Đồ án xử lý nước cấp GVHD:Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
TÊN ĐỒ ÁN:
1
Đồ án xử lý nước cấp GVHD:Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC NGẦM
CÔNG SUẤT 8400m
3
/NGĐ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. TS.Trịnh Xuân Lai – Cấp nước tập 2. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2002
2. PTS.Nguyễn Ngọc Dung – Xử lý nước cấp. Nhà xuất bản xây dựng 1999
3. Tiêu chuẩn ngành – cấp nước mạng lưới bên ngoài và công trình. Tiêu chuẩn thiết
kế TCXD – 33:2006
2
Đồ án xử lý nước cấp GVHD:Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN - GIỚI THIỆU
1.1 Mục tiêu đồ án 3
1.2 Nội dung thiết kế 3
1.3 Thành phần tính chất nước thô 3
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 4
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
3.1 Tính giàn mưa 8
3.2 Tính bể trộn 9
3.3 Tính bể phản ứng 11
3.4 Bể lắng ngang 13
3.5 Bể lọc 15
3.6 Công trình tôi vôi 22
3.7 Hồ cô đặc bùn và sân phơi bùn 24
3.8 Khử trùng nước 26
3.9 Bể chứa nước sạch 27

Thiết kế chi tiết 1 công trình đơn vị
1.3.THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THÔ
Chất lượng nước có 2 thành phần cần xử lý
 pH: giá trị pH ít thay đổi theo các mùa và nguồn nước giếng hiện đang khai
thác có giá trị pH thấp.
 Fe: hàm lượng Fe của các giếng vào mùa khô thường cao hơn chút ít so với
mùa mưa. Hàm lượng Fe thường từ 7mg/l. Đối với nguồn nước ngầm, hàm
4
Đồ án xử lý nước cấp GVHD:Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
lượng Fe như vậy là tương đối cao, phải sử dụng thêm hóa chất mới có thể xử
lý nước đạt yêu cầu nước cấp.
 Bảng thông số chất lượng nước thô :
Thông số Giá trị Đơn vị
Tiêu chuẩn vệ sinh
ăn uống
Nhiệt độ
pH
Độ đục
SS
Độ màu
Độ kiềm
Fe
CO
2
24
5,6
20
50
25
5

+ Ống vách để gia cố và bảo vệ giếng
+ Ống lọc
+ Ống lắng
Giếng khơi: là công trình thu nước ngầm mạch nông, thường không áp đôi khi áp lực
yếu, chỉ áp dụng đối với các điểm dùng nước nhỏ hoặc hộ gia đình lẻ.
Đường hầm thu nước: được áp dụng để thu nước ngầm mạch nông, độ sâu tầng chứa
nước không quá 8m, cung cấp cho những điểm dùng nước với lưu lượng nhỏ.
Công trình thu nước ngầm mạch lộ thiên
Công trình thu nước thấm
2.1.2. Công trình làm thoáng
Mục đích làm thoáng là làm giàu oxy cho nước và tăng pH cho nước.
Làm thoáng trước để khử CO
2
, hòa tan O
2
và nâng giá trị pH của nước. Công trình
làm thoáng được thiết kế với mục đích chính là khử CO
2
vì lượng CO
2
trong nước
cao sẽ làm giảm pH mà môi trường pH thấp không tốt cho quá trình oxy hoá Fe. Sau
khi làm thoáng ta sẽ châm hóa chất để khử Fe có trong nước. Hóa chất sử dụng ở đây
là clo – một chất oxy hóa mạnh để oxy hóa Fe, các chất hữu cơ có trong nước, Mn,
H
2
S. Ngoài ra để tạo môi trường thuận lợi cho quá trình oxy hóa Fe thì ta phải cho
thêm vôi cùng với clo. Mục đích cho thêm vôi là để kiềm hóa nước giúp cho tốc độ
phản ứng oxy hóa Fe diễn ra nhanh hơn
Có thể làm thoáng tự nhiên hoặc làm thoáng nhân tạo.

- Hệ thống phân phối nước
- Lớp vật liệu tiếp xúc
2.1.3. Bể lắng:
Mục đích của bể lắng là nhằm lắng cặn nước, làm sạch sơ bộ trước đi đư
nước vào bể lọc để hoàn than quá trình làm trong nước. Trong thực tế thường
dùng các loại bể lắng sau tùy thuộc vào công suất và chất lượng nước mà người ta
sử dụng
Bể lắng ngang: được sử dụng trong các trạm xử lý có công suất >30000m
3
/ng đối
với trường hợp xử lý nước có dùng phèn và áp dụng với bất kì công suất nào cho
các trạm xử lý không dùng phèn.
Bể lắng đứng: thường được áp dụng cho những trạm xử lý có công suất nhỏ hơn
(đến 3000 m
3
/ng). Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xoáy hình trụ.
Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: hiệu quả xử lý cao hơn các bể lắng khác và tốn
ít diện tích xây dựng hơn nhưng bể lắng trong có cấu tạo phức tạp, chế độ quản lý
vận hành khó, đòi hỏi công trình làm việc liên tục và rất nhạy cảm với sự dao
động lưu lượng và nhiệt độ của nước. Bể chỉ áp dụng đối với các trạm có công
suất đến 3000m
3
/ng.
7
Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
Bể lắng li tâm: có dạng hình tròn, đường kính từ 5m trở lên. Bể thường được áp
dụng để sơ lắng các nguồn nước có hàm lượng cặn cao(>2000mg/l) với công suất
>=30000 m
3
/ng thì có hoặc không dùng chất keo tụ

chất phản ứng với nguồn nước có hàm lượng cặn đến 150mg/l, có độ màu đến
150 với công suất bất kì hoặc khử sắt trong nước ngầm cho trạm xử lý có công
suất đến 10000m
3
/ng.
2.1.5. Khử trùng
Khử trùng nước là khâu bắt buộc cuối cùng trong quá trình xử lí nước cấp .
Trong nước thô có rất nhiều vi sinh vật và vi trùng gây bệnh như tả, lị, thương hàn
cần phải khử trùng nước để đảm bảo chất lượng nước phục vụ nhu cầu ăn uống.
Trong hệ thống này dùng clo lỏng để khử trùng. Cơ sở của phương pháp này là
dùng chất oxi hóa mạnh để oxy hóa men của tế bào sinh vật và tiêu diệt chúng.
Ưu điểm của phương pháp này là vận hành đơn giản, rẻ tiền và đạt hiệu suất chấp
8
ỏn x lý nc cp GVHD: Ths Nguyn Ngc Thip
nhn c. Dung dch clo c bm vo ng ng dn nc t b lc sang b
cha nc sch.
2.1.6. B cha nc sch
B cha nc sch cú nhim v iu hũa lu lng nc gia trm bm cp I v
trm bm cp II. Nú cũn cú nhim v d tr nc cha chỏy trong 3 gi, nc x
cn b lng, nc ra b lc v nc dựng cho cỏc nhu cu khỏc ca nh mỏy.
B cú th lm bng beetong ct thộp hoc bng gch cú dng hỡnh ch nht hoc
hỡnh trũn trờn mt bng. B cú th xõy dng chỡm, ni hoc na chỡm na ni tựy
thuc vo iu kin c th.
2.2. La chn phng ỏn x lý
2.2.1. xut phng ỏn x lý
Vic la chn cụng ngh x lý nc ph thuc vo cht lng v c
trng ca ngun nc thụ. Cỏc vn cn cp n khi thit k h thng x lý
nc bao gm cht lng nc thụ, yờu cu v tiờu chun sau x lý. Da vo cỏc
s liu ó cú, so sỏnh cht lng nc thụ v nc sau x lý quyt nh cn x
lý nhng gỡ, chn nhng thụng s chớnh v cht lng nc v a ra k thut x

+ Việc duy tu, bảo dưỡng và
vệ sinh định kỳ giàn mưa
cũng không gặp nhiều khó
khăn
- Bể lắng ngang:
+ hoạt động ổn định, có thể
hoạt động tốt ngay khi chất
lượng nước đầu thay đổi
+ Vận hành đơn giản
- Khi nước qua bể lắng ngang
kết hợp với bể phản ứng thì
hiệu suất xử lý gần như
tương đương so với bể lắng
trong có lớp cặn lơ lửng
- Hệ số khử khí CO
2
trong thùng quạt gió là
90 – 95% cao hơn so
với giàn mưa
- Bể lắng trong có lớp
cặn lơ lửng đạt hiếu
suất cao hơn bể lắng
ngang
- Khối lượng công trình
nhỏ ít chiếm diện tích
Khuyết điểm - Giàn mưa tạo tiếng ồn khi - Thùng quạt gió vận
Thùng
quạt
gió
vôi

rất nhạy cảm với sự
dao động về lưu lượng
và nhiệt độ nguồn
nước khó khăn khi
tăng giảm lưu lượng
nước đầu vào
Qua việc so sánh trên ta thấy phương án 1 là hợp lý. Chọn phương án 1 làm phương
án tính toán
 Tóm lại hệ thống xử lý của nhà máy bao gồm:
- Giàn mưa
- Bể trộn đứng
- Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng
- Bể lắng ngang
- Bể lọc nhanh
- Bể chứa nước sạch
11
Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Ths Nguyễn Ngọc Thiệp
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẢI TẠO
3.1.TÍNH GIÀN MƯA
- Lưu lượng nước qua 1 giàn mưa
Q = 8.400 m
3
/ngđ = 350m
3
/h
⇒ diện tích bề mặt cần cho giàn mưa

2
35
10

2
Mỗi ngăn có kích thước 7 x 1 (m
2
)
Sử dụng sàn tung nước bằng các tấm inox có đục lỗ có d = 3mm, khoảng cách
giữa các lỗ là 100mm
- Số sàn tung nước: 3
- Khoảng cách giữa các sàn tung là 0,7 m
Chọn chiều cao ngăn thu nước là 0,3m
Chiều cao trên sàn tung nước cao nhất là 0,1m
Chiều cao giàn mưa: 0,7 x 3 + 0,3 +0,1 = 2,5m
 ống phân phối nước
Lưu lượng trên mỗi ngăn của giàn mưa
)/(0194,0
5
097,0
3
sm
N
Q
q
n
===

Đường kính ống chính phân phối nước vào các ống nhánh trên giàn mưa với
vận tốc nước chảy trong ống là v = 0,8 m/s

m
v
q

3
/s; v = 1,4m/s (Theo TCVN 33:2006 v = 1 – 1,5m/s)
Đường kính ống thu nước của sàn thu dẫn qua bể trộn

4,114,3
097,044
×
×
==
v
Q
d
π
=0,297m
Chọn đường ống d = 300mm
Đường kính ống dẫn nước thô lên trạm xử lý

m
v
Q
d 39,0
8,014,3
097,044
=
×
×
=
×
×
=

= 36,2mg/l; T = 24
0
C,P = 200mg/l
Tra biểu đồ Langlier có pH = 7

3.2.TÍNH BỂ TRỘN
Công suất: Q = 8.400m
3
/ngđ = 350 m
3
/h = 0,097 m
3
/s
Diện tích tiết diện ngang ở phần trên của bể trộn tính với vận tốc nước dâng là
25mm/s = 0,025m/s (theo điều 6.56 TCVN 33:2006)
Khi đó
f
t
=
2
88,3
025,0
097,0
m=
Xây dựng bể trộn có tiết diện hình vuông
Chiều dài mỗi cạnh
=
t
b
mf

d
=
2
09,03,03,0 m
=×
Chọn góc hình chóp ở đáy
C
o
60
=
α
, chiều cao phần hình chóp

mgbbh
o
dtd
47,1732,1)3,02(
2
1
2
60
cot)(
2
1
=×−=×−=
Chọn h
d
= 1,5m
Thể tích phần hình chóp của bể trộn
3

m
f
W
h
t
t
t
17,2
4
67,8
===

Chọn chiều cao bể h
t
= 2,2m
Chọn chiều cao bảo vệ h
bv
=0,3m
Chiều cao toàn phần của bể
mhhhh
bvdt
43,05,12,2
=++=++=
Thiết kế thu nước bằng máng vòng có lỗ ngập trong nước. Nước chảy trong máng
đến chỗ ống dẫn nước ra khỏi bể theo 2 hướng ngược chiều nhau nên lượng nước của
máng thu nước là
q
m
=
2

H
m
=
m
m
b
f
=
3,0
081,0
= 0,027 m
Chọn H
m
=0,3m
Q = 0,097 m
3
/s chọn ống dẫn sang bể phản ứng d = 400 mm với v = 0,9 m/s
(Theo TCVN 33:2006,điều 6.59 v
∈

18,0
÷
m/s)
3.3. BỂ PHẢN ỨNG CÓ LỚP CẶN LƠ LỬNG
Với công suất Q= 8.400m
3
/ngđ = 350 m
3
/h = 0,097 m
3

65
350
16037860
=
××
=
××
=
Q
NW
t
phút>20 phút
(Theo sách Cấp nước - Trịnh Xuân Lai)
Chia bể làm 4 ngăn. Chiều rộng mỗi ngăn
3
4
12
4
===
B
b
m
Chọn chiều cao phần hình chóp đáy: h
đ
= 1m
Chiều cao bảo vệ: h
bv
= 0,3
Tổng chiều cao bể:
mhhhH

phút
⇒
đảm bảo
ống dẫn nước từ máng xuống đáy bể:
chọn 46 ống đứng trong bể có d = 80mm
Lưu lượng nước qua mỗi ống
sm
Q
q /002,0
46
097,0
46
3
===
Vận tốc nước chảy trong ống:
sm
d
q
v /4,0
08,0
002,044
22
=
×
×
=
×
×
=
ππ

=
π
Để tránh ảnh hưởng của dòng chảy ngang trên bề mặt bể, đặt các vách ngăn
hướng dòng vuông góc với dòng chảy ngang, khoảng cách giữa các vách lấy
3m (Theo Cấp nước – Trịnh Xuân Lai, 3 – 4m). Vận tốc dòng chảy ngang bên
trên các vách ngăn lấy bằng 0,04m/s (Theo Cấp nước – Trịnh Xuân Lai,
v>0,05m/s)
Tường tràn:
Nước được đưa từ bể phản ứng sang bể lắng bằng tường tràn. Vận tốc nước
qua tường tràn nhỏ hơn 0,05m/s (Theo Cấp nước – Trịnh Xuân Lai) nên ta
chọn V = 0,04m/s
Khoảng cách từ tường tràn đến tường bể phản ứng là 0,8m
Chiều cao lớp nước trên tường tràn:
mh
m
2,0
04,043
097,0
=
××
=
Chiều cao tường tràn:
mhhHH
mbvtt
2,43,03,08,4
=−−=−−=
16