TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC
Tên đề tài :
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT
SÔNG SÀI GÒN – ĐỒNG NAI CẤP CHO SINH HOẠT
CÔNG SUẤT 5000m
3
/ngày.đêm
GVHD : Th.S Nguyễn Xuân Hoàn
Thành viên nhóm :
1. Phạm Tiến Bách
2. Phạm Công Lí
3. Trần Phương Nam
Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2008
CHƯƠNG MỘT : TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC MẶT
Nước mặt bao gồm các nguồn nước ao, đầm, hồ chứa, sông suối. Do kết hợp từ các dòng chảy
trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nước mặt là:
- Chứa khí hòa tan đặc biệt là oxy.
- Chứa nhiều chất lơ lửng, riêng trường hợp nước chứa trong các ao, đầm, hồ do xảy ra quá trình
lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại trong nước có nồng độ tương đối thấp và chủ yếu ở dạng keo.
- Có hàm lượng chất hữu cơ cao.
- Có sự hiện diện của nhiều loại tảo.
- Chứa nhiều vi sinh vật.
Chất lượng nước thiên nhiên có thể được phân loại và đánh giá theo các chỉ tiêu sau :
Chỉ tiêu lý học:
Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước là một đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu.
Nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lý nước và nhu cầu tiêu thụ. Nước mặt thường
có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ môi trường.
Độ màu: Độ màu thường do các chất bẩn trong nước tạo ra. Các hợp chất sắt, mangan không

tạo thành các hợp chất khó tan.
Các đơn vị để đo độ cứng :
Độ Đức (
0
dH) : 1
0
dH = 10 mg CaO/ l nước;
Độ Pháp (
0
f ) : 1(
0
f ) = 10 mg CaO/ l nước;
Độ Anh (
0
e) : 1(
0
e) = 10 mg CaO/ 0.7 l nước;
Tùy theo giá trị độ cứng nước được phân loại thành.
Độ cứng < 50 mg CaCO
3
/l : nước mềm;
Độ cứng < 50 – 100 mg CaCO
3
/l : nước trung bình;
Độ cứng < 150 - 300 mg CaCO
3
/l : nước cứng;
Độ cứng >300 mg CaCO
3
/l : nước rất cứng;

2.2. Chất lượng nước tại các điểm quan
trắc
a. Khu vực sông Sài Gòn (tại trạm Phú
Cường, Bình Phước và Phú An)
- pH: trong tháng 07/2005, pH không ổn định
dao động trong khoảng 4,3 – 6,4. Giá trị này
của pH không thích hợp cho tính chất của
nguồn cấp nước (6 < pH < 8,5).
- Nồng độ ôxy hòa tan (DO): nồng
độ DO trung bình tháng 07/2005
dao động trong khoảng 1,5 – 4,4
mg/l, không đạt tiêu chuẩn cho
phép (TCVN 5942 – 1995 loại A ≥
6 mg/l). So với cùng kỳ tháng
07/2004 thì nồng độ DO trung
bình tháng 07/2005 đã tăng từ 1,2
– 5,0 lần.
- Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): Giá trị BOD
5
trung bình tháng 07 năm 2005 dao động trong
khoảng 2,1 – 4,1 mg/l, vượt tiêu
chuẩn cho phép (TCVN 5942
-1995 là 4 mg/l) khoảng 1,2 lần.
So với tháng 07/2004 thì nồng độ
BOD
5
tại các trạm Phú An và Bình
Phước đã giảm khoảng 1,7 – 1,8
lần tương. Riêng tại trạm Phú
Cường thì nồng độ trung bình

chất lượng nguồn cấp nước.
- Nồng độ ôxy hòa tan (DO): nồng độ DO trung bình tháng 07/2005 dao động trong khoảng
4,5 – 6,8 mg/l, không đạt tiêu chuẩn
cho phép (TCVN 5942 – 1995 loại A
≥ 6 mg/l). Tại trạm Hóa An thì nồng
độ DO tương đối ổn định và tăng
khoảng 1,32 lần so với cùng kỳ tháng
07/2004.
- Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD
5
):
Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD
5
)
trung bình tháng 07/2005 dao động
trong khoảng 1,6 – 2,2 mg/l, dưới
tiêu chuẩn cho phép khoảng 1,8 –
2,6 lần (TCVN 5942 – 1995 loại A
= 4 mg/l). Nhìn chung nồng độ BOD
5
tại trạm Hóa An đã tăng khoảng 1,2 lần so với cùng kỳ
tháng 07/2004.
- Coliform: giá trị Coliform
trung bình tháng 07/2005 dao
động trong khoảng 1.600 –
11.700 MPN/100ml, vượt
tiêu chuẩn cho phép khoảng
2,3 lần (TCVN 5942 – 1995
loại A = 5.000 MPN/100ml).
So với cùng kỳ tháng

cho phép (TCVN 5942 -1995
loại B = 25 mg/l). Nhìn chung
nồng độ BOD
5
tại trạm Nhà Bè
và Lý Nhơn đã giảm khoảng 2,4
– 3,7 lần so với cùng kỳ tháng 07/2004. riêng trạm Tam thôn Hiệp lại có sự gia tăng nồng độ
BOD
5
khoảng 2,4 lần so với tháng 07/2004.
- Coliform: giá trị
Coliform trung bình tháng
07/2005 dao động trong
khoảng 190 – 2.200
MPN/100ml, đạt tiêu
chuẩn cho phép theo
TCVN 5942 – 1995 loại
B (là 10.000
MPN/100ml). So với
cùng kỳ tháng 07/2004 thì
Coliform trung bình tháng 07/2005 tại 2 trạm Nhà Bè và Lý Nhơn đã giảm từ 3,0 – 289,0 lần.
- Hàm lượng dầu trung bình
tháng 07/2005 dao động
trong khoảng 0,02 – 0,8
mg/l, vượt tiêu chuẩn cho
phép khoảng 2,7 lần
(TCVN 5942 – 1995 –B =
0,3 mg/l). Nhưng nhìn
chung thì nồng độ dầu
trung bình tháng 07/2005

Máy ép
bùn
bùn
Bể tạo
bông
Bể lắng
li tâm
Bể lọc
nhanh
Nén bùn
Lắng nước
Rửa lọc
Công trình thu
Nguồn tiếp nhận
3.1 CÔNG TRÌNH THU NƯỚC
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.
Đầu họng thu đặt lưới chắn, mắt lưới 5 x 5mm, bằng sợi dây đồng, đường kính 2mm, khung
thép hàn có thể tháo lắp dễ dàng để làm sạch và thay thế khi cần.
Vận tốc chảy qua lưới v ≤ 0,6m/s để tránh hiện tượng kéo rác vào ống.
Diện tích lưới chắn xác định theo công thức:
V
Q
KF
11
=
Trong đó:
Q- Lưu lượng cần thu Q = 0,058 m
3

γ
Trong đó:
Q- Công suất Q= 0,122m
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 14,2 kW, một bơm hoạt động còn một bơm kia
để dự phòng, hai bơm này được mắc song song với nhau.
3.2. CÁC CÔNG TRÌNH CHUẨN BỊ DUNG DỊCH PHÈN.
3.2.1.Bể trộn phèn
Có thể cho phèn vào nước dưới dạng bột, hạt khô hoặc dưới dạng dung dịch. Để định lượng
được phèn vào nước dưới dạng bột hoặc hạt khô thì phải có phèn sản xuất ra dưới dạng bột, nhưng
việc định lượng phèn dưới dạng bột khô thì thường không chính xác và thường không đảm bảo vệ
sinh vì nhiều bụi, nên có thể loại trừ việc dùng phèn bột. Thường định lượng phèn vào nước dưới
dạng dung dịch có nồng độ từ 1 ÷ 5%.
Việc tăng nồng độ của dung dịch phèn sẽ làm giảm độ chính xác khi định lượng, vì vậy đầu
tiên dùng các thùng hoà trộn để hoà trộn phèn có nồng độ cao, đồng thời để lắng bớt các cặn, tạp chất
không tan trong nước ở bể hoà tan, sau đó mới chuyển qua bể tiêu thụ để pha loảng nồng độ 1 ÷ 5%
rồi định lượng vào nước
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 dịch phèn trong
bể hòa trộn thường cao nhưng không vượt quá nồng độ bảo hòa. Theo TCXD – 33:1985 có thể lấy
nồng độ dung dịch phèn trong bể hoà trộn trong khoảng 10 ÷ 17%. Để hòa tan phèn trong bể có thể
dùng không khí nén, máy khuấy hoạc bơm tuần hoàn.

Ứng với hàm lượng cặn nước mặt sông SG – ĐN vào khoảng 270mg/l, chọn lượng phèn P=50 mg/l
Căn cứ vào độ màu của nước mặt sông SG – ĐN vào khoảng 150 Pt.Co, ta xác định được lượng phèn
nhôm Al
2
(SO
4
)
3
cần thiết để khử màu theo công thức :
49150.4.4
===
MP
Al
mg/l
Vậy chọn lượng phèn là P=50mg/l
Dung tích bể hoà trộn phèn tính theo công thức:
)(
..10000
..
1000..
100
1000
..
3
m
b
PnQ
b
P
nQ

b
:Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hoà trộn (%).Chọn
h
b
= 10% (Theo TCXD-33:1985
có thể lấy nồng độ dung dịch phèn trong bể hoà trộn trong khoảng 10 ÷ 17%.)
γ
: Khối lượng riêng của dung dịch
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
)
3
không chứa nước.
Vậy dung tích bể hoà trộn phèn là:
3
5,2
11010000
5024208
mW
h
=
××

cq
= 0,15.W
h
= 0,15
×
2,5 = 0,375 m
2
Chiều rộng mỗi cánh quạt là:
=
cq
b
0,375 ÷ 0,486 = 0,77 m
Năng lượng khuấy trộn cần thiết:
53
...
kh
DnkP
ρ
=
(W)
Trong đó:
k: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc kiểu cánh khuấy, k = 1,08 với cánh khuấy
kiểu phẳng hai cánh
ρ: Khối lượng riêng của dung dịch, lấy ρ = 1000 kg/m
3

n: số vòng quay trong 1 giây, n = 60vòng /phút = 1 vòng/ s.
D
kh
: Đường kính cánh khuấy, D

.1K
e
P
eP
t
2
p
1K








+−=
mg/l
Trong đó:
P
k
: Hàm lượng chất kiềm hoá (mg/l)
P
p
: Hàm lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ (mg/l) , đã tính P
p
= 30mg/l
e
1,
e

 
 
= − + = × − + =
 ÷
 ÷
 
 

Dung tích bể pha vôi sữa được xác định theo công thức
γ
..10000
..
v
k
v
b
PnQ
W
=
(m
3
)
Trong đó:
Q : Lưu lượng nước tính toán (m
3
/h), Q = 208 m
3
/h
n : Số giờ giữa hai lần pha vôi (Theo quy phạm là 6 ÷ 12 giờ), lấy n=12
P

Bể được khuấy trộn bằng máy trộn cánh quạt; dung tích bể pha vôi sữa được tính toán ở trên
là W
v
= 0,57 m
3
.
Bể được thiết kế hình tròn, đường kính của bể phải lấy bằng chiều cao công tác của bể d = h,
chiều cao xây dựngcủa bể là h + 0,4m ( theo Quy phạm chiều cao an toàn của bể lấy 0,3 ÷ 0,5 m).
4
.
4
..
32
dhd
W
v
ππ
==
Vậy đường kính bể :
9,0
457,04
33
=
×
=
×
=
ππ
v
W

53
...
kh
DnkP
ρ
=
(W)
Trong đó:
k: hệ số sức cản của nước, phụ thuộc kiểu cánh khuấy, k = 1,08 với cánh khuấy phẳng 2 cánh
ρ: Khối lượng riêng của dung dịch, ρ = 1000 kg/m
3

n: số vòng quay trong 1 giây, n = 60/60 vòng /s
D
kh
: Đường kính cánh khuấy, D
kh
= 0,81 m
Vậy: P = 377 W
Công suất động cơ:
471
8,0
377
===
η
P
N
W
3.4. BỂ TRỘN CƠ KHÍ.
Mục đích: