Thiết kế hệ thống nước cấp với công suất 1000m3/ngày.đêm tới thị trấn Khánh Yên, Văn bàn, Lào Cai

LêI Më §ÇU N­íc lµ nguån tµi nguyªn thiªn nhiªn v« cïng quý gi¸ vµ lµ yÕu tè kh«ng thÓ thiÕu ®­îc cho mäi cuéc sèng trªn tr¸i ®Êt. H»ng ngµy c¬ thÓ con ng­êi cÇn tõ 7 ®Õn 10lÝt n­íc cho c¸c ho¹t ®éng b×nh th­êng. Nh­ng n­íc kh«ng ph¶i lµ nguån tµi nguyªn v« h¹n, nÕu nh­ chóng ta kh«ng biÕt khai th¸c vµ sö dông tµi nguyªn nµy mét c¸ch hîp lý th× dÇn dÇn sÏ bÞ c¹n kiÖt. Kh«ng cã n­íc cuéc sèng trªn tr¸i ®Êt sÏ kh«ng thÓ tån t¹i ®­îc. Ngµy nay n­íc ®­îc thõa nhËn nh­ mét nguån tµi nguyªn chiÕn l­îc cña mçi quèc gia vµ ®ã lµ mét trong nh÷ng nguån tµi nguyªn chñ chèt nhÊt cña tr¸i ®Êt, ®¶m b¶o sù an toµn thùc phÈm, duy tr× sù c«ng b»ng cña c¸c hÖ sinh th¸i vµ ®¶m b¶o sù ho¹t ®éng cña con ng­êi trong mét thÕ giíi ®Çy nh÷ng biÕn ®éng nhanh chãng vÒ ®Þa lý, x· héi vµ m«i tr­êng. Héi nghÞ m«i tr­êng vµ ph¸t triÓn cña liªn hîp quèc n¨m 1992 t¹i Rio de Janeiro kh¼ng ®Þnh “TiÒn ®Ò cho sù phån vinh cña d©n téc lµ n­íc s¹ch’’. ThÞ trÊn Kh¸nh Yªn thuéc huyÖn V¨n Bµn cña tØnh Lµo Cai. ThÞ trÊn ®ã ®­îc quy ho¹ch vµ ®ang tõng b­íc ®« thÞ hãa nh­ng ch­a cã hÖ thèng cÊp n­íc s¹ch hoµn chØnh. Nguån n­íc tù ch¶y ch­a qua xö lý, l­u l­îng vµ ¸p lùc ch­a ®¸p øng yªu cÇu. ChÊt l­îng n­íc ch­a qua xö lý kh«ng ®¶m b¶o vÖ sinh, ¶nh h­ëng xÊu tíi søc kháe cña nh©n d©n vµ nh­ vËy còng ¶nh h­ëng xÊu ®Õn ®êi sèng, kinh tÕ vµ x· héi. Mét ®« thÞ trong thêi kú ®æi míi kh«ng thÓ kh«ng cã hÖ thèng cÊp n­íc s¹ch. V× vËy viÖc ®Çu t­ c¶i t¹o vµ më réng hÖ thèng cÊp n­íc thÞ trÊn Kh¸nh Yªn lµ rÊt cÇn thiÕt, ®¸p øng nguyÖn väng cña nh©n d©n c¸c d©n téc trong thÞ trÊn. Do ®ã, T«i ®ã chän ®Ò tµi thiÕt kÕ hÖ thèng n­íc cÊp víi c«ng suÊt 1000m3/ngµy.®ªm tíi thÞ trÊn Kh¸nh Yªn nh»m môc ®Ých n©ng cao chÊt l­îng n­íc cÊp, gãp phÇn ®¶m b¶o ®ñ n­íc, cã chÊt l­îng tèt ®Ó phôc vô cho môc ®Ých ¨n uèng, sinh ho¹t vµ c¸c ho¹t ®éng gi¶i trÝ cña nh©n d©n trong thÞ trÊn. §Ò tµi h×nh thµnh dùa trªn ph­¬ng ph¸p thu thËp tµi liÖu, tÝnh to¸n thiÕt kÕ, ph©n tÝch, tæng hîp c¸c sè liÖu. PHÇN 1: TæNG QUAN 1.1. Tæng quan vÒ nguån n­íc Cã thÓ khai th¸c c¸c nguån n­íc thiªn nhiªn (th­êng gäi lµ n­íc th«) tõ n­íc mÆt, n­íc ngÇm…®Ó xö lý thµnh n­íc s¹ch ®Ó cung cÊp. * N­íc bÒ mÆt N­íc bÒ mÆt lµ nguån n­íc tù nhiªn gÇn gòi víi con ng­êi nhÊt vµ còng chÝnh v× vËy mµ n­íc bÒ mÆt còng lµ nguån n­íc dÔ bÞ « nhiÔm nhÊt. - Nguån n­íc chñ yÕu lµ n­íc s«ng, hå, suèi vµ biÓn. Thµnh phÇn vµ chÊt l­îng cña n­íc bÒ mÆt chÞu nhiÒu ¶nh h­ëng cña c¸c yÕu tè tù nhiªn, nguån gèc xuÊt xø, c¸c ®iÒu kiÖn m«i tr­êng xung quanh vµ c¸c t¸c ®éng cña con ng­êi khi khai th¸c vµ sö dông nguån n­íc. - N­íc mÆt cã c¸c ®¨c tr­ng lµ: + Chøa khÝ hoµ tan ®Æc biÖt lµ khÝ oxy + Chøa nhiÒu chÊt r¾n l¬ löng, riªng tr­êng hîp n­íc chøa trong c¸c ao ®Çm, hå do sÈy ra qu¸ tr×nh l¾ng cÆn nªn chÊt r¾n l¬ löng cßn l¹i trong n­íc cã nång ®é t­¬ng ®èi thÊp vµ chñ yÕu ë d¹ng keo. + Cã hµm l­îng chÊt h÷u c¬ cao + Cã sù hiÖn diÖn cña nhiÒu lo¹i t¶o + Chøa nhiÒu vi sinh vËt. * N­íc ngÇm N­íc ngÇm ®­îc khai th¸c tõ nh÷ng tÇng chøa n­íc d­íi ®Êt, chÊt l­îng n­íc ngÇm phô thuéc vµo thµnh phÇn kho¸ng ho¸ vµ cÊu tróc ®Þa tÇng mµ n­íc thÊm qua. Do vËy n­íc ch¶y qua c¸c ®Þa tÇng chøa c¸t vµ granit th­êng cã tÝnh axit vµ chøa Ýt chÊt kho¸ng. Khi n­íc ngÇm ch¶y qua ®Þa tÇng chøa ®¸ v«i th× n­íc th­êng cã ®é cøng vµ ®é kiÒm hydrocacbonat cao. §Æc tr­ng chung cña n­íc ngÇm lµ: §é ®ôc thÊp. NhiÖt ®é vµ thµnh phÇn ho¸ häc t­¬ng ®èi æn ®Þnh. Kh«ng cã oxy nh­ng cã thÓ chøa nhiÒu khÝ tan nh­: CO2, H2S… Chøa nhiÒu kho¸ng chÊt hoµ tan chñ yÕu lµ s¾t, mangan, canxi, magie, flo. Kh«ng cã hiÖn diÖn cña vi sinh vËt. * N­íc biÓn: N­íc biÓn th­êng cã ®é mÆn rÊt cao (®é mÆn ë Th¸i B×nh D­¬ng lµ 32 – 35 g/l). Hµm l­îng muèi trong n­íc biÓn thay ®æi theo mïa tïy theo vÞ trÝ ®Þa lý nh­: cöa s«ng gÇn bê hay xa bê, ngoµi ra trong n­íc biÓn cßn chøa nhiÒu chÊt l¬ löng, cµng gÇn bê nång ®é cµng t¨ng, chñ yÕu lµ c¸c phiªu sinh ®éng thùc vËt. * N­íc nî: ë cöa s«ng vµ c¸c vïng ven bê biÓn, n¬i gÆp nhau cña c¸c dßng n­íc ngät ch¶y tõ s«ng ra, c¸c dßng ch¶y tõ ®Êt liÒn ra hßa trén víi n­íc biÓn. * N­íc kho¸ng: Khai th¸c tõ tÇng d­íi s©u hay tõ c¸c suèi do phun trµo tõ lßng ®Êt ra, n­íc cã chøa mét vµi nguyªn tè ë nång ®é cao h¬n nång ®é cho phÐp ®èi víi n­íc uèng nh­ng cã t¸c dông ch÷a bÖnh. * N­íc chua phÌn: Nh÷ng n¬i gÇn biÓn (vÝ dô nh­ §ång b»ng s«ng Cöu Long) ë n­íc ta th­êng cã n­íc chua phÌn. N­íc bÞ nhiÔm phÌn do tiÕp xóc víi ®Êt phÌn, lo¹i nµy giµu nguyªn tè l­u huúnh ë d¹ng sunfua hay sunfat vµ mét vµi nguyªn tè kim lo¹i nh­ nh«m, s¾t. * N­íc m­a: n­íc m­a cã thÓ xem nh­ n­íc cÊt tù nhiªn nh­ng kh«ng hoµn toµn tinh khiÕt bëi v× n­íc m­a cã thÓ bÞ « nhiÔm khÝ, bôi vµ thËm chÝ c¶ vi khuÈn cã trong kh«ng khÝ. 1.2. C¸c th«ng sè ®¸nh gi¸ chÊt l­îng n­íc 1.2.1. ChØ tiªu vËt lý * §é ®ôc: N­íc nguyªn chÊt lµ mét m«i tr­êng trong suèt vµ cã kh¶ n¨ng truyÒn ¸nh s¸ng tèt nh­ng khi trong n­íc cã c¸c t¹p chÊt huyÒn phï, chÊt r¾n l¬ löng, c¸c vi sinh vËt vµ c¶ c¸c hãa chÊt hßa tan th× kh¶ n¨ng truyÒn ¸nh s¸ng cña n­íc gi¶m ®i. Dùa trªn nguyªn t¾c ®ã ng­êi ta x¸c ®Þnh ®é ®ôc cña n­íc. * §é mµu cña n­íc: N­íc nguyªn chÊt kh«ng mµu, n­íc cã mµu lµ do cã c¸c chÊt bÈn hßa tan trong n­íc g©y nªn. Mµu th­êng gÆp trong n­íc lµ mµu vµng hoÆc n©u. * Hµm l­îng chÊt r¾n trong n­íc: Bao gåm tæng hµm l­îng cÆn l¬ löng TSS (Total suspended solid), cÆn l¬ löngSS (Suspended solid), chÊt r¾n hßa tan trong n­íc DS (Dissolved solid), chÊt r¾n bay h¬i VS (Volatile solid). * Mïi, vÞ cña n­íc: c¸c chÊt khÝ vµ chÊt hßa tan trong n­íc lµm cho n­íc cã mïi vÞ. N­íc thiªn nhiªn cã thÓ cã mïi ®Êt, mïi tanh, mïi thèi hoÆc mïi ®Æc tr­ng cña c¸c hãa chÊt hßa tan trong n­íc nh­ mïi amoniac, mïi hydrosulfua…N­íc cã thÓ cã vÞ mÆn, ngät, ch¸t…tïy theo thµnh phÇn vµ hµm l­îng c¸c muèi hßa tan trong n­íc. * §é phãng x¹ trong n­íc: N­íc nhiÔm phãng x¹ do sù ph©n hñy phãng x¹ trong n­íc th­êng cã nguån gèc tõ c¸c nguån n­íc th¶i. * §é cøng cña n­íc: Lµ ®¹i l­îng biÓu thÞ hµm l­îng c¸c ion canxi, mgie cã trong n­íc. Cã ba lo¹i ®é cøng khi xö lý: ®é cøng toµn phÇn, ®é cøng t¹m thêi vµ ®é cøng vÜnh cöu. 1.2.2. C¸c chØ tiªu hãa häc * Hµm l­îng oxy hßa tan DO (Dissolved oxygen): oxy hßa tan trong n­íc phô thuéc vµo c¸c yÕu tè nh­ ¸nh s¸ng, nhiÖt ®é, ®Æc tÝnh cña nguån n­íc bao gåm c¸c thµnh phÇn hãa häc, vi sinh, thñy sinh. C¸c nguån n­íc mÆt cã bÒ mÆt tho¸ng tiÕp xóc trùc tiÕp víi kh«ng khÝ nªn th­êng cã hµm l­îng oxy hßa tan cao. N­íc ngÇm th­êng cã hµm l­îng oxy hßa tan thÊp do cã c¸c ph¶n øng oxy hãa khö x¶y ra trong lßng ®Êt ®· tiªu thô mét phÇn oxy. * Nhu cÇu oxy hãa häc COD (chemical oxygen demand): COD lµ mét ®¹i l­îng dïng ®Ó ®¸nh gi¸ s¬ bé møc ®é nhiÔm bÈn cña nguån n­íc. COD biÓu thÞ c¸c l­îng chÊt h÷u c¬ kh«ng thÓ bÞ oxy hãa b»ng VSV. * Nhu cÇu oxy sinh hãa BOD (Biological oxygen demand): BOD còng chØ lµ mét chØ tiªu dïng ®Ó x¸c ®Þnh møc ®é nhiÔm bÈn cña n­íc. * C¸c hîp chÊt cña nito: C¸c hîp chÊt nµy th­êng tån t¹i d­íi d¹ng amoni, nitrit, nitrat vµ c¶ d¹ng nguyªn tè nito (N2). * C¸c hîp chÊt s¾t vµ mangan: Trong n­íc ngÇm tån t¹i ë d¹ng hãa trÞ (II) cña c¸c muèi bicacbonat sunfat, clorua hßa tan, ®«i khi s¾t tån t¹i trong keo cña axit humic hoÆc keo silic. Còng nh­ Fe, Mn th­êng cã trong n­íc ngÇm víi hµm l­îng nhá h¬n. 1.2.3. C¸c chØ tiªu vi sinh * C¸c vi trïng g©y bÖnh: §ã lµ c¸c vi trïng trong n­íc g©y bÖnh lþ, th­¬ng hµn, dÞch t¶, b¹i liÖt… ViÖc x¸c ®Þnh sù cã mÆt cña c¸c vi trïng g©y bÖnh th­êng rÊt khã vµ mÊt nhiÒu thêi gian do sù ®a d¹ng vÒ chñng lo¹i. V× vËy trong thùc tÕ th­êng ¸p dông ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh chØ sè vi trïng ®Æc tr­ng. ViÖc x¸c ®Þnh sè l­îng vi khuÈn Ecoli th­êng ®¬n gi¶n vµ nhanh chãng cho nªn lo¹i vi khuÈn nµy ®­îc chän lµm vi khuÈn ®Æc tr­ng cho viÖc x¸c ®Þnh møc nhiÔm bÈn do vi trïng g©y bÖnh trong n­íc. * C¸c lo¹i rong, t¶o: C¸c lo¹i rong, t¶o ph¸t triÓn trong n­íc lµm cho n­íc nhiÔm bÈn chÊt h÷u c¬ vµ lµm cho n­íc cã mµu xanh. Trong kü thuËt xö lý n­íc cÊp c¸c lo¹i t¶o th­êng ®i qua bÓ l¾ng vµ ®äng l¹i trªn bÒ mÆt läc lµm cho tæn thÊt ¸p lùc trong bÓ t¨ng nhanh vµ thêi gian gi÷a hai lÇn röa loc ng¾n ®i. Khi ph¸t triÓn trong ®­êng èng dÉn n­íc rong t¶o cã thÓ lµm t¾c èng, t¹o ra c¸c chÊt g©y mïi vÞ trong n­íc. 1.3. Tiªu chuÈn vÒ chÊt l­îng n­íc cÊp. B¶ng1: Tiªu chuÈn vÖ sinh cña n­íc cÊp cho ¨n uèng vµ sinh ho¹t. 505BHYT/Q§ ban hµnh ngµy 13/4/1992 Bé Y tÕ. TT  Th«ngsè chÊt l­îng  §¬n vÞ  Giíi h¹n tèi ®a      §èi víi ®« thÞ  §èi víi n«ng th«n   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29  §é pH §é trong §é mµu(thang mµu c¬ b¶n) Mïi vÞ(®Ëy kÝn sau khi ®un 50-60oc) Hµm l­îng cÆn hßa tan §é cøng Muèi mÆn Vïng ven biÓn Vïng néi ®Þa §é oxy hãa Am«niac §èi víi n­íc mÆt §èi víi n­íc ngÇm Nitrat Nitrit Nh«m §ång S¾t Mangan Natri Sulphat KÏm Hydro sulphua Arsen Cadmi Cr«m Xianua Florua Ch× Thñy ng©n Sªlen Fecal coliforms Facal Straptoccocus  cm ®é mg/L mg/L CaCO3 mg/LNaCl mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L  6,5-8,5 >30 <10 0 500 500 400 250 0,5-2 0 3 10 0 0,2 1 0,3 0,1 200 400 0 0 0,05 0,005 0,05 0,1 1,5 0,05 0,001 0,01 0 0  6,5-8,5 >25 <10 0 100 500 500 250 2-4 0 3 10 0 0,2 1 0,5 0,1 200 400 0 0 0,05 0,005 0,05 0,1 1,5 0,05 0,001 0,01 0 0   B¶ng 2: Tiªu chuÈn chÊt l­îng n­íc dïng trong ¨n uèng vµ sinh ho¹t cña tæ chøc Y tÕ thÕ giíi WTO. STT  Tiªu chuÈn  GÝa trÞ quy ®Þnh, mg/L   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30  pH Tæng cÆn hßa tan Am«niac S¾t toµn phÇn Canxi Magie §é cøng CaCO3 Clo Sulphat Mangan Nh«m Arsen Bari Bery Cadmi Cr«m Coban §ång Cacbon clorofom Hydro sulphua Ch× Thñy ng©n Niken Phenol vµ c¸c dÉn xuÊt Selen KÏm B¹c Nitrat Florua Fecal coliforms N/100ml  6,5-8,5 500 Ch­a cã quy ®Þnh 0,1 75 30-150 100 200 200 0,05 Ch­a cã quy ®Þnh 50 Ch­a cã quy ®Þnh Ch­a cã quy ®Þnh 10 Ch­a cã quy ®Þnh Ch­a cã quy ®Þnh 50 Ch­a cã quy ®Þnh Ch­a cã quy ®Þnh 100 1 Ch­a cã quy ®Þnh 1 10 100 Ch­a cã quy ®Þnh §¬n vÞ mg/l 0,6-1,7 0   1.4. C¸c c«ng nghÖ xö lý n­íc cÊp 1.4.1. Nguyªn t¾c chän c«ng nghÖ xö lý n­íc cÊp - Lùa chän c«ng nghÖ xö lý n­íc phô thuéc rÊt nhiÒu vµo chÊt l­îng vµ ®Æc tr­ng cña nguån n­íc th«, yªu cÇu chÊt l­îng n­íc cÊp vµ c«ng suÊt tr¹m n­íc cÇn xö lý. HÇu hÕt c¸c chÊt bÈn trong n­íc cã kÝch th­íc h¹t tõ minimet ®Õn nanomet hoÆc nhá h¬n. C¸c h¹t cã kÝch th­íc nhá h¬n ®­îc gäi lµ h¹t keo (10-4 ( 10-6 mm). - ChÊt l­îng cña nguån n­íc thay ®æi theo vÞ trÝ vµ thêi gian, tõ chç nµy ®Õn chç kh¸c vµ tõ mïa nµy qua mïa kh¸c, do vËy c«ng nghÖ xö lý n­íc vµ quy tr×nh vËn hµnh còng ph¶i thay ®æi dùa vµo tÝnh chÊt vËt lý, hãa sinh cña n­íc th«. Trong mét nguån n­íc ng­êi ta cè g¾ng gi÷ chÊt l­îng n­íc ®­a vµo xö lý kh«ng thay ®æi theo mïa, b»ng c¸c qua tr×nh xö lý s¬ bé. - Lùa chon c«ng nghÖ xö lý n­íc tr­íc hÕt ®­îc tiÕn hµnh trong phßng thÝ nghiÖm ®Ó t×m ra c¸c th«ng sè tèi ­u vµ hãa chÊt sö dông, liÒu l­îng sö dông, chÊt xóc t¸c, ®é pH… sau ®ã ®Ó ®¸nh gi¸ c¸c th«ng sè thiÕt kÕ vµ c¸c ®iÒu kiÖn vËn hµnh tèi ­u, thö nghiÖm c«ng nghÖ trªn m« h×nh thùc nghiÖm lµ cÇn thiÕt. Tuy nhiªn c«ng viÖc nãi trªn cÇn ®Òn nhiÒu thêi gian, ®Æc biÖt khi cã xö lý vi sinh. - C¸c vÊn ®Ò trªn cÇn ®Ò cËp ®Õn khi thiÕt kÕ qu¸ tr×nh xö lý n­íc bao gåm: + ChÊt l­îng n­íc th«, yªu cÇu vµ tiªu chuÈn cña n­íc sau xö lý. Dùa vµo c¸c sè liÖu ®· cã so s¸nh chÊt l­îng n­íc th« vµ n­íc sau xö lý ®Ó quyÕt ®Þnh cÇn t¸ch g× ra khái n­íc, chän c¸c th«ng sè chÝnh vÒ chÊt l­îng n­íc vµ ®­a ra kü thuËt xö lý cô thÓ, chän hãa chÊt vµ liÒu l­îng hãa