Thiết kế hệ thống cấp nước

I. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP: 1.VAI TRÒ CỦA NƯỚC VỚI ĐỜI SỐNG CON NGƯỜI VÀ NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN: Cũng như không khí và ánh sáng, nước không thể thiếu được trong cuộc sống của con người. Trong quá trình hình thành sự sống trên trái đất thì nước và môi trường nước đóng vai trò rất quan trọng. Nước tham gia vào quá trình tái sinh thế giới hữu cơ. Nguồn nước của sự hình thành và tích lũy chất hữu cơ sơ sinh là hiện tượng quang hợp được thực hiện dưới tác dụng của năng lượng mặt trời với sự góp phần của nước và không khí. Trong quá trình trao đổi chất, nước có vai trò trung tâm. Những phản ứng lý, hóa học diễn ra với sự tham gia bắt buộc của nước. Nước là dung môi của rất nhiều chất và đóng vai trò dẫn đường cho các muối đi vào cơ thể. Trong các khu dân cư, nước phục vụ cho các mục đích sinh hoạt, nâng cao đời sống tinh thần của người dân. Một ngôi nhà hiện đại, quy mô lớn nhưng không có nước khác nào cơ thể không có máu. Nước còn đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất, phục vụ cho hàng loạt ngành công nghiệp khác nhau. Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu đồng thời còn đóng vai trò điều tiết các chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí trong đất, đó là nhân tố quan trọng cho sự phát triển của thực vật.2. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NGÀNH KỸ THUẬT CẤP NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM: a/Trên thế giới: Vào năm 800 trước Công Nguyên (tr.CN), hệ thống cấp nước đô thị xuất hiện sớm nhất tại La Mã. Điển hình là công trình dẫn nước vào thành phố bằng kênh tự chảy, trong thành phố nước được đưa đến các bể tập trung, từ đó theo đường ống đến các lâu đài của nhà quyền quý và đến bể chứa công cộng cho người dân sử dụng. Năm 1600, việc sử dụng phèn nhôm để keo tụ đã được các chuyên gia Tây Ban Nha áp dụng tại Trung Quốc. Vào năm 1800, các thành phố ở châu Au, châu Mỹ đã có những hệ thống cấp nước khá đầy đủ các thành phần như công trình thu, trạm xử lý, mạng lưới,…Ngày nay, kỹ thuật cấp nước đã đạt tới trình độ cao và còn tiếp tục phát triển. Từng hạng mục công trình trong các dây chuyền công nghệ xử lý cũng rất đa dạng và phong phú. Ngoài việc cải tiến các bể lắng ngang cổ điển thành các bể lắng ngang thu nước bề mặt, bể lắng ngang có các tấm lamen, còn có một số bể lắng khác như bể lắng đứng, bể lắng ly tâm, lắng pulsator, lắng accelator, lắng trong có tầng cặn lơ lửng,..Ngoài các bể lọc chậm, lọc nhanh kiểu trọng lực, lọc áp lực, lọc một lớp và hai lớp vật liệu, còn có các loại lọc qua màng, siêu lọc, lọc vật liệu nổi,…Trước đây, khử trùng nước bằng nhiệt, hợp chất của Clo; ngày nay, việc khử trùng nước đa dạng hơn với việc sử dụng ozone, tia cực tím, màng lọc, nano…Các thiết bị dùng nước trong nhà cũng luôn được cải tiến để phù hợp và thuận tiện cho người sử dụng. Kỹ thuật điện tử và tự động hóa cũng được áp dụng rộng rãi trong ngành cấp thoát nước từ những thiết bị nhỏ nhất như một vòi nước đến các hệ thống tự động điều khiển cả một nhà máy nước. Có thể nói kỹ thuật cấp nước đã đạt đến trình độ rất cao về công nghệ xử lý, máy móc trang thiết bị và hệ thống cơ giới hóa, tự động hóa trong vận hành quản lý.b/Ở Việt Nam: Năm 1894, hệ thống cấp nước đô thị đã được bắt đầu từ việc khoan giếng mạch nông tại Hà Nội và tại thành phố Hồ Chí Minh. Năm 1896, hệ thống xử lý nước đầu tiên của Hà Nội được chính thức đưa vào vận hành. Hiện nay, hệ thống cấp nước của thành phố Hà Nội đã được cải tạo và xây dựng mới với trang thiết bị hiện đại, nâng công suất lên 390 000 m3/ngày. Đối với các thành phố khác ở miền Bắc, nhiều hệ thống cấp nước cũng đã được cải tạo và phát triển. Ở miền Nam, các hệ thống cấp nước cho các đô thị lớn cũng được cải tạo và nâng cấp. Nhiều nhà máy nước xây dựng từ thời thuộc Pháp đã được cải tạo, thay đổi công nghệ xử lý. Hiện nay, ở thành phố Hồ Chí Minh, nhà máy nước Thủ Đức I có công suất 700 000 m3/ngày đang hoạt động, nhà máy nước Tân Hiệp, nhà máy nước ngầm Hóc Môn và nhà máy nước Thủ Đức II có công suất 300 000 m3/ngày đang khởi công xây dựng đảm bảo cung cấp nước sạch sinh hoạt và sản xuất của toàn thành phố. Trong thời điểm hiện nay, nhiều trạm cấp nước đã được xây dựng mới, áp dụng những công nghệ tiên tiến của các nước phát triển như Pháp, Phần Lan, Australia, Singapore,…Các loại công trình xử lý như bể lắng ngang có các tấm lamen, bể lắng kiểu accelator, kiểu pulsator, bể lọc sử dụng vật liệu nổi, bể lọc kiểu Aquazuz V đã được áp dụng ở nhiều nơi. Trong công nghệ xử lý nước ngầm, áp dụng ejector thu khí, tháp oxy hóa, nước chảy chuyển bậc để oxy hóa sắt thay cho giàn mưa cổ điển. Những trạm cấp nước cho các thành phố lớn đã áp dụng công nghệ tiên tiến và tự động hóa cao. Trong tương lai, các hệ thống cấp nước sẽ được nâng cấp để theo kịp các nước trong khu vực.3. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG CẤP NƯỚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA TỪNG CÔNG TRÌNH: Hệ thống cấp nước là tập hợp của các công trình thu nước, vận chuyển nước, xử lý nước, điều hòa và phân phối nước.a/Công trình thu nước: Công trình thu nước có nhiệm vụ thu nước từ nguồn nước. Công trình thu nước mặt có các dạng kết hợp hoặc phân ly, thu nước sát bờ bằng cửa thu hoặc thu nước giữa dòng bằng ống tự chảy, xiphông. Công trình thu nước ngầm thường là giếng khoan, thu nước từ nguồn nước ngầm mạch sâu có áp. Chọn vị trí công trình thu nước dựa trên cơ sở đảm bảo lưu lượng, chất lượng, độ ổn định, tuổi thọ công trình và thuận tiện cho việc bảo vệ vệ sinh nguồn nước.b/Công trình vận chuyển nước: Trạm bơm cấp I có nhiệm vụ đưa nước thô từ công trình thu lên trạm xử lý nước. Trạm bơm cấp I thường đặt riêng biệt bên ngoài trạm xử lý nước, có trường hợp lấy nước từ xa, khoảng cách đến trạm xử lý có thể tới vài kilomet thậm chí hàng chục kilomet. Trường hợp sử dụng nguồn nước mặt, trạm bơm cấp I có thể kết hợp với công trình thu hoặc xây dựng riêng biệt. Công trình thu nước sông hoặc hồ có thể dùng cửa thu và ống tự chảy, ống xiphông hoặc cá biệt có trường hợp chỉ dùng cửa thu và ống tự chảy đến trạm xử lý khi mức nước ở nguồn nước cao hơn cao độ ở trạm xử lý. Khi sử dụng nước ngầm, trạm bơm cấp I thường là các máy bơm chìm có áp lực cao, bơm nước từ giếng khoan đến trạm xử lý.c/Trạm xử lý: Trạm xử lý có nhiệm vụ làm sạch nước nguồn (nước mặt hoặc nước ngầm) đạt chất lượng nước sinh hoạt hoặc chất lượng nước sản xuất theo yêu cầu riêng bằng các dây chuyền công nghệ thích hợp, sau đó đưa vào bể chứa nước sạch để bơm đến nơi tiêu dùng.d/Côngtrình điều hòa và phân phối nước: Công trình điều hòa nước gồm bể chứa nước sạch và đài nước.- Bể chứa nước sạch có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II;- Đài nước có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp II và mạng lưới tiêu dùng. Trạm bơm cấp II có nhiệm vụ đưa nước đã xử lý từ bể chứa nước sạch vào mạng lưới tiêu dùng. Bể chứa nước sạch và trạm bơm cấp II thường đặt trong trạm xử lý. Mạng lưới đường ống phân phối nước làm nhiệm vụ phân phối và dẫn nước đến các hộ tiêu thụ. Mạng lưới đường ống phân phối nước gồm mạng cấp I là mạng truyền dẫn, mạng cấp II là mạng phân phối và mạng cấp III là mạng đấu nối với các ống cấp vào nhà. Mạng lưới phân phối có các dạng: mạng lưới cụt, mạng lưới vòng, mạng lưới kết hợp cả hai loại.4.CÁC LOẠI NHU CẦU DÙNG NƯỚC: Nước được dùng cho các mục đích khác nhau trong sinh hoạt, trong sản xuất và các mục đích khác. Có thể chia thành ba loại nhu cầu dung nước: sinh hoạt, sản xuất và chữa cháy.a/Nước dùng cho sinh hoạt: Là loại nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người như nước dùng để ăn uống, tấm rửa, giặt, chuẩn bị nấu ăn, cho các khu vệ sinh, tưới đường, tưới cây,…Loại nước này chiếm đa số trong các khu dân cư. Nước dùng cho sinh hoạt phải đảm bảo các tiêu chuẩn về hóa học, lý học và vi sinh theo các yêu cầu của quy phạm đề ra, không chứa các thành phần lý, hóa học và vi sinh ảnh hưởng đến sức khỏe của con người.b/Nước dùng cho sản xuất: Có rất nhiều ngành công nghiệp dùng nước với yêu cầu về lưu lượng và chất lượng nước rất khác nhau. Có ngành yêu cầu chất lượng nước không cao nhưng số lượng lớn, ngược lại có những ngành yêu cầu số lượng nước không nhiều nhưng chất lượng nước rất cao, ví dụ nước cho các ngành công nghiệp dệt, phim ảnh, nước cấp cho các nồi hơi, nước cho vào sản phẩm là các đồ ăn uống,…Nước cấp cho các ngành công nghiệp luyện kim, hóa chất yêu cầu lượng nước lớn nhưng yêu cầu chất lượng thường không cao. Lượng nước cấp cho sản xuất của một nhà máy có thể tương đương với nhu cầu dùng nước của một đô thị hàng ngàn dân.c/Nước dùng cho chữa cháy: Dù là khu vực dân cư hay khu công nghiệp đều có khả năng xảy ra cháy. Vì vậy, hệ thống cấp nước cho sinh hoạt hay sản xuất đều phải tính đến trường hợp có cháy. Nước dùng cho việc chữa cháy luôn được dự trữ trong bể chứa nước sạch của thành phố.5.TIÊU CHUẨN DÙNG NƯỚC: Tiêu chuẩn dùng nước có nhiều loại: tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt của người dân, tiêu chuẩn nước sinh hoạt của công nhân trong khi làm việc, tiêu chuẩn tắm của công nhân trong các phân xưởng nóng và bình thường sau khi tan ca, tiêu chuẩn nước sản xuất,chữacháy,tướinước,… Theo quy phạm, tiêu chuẩn dùng nước được xác định theo TCXDVN 33 : 2006. II. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP: Phương pháp xử lý cơ học: Dùng các công trình các thiết bị làm sạch nước như: song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc… Song chắn rác Để giữ cặn có kích thước lớn hơn hay ở dạng sợi, giấy, rau, cỏ, rác ra khỏi nước thải trước công đoạn xử lý tiếp theo với mục đích bảo vệ các thiết bị bơm. Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ để chuẩn bị điều kiện cho việc xử lý nước sau đó, song chắn rác gồm: các thanh đan sắp xếp cạnh nhau ở trên mương dẫn nước, khoảng cách giữa các thanh gọi là khe hở có thể phân thành các nhóm: Song chắn rác phân biệt loại thô (5 – 25mm): đối với nước sinh hoạt, khe hở song chắn nhỏ hơn 16mm thực tế ít được sử dụng. Loại cố định, di động dựa theo đặc điểm cấu tạo. Theo phương pháp láy rác khỏi thanh chắn phân biệt loại thủ công và cơ giới, song chắn rác thường được đặt nghiêng so với mặt nằm ngang một góc 450 – 900 để tiện khi cọ rửa, theo mặt bằng cũng có thể đặt vuông góc hoặc tạo thành góc so với hướng nước chảy. Thành song chắn có thể dung tiết diện tròn, chữ nhật, bầu dục. Tiết diện tròn ít được sử dụng vì rác dễ dính chặt vào thanh đan gây khó khăn cho công tác cào rác. Được sử dụng nhiều nhất là tiết diện hình chữ nhật, tuy nhiên loại này tổn thất lớn. Song chắn rác loại di động vì thiết bị và quản lí phức tạp nên ít sử dụng. sử dụng nhiều là loại song chắn rác cố định, lấy rác nhờ các cào sắt gắn liền với hệ xích quay, làm việc 1 – 2 lần trong ngày. Rác chuyển tới máy nghiền và sau khi nghiền nhỏ dẫn đổ vào mương trước song chắn hay vào hệ thống dẫn bùn lên bể metan. Bể lắng: Độ nhớt của chất thải Kích thước và khối lượng riêng của chất thải Mật độ các hạt Chế độ chảy Bể lọc Là giai đoạn cuối cung để làm trong nước triệt để. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép. Các loại bể lọc: Bể lọc chậm (0.1- 0.5 m/h) Bể lọc nhanh (5 – 15 m/h) Bể lọc cao tốc (36 – 100 m/h) Bể lọc sơ bộ Bể lọc áp lực Bể lọc tiếp xúc Phương pháp xử lý khoa học Keo tụ Khái niệm về keo tụ Mục đích: mục đích của quá trình này là lắng và loại bỏ các hạt cặn có trong thành phần nước nhưng do kích thước quá nhỏ (<
mm) nên chúng không thể tự lắng được Nguyên tắc: để thực hiện quá trình keo tụ, ta phải kết hợp biện pháp xử lý cơ học và dung những chất phản ứng tạo các hạt keo có khả năng kết dính các hạt cặn lơ lửng có trong nước và chúng còn có thể dính lại với nhau, từ đó tạo ra những bông cặn lớn, có trọng lượng đáng kể và lắng xuống dễ dàng. Các chất phản ứng phổ biến: Những chất phản ứng được sử dụng phổ biến gồm: phèn nhôm và phèn sắt. Phèn nhôm: trong các công nghệ xử lý nước người ta thường hay sử dụng phèn nhôm sạch, loại chúa 45% Al2(SO4)3, khi cho phèn nhôm vào nước chúng phân li thành các ion Al3+, sau đó cùng thuỷ phân thành Al(OH)3. Phản ứng:
Qua phản ứng trên, Al(OH)3 có vai trò quyết định đối với hiệu quả của quá trình keo tụ, ngoài ra
tự do giải phóng sẽ được khử bởi độ kiềm tự nhiên của nước, trong một số trường hợp có thể phải bổ sung độ kiềm bằng cách dung chất kiềm hoá là vôi, soda, xút… Đặc điểm của phản ứng phèn nhôm: pH < 4.5: phản ứng không xảy ra pH > 7.5: hiệu quả keo tụ kém 4.5 < pH < 7.5 xảy ra quá trình keo tụ và hiệu quả cao nhất với pH = 5.5 ÷ 7.5 Nhiệt độ của nước cao tốc độ keo tụ xảy ra nhanh nên đạt hiệu quả cao và ngược lại nhiệt độ thích hợp khi dùng phèn nhôm là 20 ÷ 400C, tốt nhất là 35 ÷ 400C. Ngoài ra còn có yếu tố là độ đục, các thành phần ion có trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn… gây ảnh hưởng đến quá trình keo tụ. Phèn sắt: gồm phèn sắt (II) và phèn sắt (III). Phản ứng;

Quá trình oxy hoá chỉ diễn ra tốt ở pH = 8 – 9 và nước có độ kiềm cao. Do đó, khi dùng phèn sắt phải kết hợp với vôi, phèn sắt không đạt hiệu quả keo tụ đối với nước có nhiều hữu cơ. Riêng đối với phèn sắt (III):
Sử dụng phèn sắt (III) không cần nâng pH cử nước, pH = 3.5 phản ứng keo tụ đã xảy ra và tốt nhất ở pH=5.5÷ 6.5. Phén sắt (III) không bị ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thuỷ phân. Bể hoà trộn phèn: Mục đích: Hòa tan phèn cục và lắng cặn bẩn, nồng độ dung dịch phèn trong bể hoà trộn phèn thường cao (10 – 17%). Đối với trạm xử lý công suất nhỏ (5003/ngđ) có thể hoà trộn phèn bằng phương pháp thủ công. Đối với trạm xử lý có công suất 5000 – 20000 m3/ngđ có thể hoà trộn phèn trong bể bằng máy khuấy hoặc bằng bơm tuần hoàn. Đối với trạm có công suất >20000 m3/ngđ thường sử dụng bể hoà trộn phèn bằng cách sụt khí nén. Thông thường phải thiết kế hai bể trộn phèn trở lên để đảm bảo quá trình liên tục khi có sự cố, trường hợp cần tăng công suất đột xuất. Bể tiêu thụ: Mục đích: Pha loãng dung dịch phèn đưa từ bể trộn sang đến nồng độ thích hợp, theo TCVN – 33:85 nồng độ phèn trong bể này bằng 4 – 10% tính theo sản phẩm không ngậm nước. Để hoà trộn đều dung dịch trong bể tiêu thụ cũng dùng không khí nén hoặc máy khuấy. Cường độ xục khí 3 – 5 l/s.m2. Đối với phèn FeCl3 khi hoà trộn cần phải cẩn thận vì sản phẩm tạo thành có hơi HCl rất nguy hiểm. Thiết bị định lượng phèn: Mục đích: - Điều chỉnh tự động liều lượng phèn trước khi đưa vào bể phản ứng. - Tuỳ theo chức năng sử dụng có thể chia thiết bị định lượng thành - Định theo liều lượng thay đổi: thay đổi theo Q, tính chất nước hoặc cả hai. - Định liều lượng không đổi. Hiện nay sử dụng phổ biến là bơm định lượng với ưu điểm: gọn nhẹ, công suất cao, áp suất làm việc cao, gồm 2 loại: loại chịu được acid (công suất máy bơm từ 25 ÷ 1600 l/h), loại chịu được kiềm (công suất máy bơm từ 630 ÷ 2500 l/h). Thiết bị pha chế vôi: Mục đích: Hoà trộn, pha loãng nồng độ vôi thích hợp để kiềm hoá nước, làm mềm nước, ổn định nước. Tương tự như thiết bị pha chế - định lượng dung dịch phèn, thiết bị pha chế - định lượng vôi cũng được khuấy trộn, pha loãng định lượng – nồng độ, liều lượng thích hợp để sử dụng. Phương pháp và thiết bị hoà trộn phản ứng: Mục đích: Hoà trộn đều, nhanh chóng phản ứng với nước trước khi tạo bông, thời gian hào trộn 1 – 2 phút. Tuỳ theo phương pháp trộn, ta có trộn cơ học và trộn thuỷ lực. Phương pháp trộn cơ học: Biện pháp cơ học có thể thực hiện nhờ cánh hay bản lá của máy bơm trong trạm bơm cấp 1. Biện pháp chủ yếu trong trộn cơ học là dùng máy khuấy, thời gian trộn 30 – 60 giây. Việc khuấy trộn được thực hiện trong bể trộn hình vuông hoặc hình tròn. Nước và hoá chất đi vào ở phẩn đáy bể sau khi hoà trộn được thu lại ở phía trên bề mặt bể, sau đó đưa qua bể phản ứng. Ưu điểm: thời gian trộn ngắn, có thể điều chỉnh cường độ khuấy trộn. Nhược điểm: cần có máy khuấy và các thiết bị cơ khí khac nên đòi hỏi trình độ quản lý, vận hành cao. Thường áp dụng cho các nhà máy có mức độ cơ giới hoá, tự động hoá cao và công suất lớn. Phương pháp trộn thuỷ lực: Được sử dụng phổ biến ở Việt Nam. Nguyên tắc: trộn thuỷ lực là phương pháp dùng các vật cản để tạo ra sự xáo trộn trong dòng chảy hỗn hợp của nước và hoá chất để hoà trộn chúng với nhau. Phương pháp này thực hiện trên ống đẩy của máy bơm cấp 1 hoặc trong bể trộn. Đơn giản nhất là đưa chất phản ứng vào ống đẩy của máy bơm cấp 1, nếu chiều dài ống không đủ để tạo ra tổn thất áp lực thì gắn thêm thiết bị vành chắn (vòng đệm) đẻ tạo ra tổn thất áp lực h và vận tốc cục bộ V = 1.2 – 1.5 m/s. Lúc này sẽ tạo ra dòng chảy rối đảm bảo trộn đều phèn với nước. Ngoài ra, còn sử dụng các bể trộn: bể trộn có khoan lỗ, bể trộn đứng, bể trộn có chắn ngang, bể trộn cơ giới… Bể trộn đứng: Sử dụng trong trường hợp có dùng vôi sữa để kiềm hoá nước, vì bể trộn đứng giúp các phần tử vôi ở trạng thái lơ lửng, nên quá trình hào tan vôi thực hiện tốt. Diện tích tối đa bể không lớn hơn 15 m2 vì diện tích này càng lớn thì khả năng trộn đều hoá chất với nước càng kém. Nguyên tắc làm việc: Nước chảy từ dưới lên, tốc độ dòng nước đưa vào đáy Vđ = 1 ÷ 1.5 m/s, tạo nên chuyển động rối giúp nước trộn đều với chất phản ứng. Nước sau khi hoà trộn chảy qua các lỗ trên máng thu xung quanh bể đến máng tập trung và sau đó chảy sang công trình tiếp theo. Tốc độ nước chảy trong máng Vm = 6m/s. Thời gian lưu nước trong bể < 2 phút. Bể thường được xây dựng với bề mặt hình vuông, tròn, phần đáy hình tháp, chóp với góc ở đáy 30 ÷ 400. Bể trộn có tấm chắn khoan lỗ: Thực chất là một cái máng, trong có 3 tấm chắn thẳng đứng, trên tấm chắn có khoan nhiều lỗ. Nguyên tắc hoạt động: các lỗ khoan sẽ tạo nhiều xoáy nước dẫn đến nước và chất phản ứng sẽ trộn đều lẫn nhau. Thường sử dụng cho các trạm xử lý công suất vừa và nhỏ. Hàng lỗ trên cùng phải ngập sâu trong nước khoảng 0.1 ÷ 0.5 m để tránh không hoà trộn vào trong nước. Tổng diện tích các lỗ trên một tấm chắn khoảng 30 ÷ 40% diện tích tấm chắn. Khoảng cách trong các tấm chắn bằng chiều bề rộng bể. Bể trộn vách ngăn ngang có cửa thu hẹp: Cấu tạo khác máng hình chữ nhật, trong máng đặt 3 vách ngăn có cửa thu hẹp. cấu tạo này chuyển động xoáy chất phản ứng trộn đều với nước. Thích hợp cho những trạm bơm có công suất vừa và nhỏ. Tốc độ phản ứng trong máng
0.6m/s, tốc độ nước qua cửa hẹp Vh = 1 m/s. Khoảng cách giữa 2 vách ngăn bằng 2 lần chiều rộng bể. Bể phản ứng kiểu vách ngăn: Thường được kết hợp với bể lắng ngang. Nguyên tắc hoạt động: dùng các vách ngăn để tạo sự đổi chiều liên tục của dòng nước, các vách ngăn hướng dòng nước chuyển động ziczak theo phương ngang hoặc phương thẳng đứng. Thời gian lưu nước tuỳ theo loại nước cần xử lý: đối với nước đục 20 – 30 phút và 30 – 40 phút khi xử lý có màu. Chuyển động của dòng nước có tốc độ giảm dần từ đầu bể đến cuối bể. Có 2 loại bể: bế có vách ngăn ngang và bể có vách ngăn đứng. Bể có vách ngăn ngang: khe giữa các vách ngăn > 0.7 m, thường được sử dụng cho các trạm xử lý có công suất
30000 m3/ngđ. Bể có vách ngăn đứng: sử dụng cho các trạm xử lý có công suất
6000 m3/ngđ. Ưu điểm: bể phản ứng kiểu vách ngăn đơn giản trong xây dựng và quản lý vận hành. Nhược điểm: khối lượng xây dựng lớn do có nhiều vách ngăn và chiều cao phải thoả mãn tổn thất áp lực trong bể. Phương pháp xử lý lý học: Như đã biết, sau quá trình xử lý cơ học nước cấp, nhất là nước sau khi qua bể lọc, phần lớn các vi khuẩn đã được giữ lại. Song để đảm sức khoẻ của con người, nước cấp cần phải vô trùng. Sau khi xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên cho hiệu xuất xử lý thấp và khử trung cao nhất. Hầu hết các loại vi khuẩn trong nước thải không phải là vi khuẩn gây bệnh, nhưng không loại trừ khả năng tồn tại 1 vài loài vi khuẩn gây bệnh nào đó. Chính từ những lý do đó nước cấp trước khi sử dụng và nước thải trước khi cả vào nguồn tiếp nhận cần phải được khử trùng. Khử trùng nước là nhằm mục đích phá huỷ, triệt bỏ các loài vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm, chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý. Có nhiều biện pháp khử trùng nước phổ biến hiện nay: Dùng Clo hơi qua thiết bị định lượng Clo. Dùng hypoclorid canxi Ca(ClO)2 hoà tan trong thùng dung dịch chứa 3 ÷ 5% rồi định lượng vào bể tiếp xúc. Dùng hypoclorid natri NaClO. Dùng clorua vôi. Dùng ozon thường được sản xuất từ không khí bằng máy tạo ozon dặt trong nhà máy xử lý nước. Ozon sản xuất ra được dẫn ngay vào bể trộn. Dùng tia cực tím (UV) do neon thuỷ ngân áp lực thấp sản ra. Đèn phát tia cực tím đặt gập trong dòng chảy của nước. Từ trước đến nay, khi khử trùng nước người ta hay dùng clo nước tạo hơi và các hợp chất của clo vì clo là hoá chất được ngành công nghiệp dùng nhiều, có sẵn trên thị trường, giá thành chấp nhận được, hiệu quả khử trùng cao. Nhưng những năn gần đây các nhà khoa học đưa ra khuyến cáo hạn chế dùng clo để khử trùng nước vì: Lượng clo dư 0.5 mg/l trong nước thải để đảm bảo sự an toàn ổn định cho quá trình khử trùng sẽ gây hại đến cá và các sinh vật nước có ít khác. Clo kết hợp với hydrocacbon thành hợp chất có hại cho môi trường sống. Ở các nước tiên tiến đang thay dần clo bằng ozon làm chất khử trùng nước và đang nghiên cứu áp dụng khử trùng bằng thiết bị phát tia cực tím. Khử trùng nước bằng clo và các hợp chất của clo: Clo là một chất oxy hoá mạnh ở bất cứ dạng nào. Khi clo tác dụng với nước tạo thành acid hypoclorid (HOCl) có tác dụng diệt trùng mạnh. Khi cho Clo vào nước, chất diệt trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và gây phản ứng men bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đén vi sinh vật bị tiêu diệt. Khi clo vào nước, phản ứng diễn ra như sau:
Khi sử dụng clorua vôi, phản ứng diễn ra như sau:

Khả năng diệt trùng của clo phụ thuộc vào hàm lượng HOCl có trong nước. Nồng độ HOCl phụ thuộc vào lượng ion
trong nước hay phụ thuộc vào pH của nước. Khi: pH = 6 thì HOCl chiếm 99.5% còn
chiếm 0.5% pH = 7 thì HOCl chiếm 79% còn
chiếm 21% pH = 8 thì HOCl chiếm 25% còn
chiếm 75% Tức là pH của nước càng cao thì hiệu quả khử trùng bằng clo càng giảm. Để đảm bảo cho phản ứng xảy ra triệt để và còn được tiếp tục trong quá trình vận chuyển trên đường ống đến điểm dùng nước cuối mạng lưới, cần đưa thêm vào nước một lượng clo dư cần thiết, ngoài lượng clo tính toán. Theo TCXD 33:1985, liều lượng clo dư ở đầu mạng lưới tối thiểu là 0.5 mg/l, ở cuối mạng lưới tối thiểu là 0.05 mg/l và không được lớn tới mức có mùi khó chịu. Liều lượng clo đưa vào nước để khử trùng thường được xác định bằng thực nghiệm. khi thiết kế sơ bộ có thể lấy như sau: hàm lượng clo để khử trùng lấy đối với nước ngầm là 0.7 ÷ 1.0 mg/l, đối với nước mặt là 2.0 ÷ 3.0 mg/l. Khử trùng bằng clo lỏng Clo lỏng là 1 dạng clo nguyên chất có màu vàng xanh, trọng lượng riêng là 1.47 kg/l. Clo lỏng được sản xuất trong nhà máy, đựng trong các bình chứa có dung tích từ 50 ÷ 500 l, áp suất trong bình từ 6 ÷ 8 at. Khi sử dụng clo lỏng dưới dạng áp suất cao vào nước, người ta dùng thiết bị giảm áp suất, clo bốc thành hơi và hoà tan vào trong nước. Như vậy khi dùng clo lỏng để khử trùng, tại nhà máy nước phải lắp đặt thiết bị chuyên dùng để đưa clo vào nước gọi là cloratơ. Cloratơ có chức năng pha chế và định lượng clo hơi vào nước. Cloratơ chia làm 2 loại: cloratơ áp lực và cloratơ chân không. Khử trùng nước bằng natri hypoclorid: NaClO là sản phẩm của quá trình điện phân dung dịch muối ăn. Nước javen có nồng đọ clo hoạt tính từ 6 ÷ 8 g/l. Khử trùng bằng nước javen chỉ nên áp dụng đối với các nhà máy nước không có diều kiện cung cấp clo hoặc hoá chất khác. Dùng ozon để khử trùng: Ozon là một chất khí có màu ánh tím ít hoà tan trong nước và rất độc hại đối với con người. Ở trong nước, ozon phân huỷ rất nhanh thành oxy phân tử và nguyên tử. Ozon có tính hoạt hoá mạnh hơn clo, nên khả năng diệt trùng mạnh hơn clo rất nhiều lần. Ưu điểm: Lượng ozon cho vào nước không lớn (0.75 ÷ 1 mg/l đối với nước ngầm, 1.0 ÷ 3.0 mg/l đối với nước mặt). Thời gian tiếp xúc rất ngắn (5 phút), không gây mùi khó chịu cho nước kể cả khi trong nước có phenol. Nhược điểm: Hiệu suất của ozonatơ thấp (10 ÷ 15%). Nếu sản xuất 1 kg O3 tiêu tốn 30 ÷ 40 kW/h điện. Tuy vậy hiện nay trên thế giới việc khử trùng bằng ozon đang có xu hướng phát triển. Khử trùng nước bằng tia tử ngoại: Tia tử ngoại hay còn gọi là tia cực tím, là các tia có bước sóng ngắn có tác dụng diệt trùng mạnh. Nguyên lí khử trùng diễn ra như sau: Dùng các đèn bức xạ tia tử ngoại, đặt trong dòng chảy của nước. Các tia cực tím phát ra sẽ tác dụng lên các phân tử protit của tế bào vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc và mất khả năng trao đổi chất, vì thế chúng bị tiêu diệt. Hiệu quả khử trùng chỉ đạt được triệt để khi trong nước không có các chất hữu cơ và cặn lơ lửng. Chi phí điện năng để sát trùng bằng tia cực tím không quá 10 ÷ 15 kW/h cho 1 m3 nước ngầm và 30 kW/h cho 1 m3 nước mặt. sát trùng bằng tia cực tím không làm thay đổi mùi vị của nước. III. TIÊU CHUẨN NƯỚC CẤP SAU KHI ĐÃ XỬ LÍ: Việc cấp nước cho nhà máy dệt nhuộm có tiêu chuẩn yêu cầu chất lượng giống như cấp nước cho sinh hoạt: ( Nguồn: QCVN 01:2009/BYT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĂN UỐNG - National technical regulation on drinking water quality ) STT  Tên chỉ tiêu  Đơn vị  Giới hạn tối đa cho phép  Phương pháp thử  Mức độ giám sát   I. Chỉ tiêu cảm quan và thành phần vô cơ    Màu sắc(*)  TCU  15  TCVN 6185 - 1996 (ISO 7887 - 1985) hoặc SMEWW 2120  A    Mùi vị(*)  -  Không có mùi, vị lạ  Cảm quan, hoặc SMEWW 2150 B và 2160 B  A    Độ đục(*)  NTU  2  TCVN 6184 - 1996 (ISO 7027 - 1990) hoặc SMEWW 2130 B  A    pH(*)  -  Trong khoảng 6,5-8,5  TCVN 6492:1999 hoặc SMEWW 4500 - H+  A    Độ cứng, tính theo CaCO3(*)  mg/l  300  TCVN 6224 - 1996 hoặc SMEWW 2340 C  A    Tổng chất rắn hoà tan (TDS) (*)  mg/l  1000  SMEWW 2540 C  B    Hàm lượng Nhôm(*)  mg/l  0,2  TCVN 6657 : 2000 (ISO 12020 :1997)  B    Hàm lượng Amoni(*)  mg/l  3  SMEWW 4500 - NH3 C hoặc SMEWW 4500 - NH3 D  B    Hàm lượng Antimon  mg/l  0,005  US EPA 200.7  C    Hàm lượng Asen tổng số  mg/l  0,01  TCVN 6626:2000 hoặc SMEWW 3500 - As B  B    Hàm lượng Bari  mg/l  0,7  US EPA 200.7  C    Hàm lượng Bo tính chung cho cả Borat và Axit boric  mg/l  0,3  TCVN 6635: 2000 (ISO 9390: 1990) hoặc SMEWW 3500 B  C    Hàm lượng Cadimi  mg/l  0,003  TCVN6197 - 1996 (ISO 5961 - 1994) hoặc SMEWW 3500 Cd  C    Hàm lượng Clorua(*)  mg/l  250 300(**)  TCVN6194 - 1996 (ISO 9297 - 1989) hoặc SMEWW 4500 - Cl- D  A    Hàm lượng Crom tổng số  mg/l  0,05  TCVN 6222 - 1996 (ISO 9174 - 1990) hoặc SMEWW 3500 - Cr -  C    Hàm lượng Đồng tổng số(*)  mg/l  1  TCVN 6193 - 1996 (ISO 8288 - 1986) hoặc SMEWW 3500 - Cu  C    Hàm lượng Xianua  mg/l  0,07  TCVN 6181 - 1996 (ISO 6703/1 - 1984) hoặc SMEWW 4500 - CN-  C    Hàm lượng Florua  mg/l  1,5  TCVN 6195 - 1996 (ISO10359 - 1 - 1992) hoặc SMEWW 4500 - F-  B    Hàm lượng Hydro sunfur(*)  mg/l  0,05  SMEWW 4500 - S2-  B    Hàm lượng Sắt tổng số (Fe2+ + Fe3+)(*)  mg/l  0,3  TCVN 6177 - 1996 (ISO 6332 - 1988) hoặc SMEWW 3500 - Fe  A    Hàm lượng Chì  mg/l  0,01  TCVN 6193 - 1996 (ISO 8286 - 1986) SMEWW 3500 - Pb A  B    Hàm lượng Mangan tổng số  mg/l  0,3  TCVN 6002 - 1995 (ISO 6333 - 1986)  A    Hàm lượng Thuỷ ngân tổng số  mg/l  0,001  TCVN 5991 - 1995 (ISO 5666/1-1983 - ISO 5666/3 -1983)  B    Hàm lượng Molybden  mg/l  0,07  US EPA 200.7  C    Hàm lượng Niken  mg/l  0,02  TCVN 6180 -1996 (ISO8288 -1986) SMEWW 3500 - Ni  C    Hàm lượng Nitrat  mg/l  50  TCVN 6180 - 1996 (ISO 7890 -1988)  A    Hàm lượng Nitrit  mg/l  3  TCVN 6178 - 1996 (ISO 6777-1984)  A    Hàm lượng Selen  mg/l  0,01  TCVN 6183-1996 (ISO 9964-1-1993)  C    Hàm lượng Natri  mg/l  200  TCVN 6196 - 1996 (ISO 9964/1 - 1993)  B    Hàm lượng Sunphát (*)  mg/l  250  TCVN 6200 - 1996 (ISO9280 - 1990)  A    Hàm lượng Kẽm(*)  mg/l  3  TCVN 6193 - 1996 (ISO8288 - 1989)  C    Chỉ số Pecmanganat  mg/l  2  TCVN 6186:1996 hoặc ISO 8467:1993 (E)  A   II. Hàm lượng của các chất hữu cơ   a. Nhóm Alkan clo hoá    Cacbontetraclorua  (g/l  2  US EPA 524.2  C    Diclorometan  (g/l  20  US EPA 524.2  C    1,2 Dicloroetan  (g/l  30  US EPA 524.2  C    1,1,1 - Tricloroetan  (g/l  2000  US EPA 524.2  C    Vinyl clorua  (g/l  5  US EPA 524.2  C    1,2 Dicloroeten  (g/l  50  US EPA 524.2  C    Tricloroeten  (g/l  70  US EPA 524.2  C    Tetracloroeten  (g/l  40  US EPA 524.2  C   b. Hydrocacbua Thơm    Phenol và dẫn xuất của Phenol  (g/l  1  SMEWW 6420 B  B    Benzen  (g/l  10  US EPA 524.2  B    Toluen  (g/l  700  US EPA 524.2  C    Xylen  (g/l  500  US EPA 524.2  C    Etylbenzen  (g/l  300  US EPA 524.2  C    Styren  (g/l  20  US EPA 524.2  C    Benzo(a)pyren  (g/l  0,7  US EPA 524.2  B   c. Nhóm Benzen Clo hoá    Monoclorobenzen  (g/l  300  US EPA 524.2  B    1,2 – Diclorobenzen  (g/l  1000  US EPA 524.2  C    1,4 – Diclorobenzen  (g/l  300  US EPA 524.2  C    Triclorobenzen  (g/l  20  US EPA 524.2  C   d. Nhóm các chất hữu cơ phức tạp    Di (2 - etylhexyl) adipate  (g/l  80  US EPA 525.2  C    Di (2 - etylhexyl) phtalat  (g/l  8  US EPA 525.2  C    Acrylamide  (g/l  0,5  US EPA 8032A  C    Epiclohydrin  (g/l  0,4  US EPA 8260A  C    Hexacloro butadiene  (g/l  0,6  US EPA 524.2  C   III. Hoá chất bảo vệ thực vật    Alachlor  (g/l  20  US EPA 525.2  C    Aldicarb  (g/l  10  US EPA 531.2  C    Aldrin/Dieldrin  (g/l  0,03  US EPA 525.2  C    Atrazine  (g/l  2  US EPA 525.2  C    Bentazone  (g/l  30  US EPA 515.4  C    Carbofuran  (g/l  5  US EPA 531.2  C    Clodane  (g/l  0,2  US EPA 525.2  C    Clorotoluron  (g/l  30  US EPA 525.2  C    DDT  (g/l  2  SMEWW 6410B, hoặc SMEWW 6630 C  C    1,2 - Dibromo - 3 Cloropropan  (g/l  1  US EPA 524.2  C    2,4 – D  (g/l  30  US EPA 515.4  C    1,2 - Dicloropropan  (g/l  20  US EPA 524.2  C    1,3 - Dichloropropen  (g/l  20  US EPA 524.2  C    Heptaclo và heptaclo epoxit  (g/l  0,03  SMEWW 6440C  C    Hexaclorobenzen  (g/l  1  US EPA 8270 - D  C    Isoproturon  (g/l  9  US EPA 525.2  C    Lindane  (g/l  2  US EPA 8270 - D  C    MCPA  (g/l  2  US EPA 555  C    Methoxychlor  (g/l  20  US EPA 525.2  C    Methachlor  (g/l  10  US EPA 524.2  C    Molinate  (g/l  6  US EPA 525.2  C    Pendimetalin  (g/l  20  US EPA 507, US EPA 8091  C    Pentaclorophenol  (g/l  9  US EPA 525.2  C    Permethrin  (g/l  20  US EPA 1699  C    Propanil  (g/l  20  US EPA 532  C    Simazine  (g/l  20  US EPA 525.2  C    Trifuralin  (g/l  20  US EPA 525.2  C    2,4 DB  (g/l  90  US EPA 515.4  C    Dichloprop  (g/l  100  US EPA 515.4  C    Fenoprop  (g/l  9  US EPA 515.4  C    Mecoprop  (g/l  10  US EPA 555  C    2,4,5 - T  (g/l  9  US EPA 555  C   IV. Hoá chất khử trùng và sản phẩm phụ    Monocloramin  (g/l  3  SMEWW 4500 - Cl G  B    Clo dư  mg/l  Trong khoảng 0,3 - 0,5  SMEWW 4500Cl hoặc US EPA 300.1  A    Bromat  (g/l  25  US EPA 300.1  C    Clorit  (g/l  200  SMEWW 4500 Cl hoặc US EPA 300.1  C    2,4,6 Triclorophenol  (g/l  200  SMEWW 6200 hoặc US EPA 8270 - D  C    Focmaldehyt  (g/l  900  SMEWW 6252 hoặc US EPA 556  C    Bromofoc  (g/l  100  SMEWW 6200 hoặc US EPA 524.2  C    Dibromoclorometan  (g/l  100  SMEWW 6200 hoặc US EPA 524.2  C    Bromodiclorometan  (g/l  60  SMEWW 6200 hoặc US EPA 524.2  C    Clorofoc  (g/l  200  SMEWW 6200  C    Axit dicloroaxetic  (g/l  50  SMEWW 6251 hoặc US EPA 552.2  C    Axit tricloroaxetic  (g/l  100  SMEWW 6251 hoặc US EPA 552.2  C    Cloral hydrat (tricloroaxetaldehyt)  (g/l  10  SMEWW 6252 hoặc US EPA 8260 - B  C    Dicloroaxetonitril  (g/l  90  SMEWW 6251 hoặc US EPA 551.1  C    Dibromoaxetonitril  (g/l  100  SMEWW 6251 hoặc US EPA 551.1  C    Tricloroaxetonitril  (g/l  1  SMEWW 6251 hoặc US EPA 551.1  C    Xyano clorit (tính theo CN-)  (g/l  70  SMEWW 4500J  C   V. Mức nhiễm xạ    Tổng hoạt độ (  pCi/l  3  SMEWW 7110 B  B    Tổng hoạt độ (  pCi/l  30  SMEWW 7110 B  B   VI. Vi sinh vật    Coliform tổng số  Vi khuẩn/100ml  0  TCVN 6187 - 1,2 :1996 (ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc SMEWW 9222  A    E.coli hoặc Coliform chịu nhiệt  Vi khuẩn/100ml  0  TCVN6187 - 1,2 : 1996 (ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc SMEWW 9222  A   IV. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ ĐỀ XUẤT: NƯỚC SÔNG BƠM LÊN V. THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ: Công suất thiết kế là 1200 m3/ngày đêm với hàm lượng cặn SS= 150 mg/l với nguồn nước song không quá ô nhiễm cho nên dùng các phương pháp xử lí sau đây: Đầu tiên sau khi hút nước từ sông lên rồi cho qua bể lắng sơ bộ rồi sau đó nước đi qua bể trộn đứng tại đây ta cho hóa chất vào để trộn cùng với nước. Sau quá trình trộn nước tiếp tục được chảy qua bể phản ứng sau đó nước đi qua bể lắng ngang, tại đây nước được keo tụ tạo bông và sau đó dần dần lắng xuống phía dưới bể lắng ngang, phần nước phía trên sẽ chảy qua bể lọc nhanh trọng lực 2 lớp, tại đây một phần cặn còn sót lại sẽ được lọc qua bể . Cuối cùng nước sẽ chảy sang bể chứa nước sạch, trong quá trinh nước chảy từ bể lọc qua bể chứa nước sạch ta cho Cl2 để khử trùng. VI. TÍNH TOÁN: Công suất 1200 m3/ngày đêm SS = 150 mg/l Độ màu = 20 BỂ TRỘN ĐỨNG: Công suất trạm xử lí: Q = 1200 m3/ngày đêm = 50 m3/h = 0.014 m3/s Diện tích ngang ở phần trên của bể trộn, tính với vận tốc nước dâng vd = 25 mm/s = 0,025 m/s
Phần trên của bể trộn dạng hình vuông, nên chiều dài mỗi cạnh: bt =
= 0,75 (m) Diện tích ngang ở phần dưới bể ( chỗ nối với ống dẫn nước nguồn vào bể ) tính với vận tốc nước từ nguồn vào bể : vn = 1,05 m/s Chọn đường kính ống dẫn nước nguồn vào bể là 110 mm. D = 130 mm Đường kính ngoài của ống dẫn nước vào bể sẽ là 140 mm Do đó diện tích đáy bể chỗ nối với ống sẽ là: Fd = 0,14 x 0,14 = 0,0196 m2 bd =
= 0,14 ( m) Chọn góc nón α = 40
thì chiều cao phần hình tháp ( phần dưới bể ) sẽ là: hd =
(bt – bd).cotg
=
(0,75 – 0,14).2,747 = 0,84 m Thể tích phần hình tháp của bể trộn bằng: Thể tích toàn phần của bể với thời gian lưu lại của nước trong bể là 1.5 phút sẽ là: W =
=
= 1,25 m3 Thể tích hình trên ( hình hộp) của bể sẽ là: Wt = W – Wd = 1,25 – 0,1916 = 1,06 m3 Chiều cao phần trên của bể là: Chiều cao toàn phần của bể sẽ là: h= hd + ht = 0,84 + 1,89 = 2,73 m Dự kiến thu nước bằng máng vòng có lỗ ngập trong nước. Nước chảy trong máng đến chỗ ống dẫn nước ra khỏi bể theo hai hướng ngược chiều nhau, vì vậy lưu lượng nước tính toán của máng sẽ là: Qm =
=
= 18,75 m3/h Diện tích tiết diện máng với vận tốc nước chảy trong máng vm = 0,6 m/s
Chọn chiều rộng máng bm =0,1 m thì chiều cao lớp nước tính toán trong máng sẽ là:
Độ dốc của máng về phía ống tháo nước ra lấy bằng 0,02 tổng diện tích các lỗ ngập thu nước ở thành máng với tốc độ nước chảy qua lỗ vl =1 m/s sẽ là:
=
=
= 0,014 m2 Chọn đường kính lỗ dl = 30 mm thì diện tích của mỗi lỗ sẽ là: fl =0,0007 m2 Tổng số lỗ trên thành máng sẽ là: n =
=
= 20 lỗ Các lỗ được bố trí ngập trong nước 70 mm ( tính đến tâm lỗ ), chu vi phía trong của máng là: Pm = 4bt =4.0,75 = 3 m Khoảng cách giữa các tâm lỗ : e =
=
= 0,15 m Khoảng cách giữa các lỗ: e – dl = 0,15 – 0,03 = 0,12 m Với Q = 0,01 m 3/s, chọn ống dẫn sang bể phản ứng d = 125 mm, ứng với v = 0,815 m/s ( quy phạm 0,8 ÷ 1 m/s ) 2.BỂ LẮNG NGANG Công suất trạm xử lý : Q = 1200 m3/ ngày đêm = 50 m3/h = 0,014 m3/s Kích thước bể: Vận tốc trung bình của dòng nước trong bể: vTB = K
u0 Trong đó: Tốc độ rơi cặn Uo (mm/s) lấy như sau: Đối với nước đục (hàm lượng cặn < 50 mg/l) lấy u0 = 0,5 mm/s Đối với nước đục vừa (hàm lượng cặn 50 – 250 mg/l ) lấy u0 = 0,6 mm/s Đối với nước đục ( hàm lượng cặn 250 – 2500 ) lấy u0 =0,7 – 0,8 mm/s Hàm lượng cặn nước của nguồn là 150 mg/l , lấy u0 = 0,6 mm/s F =
=
= 30,7 m2 Chọn tỷ số L/Ho = 10, theo bảng ( 3-1) tài liệu NGUYỄN NGỌC DUNG ta có k =7,5 ;
= 1,33 Vận tốc trung bình của dòng nước trong bể đươc tính : Vtb = K
u0 = 7,5
0,6 = 4.5 mm/s Lấy H0 =2m ( chiều cao vùng lắng) Số bể lắng N =1 Chiều rộng bể được tính như sau: B =
=
= 1,54 m Chiều dài bể lắng : L =
=
= 19,9 m Bể lắng ngang được chia làm 2 ngăn, chiều rộng mỗi ngăn : b =
=
= 0,77 m kiểm tra các hệ số Re và Fr: Re =
=
= 2519.5 2000<Re<20000 thì dòng nước chảy rối và chảy trung gian. Fr =
=
= 5.6
Fr<
trong bể xuất hiện hiện tượng ngắn dòng cần phải lắp các vách ngăn không chịu lực dọc theo bể để giảm chỉ số Re và tăng Fr. Tính toán phần máng thu : Nước từ bể phản ứng có lớp căn lơ lưng chuyển sang bể lắng ngang qua vách ngăn sát thành tràn, ngập sâu 0,3m hướng dòng chảy xuồng phân bố đều trên bề và tránh xáo động bề mặt thành tràn: Chiều cao nước trên thành tràn : qn =
=
=25(m3/h) =0,00694(m3/h) ΔH =
=
= 0,18 m v : vận tốc qua thành tràn
v = 0,05 m/s Phần thu nước sau bể lắng hệ thống máng đục lỗ chảy ngập trên bề mặt nước cuối bể Chiều dài máng :

Cứ mỗi ngăn bố trí 2 máng thu , khoảng cách mỗi máng : a =
=
= 0,385 m Tốc độ trong máng thu lấy vm = 0,6 m/s ( quy pham 0,6 – 0,8 ). Tiết diện của máng thu : ft =
=
= 0,0057m2 (Kiểm tra tải trọng máng thu Q =
=
= 1.06 (l/s/m) Đúng với quy phạm q= 1-3 (l/s/m) ) Chiều rộng máng chọn : bm = 0,05 m Chiều sâu máng : Hm =
=
= 0,114 m Tốc độ qua lỗ vl = 1 m/s Diện tích lỗ trên một máng thu: (flỗ =
=
= 0,00347
Đường kính lỗ : dlỗ= 25 mm Số lỗ trên máng : N =
=
= 7,2 lỗ Chọn 8 lỗ, mỗi bên bố tri 4 lỗ Các lỗ nằm ngang 2 bên ống, lỗ của máng phải đặt cao hơn đáy máng 50 – 80 mm Khoảng cáh giữa các tâm lỗ: l =
= 3,3 m Mép trên máng cao hơn mực nước trong bể 0,1 m Tính toán thiết bị cặn của bể : Việc xả cặn dự kiến theo chu kì với thời gian giữa hai lần xả cặn T = 24 h. Thể tích vùng chứa nén cặn của bể : Pt1 W =
T : thời gian làm việc giữa hai lần xả cặn ( quy phạm 6 – 24 h). Q : lưu lượng nước đưa vào bề. C : hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi lắng chọn – C = 12mg/l (quy phạm 10 – 12 mg/l) Cmax : hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng được xác định theo công thức sau : Cmax = CN + KP + 0,25M + v = 150 + 1.35 = 185 (mg/l) M = 0 : độ màu của nước. V = 0 : liều lượng vôi kiềm hóa nước. P = 35 : liều lượng phèn tính theo sản phẩm không ngập nước ( mg/l) Theo bảng 2 – 1, trang 18 : Tài liệu NGUYỄN NGỌC DUNG Hàm lượng cặn của nước nguồn (mg/l)  Liều lượng phèn nhôm Al2(SO4)3 không chứa nước (mg/l)   1  2   Đến 100 101
200 201
400 401
600 601
800 801
1000 1001
1400 1401
1800 1801
2200 2201
2500  25
35 30
45 60
45 45
70 55
80 60
90 65
105 75
115 80
125 90
130   ( : nồng đồ trung bình của cặn đã nén chặt. Chọn ( = 30000 g/m3. Tài liệu NGUYỄN NGỌC DUNG bảng 3-3, trang 78 Pt1 W =
= 6,92 m3 Chiều cao trung bình của vùng chứa nén cặn : Hc =
=
= 0,23 m Chiều cao trung bình của bể lắng: Hb = H0 + Hc = 2 +0,23 =2,23 m Chiều cao xây dưng bể có cộng chiều cao xây dựng (0,3 – 0,5) là: Hxd = Hb + Hbv = 2,23 + 0,5 = 2,73 m Tổng chiều dài bề lắng kể cả hai ngăn phân phối và thu nước : Lb = L + 2
1,2 = 19,9+2
1,2 =22,3 m Thể tích bể lắng : Wb = Lb
Hxd
B = 22,3
2,23
1,54 = 76,58 m3 Lượng nước tính bằng phần trăm mất đi khi xả cặn ở bể là: P =
=
= 0,865 % Kp : hệ số pha loãng bằng 1,5 Hệ thống xả cặn làm bằng máng đục lỗ ở hai bên và đặt dọc theo trục mỗi ngăn. thời gian xả cặn quy định t = 8 -10 phút. Tốc độ nước chảy ở cuối máng không nhỏ hơn 1m/s. Dung tích chứa cặn một ngăn là: Wc-n =
= 3,46 m3 Lương cặn ở một ngăn là: qc-n =
=
= 0,007 m3/s Thời gian xả cặn qui định t
phút. Chọn t
8 phút Diện tích của máng xả cặn : chọn vm = 1,5 m/s Fm =
=
= 0,005 m2 Kích thước máng b = 2a. Nếu a = 0,0495 thì b = 0,099 . Tốc độ nước qua lỗ bằng 1,5m/s. Chọn dlỗ = 25mm ( quy phạm dlỗ >= 25mm ). flỗ = 0,0007 m2. Tổng diện tích trên một máng xả cặn : (flỗ =
=
= 0,0047 m2 Số lỗ trên 1 máng: n =
= 3,31 lỗ Khoảng cách tâm các lỗ : l =
=
= 5 m Đường kính ống xả cặn với qc-n = 0,024. Chọn Dc = 168mm ứng với v = 2,2 m/s . Tổn thất trong hệ thống xả cặn: Pt2 H = ( ξd +
+ ∑ξ )
Trong đó: ξd : là hệ số tổn thất qua các lỗ đục của máng, lấy bằng 11,4 ∑ξ : là hệ số tổn thất của bộ trong máng, lấy bằng 0,5 fc : diện tích ống xả cặn, fc =
=
= 0,022 m2 fm : diện tích của máng xả cặn fm
0,1
= 0,02 m2 vc : tốc độ xả cặn
vc = 2,2m/s g : gia tốc trọng trường
g = 9,81 H = (
+
+
).
= ( 11,4 +
+ 0,5 ).
= 3,23 m Khi xả cặn một ngăn thì mực nước trong bể hạ xuống ∆H ∆H =
=
= 0.187(m)