trạm xử lý ( Q = 208,3m
3

d
vn
Q
×
(m
2
).
 F
2
=
208,3
2 0,025 3600× ×
= 1,16 (m
2
).
=> kích thước đáy lớn là :
R
2
=
π
2
F
= 0,6 (m).
Dung tích hình chóp phía dưới :
W
1

=

12






×
−
2
cot
2
21
α
g
DD
(m)
+
1
D
: là đường kính đáy lớn,
1
D
= 1,5 m.
+
2
D
: là đường kính đáy nhỏ,
2
D
= 0,3 m.
+

Dung tích phần hình hộp bên trên:
W
2
= W
1b
- W
1
= 3,47– 1,2 = 2,27 (m
3
)
Chiều cao phần hình hộp là:
h
2
=
2
2
F
W
=
2,27
1.16
= 1.95 (m )
19
SVTH: Nguyễn Lương Vũ Cường
ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
Lấy chiều cao bảo vệ là: h
3
= 0,4m.
Chiều cao xây dựng bể là:
H = h

=
2
4 0,058
3,14 0,3
×
×
= 0,82 (m/s).
Đường kính ngoài của ống dẫn nước vào bể là : D = 327 (mm).
+ Tính toán máng thu :
Nước chảy trong máng đến chỗ ống dẫn nước ra khỏi bể theo
hai hướng ngước chiều nhau, vận tốc nước chảy cuối máng là v
m
= 0,6 (m/s).
Lưu lượng nước tính toán của máng sẽ là:
1
208,3
2 2
b
m
Q
q = =
= 104,15 (m
3
/h)
Diện tích mặt cắt ướt là:
F
m
=
m
m

- Khoảng cách từ mép dưới lỗ ngập đến máng thu là 0,2
(m).
Vậy chiều cao xây dựng máng:
h
m
= 0,1 + 0,1 + 0,15 + 0,2 = 0,55 (m).
Chiều cao máng làm việc:
h = 0,1 + 0,15 + 0,2 = 0,45 (m).
Chiều rộng máng b
m
=
m
m
H
F
=
0,048
0,55
= 0,087 (m).
Thiết kế máng có độ dốc 0,005 về phía lỗ thu nước.
+ Tính toán lỗ ngập :
Tổng diện tích lỗ thu trong bể,với vận tốc nước chảy qua lỗ là :
1 (m/s)
∑
l
f
=
l
b
V

∑
=
0,058
0,0007
= 83(lỗ).
Chu vi phía trong của máng : P
m
= 3,14
×
1,82 = 5,71(m).
F
t
=
d
v
Q
=
0,058
0,025
= 2,32 (m
2
).
21
SVTH: Nguyễn Lương Vũ Cường
ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
Khoảng cách giữa 2 tâm lỗ với nhau :
e =
n
P
m

6,3
ß
=1,4.
208,3
64,2
3,6.0,45.2
=
m
2
Trong đó:
- Q : lưu lượng nước tính toán ( m
3
/h)
- V
tt
: tốc độ tính toán của dòng nước đi lên, chọn V
tt
=0,45
mm/s (Theo bảng 6.9-TCVN33-2006)
- N : số bể lắng, N=2 bể
- ß : hệ số kể đến việc sử dụng dung tích bể lấy trong giới
hạn 1,3-1,5. Lấy ß=1,4 ứng với tỷ số D/B=1,4
Diện tích ngăn phản ứng đặt trong bể được tính theo công thức:
f=
NH
tQ
60
.
= 7,7 (m
2

=
(m)
Vậy tỷ số D/H = 14,09/10 =1,4 đạt yêu cầu
( H =10m chọn trong phần tính bể phản ứng xoáy hình trụ)
Khi đó đường kính ống trung tâm là:
7,7
2.
3,14
d =
=3,13(m)
* Thời gian tháo bùn
Bùn từ bể lắng sẽ được bơm bùn bơm đến hệ thống máy ép
bùn để xử lý. Ở đây ta cần tính được thời gian tháo bùn tại mỗi bể
lắng để đưa ra thời gian hoạt động hợp lý của thiết bị ép bùn.
+ Chu kì xả cặn lắng là:
c
ax
W . .
( )
m
N
T
Q C C
δ
=
−
δ – Nồng độ cặn trung bình đã nén => Chọn δ = 30000 mg/l
N – Số bể lắng N = 2
Q – Lưu lượng nước thải vào bể
C – Hàm lượng cặn ra khỏi bể lắng, chọn C = 12mg/l

SVTH: Nguyễn Lương Vũ Cường
ĐỒ ÁN MT1 GVHD: Phạm Phú Song Toàn
với: h
n
=
)90(.2
α
−
−
tg
dD
=
)4590(.2
4,009,14
−
−
tg
= 6,845 m (chọn
α
=45
o
)
vậy: W
c
=
3,14 6,845
3
×
.
2 2

p
=1,15
Để thu nước đã lắng, dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung
quang thanh bể và 4 máng hình nan quạt chảy tập trung vào máng
chính.
Nước chãy theo 2 chiều, nên diện tích của mặt cắt ngang của máng
vòng được tính như sau:
f
v
=
v
Q
.2.2
=
0,058
2 2 0,6× ×
= 0,024 m
2
trong đó:
Q = 208,3 m
3
/h = 0,058 m
3
/s
v: vận tốc nước chảy trong máng, v= 0,6 m/s
thiết kế máng có tiết diện : (0,1 x 0,38)m
Tiết diện ngang của máng nan quạt:
F
p
=

Trong đó:
Q là công suất trạm xử lý, Q= 7150 (m
3
/ngày.đêm) = 297,92
(m
3
/h)=0,083(m
2
/s)
t : thời gian lưu nước trong bể , t = 20 phút.
Diện tích mặt bằng của bể phản ứng :
F =
vn
Q
×
=
0,083
1 0,0016×
= 51,9 (m
2
).
Trong đó:
v
= 1,6 mm/s: Tốc độ đi lên của dòng nước
Lấy chiều rộng của bể phẩn ứng bằng chiều rộng của bể lắng
ngang, B = 3,4 m.
Chiều dài của ngăn phản ứng.
L =
B
F