chÊt cÇn dïng, tèi ­u hãa c¸c ®iÒu kiÖn vËn hµnh cho tõng b­íc xö lý vµ s¾p xÕp c¸c b­íc xö lý cho thËt hîp lý. 1.4.2. C¸c qu¸ tr×nh xö lý s¬ bé, xö lý n­íc ngÇm, n­íc mÆt. 1.4.2.1. C¸c qu¸ tr×nh xö lý s¬ bé a. Xö lý s¬ bé trong hå chøa n­íc bÒ mÆt. - Khö vi khuÈn, vi rót nhê c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn trong c¸c hå chøa n­íc. C¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn x¶y ra trong hå chøa n­íc cã thÓ lµm gi¶m ®i ®¸ng kÓ l­îng vi sinh vËt g©y bÖnh trong n­íc, v× n­íc kh«ng ph¶i lµ m«i tr­êng tèt cho sù ph¸t triÓn cña vi khuÈn, vi rót g©y bÖnh nh­ ë trong ng­êi vµ ®éng vËt. - Ng¨n ngõa sù ph¸t triÓn cña t¶o + Sö sông hãa chÊt ®Ó diÖt t¶o nh­: CuSO4 nång ®é 0,1 ( 10mg/L, hãa chÊt cña clo nång ®é 0,3 ®Õn 1,0mg/Na2SO4, chÊt diÖt cá 2,4D…khi ®­a c¸c lo¹i hãa chÊt vµo n­íc t¶o sÏ bÞ hñy diÖt vµ l¾ng xuèng ®¸y hå. Tuy nhiªn ®©y kh«ng ph¶i lµ biÖn ph¸p tèi ­u ®Ó s¶n xuÊt n­íc sinh ho¹t. + Gi¶m c¸c chÊt dinh d­ìng cho t¶o trong n­íc. C¸c chÊt dinh d­ìng nh­ nito, ph«tphat trong n­íc ®­îc gi¶m b»ng c¸ch ng¨n ngõa viÖc th¶i n­íc sinh ho¹t, chÊt th¶i cña ng­êi vµ ®éng vËt còng nh­ c¸c chÊt th¶i c«ng nghiÖp cã chøa NH4+, NO3, PO43- vµo nguån n­íc hoÆc tr­íc khi th¶i c¸c nguån n­íc ®ã vµo hå ph¶i xö lý t¸ch chóng ra khái n­íc th¶i. b. Qu¸ tr×nh oxy hãa s¬ bé. - Qu¸ tr×nh oxy hãa s¬ bé cã t¸c dông n©ng cao hiÖu suÊt cña c¸c qu¸ tr×nh tiÕp theo nh­ khö phenol mµ trong qu¸ tr×nh keo tô kh«ng thÓ khö ®­îc, t¨ng hiÖu suÊt t¸ch trong qu¸ tr×nh tiÕp theo, gi¶m sè l­îng t¶o trong n­íc, t¨ng hµm l­îng tÝch tô cÆn bÈn trong cét läc, t¨ng c­êng ®é trong qu¸ tr×nh keo tô t¹o b«ng víi c¸c t¹p chÊt nh­ ®Êt, vi trïng, t¶o, chÊt mïn humic, t¨ng chÊt l­îng n­íc läc. - Trong xö lý n­íc uèng ng­êi ta th­êng dïng ozon lµ chÊt oxy hãa. Do ®Æc tÝnh oxy hãa cña «zon m¹nh nªn trong xö lý n­íc ozon dïng nhiÒu môc ®Ých: khö trïng, oxy hãa s¾t vµ mangan, lo¹i bá t¶o… 1.4.2.2. Xö lý n­íc ngÇm. - ChÊt l­îng n­íc ngÇm phô thuéc vµo nguån gèc cña n­íc ngÇm, cÊu tróc ®Þa tÇng cña khu vùc vµ chiÒu s©u ®Þa tÇng n¬i khai th¸c n­íc. Chia lµm hai lo¹i n­íc ngÇm: + N­íc ngÇm hiÕu khÝ (cã oxy): lµ n­íc cã chÊt l­îng tèt. Trong n­íc kh«ng cã chÊt khö nh­: H2S, CH4, NH4. + N­íc ngÇm yÕm khÝ (kh«ng cã oxy): oxy bÞ tiªu thô trong qu¸ tr×nh n­íc thÊm qua tÇng ®Êt ®¸. Khi l­îng oxy hßa tan trong n­íc bÞ tiªu thô hÕt c¸c chÊt hßa tan nh­: Fe2+, Mn2+ t¹o thµnh, Qóa tr×nh khö: NO3-(NH4+, SO42-(H2S, CO2(CH4 còng x¶y ra. - Xö lý n­íc ngÇm: + Tr­êng hîp n­íc ngÇm cã ®ñ oxy dïng trùc tiÕp, lµm mÒm n­íc, ®iÒu chØnh ®é pH vµ khö trïng vÉn cÇn thiÕt. + N­íc ngÇm kh«ng ®ñ oxy hßa tan th× hîp chÊt Fe2+, Mn2+, NH4+ vµ H2S xuÊt hiÖn. Khi ®ã cÇn ph¶i trao ®æi khÝ vµ qu¸ tr×nh läc trë nªn rÊt cÇn. Trong tr­êng hîp thêi gian l­u cña läc kh«ng ®ñ ®Ó khö Fe2+ kÕt hîp víi oxy t¹o thµnh Fe3+ ph¶i dïng dung dÞch chÊt oxy hãa khö ®Ó oxy hãa Fe nh­ clo, kalipermanganat, ozon. Fe≤9mg/l Cl2,Ca(OH)2 , phèn Fe≥9mg/l vôi Khö trïng Khö trïng H×nh 1: C«ng nghÖ xö lý n­íc ngÇm 1.4.2.3. Xö lý n­íc bÒ mÆt. Thµnh phÇn vµ chÊt l­îng n­íc bÒ mÆt phô thuéc vµo chÊt l­îng cña nguån n­íc, m«i tr­êng tù nhiªn, b¶n chÊt cña n­íc th¶i vµ chÊt th¶i vµo nguån n­íc… C¸c th«ng sè chÝnh cÇn quan t©m ®Õn n­íc bÒ mÆt bao gåm: chÊt l­îng vÒ mÆt vi trïng häc, chÊt l­îng thµnh phÇn huyÒn phï vµ ®é pH. ChÊt h÷u c¬ (®é mµu), hµm l­îng Fe, Mn… - §èi víi n­íc s«ng suèi, ë th­îng nguån s¹ch h¬n so víi n¬i ®«ng d©n c­, trong tr­êng hîp n­íc rÊt s¹ch vÉn ph¶i khö trïng b»ng n­íc clo, n­íc bÒ mÆt cÇn cã ®ñ thêi gian l­u ®Ó l¾ng c¸c chÊt v« c¬ vµ c¸c chÊt mïn, lµm trong n­íc. - C¸c xö lý s¬ bé ®èi víi n­íc bÒ mÆt rÊt quan träng, nÕu n­íc nhiÒu rong t¶o th× nhÊt thiÕt ph¶i xö lý rong t¶o tr­íc khi cho vµo xö lý. -Cã thÓ cho bét cacbon ho¹t tÝnh tr­íc qu¸ tr×nh l¾ng läc c¸t nhanh ®Ó khö mïi vÞ. - C«ng nghÖ xö lý n­íc bÒ mÆt thay ®æi theo thêi gian v× chÊt l­îng n­íc bÒ mÆt th­êng thay ®æi theo mïa vµ nhu cÇu n­íc sinh ho¹t còng thay ®æi theo thêi gian. - C¸c kh¶ n¨ng xö lý n­íc bÒ mÆt th­êng dïng lµ läc ngÇm qua ®Êt, vi läc khö t¶o, ozon hãa vµ läc, khö trïng. Víi n­íc hå s¹ch chØ cÇn keo tô t¹o b«ng, läc vµ khö trïng. Víi n­íc s«ng th­êng cho l¾ng läc qua ®Êt, «xy hãa b»ng ozon, läc qua than ho¹t tÝnh vµ khö trïng. Víi n­íc s«ng b×nh th­êng th× «xy hãa s¬ bé, keo tô, t¹o b«ng, l¾ng, läc qua than ho¹t tÝnh vµ khö trïng. N­íc th« Co>2500mg/l Co < 2500mg/l Co<50mg/l,M<50o Coban xö lý chÊt keo tô ChÊt keo tô Co<150mg/l, M<150o Cl2 Cl2 1.4.3. Mét sè ph­¬ng ph¸p chñ yÕu xö lý n­íc cÊp cho sinh ho¹t. 1.4.3.1. Ph­¬ng ph¸p l¾ng. Giai ®o¹n l¾ng gi÷ l¹i phÇn lín (80%) c¸c h¹t cÆn trong n­íc. BÓ l¾ng ho¹t ®éng dùa trªn nguyªn t¾c sau: N­íc ch¶y tõ tõ qua bÓ, d­íi t¸c dông cña träng lùc, b¶n th©n c¸c h¹t cÆn sÏ r¬i xuèng ®¸y bÓ. Theo ph­¬ng ph¸p chuyÓn ®éng cña n­íc ng­êi ta chän ra hai lo¹i bÓ l¾ng. a. BÓ l¾ng ®øng. Trong bÓ l¾ng ®øng, n­íc chuyÓn ®éng theo ph­¬ng th¼ng ®øng tõ d­íi lªn víi tèc ®é 0,5. 10-3 ®Õn 0,7.10-3 m/s cßn cÆn l¾ng xuèng ®¸y bÓ vµ ®­îc x¶ ra ngoµi. BÓ l¾ng ®øng th­êng cã mÆt b»ng h×nh vu«ng hoÆc h×nh trßn, ®­îc sö dông vµo tr¹m cã c«ng suÊt nhá. D h3 (5) (6) (7) sang bÓ läc nhanh (4) N­íc tõ bÓ trén tíi H2=H1 ( (3) h1 (8) 40-60o H×nh 3: S¬ ®å ho¹t ®éng bÓ l¾ng ®øng. Chó thÝch: (1) N¨ng ph¶n øng xo¸y (2) Vïng l¾ng (3) Vïng chøa cÆn (4) Vßi phun (6) M¸ng thu (7) èng n­íc ra (8) èng x¶ cÆn Nguyªn lý ho¹t ®éng N­íc ch¶y vµo èng phun trung t©m gi÷a bÓ (ng¨n ph¶n øng) ®i xuèng d­íi vµo bÓ l¾ng. N­íc chuyÓn ®éng theo chiÒu tõ d­íi lªn trªn, cÆn r¬i tõ trªn xuèng ®¸y bÓ. N­íc ®· l¾ng trong ®­îc thu vµo m¸ng vßng bè trÝ xung quanh thµnh bÓ vµ ®­a sang bÓ läc. b. BÓ l¾ng ngang So víi bÓ l¾ng ®øng th× hiÖu qu¶ lµm viÖc cña bÓ l¾ng ngang ®¹t cao h¬n, n­íc ch¶y vµo mét ®Çu, chuyÓn ®éng ë bªn trong bÓ theo chiÒu ngang vµ ch¶y ra ë ®Çu kia cña bÓ víi tèc ®é 0,005 ®Õn 0,01 m/s. (3) (6) (7) BÓ ph¶n øng Sang bÓ läc (1) (2) (4 (8) (9) H×nh4: S¬ ®å ho¹t ®éng bÓ l¾ng ngang. Chó thÝch: èng dÉn n­íc tõ bÓ ph¶n øng sang M¸ng ph©n phèi n­íc V¸ch ph©n phèi ®Çu bÓ Vïng l¾ng Vïng chøa cÆn V¸ch ng¨n thu n­íc cuèi bÓ M¸ng thu n­íc èng dÉn n­íc sang bÓ läc èng x¶ cÆn Nguyªn lý ho¹t ®éng N­íc ch¶y vµo vïng l¾ng, khi ®ã c¸c h¹t cÆn cã khèi l­îng riªng lín h¬n n­íc, nã sÏ t¸ch ra khái n­íc vµ l¾ng xuèng vïng chøa cÆn vµ ®­îc x¶ ra ngoµi Ngoµi hai lo¹i bÓ trªn ng­êi ta cßn dung bÓ l¾ng ly t©m vµ bÓ l¾ng trong víi tÇng cÆn l¬ löng. 1.4.3.2. Ph­¬ng ph¸p läc Läc lµ mét qu¸ tr×nh lµm s¹ch n­íc th«ng qua líp vËt liÖu läc nh»m t¸ch c¸c h¹t cÆn l¬ löng, c¸c thÓ keo tô vµ ngay c¶ vi sinh vËt trong n­íc. KÕt qu¶ lµ sau qu¸ tr×nh läc n­íc sÏ cã ®­îc chÊt l­îng tèt h¬n c¶ vÒ mÆt vËt lý, ho¸ häc, sinh häc. Ta th­êng gÆp c¸c lo¹i bÓ sau: a. BÓ läc nhanh Tèc ®é läc rÊt nhanh kho¶ng 6 ®Õn 10 m/h. Trong bÓ läc nhanh cÆn ®­îc gi÷ l¹i nhê lùc kÕt dÝnh cña nã víi c¸c h¹t c¸t läc. Do ®ã tèc ®é läc lín nªn bÓ chãng bÞ nhiÔm bÈn nªn ph¶i röa lu«n (1 ®Õn 2 lÇn trong ngµy). ViÖc röa bÓ ®­îc c¬ giíi ho¸, ng­êi ta b¬m n­íc cho ch¶y ng­îc chiÒu khi läc víi tèc ®é lín gÊp 7 ®Õn 10 lÇn khi läc (®«i khi thæi thªm kh«ng khÝ) lµm cho c¸t läc bÞ sôc lªn, cÆn bÈn t¸ch ra khái c¸t vµ ®­îc cuèn vµo m¸ng ë phÝa trªn råi ®­îc x¶ vµo hÖ thèng tho¸t n­íc. BÓ chiÕm Ýt diÖn tÝch vµ ®­îc sö dông phæ biÕn hiÖn nay trong c¸c nhµ m¸y n­íc. b. BÓ läc chËm N­íc läc qua bÓ läc chËm kho¶ng 0,2 ®Õn 0,5 m/h. Trªn bÒ mÆt líp c¸t läc h×nh thµnh líp mµng cÆn, cã t¸c dông hÊp thô c¸c h¹t keo cÆn vµ vi khuÈn trong n­íc. C¸c yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn qu¸ tr×nh läc lµ kÝch th­íc cña h¹t c¸t, c¸t cµng nhá th× nhanh t¾c, tr¸i l¹i c¸t cµng lín th× nh÷ng h¹t l¬ löng nhá kh«ng gi÷ l¹i ®­îc. Ngoµi tèc ®é läc, thêi gian còng ¶nh h­ëng ®Õn hiÖu qu¶ läc. BÓ läc chËm cã kÕt qu¶ rÊt tèt, hiÖu qu¶ lµm s¹ch n­íc cao, lo¹i trõ ®­îc 95 – 99 % cÆn bÈn vµ vi khuÈn cã trong n­íc, läc ®­îc n­íc tù nhiªn kh«ng cÇn xö lý ho¸ chÊt, kh«ng ®ßi hái thiÕt bÞ phøc t¹p. Nh­ng bÓ chiÕm nhiÒu diÖn tÝch, khèi l­îng x©y dùng lín, khã kh¨n trong viÖc c¬ giíi ho¸ vµ tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh röa läc, chØ thÝch hîp víi tr¹m b¬m c«ng suÊt nhá. Ngoµi ra, ng­êi ta cßn sö dông c¸c lo¹i bÓ läc nh­ bÓ läc hai chiÒu, bÓ läc h¹t th«, bÓ läc ¸p lùc, bÓ läc tiÕp xóc. 1.4.3.3. Ph­¬ng ph¸p khö s¾t Trong thiªn nhiªn, s¾t tån t¹i d­íi nhiÒu d¹ng kh¸c nhau. Trong n­íc ngÇm s¾t th­êng tån t¹i ë d¹ng ion s¾t ho¸ trÞ (II), lµ thµnh phÇn cña muèi hoµ tan nh­ bi cacbonat, sunfat, clorua. Cã nhiÒu ph­¬ng ph¸p ®Ó khö s¾t, nh­ng tÊt c¶ c¸c ph­¬ng ph¸p ®Òu dùa trªn nguyªn t¾c chuyÓn Fe (II) ë d¹ng hoµ tan trong n­íc sang d¹ng Fe (III) kÕt tña, sau ®ã ®Ó l¾ng vµ läc. Phæ biÕn nhÊt hiÖn nay lµ ph­¬ng ph¸p khö s¾t b»ng lµm tho¸ng. Nguyªn t¾c cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ trén n­íc víi kh«ng khÝ. Muèn vËy ng­êi ta phun n­íc lªn c¸c giµn m­a hoÆc b¬m n­íc lªn c¸c th¸p lµm tho¸ng víi môc ®Ých lµm cho oxi cña kh«ng khÝ thùc hiÖn ph¶n øng oxy ho¸ víi Fe (II) t¹o ra d¹ng Fe (III) kÕt tña. Cã thÓ tãm t¾t c¸c ph¶n øng: Fe(HCO3)2 + 2H2O
Fe(OH)2 + 2H2CO3 H2CO3
CO2 + H2O 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 ( ( 4Fe(OH)3 Fe(OH)3 kÕt tña mµu vµng. Ph­¬ng ph¸p nµy rÊt ®¬n gi¶n ë ®©y kh«ng cÇn phun n­íc mµ chØ cÇn cho n­íc trµn qua miÖng èng ®Æt cao h¬n bÓ läc chõng 0.5m. DÇn dÇn trªn bÒ mÆt c¸c h¹t c¸t läc sÏ t¹o thµnh mét líp mµng cã cÊu t¹o tõ c¸c hîp chÊt cña s¾t, mµng nµy cã t¸c dông xóc t¸c ®èi víi qu¸ tr×nh ph¶n øng oxy hãa vµ thñy ng©n Fe x¶y ra trong líp c¸t läc. Tuy vËy ph­¬ng ph¸p nµy chØ sö dông ®­îc khi n­íc ngÇm cã Fe 6,8 vµ tØ lÖ Fe3+/Fe tæng sè trong n­íc läc kh«ng v­ît qu¸ 30% tøc lµ ®¶m b¶o nh÷ng ®iÒu kiÖn ®Ó t¹o thµnh líp mµng xóc t¸c. Khi n­íc nguån cã ®é kiÒm hoÆc pH thÊp ng­êi ta ®­a thªm v«i vµo ®Ó kiÓm hãa n­íc. 1.4.3.4. Ph­¬ng ph¸p keo tô. a. Keo tô b»ng c¸c chÊt ®iÖn ly ®¬n gi¶n. B¶n chÊt cña ph­¬ng ph¸p lµ cho vµo n­íc c¸c chÊt ®iÖn ly ë d¹ng ion ®¬n gi¶n ng­îc dÊu. Khi nång ®é c¸c ion ng­îc dÊu t¨ng lªn th× cµng cã nhiÒu ion ®­îc chuyÓn tõ líp khuyÕch t¸n vµo líp ®iÖn tÝch kÐm, dÉn tíi viÖc gi¶m ®iÖn thÕ zeta, ®ång thêi lùc ®Èy tÜnh ®iÖn còng gi¶m ®i.Nhê chuyÓn ®éng Brow c¸c h¹t keo víi ®iÖn tÝch nhá khi va ch¹m dÔ kÕt dÝnh b»ng lùc hót ph©n tö Van der Walls, t¹o lªn c¸c b«ng cÆn lín h¬n. Khi kÝch th­íc cña b«ng cÆn ®¹t ®Õn 1(m th× chuyÓn ®éng Brow hÕt t¸c dông. §©y lµ ph­¬ng ph¸p cã hiÖu qu¶ cao nh­ng ®ßi hái liÒu l­îng chÊt ®iÖn ly cho vµo n­íc ph¶i thËt chÝnh x¸c. V× vËy ph­¬ng ph¸p nµy Ýt ®­îc sö dông. b. Keo tô b»ng hÖ keo ng­îc dÊu. Trong qu¸ tr×nh nµy ng­êi ta sö dông muèi nh«m s¾t hoÆc s¾t (III), cßn gäi lµ phÌn nh«m hoÆc s¾t lµm chÊt keo tô, ®©y lµ hai lo¹i hãa chÊt rÊt th«ng dông trong xö lý n­íc cÊp, nhÊt lµ xö lý n­íc sinh ho¹t. ChÊt keo tô th­êng sö sông nh­: Al2SO3, Fe2(SO4)3, FeSO4, AlCl3, FeCl3. §Ó hiÖu qu¶ t¸ch phÌn tèt cÇn ®¹t ®­îc mét sè ®iÒu kiÖn cÇn thiÕt. + N­íc cã pH > 7,0 + Thªm mét l­îng Ca(OH)2 nÕu thÊy cÇn thiÕt. + NhiÖt ®é cña n­íc ë kho¶ng 20 - 30oc. + T×m l­îng phÌn thÝch hîp víi ®é ®ôc (test phÌn). + Cã ®ñ thêi gian cho cÆn l¾ng. 1.4.3.5. C¸c ph­¬ng ph¸p lµm mÒm n­íc Qu¸ tr×nh lµm mÒm n­íc (khö ®é cøng) cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸ch t¹o kÕt tña kh«ng tan hoÆc b»ng ph­¬ng ph¸p trao ®æi ion. Qu¸ tr×nh lµm mÒm n­íc còng cã thÓ kÕt hîp víi qu¸ tr×nh khö kho¸ng b»ng c¸ch sö dông mµng b¸n thÊm. Mµng läc b¸n thÊm ¸p suÊt thÊp cã thÓ ®­îc dïng cho viÖc lµm mÒm n­íc cã TDS thÊp. Ph­¬ng ph¸p lµm mÒm b»ng kÕt tña T¸c nh©n lµm mÒm n­íc th­êng sö dông lµ v«i hoÆc soda. Sù lùa