Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp bò nhiễm mặn cho huyện Cần Giờ, c.suất 1000m
3
/ng
PHẦN I
TỔNG QUAN
1.1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cần Giờ là một huyện ngoại thành thành phố Hồ Chí Minh, đây là vùng đất giáp biển và có
hệ thống sông ngòi chằng chòt. Với vò trí đòa lý như vậy cho nên nguồn nước mặt ở đây đã bò
nhiễm mặn và không thể sử dụng vào mục đích sinh hoạt bằng các phương pháp xử lý thông
thường. Người dân ở đây chủ yếu sử dụng nước mưa và nước được vận chuyển từ các nơi
khác đến với giá rất cao. Với mức sống của người dân tại khu vực này nhìn chung còn thấp,
đời sống văn hóa lại khá nghèo nàn, các dòch vụ y tế cũng chưa đầy đủ, chính vì vậy khả
năng lây lan dòch bệnh là khá cao.
Vào mùa mưa người dân thường sử dụng các lu, vại để hứng nước mưa và sử dụng trực tiếp
cho mục đích sinh hoạt, hình thức này còn phổ biến ở một vài trường học hay các công sở,
tuy nhiên lượng nước này cũng khó có thể đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng của người dân. Vào
mùa khô vấn đề nước sinh hoạt thực sự là vấn đề bức xúc của người dân, họ phải đi mua
nước tại các nơi có hệ thống cấp nước tập trung, việc mua nước này gặp nhiều vấn đề khó
khăn về thời gian, sức lực, nhưng trở ngại lớn nhất vẫn là giá thành nước quá cao, khoảng
40.000đ/m
3
.
Từ những vấn đề trên ta có thể thấy được việc xây dựng một nhà máy cấp nước sinh hoạt
đóng một vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân cũng
như góp phần thúc đẩy quá trình phát triển kinh tế, xã hội cho huyện Cần Giờ.
1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Mục tiêu của đề tài là tính toán và thiết kế các công trình trong nhà máy xử lý nước cấp bò
nhiễm mặn cho huyện Cần Giờ với công suất là 1000m
3
/ngày.
1.3. NGUYÊN LÝ XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM MẶN BẰNG PHƯƠNG PHÁP THẨM

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
SVTH : Nguyễn Tiến Thành 2
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp bò nhiễm mặn cho huyện Cần Giờ, c.suất 1000m
3
/ng
.PHẦN II
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÁC
CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
2.1. CHẤT LƯNG NƯỚC ĐẦU VÀO
Bảng 2.1 - Chất lượng nước đầu vào

Thông số Giá trò Thông số Giá trò
SS 160mg/l NH
4
+
3.5mg/l

+
200 mg/l 200 mg/l
Nitrat 10 mg/l 10 mg/l
SO
4
2-
400 mg/l 400 mg/l
SVTH : Nguyễn Tiến Thành 3
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp bò nhiễm mặn cho huyện Cần Giờ, c.suất 1000m
3
/ng
2.3. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
2.4. TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH THU
Trong trường hợp này chọn công trình thu nước gần bờ sông, công trình thu này gồm ngăn thu
nước và ngăn bơm.
Mép dưới của cửa thu nước cao hơn đáy hồ nhỏ nhất là 0,5 m, mép trên của cửa thu nước phải
đặt thấp hơn mực nước nhỏ nhất là 0,3m để tránh các vật trôi nổi vào hố ga.
Diện tích cửa thu nước xác đònh bởi công thức :
( )
2
321
TB
cửa
m K.K.K.
V
Q
F
=
Trong đó:
Q : Lưu lượng tính toán (m

CÔNG TRÌNH
THU
BỂ TRỘN
CƠ KHÍ
BỂ
TẠO BÔNG
BỂ LẮNG
LY TÂM
TRẠM BƠM
CẤP II
MÁY
ÉP BÙN
BỂ
NÉN BÙN
LẮNG NƯỚC
RỬA LỌC
Bùn chôn lấp
Xả ra ngoài
vào
Cl
2
Hệ thống phân phối
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp bò nhiễm mặn cho huyện Cần Giờ, c.suất 1000m
3
/ng
K
1
: Hệ số thu hẹp diện tích cửa thu, họng thu và được tính như sau :
a
da

K
3
= 1.25; chọn song chắn thẳng nên K
3
= 1,25
Vậy diện tích cửa thu nước là:
2
321
m 08,0
0,4
55.1,25.1,20,0162.1,2
...
===
KKK
V
Q
F
TB
cua
Diện tích cửa thu chọn là : B x L = 0,4 x 0,2m = 0,08 m
2
Số song chắn rác trong cửa thu là:
song 91
40
400
1
=−=−=
a
B
n

Diện tích lưới được tính theo công thức :
( )
2
321
TB
lưới
m K.K.K.
V
Q
F
=
Trong đó :
V
TB
: Tốc độ trung bình của nước đi qua lưới chắn, chọn V
TB
= 0,2m/s, (Quy phạm
0,2 ÷ 0,4m/s)
K
1
: Hệ số thu hẹp tiết diện do các thanh của lưới chắn:
96,1
5
25
a
da
K
22
1
=

56.1,25.1,20,0162.1,9
...
===
KKK
V
Q
F
TB
lưới
Kích thước lưới chắn là: 0,5 x 0,5 m
2
Chọn lưới chắn rác phẳng, kích thước mắt lưới a = 5mm, lưới chắn có đường kính 1,5 ÷ 2,5 mm,
chọn 2 mm
Cấu tạo ngăn thu là: ngăn đầu bố trí song chắn rác rồi đến ngăn kế tiếp bố trí lưới chắn rác.
Chiều cao ngăn thu lấy từ đáy sông đến mặt đất là : H = 8 m
Chọn loại máy bơm ly tâm một cửa vào, ký hiệu CM, với công suất Q = 58,3m
3
/h. Dựa vào đồ
thò ( sách Sổ tay máy bơm của Th.s Lê Dung ) ta xác đònh được máy bơm CM 80-200 tương ứng
với H = 10m; số vòng quay n=1450v/ph, hiệu suất 75%, công suất trên trục 3kW.
Trong ngăn thu bố trí hai bơm cùng công suất, một bơm hoạt động còn một bơm kia để dự
phòng, hai bơm này được mắc song song với nhau.
2.5. TÍNH TOÁN LƯNG PHÈN SỬ DỤNG VÀ BỂ HOÀ TRỘN PHÈN
Tính toán lượng phèn sử dụng
Căn cứ vào độ màu của nước nguồn là 40 Pt-Co, ta xác đònh được lượng phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3

O hay dung dòch phèn 20 ÷ 23% tính
theo Al
2
(SO
4
)
3.
0
1 2 3
4
5
6
10
20
30
40
50

Thời gian hoà tan (giờ)

Nồng độ dung dòch phèn,%
Biểu đồ biểu diển tốc độ hoà tan phèn cục vào nước ở 20°C
khuấy trộn bằng khí nén với cừng độ 4 l/s m2
Tốc độ hoà tan phèn cục ở trong nước tăng nhanh khi kích thước các cục phèn càng nhỏ, tăng
cường độ tuần hoàn của nước trong bể hoà tan và tăng nhiệt độ của nước. Vì vậy để đảm bảo
thời gian hoà trộn phèn phù hợp với yêu cầu của các nhà quản lý đề ra cho nhàmáy của mình,
thì cần phải đập nhỏ phèn trước khi cho vào bể hoà trộn
Nhiệm vụ của bể hoà trộn là hòa tan phèn cục và lắng cặn bẩn. Nồng độ dung dòch phèn trong
bể hòa trộn thường cao nhưng không vượt quá nồng độ bão hòa. Theo TCXD – 33:1985 có thể
lấy nồng độ dung dòch phèn trong bể hoà trộn trong khoảng 10 ÷ 17%. Để hòa tan phèn trong

n
= 24 giờ.
p
P
: Liều lượng lượng phèn dự tính cho vào nước (g/m
3
).
h
b
:Nồng độ dung dòch phèn trong thùng hoà trộn (%). Chọn
h
b
= 5%.
γ
: Khối lượng riêng của dung dòch
1
=
γ
tấn/m
3
.
Trong bai toán này loại phèn sử dụng để làm chất keo tụ là phèn nhôm Al
2
(SO
4
)
3
không chứa
nước.
Vậy dung tích bể hoà trộn phèn là:

3
phèn trong bể.
f
cq
= 0,15.W
h
= 0,15.0,7 = 0,105 m
2
Chiều rộng mỗi cánh quạt là:
m 13,0
4,0.2
105,0.1
.
2
1
===
cq
cq
cq
l
f
b
2.6. TÍNH TOÁN BỂ TRỘN CƠ KHÍ
Chọn thời gian lưu nước trong bể trộn t = 60s, ta tính được thể tích bể trộn là:
V = Q x t = 0,0162 . 60 = 1m
3
Chọn bể trộn hình tròn, có chiều cao là 1,25m, vậy đường kính bể trộn là 1m. Lấy chiều cao
bảo vệ là 0,25m vậy chiều cao thực của bể là 1,5m.
Năng lượng cần thiết cho khuấy trộn là:
P = G

.D
5

SVTH : Nguyễn Tiến Thành 9
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp bò nhiễm mặn cho huyện Cần Giờ, c.suất 1000m
3
/ng
Trong đó: K: hệ số sức cản của nước phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, chọn tuabin 6
cánh phẳng đầu vuông K = 6,3.
ρ : khối lượng riêng của chất lỏng = 1000kg/m
3
n : số vòng quay trong 1 giây, chọn số vòng quay là 3v/s
D : đường kính cánh khuấy (m)

2.7. TÍNH TOÁN BỂ TẠO BÔNG
Nước và hoá chất phản ứng sau khi đã được hoà trộn đều trong bể trộn sẽ được đưa sang bể tạo
bông. Bể tạo bông có chức năng hoàn thành nốt quá trình keo tụ, tạo điều kiện thuận lợi cho
quá trình tiếp xúc và kết dính giữa các hạt keo và cặn bẩn trong nước để tao thành những bông
cặn đủ lớn, để được giữ lại trong bể lắng.
Chọn bể tạo bông dạng vách ngăn, thời gian lưu nước là 40phút, cường độ khuấy trộn lần lượt
là: G
1
= 50s
-1
; G
2
= 30s
-1
; G
3

435
5
3
==
smv /0074,0
2.1,1
0162,0
,
==
m
Qg
vVG
h 164,0
0162,0.81,9
13.10.01,8.50
.
722
1
===
−
sm
h
vvh /47,0
15,0
033,0
15,0
.15,0
2
===⇒=
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp bò nhiễm mặn cho huyện Cần Giờ, c.suất 1000m

là:
Tổn thất áp lực qua mỗi tấm là : h = 0,027/ 5 =0,0053m.
Vận tốc nước qua khe giữa tấm chắn và thành bể là:
Diện tích khe hở là :
2
45,0
035,0
0162,0
m
v
Q
f
===
Chiều rộng khe là: b
3
= f/h = 0,45/2 = 0,22m
2.8. TÍNH TOÁN BỂ LẮNG NGANG DẠNG HÌNH TRÒN
Sau khi qua bể tạo bông nước được tiếp tục dẫn qua bể lắng, chọn loại bể lắng ngang có dạng
hình tròn, diện tích bể lắng được xác đònh theo công thức sau:
SVTH : Nguyễn Tiến Thành 11
m
Qg
vVG
h 06,0
0162,0.81,9
13.10.01,8.30
.
722
2
===

v /035,0
15,0
0053,0
15,0
===
)(
2
0
m
u
Q
F
=
Đồ án môn học – Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp bò nhiễm mặn cho huyện Cần Giờ, c.suất 1000m
3
/ng
Trong đó: Q : lưu lượng nước cần xử lý ( m
3
/h), Q = 1400m
3
/ng
u
0
: tốc độ lắng cặn được xác đònh dựa vào đồ thò ( m/h ), u
0
= 1,8m/h
Đường kính của bể lắng là:
m
F
D 4,6

F
tQ
H 6,3
4,32.24
2.1400.
===
m
A
Q
L 2,16
1.3600.24
1000.1400
===
m
L
D
m
2,5
14.3
2,16
===
π
m
v
Q
d 144,0
1.14.3.3600.24
1400.4
.
4

P : Liều lượng phèn tính theo sản phẩm không ngậm nước (mg/l). (Tra bảng 2-1
sách XỬ LÝ NƯỚC CẤP của Nguyễn Ngọc Dung ta có P = 40 mg/l)
M : Độ màu của nước nguồn tính theo thang màu Platin_Coban. M = 40 Pt-Co
P
k
: Liều lượng vôi kiềm hoá nước nếu có (mg/l). P
K
= 0
K : Hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết của phèn đang sử dụng
Đối với phèn nhôm sạch K = 0,05
Đối với phèn nhôm không sạch K = 1
Đối với phèn sắt clorua K = 0,8
(Đối với công nghệ này thì dùng phèn nhôm không sạch tức là K =1)
Như vậy hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng là:
C
max
= C
n
+ K.P + 0,25.M + P
k

= 60 + 1.40 + 0,25.40 + 0 = 110 mg/l.
Vậy lượng bùn cặn tích lại ở bể lắng sau một ngày đêm là:
( )
( )
kg 140
1000
10110.1400
1000
.

( )
2
bt
m
T.v
Q
bt
vtatW
F
...6,3
21
−−
=
Trong đó :
Q : Công suất trạm xử lý (m
3
/ngày đêm)
T : Thời gian làm việc của trạm trong một ngày đêm (giờ). T=24giờ
v
bt
: Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường (m/h) Chọn v
bt
= 6m/h
a : Số lần rữa mỗi bể trong một ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường. Chọn 1
lần, điều kiện rửa lọc hoàn toàn tự động
W : Cường độ nước rửa lọc (l/m
2
s). Chọn bằng 15 l/m
2
s.