Thiết kế trạm xử lý nớc thiên nhiên GVHD : TS. Nguyễn
việt anh

I. Lựa chọn công nghệ xử lý nớc
1. Xác định các chỉ tiêu còn lại trong nhiệm vụ thiết kế và đánh giá mức độ
chính xác các chỉ tiêu nguồn nớc
a. Tổng hàm l ợng muối
Tổng hàm lợng muối trong nớc nguồn đợc tính theo công thức sau:
P=
Trong đó:
- : Tổng hàm lợng các ion dơng
- : Tổng hàm lợng các ion âm
Ta có:

hay: (mg/l) hay:

=

6,119Ae
Nh vậy:
P = 138,45+ 119,6 + 1,4ì 17 + 0,5ì278,1 + 0,13 ì2
P = 421,16 (mg/l)
b. Xác định l ợng CO
2
tự do có trong n ớc nguồn
Lợng CO2 tự do có trong nớc nguồn phụ thuộc vào P, t
0
, Ki, PH và đợc xác định

SV: Ngô Vũ Linh 44MN1 - Ms:2470.44
1
[ ] [ ] [ ]
++
++++

23
2
SiO0,13.HCO0,5.Fe1,4.AeMe
[ ] [ ] [ ] [ ]
+++++
+++=

4
222
NHMgCaCaMe
2895,32,1063,0
+++=
[ ] [ ] [ ] [ ]

+++=

32
2
4
NONOSOClAe
6,425,764,01,0
+++=

+

5. Hàm lợng cặn lơ lửng = 6 (mg/l) > 3 (mg/l)
6. Chỉ số Ecôli = 720 (con) > 0 (con)
3. Sơ bộ lựa chọn dây chuyền công nghệ
Do hàm lợng Fe
2+
= 17(mg/l), công suất trạm Q = 8000 (m
3
/ngđ) nên để xử lý
sắt ta dùng phơng pháp làm thoáng tự nhiên.
a. Kiểm tra xem tr ớc khi xử lý có phải Clo hoá sơ bộ hay không
Ta phải Clo hoá sơ bộ trong 2 trờng hợp sau:
- [O
2
]
0
> 0,15ì[Fe
2+
] + 3
- Nớc nguồn có chứa NH
3
, NO
2
Do [O
2
] = 3 (mg/l) < 0,15ì[Fe
2+
] + 3 = 0,15ì17 + 3 = 5,55 (mg/l) nên điều kiện
này không yêu cầu phải Clo hoá sơ bộ.
Tuy nhiên, trong nớc nguồn có chứa NH
3

2+
]
Trong đó:
- Ki
0
: Độ kiềm của nớc nguồn = 4,65 (mg/l)
Ki
*
= 4,56 - 0,036ì17 = 3,948 (mgđ
g/l)
Hàm lợng CO
2
sau khi làm thoáng:
CO
2
*
= (1-a)ìCO
2
0
+ 1,6ì[Fe
2+
]
Trong đó:
SV: Ngô Vũ Linh 44MN1 - Ms:2470.44
2
Thiết kế trạm xử lý nớc thiên nhiên GVHD : TS. Nguyễn
việt anh

- a : Hệ số kể đến hiệu quả khử CO
2

*
= 7,1
Hàm lợng cặn sau khi làm thoáng:
Hàm lợng cặn sau khi làm thoáng đợc tính theo công thức:
C
*
max
= C
0
max
+ 1,92ì[Fe
2+
] + 0,25M (mg/l)
Trong đó:
- C
0
max
: Hàm lợng cặn lơ lửng lớn nhất trong nớc nguồn trớc khi làm thoáng
= 12 (mg/l)
- M : Độ mầu của nớc nguồn - tính theo độ Cobal
C
*
max
= 12 + 1,92ì17 + 0,25ì6 = 46,14 (mg/l)
Vì C
*
max
> 20 (mg/l) và công suất trạm xử lý = 8000 (m
3
/ngđ) nên ta dùng bể

Clo
Làm thoáng
nhân tạo
Lắng tiếp
xúc
ngang
Lọc nhanh
Khử trùng
Nước nguồn
Bể chứa
nước
sạch
Thiết kế trạm xử lý nớc thiên nhiên GVHD : TS. Nguyễn
việt anh

- f2(Ca
2+
): Hàm số nồng độ ion Ca
2+
trong nớc sau khi khử sắt
- f3(Ki*): Hàm số độ kiềm Ki* của nớc sau khi khử sắt
- f4(P) : Hàm số tổng hàm lợng muối P của nớc sau khi khử sắt
Tra biểu đồ Langlier ta đợc:
- t
0
= 20
0
C => f1(t
0
) = 2,1

Công suất Trạm xử lý (m
3
/h)

SV: Ngô Vũ Linh 44MN1 - Ms:2470.44
4
Thiết kế trạm xử lý nớc thiên nhiên GVHD : TS. Nguyễn
việt anh

- q
m
: Cờng độ ma tính toán. Theo quy phạm ta có = 10 ữ 15 (m
3
/m
2
-h).
Chọn
q
m
= 12 (m
3
/m
2
-h) ta có:
Theo thiết kế, Q = 8000 (m
3
/ngđ)

= 333,33 (m
3

0
C
-
tb
2
CO

: lực động trung bình của quá trình khử khí, đợc tính nh sau:
CO
2
tb
=
t
max
tmax
C
C
lg2300
C - C
ì
(kg/m
3
)
Với Cmax = 1,64
ì
Fe
2+
+ C
đ
= 1,64

lên 7,5.
C
l
= 1,64
ì
Fe
2+
+ (C
đ


C
t
) (mg/l)
Fe
2+
= 17 (mg/l)
C
đ
= 10
C
t
= C
bđ
ìì
(mg/l)
ứng với PH = 7,6 và K = 4,56

C
bđ


= 28,53 (mg/l)
G =
1000
QC
ì
l
=
1000
333,3328,53
ì
= 9,5 (kg/h)
Do đó:
F
tx
=
20,410,075
9,5
ì
= 6,2 (m
2
)
Khối tích lớp vật liệu tiếp xúc là: W =
tx
f
F
tx
Tra bảng Đặc tính lớp vật liệu lọc ta có: f
tx
= 120 (m

ì V
d =
V
Q4
ì
ì

=
36003,14
166,664
ì
ì
= 0,243 (m)
Ta lấy d
chính
= 0,25 (m) = 250 (mm) V = 0,94 (m/s)
Chọn ống nhánh
Vận tốc đảm bảo trong khoảng 1,2 ữ 2 (m/s)
Thiết kế 18 ống nhánh, đờng kính mỗi ống là
nhánh
= 50 (mm), lu lợng nhánh là:
Q
nhánh
=
360018
166,66
ì
= 2,57ì 10
-3
(m

2
)
V
n

=

Q
=
1,9625
2,57
= 1,37 (m/s)

thoả m n điều kiện.ã
Khoảng cách giữa các ống nhánh là:
x =
8
20,3-4
ì
= 0,425 (m)
Trên các ống nhánh đục các lỗ 10 thành 2 hàng hớng xuống dới và nghiêng
so với phơng nằm ngang một góc 45
0
. Diện tích một lỗ là:
F
1lỗ
=
4
d
2

= 0,049 (m
2
)
F
lỗ
= 0,5ì 0,049 = 0,0245 (m
2
)
S lỗ phải khoan là:
n =
lỗ
lỗ
F18
F
ì

=
3-
107,8518
0,0245
ìì
= 17,3 (lỗ) lấy n = 18 (lỗ).
Mỗi hàng đục 9 lỗ, khi đó khoảng cách giữa các lỗ là:
R =
8
1504-1550
ì
= 156,25 (mm)
Sơ đồ giàn ma đợc bố trí nh sau:
SV: Ngô Vũ Linh 44MN1 - Ms:2470.44

u
tb
0
0
(1) là hệ số kể đến ảnh hởng của dòng chảy rối trong vùng lắng.
Trong đó:
- u
0
: Tốc độ lắng cặn, lấy bằng 0,6 (mm/s)
- V
tb
: Vận tốc trung bình chuyển động ngang của dòng nớc. V
tb
= Kìu
0
Với K: hệ số phụ thuộc vào tỷ số chiều dài và chiều cao của bể lắng. Chọn
H
L
= 10

K = 7,5

V
tb
= 7,5
ì
0,6 = 4,5 (mm/s). thay lại công thức (1) ta có:


=

Chia mỗi bể thành 2 ngăn, chiều rộng của một ngăn là b
n
=
2
B
=
2
4,0
= 2,0
(m)
c. Chiều dài bể lắng
Theo cách chọn nh trên, chiều dài bể lắng là:
L = 10ì H = 10ì 2,5 =25 (m)
SV: Ngô Vũ Linh 44MN1 - Ms:2470.44
8
Thiết kế trạm xử lý nớc thiên nhiên GVHD : TS. Nguyễn
việt anh

Chọn hai vách ngăn đặt cách tờng 1,5 (m). Sử dụng phơng pháp cặn trợt về
phía đầu bể (hố thu cặn đặt ở phía đầu bể).
d. Tính hệ thống phân phối n ớc vào bể
Để phân phối và thu nớc đều trên toàn bộ diện tích bề mặt bể lắng ta đặt các
vách ngăn có đục lỗ ở đầu và cuối bể.
Thiết kế hàng lôc cuối cùng nằm cao hơn mức cặn tính toán là 0,3 (m) theo
quy phạm là 0,3
ữ
0,5 (m).
Đặt vách ngăn phân phối nớc vào bể cách đầu bể một khoảng 1,5 (m).
Diện tích của vách ngăn phân phối nớc vào bể là:
F

0,023
= 0,0767 (m
2
)
Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn thu nớc ở cuối bể là:
f
lỗ 2
=
lỗ2
V
n
q
=
0,5
0,023
= 0,046 (m
2
)
Lấy đờng kính lỗ ở vách ngăn phân phối thứ nhất d
1
= 0,06 (m), diện tích một
lỗ là
f
1lỗ
= 0,00285 (m
2
)
Tổng số lỗ ở vách ngăn thứ nhất là:
n
1

= 24 (lỗ)
ở vách ngăn phân phối bố trí thành 7 hàng dọc và 4 hàng ngang, khoảng cách
giữa các lỗ theo hàng dọc là:
dọc
=
4
0,3-2,5
= 0,55 (m)
Khoảng cách giữa các lỗ theo hàng ngang là:
ngang
=
7
2,0
= 0,286 (m)
e. Tính diện tích vùng chứa cặn
Thể tích vùng chứa cặn đợc tính toán theo công thức:
SV: Ngô Vũ Linh 44MN1 - Ms:2470.44
9
Thiết kế trạm xử lý nớc thiên nhiên GVHD : TS. Nguyễn
việt anh

W
0
=
( )
c
m - McQT

ì
(m

Chiều cao vùng chứa và nén cặn đợc tính theo công thức:
h
c
=
F
W
0
=
200
110
= 0,55 (m)
g. Chiều cao bể lắng
Chiều cao bể lắng đợc xác định theo công thức:
H
bể
= H
L
+ h
c
+ h
bảo vệ
Trong đó:
- H
L
: Chiều cao vùng lắng nớc, H
L
=2,5 (m)
- h
bảo vệ
: Chiều cao bảo vệ, lấy = 0,5 (m)