chän t¸c nh©n nµy hay t¸c nh©n kia lµ phô thuéc vµo chÊt l­îng nguån n­íc vµ tÝnh to¸n kinh tÕ. Khi ®é kiÒm cacbonat chiÕm ­u thÕ, qu¸ tr×nh lµm mÒm cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸ch t¨ng pH vµ c¶ CaCO3, Mg(OH)2 ®Òu kÕt tña. Khi ®é kiÒm cacbonat qu¸ thÊp, hµm l­îng cacbonat ph¶i ®­îc bæ sung b»ng bét soda. C¸c ph¶n øng: Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O Ca(HCO3) + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + H2O Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + 2Ca(CO3) + H2O MgSO4 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaSO4 Qu¸ tr×nh lµm mÒm n­íc b»ng v«i – soda Khi ®é kiÒm cacbonat kh«ng ®ñ ®Ó ph¶n øng víi v«i th× cÇn ph¶i cung cÊp tõ nguån bªn ngoµi, th«ng th­êng sö dông soda bét Na2CO3. Ph­¬ng tr×nh ph¶n øng: CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 + Na2SO4 Qu¸ tr×nh lµm mÒm b»ng xót Xót còng ®­îc sö dông khi ®é cøng cacbonat kh«ng ®ñ ®Ó ph¶n øng víi v«i. Sù lùa chän gi÷a soda bét vµ xót kh«ng chØ phô thuéc vµo lý do kinh tÕ mµ cßn phô thuéc vµo c¸c yÕu tè nh­ vËn hµnh dÔ dµng hÖ thèng xö lý vµ hµm l­îng magiª trong nguån n­íc. C¸c ph¶n øng: CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O Ca(HCO3)2 + 2NaOH = CaCO3 + Na2CO3 +2H2O Mg(HCO3)2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + Na2CO3 + H2O MgSO4 + 2NaOH = Mg(OH)2 + Na2SO4 CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 + Na2SO4 1.4.3.6. Ph­¬ng ph¸p khö khuÈn. Khö khuÈn n­íc lµ giai ®o¹n cuèi cïng trong qu¸ tr×nh xö lý n­íc dïng ¨n uèng vµ sinh ho¹t. Sau khi ®· ®¸nh phÌn, l¾ng läc, n­íc ®· gi¶m nhiÒu vi khuÈn nh­ng ch­a hÕt do ®ã ph¶i khö khuÈn tr­íc khi dïng. Chóng ta cã rÊt nhiÒu ph­¬ng ph¸p ®Ó khö khuÈn nh­: ph­¬ng ph¸p vËt lý, ph­¬ng ph¸p hãa häc. a. ph­¬ng ph¸p vËt lý. Ph­¬ng ph¸p vËt lý cã nhiÒu ­u ®iÓm nh­ kh«ng lµm cho n­íc cã mïi, vÞ kh¸c, kh«ng g©y ®éc h¹i cho ng­êi sö dông. * Ph­¬ng ph¸p nhiÖt: §©y lµ ph­¬ng ph¸p ®un s«i n­íc ®Õn nhiÖt ®é 100oc. Ph­¬ng ph¸p nµy rÊt phæ biÕn, ®¬n gi¶n, ¸p dông réng r·i, hiÖu qu¶ diÖt khuÈn tèt. * Ph­¬ng ph¸p dïng tia tö ngo¹i: N­íc cÇn khö trïng cho ch¶y qua thiÕt bÞ trong ®ã cã ®Æt c¸c ®Ìn bøc x¹ tia tö ngo¹i. Tïy thuéc vµo c­êng ®é bøc x¹, sè l­îng vi sinh cã trong nguån n­íc vµ thêi gian l­u trong thiÕt bÞ mµ chÊt l­îng n­íc ra khái thiÕt bÞ cã møc ®é khö trïng cao hay thÊp. Ph­¬ng ph¸p nµy ®¬n gi¶n nh­ng thiÕt bÞ ®¾t tiÒn hay háng vµ tèn ®iÖn (10-30kw/1000m3 n­íc) vµ hiÖu qu¶ bÞ h¹n chÕ khi trong n­íc cã t¹p chÊt h÷u c¬ vµ c¸c cÆn l¬ löng. Khö trïng b»ng sãng siªu ©m. Khö trïng b»ng sãng siªu ©m lµ mét ph­¬ng ph¸p khö trïng triÖt ®Ó nh­ng tèn kÐm. Ng­êi ta dïng sãng siªu ©m cã c­êng ®é t¸c dông kh«ng nhá h¬n 2w/cm2 trong thêi gian 5 phót. Trong ®iÒu kiÖn ®ã toµn bé vi sinh vËt cã trong n­íc bÞ tiªu diÖt. * Khö trïng b»ng ph­¬ng ph¸p läc §em n­íc läc qua líp läc cã kÝch th­íc khe läc nhá h¬n 1#m th× cã thÓ lo¹i trõ ®­îc chóng ra khái nguån n­íc. Líp läc trong tr­êng hîp nµy th­êng lµ vËt liÖu sµnh, sø, xèp cã khe hë cùc nhá. b. Ph­¬ng ph¸p hãa häc. §©y lµ ph­¬ng ph¸p ®­îc dïng réng r·i trong vµ ngoµi n­íc. Tuy nhiªn th­êng g©y mïi khã chÞu cho ng­êi dïng n­íc, mÆc dï nguån n­íc rÊt an toµn. * Khö khuÈn b»ng clo: Khö khuÈn b»ng clo lµ ph­¬ng ph¸p phæ biÕn nhÊt, ®· ¸p dông tõ l©u, hiÖn nay lµ ph­¬ng ph¸p thÞnh hµnh h¬n c¶. Clo dïng ®Ó khö khuÈn cã thÓ ë d¹ng sau: n­íc giaven, clo d¹ng khÝ hoÆc d¹ng bét nh­ cloranin, clorua v«i. T¸c dông khö khuÈn cña clo lµ lµm t¨ng thÕ n¨ng oxy hãa. Khi cho clo vµo n­íc v× thÕ n¨ng oxy hãa t¨ng lªn nhê ®ã nguyªn sinh chÊt cña tÕ bµo vi khuÈn bÞ oxy hãa, clo vµo n­íc t¹o ra axit hypoclorit HOCl, axit nµy kh«ng bÒn v÷ng, ph©n chia thµnh HCl vµ O2. Oxy ®­îc t¹o ra sÏ t¸c dông lªn vi khuÈn. Cl2+H2O=2HOCl 2HOCl=2HCl+O2. MÆt kh¸c clo còng t¸c dông trùc tiÕp t¸c dông lªn tÕ bµo vi khuÈn vµ kÕt hîp víi c¸c chÊt cã trong nguyªn sinh chÊt cña tÕ bµo lµm cho vi khuÈn chÕt. Víi hÖ thèng cÊp n­íc sinh ho¹t l­îng clo d­ ®Ó ng¨n ngõa sù nhiÔm bÈn trë l¹i th­êng lÊy tõ 0,2 ®Õn 0,3mg/l tÝnh theo clo tù do. * Khö s¾t b»ng v«i: Ph­¬ng ph¸p nµy ¸p dông cho c¶ n­íc mÆt vµ n­íc ngÇm. Khi cho v«i vµo n­íc, ®é pH cña n­íc t¨ng lªn. ë ®iÒu kiÖn giµu ion OH-, c¸c ion Fe2+ thñy ph©n nhanh chãng thµnh Fe(OH)2 vµ l¾ng xuèng mét phÇn, thÕ oxy hãa khö tiªu biÓu cña hÖ Fe(OH)2, Fe(OH)3 gi¶m xuèng. Do ®ã Fe(II) dÔ dµng chuyÓn hãa thanh Fe(III). S¾t (III) hydroxit kÕt tô thµnh b«ng cÆn, l¾ng trong bÓ l¾ng vµ cã thÓ dÔ dµng t¸ch ra khái n­íc. PhÇn 2: §èI T¦îNG CÊP N¦íC Vµ LùA CHäN C¤NG NGHÖ. 2.1. §èi t­îng cÊp n­íc. 2.1.1. §Æc ®iÓm tù nhiªn vµ hiÖn tr¹ng. a. §Æc ®iÓm tù nhiªn. Kh¸nh yªn lµ thÞ trÊn huyÖn lþ cña huyÖn V¨n Bµn-tØnh Lµo Cai. ThÞ trÊn ®­îc h×nh thµnh tõ thêi Ph¸p thuéc víi tæng diÖn tÝch: 595ha. + PhÝa b¾c gi¸p víi nói cao. + PhÝa nam gi¸p víi x· Kh¸nh Yªn Th­îng. + PhÝa ®«ng gi¸p víi x· T©n C­¬ng. + PhÝa t©y gi¸p víi x· Lµng Giµng. ThÞ trÊn Kh¸nh Yªn n»m trªn trôc lé 279 lµ ®­êng liªn huyÖn B¶o Hµ-Than Uyªn. C¸ch S«ng Hång 20km, c¸ch ®­êng xe löa Hµ Néi - Lµo Cai 24km vÒ phÝa ®«ng vµ c¸ch khu c«ng nghiÖp T»ng Láong 45km. ThÞ trÊn Kh¸nh Yªn cã ®Þa h×nh t­¬ng ®èi b»ng ph¼ng, ®é dèc b×nh qu©n 15%, x©y dùng thuËn lîi. Cã thÓ chia lµm hai cÊp, víi ®é chªnh lÖch tõ 7 ®Õn 10m. KhÝ hËu Kh¸nh Yªn n»m trong vïng khÝ hËu nhiÖt ®íi, ¶nh h­ëng cña khÝ hËu T©y B¾c nhiÖt ®íi giã mïa. + Mïa m­a tõ th¸ng 5 ®Õn th¸ng 10 + Mïa kh« tõ th¸ng 11 ®Õn th¸ng t­ - §é Èm kh«ng khÝ trung b×nh 87%. b. HiÖn tr¹ng. * §Êt §ai: - DiÖn tich toµn thÞ trÊn: 595ha. * D©n sè: D©n sè hiÖn nay lµ 5000 ng­êi + C¸n bé nh©n viªn: 1450 ng­êi + Tù do: 250 ng­êi + L©m, n«ng nghiÖp: 300 ng­êi + ¡n theo, h­u trÝ: 3000 ng­êi + MËt ®é trung b×nh: 310 ng­êi/km2. * Kinh tÕ: Chñ yÕu vÉn lµ n«ng nghiÖp. Nh÷ng n¨m gÇn ®©y do tèc ®é ®« thÞ hãa, mét sè d©n ®· t¸ch khái s¶n xuÊt n«ng nghiÖp chuyÓn sang c¸c lÜnh vùc: dÞch vô, chÕ biÕn thùc phÈm, s¶n xuÊt vËt liÖu x©y dùng… 2.1.2. Thùc tr¹ng hiÖn nay vÒ sö dông n­íc sinh ho¹t t¹i thÞ trÊn Kh¸nh Yªn-V¨n Bµn. Tõ n¨m 1980 trë vÒ tr­íc, d©n c­ thÞ trÊn Kh¸nh Yªn rÊt th­a thít do nguån n­íc rÊt khan hiÕm. Khu vùc thÞ trÊn vµ l©n cËn cã má Felspar vµ má s¾t nªn nÕu ®µo giÕng kh¬i thi sÏ kh«ng cã n­íc hoÆc lµ cã Ýt n­íc chøa cÆn bÈn, gØ s¾t mµu vµng sÉm. - Nguån n­íc chñ yÕu lµ nguån n­íc m­a, n­íc tõ c¸c khe nói víi tr÷ l­îng rÊt nhá lÎ, phô thuéc vµo mïa m­a. - N¨m 1980 thÞ trÊn ®­a vµo sö dông mét hÖ thèng dÉn n­íc tù ch¶y tõ nguån NËm Xám vÒ thÞ trÊn gåm cã häng thu, hè thu n­íc ®Çu nguån, èng truyÒn t¶i b»ng èng gang
200 dµi 1731 m tõ hè thu vÒ ®åi Cãc. (phÝa sau UBND huyÖn). - Do ®Æc ®iÓm cña hÖ thèng nµy lµ hÖ thèng dÉn n­íc th« tö ch¶y ®Ó dïng trùc tiÕp kh«ng qua xö lý, vËt liÖu ch¾p v¸ kh«ng ®­îc b¶o d­ìng th­êng xuyªn, thêi gian sö dông ®· l©u n¨m nªn c¸c mèi nèi vµ van khãa ®· bÞ rß rØ nhiÒu, ®­êng èng bÞ l¾ng cÆn gi¶m tiÕt diÖn dÉn n­íc. MÆt kh¸c ®­êng èng bÞ ch«n lÊp qu¸ s©u do nhiÒu lÇn t«n nÒn ®­êng nªn kh«ng thÓ ®µo bíi vµ söa ch÷a ®­îc. Mïa m­a lò, c«ng tr×nh thu n­íc ®Çu nguån bÞ xãi lë, c©y cñi, x¸c sóc vËt chÕt…Tr«i næi trµn qua hè thu, n­íc rÊt ®ôc cã khi hµng tuÇn kh«ng sö dông ®­îc. NhiÒu c¬ quan, hé gia ®×nh ph¶i mua n­íc chë b»ng « t« ®Õn. - N¨m 1995 ThÞ trÊn x©y dùng mét bÓ chøa (bÓ 4 van) ë ®åi Cãc vµ c¶i t¹o ®Çu nguån b»ng c¸ch x©y dùng thªm mét ®Çu mèi lÊy n­íc ë nguån NËm §Ðn. - Do l­u l­îng vµ ¸p lùc n­íc h¹n chÕ nªn hiÖn nay hÖ thèng nµy chØ ®­a tíi 118 vßi, ®iÒu hµnh van khãa ®Ó cÊp lµm ba lÇn trong ngµy (trong ®ã cã 50 vßi do ë chç cao nªn n­íc ®Õn thÊt th­êng). 2.1.3. Nguån cung cÊp n­íc. * N­íc ngÇm ë Kh¸nh Yªn ch­a ®­îc th¨m dß vµ ®¸nh gi¸ tr÷ l­îng, ®Ó t×m nguån n­íc ngÇm phôc vô cÊp n­íc cho nhu cÇu sinh ho¹t víi c«ng suÊt nhá mµ ph¶i ®Çu t­ nhiÒu tr¨m triÖu ®ång ®Ó khoan th¨m dß lµ viÖc ch­a lµm ®­îc. * Nguån n­íc khe suèi: B¾t nguån tõ trong nói vµ ch¶y lé thiªn thanh c¸c khe suèi. ThÞ trÊn Kh¸nh Yªn cã suèi NËm §Ðn lµ tiªu biÓu. - Sau ®©y lµ mÉu n­íc suèi NËm §Ðn ®­îc ph©n tÝch: B¶ng 3: MÉu n­íc th« suèi NËm §Ðn. STT  Th«ng sè chÊt l­îng  KÕt qu¶ (mg/L)   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18  PH §é ®ôc (SiO2) §é kiÒm P (CaCO3) §é kiÒm T (CaCO3) §é cøng §é oxy ho¸ O2 S¾t tæng céng Zn Pb CÆn tæng céng (105o) CÆn hoµ tan (105o) CÆn kh«ng tan (105o) Oxy hoµ tan CO2 tù do H2S NaCl Hg As  7,1 11,56 0,003 0,70 1,64 0 0,27 0,043 0,008 57 49 8 7,0 0,015 0,004 0,005   Cation  mg/L  mg®l/L  Anion  mg/L  mg®l/L   NH4+ Al3+ Mn2+ K- _ Na- Mg2+ Fe2+ Fe3+ Ca2+  0 0 0 - 4,88 0,27 0,27 8,62  0 0 0 - 0,16 0,015 0,015 0,43  HCO3- CO32- Cl- SO42- NO2- NO3- PO43-  42,7 0,094 15,62 0 0 0,16 0  0,7 0,003 0,001 0,0016   - L­u l­îng vÒ mïa kh« ®¹t 20l/s. ChÊt l­îng n­íc vÒ mïa kh« qua mÉu ph©n tÝch ®¹t tiªu chuÈn lý hãa. Vµo mïa m­a lò chÊt l­îng n­íc rÊt ®ôc, hµm l­îng chÊt l¬ löng lín h¬n 1000mg/L, kh«ng sö dông trùc tiÕp ®­îc. - ChÊt l­îng n­íc suèi chØ cÇn qua d©y chuyÒn xö lý lµ ®¹t tiªu chuÈn cÊp n­íc cho sinh ho¹t. Trªn c¬ së ®¸nh gi¸ ­u, nh­îc ®iÓm cña nguån n­íc kÓ trªn, T«i chän nguån n­íc suèi NËm §Ðn lµm nguån cung cÊp n­íc cho thÞ trÊn. 2.2. Lùa chän c«ng nghÖ vµ quy m« xö lý. 2.2.1.C¸c c«ng nghÖ nghiªn cøu trong n­íc.
H×nh 5: C«ng nghÖ xö lý n­íc dùa trªn c¬ së c¸c qu¸ tr×nh tù nhiªn.



H×nh 6:Mét sè d©y chuyÒn xö lý n­íc mÆt víi hµm l­îng cÆn < 2500 mg/L. 2.2.2. Lùa chän c«ng nghÖ xö lý Dùa vµo nh÷ng nghiªn cøu trªn t«i chän c«ng nghÖ xö lý sau: chÊt keo tô, phÌn Cl2 * Nguyªn t¾c ho¹t ®éng: Nguån n­íc ®­îc b¬m nªn tõ khe suèi qua l­íi ch¾n ®Ó läc nh÷ng r¸c cã kÝch th­íc lín. Sau ®ã n­íc ®­a tíi bÓ khuÊy trén vµ cho phÌn vµo, tiÕp sau ®ã nø¬c ®­îc ®­a tíi bÓ l¾ng nh»m môc ®Ých l¾ng nh÷ng cÆn bÈn, sau c«ng ®o¹n l¾ng n­íc ®­îc ®­a tíi bÓ läc nhanh. L­îng n­íc sau ®ã sÏ ®­îc khö trïng vµ ®­a tíi bÓ chøa råi ®­îc ®­a vµo tr¹m b¬m II, cuèi cïng n­íc ®­îc ®­a vµo m¹ng l­íi cÊp n­íc. PhÇn 3: TÝnh to¸n c¸c thiÕt bÞ chÝnh 3.1.TÝnh c©n b»ng vËt chÊt 3.1.1. Nhu cÇu vÒ xö dông n­íc t¹i thÞ trÊn Kh¸nh Yªn - D©n sè t¹i thÞ trÊn lµ: 5000 ng­êi (16/02/2005) - C¨n cø vµo thùc tÕ ph©n bè d©n c­ cña thÞ trÊn, møc ®é tiÖn nghi cña c¸c ng«i nhµ vµ tËp qu¸n ding n­íc cña ®Þa ph­¬ng. Tiªu chuÈn dïng n­íc sinh ho¹t trung b×nh cho mét ng­êi lµ: 100 lÝt/ ngµy. ®ªm - D©n sè thÞ trÊn ®­îc cÊp víi tiªu chuÈn trªn: 80% * Bao gåm: + CÊp n­íc cho sinh ho¹t + CÊp n­íc cho c«ng céng vµ dÞch vô th­¬ng m¹i + CÊp n­íc cho c«ng nghiÖp + N­íc dù phßng vµ rß rØ, thÊt tho¸t + N­íc dïng cho nhµ m¸y n­íc 3.1.2. TiÒn hao ho¸ chÊt * TiÒn clo trong mét n¨m - L­îng clo cho vµo lµ: 3mg/l = 3 x 10-6 x 103 = 0,003 kg/m3 - VËy l­îng clo cÇn dïng trong mét n¨m lµ: 0,002 x 1000 x 365 = 1095kg * TiÒn phÌn dïng trong mét n¨m - Sö dông phÌn nh«m : Al2(SO4)4.18H20 - L­îng phÌn cho vµo lµ: 20mg/l = 20 x 10-6 x 103 = 0,02 kg/m3 - VËy l­îng phÌn cÇn dïng trong mét n¨m lµ: 0,02 x 1000 x 365 = 7300 kg - Gi¸ tiÒn phÌn lµ: 6.000®/kg VËy tiÒn phÌn dïng trong mét n¨m lµ : 43 triÖu 3.2. TÝnh to¸n c¸c thiÕt bÞ chÝnh 3.2.1. C«ng tr×nh thu n­íc §Æt tr­íc häng thu mét song ch¾n r¸c cã kÝch th­íc ®­îc tÝnh: DiÖn tÝch chung cña song ch¾n :
Q: L­u l­îng tÝnh to¸n m3/s, Q= 11,6 x 10-3 m3/s Vtt : VËn tèc trung b×nh cña n­íc ch¶y qua song ch¾n. Chän Vtt = 0,2 m/s (quy ®Þnh lÊy b»ng 0,1-0,3 m/s)
a: Lµ chiÒu réng khe hë gi÷a hai song ch¾n : a= 40mm d: Lµ chiÒu réng cña song ( d= 10mm)

Chän kÝch th­íc cöa thu n­íc: 0,36 x 0.25 TÝnh sè thanh cña song ch¾n: Gäi sè khe hë gi÷a c¸c song ch¾n lµ n VËy sè thanh cña song lµ (n-1) Ta cã :
Trong ®ã: B: ChiÒu réng cña c¶ song w: Lµ kÝch th­íc khe hë b: ChiÒu réng cña 1 thanh
n = 7,2 VËy sè thanh lµ 6 - CÊu t¹o song ch¾n : Khung b»ng thÐp, gãc L 50 x50 x 5 song b»ng thÐp trßn 3.2.2 ThiÕt bÞ trén - Sö dông thiÕt bÞ trén èng dÉn - NhiÖm vô : §­a c¸c phÇn tö ho¸ chÊt vµo tr¹ng th¸i ph©n t¸n ®Òu trong m«i tr­êng n­íc. - Ho¸ chÊt ®­îc cho vµo trong ®­êng èng dÉn sang bÓ l¾ng. Sau ®iÓm cho ho¸ chÊt thay mét ®o¹n èng dÉn n­íc nguån ®Õn bÓ l¾ng b»ng ®o¹n èng cã ®­êng kÝnh nhá h¬n, vËn tèc dßng n­íc lµ 1,5m/s (theo quy ®Þnh vËn tèc nµy tõ 1,2-1.5 m/s) - ChiÒu dµi ®o¹n èng trén tÝnh theo tæn thÊt ¸p lùc b»ng 0,4 m. Ta cã diÖn tich mÆt c¾t ngang èng trén lµ: §­êng kÝnh ®o¹n èng trén lµ:
Chän ®­êng kÝnh d= 100 mm KiÓm tra l¹i vËn tèc ta cã:
(n»m trong giíi h¹n cho phÐp) 3.2.3. BÓ l¾ng ngang (3) (6) (7) BÓ ph¶n øng Sang bÓ läc (1) (2) (4 (8) (9) H×nh: S¬ ®å ho¹t ®éng bÓ l¾ng ngang. Chó thÝch: èng dÉn n­íc tõ bÓ ph¶n øng sang M¸ng ph©n phèi n­íc V¸ch ph©n phèi ®Çu bÓ Vïng l¾ng Vïng chøa cÆn V¸ch ng¨n thu n­íc cuèi bÓ M¸ng thu n­íc èng dÉn n­íc sang bÓ läc èng x¶ cÆn * CÊu t¹o: BÓ l¾ng ngang thu n­íc ë cuèi. * Nguyªn lý ho¹t ®éng: N­íc ®­îc ph©n phèi vµo ®Çu bÓ l¾ng sau ®ã ®i qua c¸c lç trªn v¸ch ng¨n vµ ch¶y qua vïng l¾ng, t¹i ®©y c¸c ph¶n øng oxy hãa tiÕp tôc x¶y ra vµ t¹o kÕt tña råi l¾ng xuèng ®¸y bÓ. N­íc sau khi tõ ®Çu bÓ ®Õn cuèi bÓ sÏ ®i qua c¸c lç thu trªn èng thu n­íc bÒ mÆt vµ c¸c m¸ng thu n­íc ë cuèi dÉn vµo m­¬ng thu n­íc vµ ph©n phèi n­íc ®i vµo c¸c bÓ läc. CÆn l¾ng ®­îc x¶ ra ngoµi theo ®Þnh kú b»ng ¸p lùc thñy tÜnh qua dµn èng thu x¶ cÆn. Dung tÝch bÓ l¾ng

Trong ®ã, Q: C«ng suÊt xö lý cña tr¹m (m3/h) T: Thêi gian l­u n­íc trong bÓ (h). Chän T = 2h. Chän chiÒu cao vïng l¾ng H = 3 m ( quy ®Þnh chiÒu cao nµy tõ 2-3,5 m). DiÖn tÝch mÆt b»ng bÓ l¾ng:
Chän hÖ thèng xö lý gåm mét bÓ l¾ng chia thµnh hai ng¨n l¾ng, mçi ng¨n xem nh­ mét bÓ l¾ng nhá. Chän chiÒu réng bÓ l¾ng lµ 4 m, chiÒu réng mçi ng¨n l¾ng lµ 2 m (theo quy ®Þnh chiÒu réng nµy lÊy kh«ng qu¸ 6 m). ChiÒu dµi cña bÓ l¾ng lµ:
Chän chiÒu dµi bÓ l¾ng 7m TÝnh l¹i thêi gian l­u n­íc trong bÓ l¾ng.
§Çu bÓ l¾ng thiÕt kÕ mét t­êng ch¾n ®Ó ph©n phèi dßng n­íc vµo bÓ. T­êng nµy c¸ch ®Çu bÓ 1,5 m. Trªn t­êng ph©n phèi ®ôc c¸c lç, tæng diÖn tÝch c¸c lç phô thuéc vµo vËn tèc n­íc qua lç. Theo quy ®Þnh vËn tèc nµy 0,2- 0,3 m/s, chän vËn tèc n­íc lµ 0,2 m/s. Tæng diÖn tÝch c¸c lç ph©n phèi trong mét bÓ l¾ng lµ: Tæng S
l­u l­îng n­íc vµo bÓ/vËn tèc n­íc
Chän lç h×nh vu«ng kÝch th­íc 50 x 50 mm. Tæng sè lç trªn mét v¸ch ph©n phèi trong ng¨n l¾ng lµ: Tæng sè lç = tæng diÖn tÝch lç/kÝch th­íc mét lç
(lç) Chän sè lç ph©n phèi trªn v¸ch ph©n phèi trong ng¨n l¾ng lµ 11 lç KiÓm tra l¹i vËn tèc n­íc ch¶y qua lç: V = l­u l­îng vµo mét bÓ/tæng diÖn tÝch lç:
ChiÒu cao h÷u Ých cña v¸ch ph©n phèi chÝnh b»ng chiÒu cao vïng l¾ng trong bÓ. DiÖn tÝch h÷u Ých cña v¸ch ph©n phèi n­íc vµo lµ: 2 x 3 = 6 m2. Lç ph©n phèi ®­îc bè trÝ c¸ch chiÒu cao líp cÆn 0,3 m (theo quy ®Þnh chiÒu cao nµy 0,3 -0,5m). Chän chiÒu cao hµng lç d­íi cïng c¸ch c¸ch líp cÆn 0,3 m, chiÒu cao vïng chøa cÆn 1m. VËy hµng lç d­íi cïng c¸ch ®¸y bÓ 1,3 m. ChiÒu dµi lµm viÖc cña bÓ l¾ng lµ: LbÓ = 7 – 1,3 = 5,7 (m) ChiÒu dµi èng thu n­íc
Sö dông mét èng thu kho¶ng c¸ch gi÷a èng vµ t­êng bÓ lµ 1m. Theo quy ®Þnh vËn tèc n­íc ch¶y trong èng thu 0,6 -0,8 m/s, chän vËn tèc n­íc b»ng 0,8 m/s. L­u l­îng n­íc dïng tÝnh ®­êng kÝnh èng thu lÊy lín h¬n 30% l­u l­îng tÝnh to¸n. L­u l­îng n­íc ch¶y vµo mçi èng thu trong mét ng¨n l¾ng lµ: Q èng
§­êng kÝnh èng thu n­íc: D èng thu
Chän ®­êng kÝnh èng 100mm kiÓm tra l¹i vËn tèc n­íc ch¶y trong èng thu:
Trªn c¸c èng thu khoan lç ®­êng kÝnh d = 25 mm, vËn tèc n­íc ch¶y qua lç 1m/s (chän theo quy ®Þnh). Tæng diÖn tÝch c¸c lç trªn mét èng thu:
Tæng sè lç trªn mét èng lµ: Tæng sè lç= S lç/diÖn tÝch mét lç
(lç) Chän sè lç trªn mçi èng 12 lç, bè trÝ hai bªn thµnh èng so le víi nhau mçi bªn 6 èng. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç:
* TÝnh chiÒu cao bÓ l¾ng ChiÒu cao tõ mùc n­íc ®Õn sµn lµ 0,3 m (theo quy ®Þnh chiÒu cao nµy 0,3-0,5 m). Chän ph­¬ng ph¸p x¶ cÆn b»ng thñy lùc, chän chiÒu cao vïng chøa cÆn 1m, chiÒu cao tõ líp cÆn ®Õn vïng l¾ng 0,3m. ChiÒu cao bÓ l¾ng lµ: H= HI + Hcc + Hct = 3 + 1,3 + 0,3 = 4,6 m HÖ thèng thu x¶ cÆn: Sö dông èng thu x¶ cÆn ®Æt ë trung t©m bÓ l¾ng däc theo chiÒu dµi bÓ. ThÓ tÝch cña cÆn lµ: V cÆn = 2 x 1 x 5,7 = 11,4 m3 TÝnh to¸n èng x¶ cÆn sao cho l­îng cÆn cÇn x¶ lµ 60 % trong thêi gian 30 phót. L­îng cÆn cÇn ph¶i x¶ b»ng 0,6 x 11,4 = 6,84 m3 (0,0038 (m3/s)) Chän vËn tèc x¶ cÆn trong èng x¶ 1 m/s. §­êng kÝnh èng x¶ cÆn lµ: D x¶ cÆn
Chän èng x¶ cÆn lo¹i èng PVC ®­êng kÝnh 70 mm, chiÒu dµi 5,7 m. Chän kho¶ng c¸c gi÷a c¸c lç x¶ cÆn 500mm (theo quy ®Þnh kho¶ng c¸ch nµy 300-500 mm). VËy sè lç trªn èng x¶ cÆn lµ:
(lç) §¸y bÓ l¾ng ngang cã ®é dèc theo chiÒu däc lµ 0,02 theo chiÒu ng­îc víi chiÒu n­íc ch¶y vµ ®é dèc ngang tõ thµnh bÓ vÒ phÝa èng thu cÆn lµ 45o. VËn tèc trung b×nh cña dßng n­íc trong bÓ l¾ng lµ:
ThiÕt kÕ phÇn m¸ng thu n­íc ë cuèi bÓ l¾ng ®Ó ph©n phèi n­íc vµo bÓ läc: M¸ng nµy ®­îc x©y dùng b»ng bª t«ng cèt thÐp ë cuèi bÓ l¾ng, ba èng thu n­íc cïng ch¶y vµo mét m¸ng thu. L­u l­îng tÝnh to¸n m¸ng thu lÊy h¬n 30% l­u l­îng xö lý
Chän vËn tèc ch¶y vµo m¸ng thu lµ 0,6 m. DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang m¸ng thu lµ:
Chän m¸ng cã kÝch th­íc 0,12 x 0,12 m. ChiÒu cao tõ sµn c«ng t¸c ®Õn mÆt n­íc trong m¸ng lµ 0,3m. Chän tæn thÊt ¸p lùc qua bÓ l¾ng lµ 0,5 m. 3.2.4. BÓ läc D¹ng bÓ läc: bÓ läc nhanh CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc BÓ läc nhanh thiÕt kÕ d­íi ®©y sö dông hai líp vËt liÖu läc lµ c¸t th¹ch anh vµ than antraxit cã c¸c th«ng sè sau ®©y: C¸t th¹ch anh: §­êng kÝnh h¹t: d = 0,5-1,2 mm §­êng kÝnh t­¬ng ®­¬ng: d td= 0,6-6,5 mm HÖ sè kh«ng ®ång nhÊt: k=1,5-1,7 ChiÒu dµi cña líp vËt liÖu läc: 800 mm Than antraxit: §­êng kÝnh h¹t: d = 0,8 – 1,8 mm §­êng kÝnh t­¬ng ®­¬ng: d td= 0,9 – 1,1 mm HÖ sè kh«ng ®ång nhÊt: k=1,5-1,7 ChiÒu dµi cña líp vËt liÖu läc: 400 mm Chän tèc ®é läc: v= 7 m/h Chu kú läc: 12h. Sö dông biÖn ph¸p röa läc giã n­íc kÕt hîp. Khi läc: n­íc ®­îc dÉn tõ bÓ l¾ng sang, qua m¸ng ph©n phèi vµo bÓ läc, qua líp vËt liÖu läc, líp sái ®ì vµo hÖ thèng thu n­íc trong vµ ®­a vÒ bÓ chøa n­íc s¹ch. Khi röa: n­íc röa do b¬m cung cÊp, qua hÖ thèng ph©n phèi n­íc röa läc, qua líp sái ®ì, c¸c líp vËt liÖu läc vµ kÐo theo c¸c cÆn bÈn trµn vµo m¸ng thu n­íc röa ë gi÷a ch¶y vÒ cuèi bÓ vµ x¶ ra ngoµi theo m­¬ng tho¸t n­íc. Qu¸ tr×nh röa ®­îc tiÕn hµnh ®Õn khi n­íc röa hÕt ®ôc th× dõng. Sau khi röa, n­íc ®­îc ®­a vµo bÓ ®Õn mùc n­íc thiÕt kÕ, råi cho bÓ lµm viÖc. Do c¸t míi röa ch­a ®­îc s¾p xÕp l¹i, ®é rçng lín nªn chÊt l­îng n­íc läc ngay sau röa ch­a ®¶m b¶o, ph¶i x¶ n­íc läc ®Çu, kh«ng ®­a ngay vµo bÓ chøa. Thêi gian x¶ läc ®Çu quy ®Þnh lµ 10 phót. TÝnh to¸n sè bÓ läc vµ diÖn tÝch mçi bÓ läc DiÖn tÝch cña c¸c bÓ läc:
Trong ®ã: Q lµ c«ng suÊt xö lý (m3/ngµy. ®ªm) T: Thêi gian lµm viÖc 24 h vbt: VËn tèc lµm viÖc b×nh th­êng 7 m/h a: Sè lÇn röa bÓ trong mét ngµy ®ªm lµm viÖc ë chÕ ®é b×nh th­êng, a = 2 lÇn. W: C­êng ®é n­íc röa läc 14 l/s.m2 t1: Thêi gian röa läc, thêi gian röa n­íc 7 phót t2: Thêi gian ngõng bÓ läc ®Ó röa, 30 phót = 0,5 h F
Sè bÓ läc cÇn thiÕt:
Chän N=3 bÓ (N kh«ng ®­îc nhá h¬n 3 ®Ó khi mét bÓ ng­ng lµm viÖc th× vËn tèc trong c¸c bÓ cßn l¹i kh«ng v­ît qu¸ 0,5 lÇn b×nh th­êng) KiÓm tra l¹i vËn tèc läc cña hÖ thèng:
KiÓm tra l¹i tèc ®é läc t¨ng c­êng víi ®iÒu kiÖn ®ãng 1 bÓ ®Ó röa
Trong ®ã: vtc: Tèc ®é läc t¨ng c­êng, m/h N1: Sè bÓ läc ngõng lµm viÖc ®Ó söa ch÷a
(phï hîp) Vtc n»m trong kho¶ng 8,5-12 m/s DiÖn tÝch mçi bÓ läc lµ: F bÓ =
Chän kÝch th­íc bÓ lµ: 1,46 x 1,46 m ChiÒu cao toµn phÇn cña bÓ läc nhanh x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: H = hd + hv + hn + hp Trong ®ã: hp: ChiÒu cao líp b¶o vÖ cña bÓ läc (0,3 -0,5 m), lÊy hp= 0,4(m) hd: ChiÒu cao líp sái ®ì, lÊy hd = 0,4 (m) hn: ChiÒu cao líp n­íc trªn líp vËt liÖu läc, lÊy hn = 2 (m) hv: ChiÒu dµy líp vËt liÖu läc gåm than ¨ngtraxit vµ c¸t th¹ch anh, hv = L1 + L2= 0,8 + 0,4 = 1,2 (m) VËy chiÒu cao bÓ lµ: H = hd + hv + hn + hp = 0,4 + 1,2 + 2 + 0,4 = 4 (m) TÝnh ®­êng èng tõ bÓ l¾ng sang bÓ läc nhanh: §­êng kÝnh èng dÉn n­íc tõ bÓ l¾ng sang c¸c bÓ läc nhanh ®­îc tÝnh theo c«ng thøc:
Víi Q = 1000/24 (m3/h) v: VËn tèc n­íc trong ®­êng èng, chän v = 1 (m/s) Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc trªn ta ®­îc:
VËy chän èng dÉn n­íc tõ bÓ l¾ng sang m¸ng ph©n phèi n­íc cña bÓ läc cã ®­êng kÝnh lµ D = 125 (mm) KiÓm tra l¹i vËn tèc ta cã:
Líp vËt liÖu ®ì: Chän cì h¹t tõ 24 – 40 mm cã chiÒu cao: 100 mm Cì h¹t tõ 10-20 mm cã chiÒu cao 100 mm Cì h¹t 5-10 mm cã chiÒu cao 100 mm Cì h¹t 2-5 mm cã chiÒu cao 100 mm Röa läc X¸c ®Þnh hÖ thèng ph©n phèi n­íc röa: Chän biÖn ph¸p röa bÓ b»ng giã vµ n­íc kÕt hîp. C­êng ®é n­íc röa läc W = 14 l/s.m2, theo quy ®Þnh lµ 14 – 16 l/s.m2 L­u l­îng n­íc röa cña 1 bÓ läc lµ
Chän ®­êng kÝnh èng chÝnh lµ dc = 160 mm b»ng thÐp th× tèc ®é n­íc ch¶y trong èng lµ vc = 1,5 m/s, lÊy kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c èng nh¸nh lµ 0,25 m (theo quy ®Þnh 0,25- 0,3 m) Sè èng nh¸nh cña mét bÓ läc lµ:
(èng) Chän sè èng nh¸nh lµ 10 èng. Bè trÝ c¸c èng: èng nh¸nh ®­îc ®Æt vu«ng gãc víi èng chÝnh, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c èng nh¸nh lµ 0,25 m, bè trÝ dµn èng theo kiÓu x­¬ng c¸. L­u l­îng n­íc röa läc ch¶y trong mçi èng nh¸nh lµ
Chän ®­êng kÝnh èng nh¸nh dn= 45 mm b»ng thÐp, th× tèc ®é n­íc ch¶y trong èng nh¸nh sÏ lµ vn = 1,9 m/s (n»m trong giíi h¹n cho phÐp 1,8 -2,0 m/s) Víi ®­êng kÝnh èng chÝnh lµ dc= 160 mm nªn tiÕt diÖn ngang cña èng chÝnh sÏ lµ:
Tæng diÖn tÝch lç lÊy b»ng 35 % diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña èng chÝnh (quy ®Þnh cho phÐp 30 – 35%). VËy tæng diÖn tÝch lç ®­îc tÝnh lµ

Chän lç cã ®­êng kÝnh lµ 12 theo quy ®Þnh 10 -12 mm. VËy diÖn tÝch 1 lç sÏ lµ:
Tæng sè lç sÏ lµ:
(lç) Sè lç trªn mçi èng nh¸nh lµ:
(lç) Trªn mçi èng nh¸nh 6 lç, c¸c lç xÕp thµnh 2 hµng so le nhau, h­íng xuèng phÝa d­íi vµ nghiªng 1 gãc 45o so víi mÆt ph¼ng n»m ngang. Sè lç trªn mét hµng cña èng nh¸nh lµ: 6/2 = 3 (lç) Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c t©m lç sÏ lµ:
(m) TÝnh to¸n m¸ng thu n­íc röa läc V× kÝch th­íc cña bÓ lµ 1,46 x 1,46 m nªn ta chØ bè trÝ 1 m¸ng thu ë gi÷a bÓ, mÐp trªn cña m¸ng thu th¼ng vµ n»m ngang, ®¸y m¸ng cã ®é dèc 0,01 vÒ phÝa cuèi m¸ng, ®¸y cã h×nh tam gi¸c. ChiÒu réng m¸ng tÝnh theo c«ng thøc: [T.S NguyÔn Ngäc Dung, xö lý n­íc cÊp]

Trong ®ã: A: tØ sè gi÷a chiÒu cao phÇn ch÷ nhËt, a = 1,2 (theo quy ®Þnh a =1-1,5) Qm: l­u l­îng n­íc röa qua m¸ng, còng chÝnh lµ l­îng n­íc röa cho mçi bÓ läc, qm = Qr = 0,03 (m3/s) K: HÖ sè, ®èi víi tiÕt diÖn m¸ng h×nh tam gi¸c K= 2,1. VËy chiÒu réng m¸ng ®­îc tÝnh lµ:
Suy ra chiÒu cao m¸ng ch÷ nhËt lµ
LÊy chiÒu cao phÇn ®¸y tam gi¸c hd = 0,14 (m) §é dèc ®¸y m¸ng lÊy vÒ phÝa m¸ng tËp trung n­íc lµ i=1% ChiÒu dµy thµnh m¸ng lÊy lµ:
0,05 (m) ChiÒu cao toµn phÇn cña m¸ng thu n­íc röa lµ: Hm = hcn + hd +
0,168 + 0,15 + 0,05 = 0,368 (m) Kho¶ng c¸ch tõ bÒ mÆt líp vËt liÖu läc ®Õn mÐp trªn m¸ng thu n­íc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: [T.S NguyÔn Ngäc Dung, xö lý n­íc cÊp]
Trong ®ã: Lvl:chiÒu dµy líp vËt liÖu läc, Lvl = 0,8 + 0,4 = 1,2 (m) e: §é gi·n në t­¬ng ®èi cña líp vËt liÖu läc, e= 50% VËy ta tÝnh ®­îc:

Theo quy ®Þnh, kho¶ng c¸ch gi÷a ®¸y d­íi cïng cña m¸ng dÉn n­íc röa ph¶i n»m cao h¬n líp vËt liÖu läc tèi thiÓu lµ 0,07 m. ChiÒu cao toµn phÇn cña m¸ng thu n­íc röa Hm = 0,368 m, v× m¸ng dèc i=1%, dµi 1,46 m nªn chiÒu cao m¸ng ë phÝa cöa ra lµ: