Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
Chương I
GIỚI THIỆU
Trong tất cả các trường hợp, nước sử dụng cho các hộ tiêu thụ được cấp bằng mạng ống
dẫn phải được xử lý, ngay cả khi con người chỉ dùng trực tiếp một lượng rất ít. Điều đó rất nguy
hiểm cho sức khỏe và quá đắt nếu ta dùng hệ thống mạng kép, nghóa là một mạng dùng cho việc
ăn uống, còn một mạng dùng cho các sử dụng khác.
Dù cách sử dụng thế nào đi chăng nữa, nước đưa đến vòi nước của hộ tiêu dùng phải là
nước uống được, nghóa là đáp ứng những quy đònh hiện hành.
Cần phải xử lý nước, khi mà một trong các thông số phân tích vượt quá tiêu chuẩn hiện
hành ở vùng quan sát LOMS (tổ chức y tế thế giới) xây dựng cho mỗi một tham số các yêu cầu
bảo đảm phù hợp cho mỗi nước, phụ thuộc vào tình trạng vệ sinh và điều kiện kinh tế của nước
đó để đưa tới các tiêu chuẩn quốc gia.
Mặt khác, khi nền kinh tế phát triển, đời sống của người dân được nâng cao thì nhu cầu
dùng nước sạch càng mạnh mẽ. Do đó, vấn đề nước sạch đang là nỗi bức xúc của người dân và
việc đầu tư xây dựng một hệ thống xử lý nước sạch để cung cấp cho người dân là một việc làm
cần thiết và cấp bách. Nó không chỉ đáp ứng nhu cầu dùng nước hàng ngày nhằm nâng cao chất
lượng cuộc sống của người dân mà còn tạo điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tế của Việt
Nam nói chung và của khu vực dân cư nói riêng.
Nước trong thiên nhiên được dùng làm các nguồn nước cung cấp cho ăn uống sinh hoạt và
công nghiệp có chất lượng rất khác nhau. Đối với các nguồn nước mặt, thường có độ đục, độ màu
và hàm lượng vi trùng cao. Đối với các nguồn nước ngầm, hàm lượng sắt và mangan thường vượt
quá giới hạn cho phép.
Có thể nói, hầu hết các nguồn nước thiên nhiên đều không đáp ứng được yêu cầu, về mặt
chất lượng cho các đối tượng dùng nước.
Chính vì vậy, trước khi đưa nước vào sử dụng, cần phải tiến hành xử lí chúng.
Nhiệm vụ chính của đồ án là tiến hành xử lý nguồn nước thô ban đầu có độ đục là 85
NTU sao cho nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn ăn uống và vệ sinh môi trường, công suất là
2.000m³/ngày.
GVHD : Dương Thò Thành 1
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
lửng, chủ yếu là các phiêu sinh động- thực vật.
II. Tính chất lý học của nước:
1. Nhiệt độ:
Nhiệt độ của nước là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi rường và khí hậu.
Nhiệt độ của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình xử lí nước. Sự thay đổi nhiệt
độ của nước phụ thuộc vào từng loại nguồn nước.
Nhiệt độ của nguồn nước mặt dao động rất lớn (từ 4-40
o
C) phụ thuộc vào thời tiết
và độ sâu nguồn nước. Ví dụ: ở miền Bắc Biệt Nam, nhiệt độ nước thường dao động
13- 34
o
C, trong khi đó nhiệt độ trong các nguồn nước mặt ở miền Nam tương đối ổn
đònh hơn (26- 29
o
C). Nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn đònh (17- 27
o
C).
2. Độ màu:
GVHD : Dương Thò Thành 2
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
Độ màu thường do các chất bẩn có trong nước tạo nên. Các hợp chất sắt, mangan
không hòa tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất mùn humic gây ra màu vàng, các
loại thủy sinh tạo cho nước màu xanh lá cây. Nước bò nhiễm bẩn bởi nước thải sinh
hoạt hay công nghiệp thường có màu xanh hoặc đen.
Đơn vò đo độ màu thường dùng là Platin- Côban. Nước thiên nhiên thường có độ
màu thấp hơn 200 PtCo. Độ màu biểu kiến trong nước thường do các chất lơ lửng trong
nước tạo ra và dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lọc. Trong khi đó, để loại bỏ màu
thực của nước (do các chất hòa tan tạo nên) phải dùng các biện pháp hóa lý kết hợp.
/cm). Độ dẫn điện của nước tăng theo hàm lượng các chất
khoáng hòa tan trong nước và dao động theo nhiệt độ.
Tính chất này thường được sử dụng để đánh gía tổng hàm lượng chất khoáng hòa
tan trong nước.
7. Tính phóng xạ:
Tính phóng xạ của nước là do sự phân hủy các chất phóng xạ trong nước tạo nên.
Nước ngầm thường nhiễm các chất phóng xạ tự nhiên, các chất này có thời gian bán
phân hủy rất ngăn nên nước thường vô hại.
GVHD : Dương Thò Thành 3
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
Tuy nhiên khi bò nhiễm bẩn phóng xạ
α
và
β
thường được dùng để xác đònh tính
phóng xạ của nước. Các hạt
α
bao gồm 2 proton và 2 neutron có năng lượng xuyên
thấu nhỏ, nhưng có thể xuyên vào cơ thể sống qua đường hô hấp hoặc tiêu hóa, gây
tác hại cho cơ thể do tính ion hóa mạnh. Các hạt
β
có khả năng xuyên thấu mạnh
hơn, nhưng dễ bò ngăn lại bởi các lớp nước và cũng gây tác hại cho cơ thể.
III. Tính chất hóa học của nước:
1. Độ pH:
Độ pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dòch, thường được
dùng để biểu thò tính axít và tính kiềm của nước.
Khi pH = 7 nước có tính trung tính.
PH < 7 nước có tính axít.
- Độ cứng vónh cửu biểu thò tổng hàm lượng các muối còn lại của Canxi và Magiê
có trong nước.
GVHD : Dương Thò Thành 4
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
Dùng nước có độ cứng cao trong sinh hoạt sẽ gây lãng phí xà phòng do Canxi và
Magiê phản ứng với các axít béo tạo thành các hợp chất khó tan. Trong sản xuất,
nước cứng có thể tạo lớp cáu cặn trong các lò hơi hoặc gây kết tủa ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm.
Có nhiều đơn vò đo độ cứng khác nhau:
Độ Đức (
o
dH) : 1
o
dH = 10 mg CaO/l nước.
Độ Pháp (
o
f) : 1
o
f= 10 mg CaCO
3
/l nước.
Độ Anh (
o
e) : 1
o
e = 10 mg CaCO
3
/ 0.7 l nước.
Đông u (mgđl/l) : 1 mgđl/l= 2.8
chất này thường được xem là những chất chỉ thò dùng để nhận biết mức đôï nhiễm bẩn
của nguồn nước. Khi mới bò nhiễm bẩn, ngoài các chỉ tiêu có giá trò cao như độ oxy
GVHD : Dương Thò Thành 5
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
hóa, amonniac, trong nước còn có một ít nitrit và nitrat. Sau một thời gian, amoniac,
nitrit bò oxy hóa thành nitrat. Phân tích sự tương quan giá trò các đại lượng này có thể
dự đoán thường nhiễm nitrat.
Nồng độ nitrat cao là môi trường dinh dưỡng tốt cho tảo, rong phát triển, gây ảnh
hưởng đến chất lượng nước dùng trong sinh hoạt. Trẻ em uống nucớ có nồng độ nitrat
cao có thể ảnh hưởng đến máu (chứng methaemoglo binaemia). Theo quy đònh của Tổ
chứcY tế thế giới, nồng độ nitrat trong nước uống không được vượt quá 10 mg/l (tính
theo N).
6. Các hợp chất Photpho:
Trong nước tự nhiên, thường gặp nhất là photphat. Đây là sản phẩm của quá trình
phân hủy sinh học các chất hữu cơ. Cũng như nitrat là chất dinh dưỡng cho sự phát
triển của rong tảo. Nguồn photphát đưa vào môi trường nước là từ nước thải sinh họat,
nước thải một số ngành công nghiệp và lượng phân bón dùng trên đồng ruộng.
Photphat không thuộc loại hóa chất độc hại đối với con người, nhưng sự tồn tại của
chất này với hàm lượng cao trong nước sẽ gây cản trở cho quá trình xử lý, đặc biệt là
hoạt chất của các bể lắng. Đối với những nguồn nước có hàm lượng chất hữu cơ, nitrat
và photphat cao, các bông cặn kết cặn ở bể tạo bông sẽ không lắng được ở bể mà có
khuynh hướng tạo thành đám nổi lên mặt nước, đặc biệt vào những lúc trời nắng chiếu
trong ngày.
7. Các hợp chất Silic:
Trong nước thiên nhiên thường có các hợp chất Silic. pH<8, Silic tồn tại ở dạng
H
2
SiO
3-
bệnh này hiện nay đang rất phổ biến tại một số khu vực ở Phú Yên, Khánh Hòa.
11. Sắt:
Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng ion Fe
2+
, kết hợp với các gốc
bicacbonat, sunfat, clorua; đôi khi tồn tại dưới dạng keo của axit humic hoặc keo Silic.
Khi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hóa, ion Fe
2+
bò oxy hóa thành ion Fe
3+
và
kết tủa thành các bông cặn Fe(OH)
3
có màu nâu đỏ.
Nước mặt thường chứa sắt (Fe
3+
),tồn tại ở dạng keo hữu cơ hoặc cặn huyền phù.
Trong nước thiên nhiên, chủ yếu là nước ngầm, có thể chứa sắt với hàm lượng đến 40
mg/l hoặc cao hơn.
Với hàm lượng sắt cao hơn 0.5 mg/l, nước có mùi tanh khó chòu, làm vàng quần áo
khi giặt, làm hỏng sản phẩm của các ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp. Các cặn sắt
kết tủa có thể làm tắc hoặc giảm khả năng vận chuyển của các ống dẫn nước.
12. Mangan:
Cũng như sắt, mangan thường có trong nước ngầm dưới dạng ion Mn
2+
, nhưng với
hàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5 mg/l. Tuy nhiên, với hàm lượng mangan
trong nước lớn hơn 0.1 mg/l sẽ gây nhiều nguy hại trong việc sử dụng, giống như
trường hợp nước chứa sắt với hàm lượng cao.
13. Nhôm:
, đồng thời thu nhận oxy hỗ trợ cho các quá
trình khử sắt và mangan. Ngoài ra, trong nước ngầm có thể chứa khí H
2
S có hàm lượng
GVHD : Dương Thò Thành 7
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
đến vài chục mg/l. Đây là sản phẩm của quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ có
trong nước. Với nồng độ lớn hơn 0.5 mg/l, H
2
S tạo cho nước có mùi khó chòu.
Trong nước mặt, các hợp chất sunphua thường được oxy hóa thành dạng sunphat.
Do vậy, sự có mặt của khí H
2
S trong các nguồn nước mặt, chứng tỏ nguồn nước đã bò
nhiễm bẩn và có quá thừa chất hữu cơ chưa phân hủy, tích tụ ở đáy các vực nước.
Khi độ pH tăng, H
2
S chuyển sang các dạng khác la HS
-
và S
2-
15. Hóa chất bảo vệ thực vật:
Hiện nay, có hàng trăm hóa chất diệt sâu, rầy, nấm, cỏ được sử dụng trong nông
nghiệp. Các nhóm hóa chất chính là:
- Photpho hữu cơ.
- Clo hữu cơ.
- Cacbonat.
Hầu hết các chất này đều có độc tính cao đối với người. Đặc biệt là Clo hữu cơ, có
độ bền vững cao trong môi trường và khả năng tích lũy trong cơ thể con người. Việc sử
đònh để tham khảo thêm trong việc đánh giá mức độ nhiễm bẩn nguồn nước.
V. Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt:
Nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt phải không màu, không mùi vò, không chứa các chất
độc hại, các vi trùng và tác nhân gây bệnh. Hàm lượng các chất hòa tan không được vượt quá
tiêu chuẩn cho phép. Theo tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống và sinh hoạt phải có
các chỉ tiêu chất lượng như trong bảng 1.3 (trang 17) sách Tính toán thiết kế các công trình
trong hệ thống cấp nước sạch- Trònh Xuân Lai.
VI. Nhu cầu dùng nước:
Công suất của hệ thống cấp nước cho các khu dân cư phải đảm bảo đầy đủ nhu cầu dùng
nước cho ăn uống, sinh hoạt của các khu dân cư, công trình công cộng:
- Tưới và rửa đường phố, cây xanh, cấp cho các vòi phun.
- Tưới cây trong vườn ươm.
- Cấp cho ăn uống, sinh hoạt trong các xí nghiệp.
- Cấp nước sản xuất cho các xí nghiệp.
- Cấp nước chữa chaý.
- Cấp nước cho yêu cầu riêng của trạm xử lý nước.
- Cấp nước cho các nhu cầu khác, trong đó có việc sục rửa mạng lưới đường ống cấp và
thoát nước.
VII. Đánh giá chất lượng nước thô:
Thành phần, tính chất nguồn nước:
pH : 6.5;
Độ đục : 85 NTU;
Tổng chất rắn lơ lửng : SS = 80mg/l;
Tổng chất rắn hòa tan : TDS = 920mg/l;
Dầu mỡ : 0,13mg/l;
BOD
5
: 1,50mg/l;
COD : 3,20mg/l;
Tổng Coliform : 13.000MPN/100ml.
thải từ hoạt động nông nghiệp kích thích sự phát triển tảo, cũng góp phần vào độ đục.
Các vật chất gây nên độ đục gồm những chất vô cơ thuần túy cho đến các chất có bản chất
là chất hữu cơ.
Ứng dụng của độ đục trong cấp nước:
Kiến thức về sự khác nhau về độ đục trong cấp nước sinh hoạt có tầm quan trọng đầu tiên
đối với các kỹ sư môi trường. Họ sử dụng kiến thức trong việc liên kết các thông tin để quyết
đònh việc cấp nước có đòi hỏi xử lý đặc biệt bằng cách đông đặc hóa học và lọc nước trước
khi đưa vào cấp nước công cộng hay không. Nhiều thành phố lớn như New York, Boston,
Seattle phải cung cấp nước cho vùng cao hoặc ở núi, nơi nước có độ đục khá thấp nên việc xử
lý bằng Clo hóa là không cần thiết.
Việc cấp nước thu từ sông thường thường đòi hỏi sự kết bông hóa học do độ đục khá cao.
Các phương pháp đo độ đục được sử dụng để quyết đònh độ hữu hiệu xử lý với việc sử dụng
hóa chất khác nhau và cần liều lượng khác nhau. Như vậy, chúng giúp lựa chọn hóa chất hữu
hiệu và tiết kiệm nhất để sử dụng. Thông tin đó cần thiết để tìm hiểu các điều kiện thuận lợi
cho việc cung cấp và dự trữ hóa chất.
Các phương pháp đo độ đục giúp xác đònh lượng hóa chất cần thiết hằng ngày cho hoạt
động của công việc xử ly. Điều này đặc biệt quan trọng với những sông không có đập ngăn
nước. Việc đo độ đục trong nước kết tủa trước việc lọc thì hữu ích trong việc điều khiển liều
lượng để ngăn ngừa sự quá tải của bộ lọc cát nhanh. Cuối cùng, những phương pháp đo độ
đục của nước lọc thì cần để kiểm tra sai lầm thao tác lọc.
GVHD : Dương Thò Thành 10
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
nh hưởng của độ đục:
- Mỹ học:
Người tiêu dùng nước mong đợi và đòi hỏi nước sạch (không đục). Người ta nhận thức
được rằng nước thải sinh hoạt có độ đục cao. Tình trạng đục trong nước uống làm liên tưởng
đến sự ô nhiễm nước thải có thể có và cơ hội nảy sinh mầm bệnh do nước bẩn. Sự lo lắng này
có cơ sở hợp lý về mặt lòch sử, khi có ai mắc phải bệnh dòch mà trước đó đã nhiễm trong nước
thải công nghiệp.
6 Cl
-
mg/l 250
7 SO
4
2-
mg/l 400
GVHD : Dương Thò Thành 11
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
8 Mn mg/l 0.5
9 Al mg/l 0.2
10 N-Nitrate mg/l 6
11 Độ màu Pt-Co 10
12 Độ đục FTU >30 cm
13 Arsen mg/l 0.05
14 Cr mg/l 0.05
15 Đồng mg/l 1
16 Hg mg/l 0.001
17 Fluor mg/l 1.5
18 Kẽm mg/l 5
19 Chì mg/l 0.05
20 Na mg/l 200
21 Fecal Coliform MNP/ 100ml 0
Công suất của công trình :
Q
tbngày
= 2.000m³/ngày,đêm = 83,3m³/h = 23,1l/s
Q
max ngày
Quá trình xử lí nước phải qua nhiều công đoạn, mỗi công đoạn được thực hiện trong
các công trình đơn vò khác nhau. Tập hợp các công trình đơn vò theo trình tự từ đầu đến
cuối gọi là dây chuyền công nghệ xử lí nước. Căn cứ vào các chỉ tiêu phân tích của nước
nguồn, yêu cầu chất lượng nước sử dụng có thể xây dựng được các sơ đồ công nghệ xử lí
khác nhau và được phân loại như sau :
I. Theo mức độ xử lí
Chia ra : xử lí triệt để và không triệt để.
- Xử lí triệt để : chất lượng nước sau xử lí đạt tiêu chuẩn ăn uống sinh hoạt hoặc
đạt yêu cầu nước cấp cho công nghiệp đòi hỏi tiêu chuẩn cao hơn nước sinh hoạt
(ví dụ: nước cấp cho nồi hơi áp lực cao)
- Xử lí không triệt để : yêu cầu chất lượng nước sau xử lí thấp hơn nước ăn uống
sinh hoạt. Sơ đồ công nghệ này chủ yếu dùng trong một số ngành công nghiệp
như : làm nguội, rửa sản phẩm ....
II. Theo biện pháp
Chia ra : sơ đồ công nghệ có keo tụ và không có keo tụ :
GVHD : Dương Thò Thành 13
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
- Sơ đồ không dùng chất keo tụ : áp dụng cho trạm xử lí có công xuất nhỏ, quản lí
thủ công hoặc xử lí sơ bộ.
- Sơ đồ có dùng chất keo tụ : dùng cho trạm xử lí có công xuất bất kì, hiệu quả xử
lí đạt được cao hơn kể cả đối với nguồn nước có độ đục và độ màu cao.
III. Theo số quá trình hoặc số bậc quá trình xử lí
Chia ra :
- Một hoặc nhiều quá trình : lắng hay lọc độc lập hoặc lắng lọc kết hợp (gồm 2
quá trình)
- Một hay nhiều bậc quá trình : lắng, lọc sơ bộ rồi lọc trong (gồm 2 bậc lọc)
IV. Theo đặc điểm của dòng nước :
Chia ra : tự chảy hay có áp
- Sơ đồ tự chảy : nước từ công trình xử lí này tự chảy sang công trình xử lí tiếp theo.
Khi nước nguồn có hàm lượng cặn
≤
2500 mg/l:
GVHD : Dương Thò Thành 15
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Từ trạm bơm
cấp I tới
Bể trộn
Chất keo tụ
Bể phản
ứng
Bể lắng
Bể lọc
nhanh
Chất khử trùng
Bể chứa nước sạch
Chất kiềm hóa
Từ trạm bơm
cấp I tới
Bể trộn
Chất keo tụ
Bể lắng trong có lớp
cặn lơ lửng
Bể lọc
nhanh
Chất khử trùng
Bể chứa nước sạch
Chất kiềm hóa
Từ trạm bơm
cấp I tới
Chất keo tụ
Bể phản
ứng
Bể
lắng
Chất kiềm hóa
Hồ sơ
lắng
Bể lọc
nhanh
Bể chứa
nước sạch
Chất khử trùng
Trạm
bơm
Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
GVHD : Dương Thò Thành 17
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
b e å
l a én g l i
t a âm
b e å l o ïc n h a n h
b e å c h ư ùat r a ïm b ơ m c a áp I Im a ïn g l ư ơ ùi
m a ùy e ùp
b u øn
b e å n e ùn
b u øn
b a ùn h b u øn
n g u o àn t i e áp
n h a än
-4
mm. Còn các
hạt có kích thước nhỏ hơn 10
-4
mm không thể tự lắng được, mà luôn tồøn tại ở trạng thái lơ
lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện
pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lý các chất phản ứng, để tạo ra các hạt keo có khả
năng dính kết các hạt cặn lơ lửng có trong nước, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng
lượng đáng kể. Do đó các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở bể lắng và bò giữ lại
trong bể lọc.
Để thực hiện quá trình keo tụ, ngừơi ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp như:
phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
; phèn sắt loại FeSO
4
hoặc loại FeCl
3
. các loại phèn này được đưa vào
nước dưới dạng dung dòch hòa tan.
So với lượng nước xử lý, lượng hóa chất sử dụng thường chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ từ
một đến vài chục phần triệu. Mặt khác, phản ứng của chúng lại xảy ra rất nhanh ngay sau khi
tiếp xúc với nước. Vì vậy cần phải khuấy trộn để phân phối nhanh và đều hóa chất ngay sau
khi cho chúng vào nước nhằm đạt được hiệu quả xử lý cao nhất.
Mục tiêu của quá trình trộn là đưa các phần tử hóa chất vào trạng thái phân tán đều trong
môi trường nước khi phản ứng xảy ra, đồng thời tạo điều kiện tiếp xúc tốt nhất giữa chúng với
các phần tử tham gia phản ứng. Việc này được thực hiện bằng cách khuấy trộn để tạo ra các
giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong
nước. Trong dây chuyền xử lý nước ăn uống sinh hoạt, lọc là giai đoạn ccuối cùng để làm
trong nước triệt để. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn
cho phép (nhỏ hơn hoặc bằng 3 mg/l). Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bò khít lại,
làm tốc độ lọc giảm dần. Để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc, phải thổi rửa bể lọc
bằng nước hoặc gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc. Bể lọc luôn
luôn phải hoàn nguyên. Chính vì vậy quá trình lọc nước được đặc trưng bởi hai thông số cơ
bản là : tốc độ lọc và chu kỳ lọc.
Tốc độ lọc là lượng nước được lọc qua một đơn vò diện tích bề mặt của bể lọc trong một
đơn vò thời gian (m/h).
Chu kỳ lọc là khoản thời gian giữa hai lần rửa bể lọc T (h).
Để thực hiện quá trình lọc nước có thể sử dụng một số loại bể lọc có nguyên tắc làm việc,
cấu tạo lớp vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau, cơ bản có thể chia ra các loại bể lọc
sau:
GVHD : Dương Thò Thành 19
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
_ Theo tốc độ lọc chia ra:
+ Bể lọc chậm: có tốc độ lọc 0.1- 0.5 m/h.
+ Bể lọc nhanh: có tốc độ lọc 5- 15 m/h.
+ Bể lọc cao tốc: có tốc độ lọc 36- 100 m/h.
- Theo chế độ dòng chảy chia ra:
+ Bể lọc trọng lực : là bể lọc hở, không áp.
+ Bể lọc áp lực: là bể lọc kín, quá trình lọc xảy ra nhờ áp lực nước phía trên lớp vật liệu
lọc.
- Theo chiều của dòng nước chia ra:
+ Bể lọc xuôi: là bể lọc cho nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống như: bể lọc
chậm, bể lọc nhanh phổ thông...
+ Bể lọc ngược: nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ dưới lên như: bể lọc tiếp xúc.
+ Bể lọc hai chiều: nước chảy qua lớ vật liệu lọc theo cả hai chiuề từ trên xuống, từ dưới
- Khử trùng bằng phương pháp nhiệt.
- Khử trùng bằng các ion kim loại nặng...
Hiện nay ở Việt Nam đang sử dụng phổ biến nhất phương pháp khử trùng bằng các chất
oxy hóa mạnh.
6. Bể chứa nước sạch:
Bể chứa có nhiệm vụ tích trữ nước để phục vụ cho các nhu cầu sau đây:
- Nước rửa bể lắng, bể lọc, pha hóa chất, chứa nuóc sinh hoạt cấp cho công nhân trong
nhà máy, rửa các thiết bò của phòng thí nghiệm, rửa đường, tưới cây trong khuôn viên
nhà máy.
- Chứa lượng nước dự trữ cứu hỏa nếu cần.
- Chứa lượng nươc điều hòa giữa trạm bơm nứơc nguồn và trạm bơm nước sạch.
- Khi nhà máy nước ở gần nơi tiêu thụ, ngoài các yêu cầu trên còn phải kiểm tra thời
gian lưu nước trong bể chứa phải đủ, đáp ứng với thời gian tiếp xúc cần thiết để khử
trùng (khi khử trùng bằng Clo). Như vậy, dung tích bể chứa cần phải được tính toán
trên cơ sở chế độ vận hành của trạm bơm cấp I, cấp II, chế độ rửa lọc... và các quy
phạm về chữa cháy.
Ngoài các công trình đơn vò chính như đã giới thiệu ở trên, trong hệ thống cấp nước còn có
các công trình phụ khác như: các trạm bơm cấp I, trạm bơm cấp II, tháp chống va, đài
nước, hệ thống ống dẫn nước thô, ống dẫn nước đã xử lý, mạng lưới phân phối nước...
Nhưng do mức độ đồ án môn học, chúng ta chỉ đi vào tìm hiểu các công trình chính là bể
phản ứng và bể lắng.
GVHD : Dương Thò Thành 21
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
Chương IV
TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
I. CÔNG TRÌNH THU:
Công trình thu đặt ở lòng sông, buồng thu đặt sát bờ, trạm bơm tách riêng.
Trong trường hợp bờ sông có độ dốc thoải, lòng sông ở xa bờ, ta bố trí họng thu và trạm
bơm xa nhau, công trình thu đặt ở lòng sông, trạm bơm đặt trên bờ.
x
xxHQ
N 67,5
8,0102
200231,01000
102
..
≈===
η
γ
Trong đó:
Q : Công suất Q=0,0231m
3
/s ;
H : áp lực của bơm, chọn H= 20 m;
γ
: Khối lượng thể tích của nước,
γ
=1000 kg/m
3
;
η
: hiệu suất của bơm, lấy
η
=80%.
Trong ngăn thu bố trí hai bơm cùng công suất 6 kW, một bơm hoạt động còn một bơm kia để dự
phòng, hai bơm này được mắc song song với nhau.
GVHD : Dương Thò Thành 22
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
(SO
4
)
3
không chứa nước (mg/l)
Đến 100
101-200
201-400
401-600
601-800
801 -1000
1001 -1400
25-35
30-40
35-45
45-50
50-60
60-70
70-80
(Bảng 6.3. Liều lượng phèn để xử lý nước, TCXDVN 33 : 2006)
Ứng với hàm lượng cặn nước nguồn 920mg/l, chọn lượng phèn P=80 mg/l;
Nước nguồn không có độ màu;
GVHD : Dương Thò Thành 23
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Thiết kế công nghệ xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt, công suất 2.000m³/ngày
- Dung tích bể hoà trộn phèn tính theo công thức:
)(
..10000
..
1000..
10.000m³/ngđ – Điều 6.19 – TCXDVN 33 : 2006);
p
P
: Liều lượng lượng phèn dự tính cho vào nước (g/m
3
). P
p
= 80mg/l = 80g/m
3
;
h
b
: Nồng độ dung dòch phèn trong thùng hoà trộn (%). (Theo điều 6.20 - TCXDVN-
33:2006 từ 10 – 17%) Chọn
h
b
=10%;
γ
: Khối lượng riêng của dung dòch
1
=
γ
tấn/m
3
.
Trong bài toán này loại phèn sử dụng để làm chất keo tụ là phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
= 0,45xb = 0,45x1,0m = 0,45 m.
Vậy chiều dài toàn phần của cánh quạt là : 0,45mx2 = 0,9 m
- Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế là 0,15 m
2
cánh quạt/1 m
3
phèn trong bể.
f
cq
= 0,15xW
h
= 0,15 x 0,8 = 0,12 m
2
- Chiều rộng mỗi cánh quạt là:
m 13,0
45,02
12,0
.
2
1
===
xl
f
b
cq
cq
cq
- Năng lượng khuấy trộn cần thiết:
53
...
100060/609,0..
3
22
>>=
××
==
−
µ
ρ
nD
N
kh
R
Đạt chế độ chảy rối
- Công suất động cơ: Chọn hiệu suất 80%
797
8,0
7,637
===
η
P
N
W
2. Bể tiêu thụ phèn.
- Dung tích bể tiêu thụ phèn được tính theo công thức :
0,1
8
10.80,0.
===
t
cq
= 0,45.b = 0,45.1 = 0,45 m.
- Vậy chiều dài toàn phần của cánh quạt là : 0,45.2 = 0,9 m
- Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế là 0,15 m
2
cánh quạt/1 m
3
phèn trong bể.
f
cq
= 0,15.W
t
= 0,15.1,0 = 0,15 m
2
GVHD : Dương Thò Thành 25
SVTH : Nguyễn Hữu Vân Thảo – MSSV: 904T1756
Copyright: Tài liệu đại học ©