THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO THỊ TRẤN 50.000 DÂN
I. LÝ DO VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1. LÝ DO THIẾT KẾ
Song song với việc học lý thuyết ở trên lớp sinh viên phải thực hiện đồ án mơn học,
nhằm hồn thành và nắm vững mơn học “xử lý nước cấp”.
2. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Thiết kế nhà máy cấp nước cho Thị trấn với số dân 50.000 người, Thị trấn khơng có
nhà máy xí nghiệp, có vài hộ gia đình làm tiểu thủ cơng nghiệp.
Phần: Thuyết minh
Tính tốn cơng suất trạm xử lý (m
3
/ngđ)
Tính tốn các cơng trình đơn vị
Phần: Bản vẽ
Trắc dọc theo nước
Bố trí mặt bằng trạm
Bản vẽ chi tiết (một cơng trình đơn vị tự chọn)
GVHD : GS.TS Lâm Minh Triết - 1 - SVTH:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO THỊ TRẤN 50.000 DÂN
II. CÁC SỐ LIỆU THIẾT KẾ
1. Dân số của thò trấn: N = 50.000 dân
2. Các chỉ tiêu về chất lượng nước sông:
STT Chỉ tiêu Nước mặt TCVN- 5501
01 PH 6,7 6 – 8.5
02 Độ đục (N.T.U) 40 < 5
03 Độ màu (Pt – Co) 70 < 10
04 Độ kiềm (mgđl/l) 2 < 10
05 Độ mặn mg/l (Cl
-
) 200 < 250
06 Sắt (mg/l) 0.4 < 0.3

000.50120
1000
.
=×
×
==
dngsh
K
qN
Q
m
3
/ngđ
Trong đó:
- q
tc
: lượng nước 1 người tiêu thụ trong 1 ngày đêm (l/ng.ngđ)
- N: số dân tính toán
- K: hệ số không điều hoà, K=1,3
2. Lưu lượng nước phục vụ công cộng ( tưới cây xanh, rửa đường, cứu hỏa … ) :
Theo bảng 3.1 – TCXD 33 - 2006 cho đô thò loại II, III
7807800%10%10
1
=×==
sh
QQ
m
3
/ngđ
3. Lưu lượng nước cho công nghiệp dòch vụ:


170.1625.14%8)%(8
43215
==++++=
QQQQQQ
sh
m
3
/ngđ
7. Vậy công suất công trình thu:
Q = (Q
Sh
+ Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+Q
4
+Q
5
)
= 7.800+ 780 + 780 + 2.340+ 2.925 + 1.170
= 15.795 m
3
/ngđ
⇒ Q = 16.000 m
3
/ngđ = 666,67 m

Phèn
Bể lắng trong có
lớp cặn lơ lửng
Bể trộn
cơ khí
Bể lọc nhanhBể chứa
Công
trình thu
Clo
Phèn
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO THỊ TRẤN 50.000 DÂN
• THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ
 Phương án 1:
- Nước từ sông sẽ được bơm lên trạm bơm cấp 1, tại miệng thu nước lắp đặt
song chắn rác để cản lại những vật rắn trôi nổi trong nước. Sau đó nước được
bơm đến bể trộn cơ khí.
- Tại bể trộn nước sẽ được tiếp xúc với hóa chất phèn để tạo kết tủa. Nhờ có
bể trộn mà hóa chất được phân phối nhanh và đều vào trong nước, nhằm đạt
hiệu quả xử lý cao nhất.
- Sau khi nước tạo bông cặn lắng ở bể trộn sẽ được dẫn đến bể phản ứng. Tại
đây
- Sau đó các bông cặn đó sẽ được lắng ở bể lắng ngang. Tiếp theo nước sẽ
chảy vào mương phân phối và được đưa vào bể lọc nhanh
- Những hạt cặn còn sót lại sau quá trình lắng sẽ được giữ lại trong vật liệu
lọc, còn nước sau lọc thì sẽ tiếp tục qua các công trình xử lý tiếp theo.
- Nước sau khi được làm sạch các cặn lắng thì cần phải được khử trùng để
tiêu diệt vi khuẩn và vi trùng trước khi đưa vào sử dụng
- Nước sau khi khử trùng sẽ được đưa đến bể chứa. Sau một thời gian nước sẽ
được bơm ra mạng lưới để đáp ứng cho nhu cầu của người dân.
 Phương án 2

GVHD : GS.TS Lâm Minh Triết - 6 - SVTH:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO THỊ TRẤN 50.000 DÂN
2. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
2.1 CÔNG TRÌNH THU:
Chọn loại công trình thu nước và trạm bơm bố trí kết hợp trong một nhà
Tính toán công trình thu gồm nội dung sau:
• Song chắn rác
• Lưới chắn rác
• Ngăn hút - Ngăn thu
2.1.1 SONG CHẮN RÁC
Song chắn rác đặt ở cửa thu nước của công trình.
Tính toán song chắn rác dựa trên các thông số sau:
- Lưu lượng công trình, Q = 0,19 m
3
/s
- Đường kính thanh thép, chọn d= 8mm
- Khoảng cách giữa các thanh thép, a=(40 ÷ 50)mm, chọn a=40 mm.
- Vận tốc nước chảy qua song chắn, theo TCVN-33-85,
v=(0,4 ÷ 0,8)m/s, chọn v=0,5 m/s
- Số cửa thu nước, chọn n=2
Khi đó, tính được:
- Hệ số co hẹp do các thanh thép:
2,1
40
840
1
=
+
=
+

s
x H
s
= 0,35 m x 1 m
2.1.2 LƯỚI CHẮN RÁC
• Lưới chắn rác là một tấm lưới đan bằng dây thép có đường kính 1,5 mm,
lưới chắn được đặt cuối đường ống, giữa ngăn thu và ngăn hút.
Chọn loại lưới phẳng để tính toán
Tính toán lưới chắn rác với các thông số sau:
- Q: Lưu lượng công trình, Q=0,19 m
3
/s
- n: số lượng cửa đặt lưới, n=2
- v: vận tốc nước chảy qua lưới, v = (0,2 ÷ 0,4)m/s, chọn v=0,3m/s
- d: đường kính dây đan lưới, d=(1 ÷ 1,5)mm, chọn d=1,5 mm
- Kích thước mắt lưới, a=4 mm
Khi đó:
- Hệ số co hẹp :
( ) ( )
89,1
4
5,14
2
22
2
1
=
+
=
+

Chọn kích thước mắt lưới là: B
l
x H
l
= 0,8 m x 1,4 m
2.1.3 NGĂN THU –NGĂN HÚT
o Kích thước mặt bằng ngăn thu:
- Chiều dài : A
1
= (1,6 ÷ 3 )m, chọn A
1
= 2,5 m
- Chiều rộng : B
1
= B
l
+2e = 1 + 2x0,5 = 2,0 m
với e = (0,4 ÷ 0,6) , chọn e = 0,5 m
o Kích thước mặt bằng ngăn hút:
- Đường kính ống hút:
m
v
Q
D
h
45,0
2,1
19,044
=
×

3
/h.
2.2 TÍNH TOÁN LIỀU LƯNG HÓA CHẤT
2.2.1 THIẾT BỊ ĐỊNH LƯNG LIỀU LƯNG PHÈN
Tính toán dựa trên các thông số sau:
- Q = 16.000 m
3
/ngày
- Hàm lượng cặn là: 500 mg/l
- Độ màu: 70 Pt – Co
GVHD : GS.TS Lâm Minh Triết - 9 - SVTH:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO THỊ TRẤN 50.000 DÂN
- Độ đục: 40 N.T.U
• Căn cứ vào hàm lượng cặn của nguồn nước mặt là: 500mg/l, chọn liều
lượng phèn nhôm không chứa nước dùng để xử lý nước đục theo bảng 6.3
Liều lượng phèn để xử lí nước trang 47 “TCXD 33-2006” là: 50 mg/l
• Căn cứ vào độ màu của nguồn nước là 70 Pt-Co , nên liều lượng phèn
nhôm được xác dònh là:
lmgP
Al
/47,33704
==
So sánh liều lượng phèn cần dùng để khử độ đục và liều lượng phèn cần để
khử độ màu thì ta chọn liều lượng phèn tính toán là: P
Al
= 50 mg/l
• Dung tích bể hoà trộn:
3
33,3
110000.10

- b
h
: nồng độ dung dòch phèn trong thùng hoà trộn (10÷17 %),
lấy b
h
=10%
- γ : khối lượng riêng của dung dòch, γ =1 tấn/m
3
Chọn 1 bể hoà trộn, kích thước bể là: 2m x 1,5m x 1,1 m = 3,3 m
3
• Dung tích bể tiêu thụ:

3
66,6
5
1033,3
m
b
bW
W
t
hh
t
=
×
==
Trong đó:
- b
t
= (4 ÷ 10)% , chọn b

Trong đó : cường độ khí nén ở thùng tiêu thụ lấy bằng 5 l/sm
2
• Tổng lương gió phải vào bể hoà trôn và bể tiêu thụ là:
Q
gió
= Q
h
+ Q
t
= 1,8 + 1,176 = 2,976 m
3
/phút = 0,05 m
3
/s
• Đường kính ống gió chính:
mmm
v
Q
D
g
c
65065,0
15
05,04
4
==
×
×
==
ππ

03,04
2
4
==
××
×
=
××
×
=
π
• Đường kính ống nhánh vào thùng hoà trộn
- Thiết kế 3 nhánh
Q
slsm
nh
/5/005,0
32
03,0
3
==
×
=
- Suy ra:
mmmD
nh
2002,0
1514,3
005,04
≈=

π
π
l
d
f
l
= 7,07
×
10
-6
m
• Tổng diện tích các lỗ trên 1 ống nhánh

4
10.2
25
005,0
−
===
l
n
l
V
Q
F
m
2
• Số lỗ trên 1 nhánh

28

đònh lượng
6. Ống xả
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO THỊ TRẤN 50.000 DÂN
2.2.2 LIỀU LƯNG VÔI CHO VÀO
Liều lượng chất kiềm hóa ( vôi ) được tính theo công thức:
P
k
=e
1
( P
p
/e
2
– K
t
+ 1 )100/c
Trong đó:
- P
k
: hàm lượng chất kiềm hóa( mg/l)
- P
p
: hàm lượng phèn cần dùng để keo tụ, P
p
= 50 (mg/l)
- e
1
, e
2
: trong lượng đương lượng của chất kiềm hóa và của phèn, ta

3
/s
Chọn thời gian khuấy trộn trong bể là 30 giây.
- Thể tích bể trộn là:
V = 30 x 0,19 = 5,56 (m
3
)
Chọn 1 bể trộn có tiết diện vuông.
GVHD : GS.TS Lâm Minh Triết - 13 - SVTH:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO THỊ TRẤN 50.000 DÂN
- Chiều dài cạnh của bể:

41,1
3
2
56,5
3
2
===
V
a
m
- Chiều cao hữu ích của bể:

81,2
2
41,1
56,5
2
===

µ = 0,0009 Ns/m
2
: độ nhớt động lực của nước ứng với t = 25
o
C
Hiệu suất động cơ η = 0,8
Công suất thực tế của động cơ:

26,6
8,0
5
==
N
kW
- Số vòng quay của máy khuấy:

3/1
5
3/1
5
7,0100008,1
5004
..








.4
22
=
×
×
==
ππ
d
Q
v
( m/s )
- Vận tốc nước dâng từ đáy lên:
===
2
41,1
19,0
S
Q
v
d
0,09 ( m/s )
- Chiều cao mực nước chảy vào máng
=
××
==
3
2
2
3
2

vN
Q
S
= 42,09 m
2
Với :
Q = 0,19 m
3
/s : công suất trạm xử lý
v: vận tốc đi lên của dòng nước trong bể phản ứng, với hàm lượng
cặn 500 mg/l, tra bảng được v = 2,2 mm/s.
N: số bể phản ứng lấy bằng số bể lắng ngang, N = 2
TC nước nguồn Hàm lượng cặn (mg/l) v(mm/s)
GVHD : GS.TS Lâm Minh Triết - 15 - SVTH:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO THỊ TRẤN 50.000 DÂN
- Nước nguồn có độ đục thấp
- Nước có độ đục trung bình
- Nước có độ đục lớn
< 20
20 - 50
50 - 250
250 – 2500
0,9
1,2
1,6
2,2
- Chọn chiều rộng của bể phản ứng bằng chiều rộng của bể lắng ngang là:
B = 5,6 m.
- Chiều dài ngăn phản ứng:


139
=
×
=
F
V
m thỏa (theo quy phạm > 3m)
- Chọn chiều rộng đáy bể b
d
= 0,3 m
- Chiều cao phần hình tháp:
h
d
=






−=×
3,0
22
3
60
0
B
atg
= 2,16 m
- Chiều cao tổng cộng của bể: