1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM

44 2 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Tổng quan về nước ngầm
Chuyên ngành Khoa học môi trường
Thể loại Đồ án
Định dạng
Số trang 44
Dung lượng 0,98 MB

Cấu trúc

  • Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM (2)
    • 1.1. Tổng quan về nguồn nước ngầm (2)
    • 1.2. Điều kiện kinh tế (6)
  • Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ (7)
    • 2.1. Phương pháp làm thoáng (7)
    • 2.2. Khử sắt và mangan bằng hoá chất (8)
    • 2.3. Khử sắt và mangan bằng phương hóa lí (9)
    • 2.4. Sử dụng vi sinh vật (10)
    • 2.5. Phương pháp sử dụng vật liệu lọc (11)
  • Chương 3: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ (15)
    • 3.1. Sơ đồ công nghệ trên thị trường (15)
    • 3.2. Lựa chọn công nghệ (16)
  • Chương 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ (18)
    • 1. GIÀN MƢA (18)
    • 2. BỂ LẮNG ĐỨNG (26)
    • 3. BỂ LỌC ÁP LỰC (29)
    • 4. BỂ CHỨA NƯỚC ĐẦU RA (44)

Nội dung

Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM Đồ Án nước cấp TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM

Tổng quan về nguồn nước ngầm

1.1.1 Sơ lược về nguồn nước ngầm

Nước là hợp chất hóa học vô cùng quan trọng, tồn tại rất nhiều trong thiên nhiên và cả trong cơ thể người Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu về nước của con người cũng ngày càng tăng Nước là một trong những nhu cầu thiết yếu cần phải có để duy trì sự sống của con người, động vật và thực vật, không những thế, nó còn là yếu tố quyết định sự phát triển nền kinh tế, đáp ứng những nhu cầu về sinh hoạt, học tập… Ở Việt Nam, với đặc thù về địa hình phức tạp (đồi núi, cao nguyên, đồng bằng…), hệ thống sông ngòi chằng chịt, đó chính là điều kiện thuận lợi để khai thác và sử dụng nguồn nước Nguồn nước được ưu tiên khai thác xử lí và sử dụng trong sinh hoạt hằng ngày có rất nhiều nguồn: nước sông, nước hồ, nước mưa, nước ngầm… Đặc biệt, nguồn nước ngầm tại nhiều địa phương đã trở thành nguồn cung cấp nước sinh hoạt chính

Việt nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng và khá tốt về chất lượng Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá đƣợc tạo thành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu , thấm của nguồn nước mặt , nước mưa… nước ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chục mét hay hàng trăm mét Lưu lượng nguồn nước ngầm trên lãnh thổ (chưa tính phần hải đảo) khoảng 2000m 3 /s Lưu lượng nước sông, suối trong mùa khô chủ yếu là nước ngầm Đối với các hệ thống cấp nước cộng đồng thì nguồn nước ngầm luôn luôn là nguồn nước được ưa thích Bởi vì các nguồn nước mặt thường bị ô nhiễm và lưu lượng khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa Nguồn nước ngầm ít chịu tác động của con người Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước mặt nhiều Các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào thành phần khoáng hóa và cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các tạp chất hoà tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mưa, các quá trình phong hoá và sinh hoá trong khu vực

1.1.2 Thành phần và tính chất của nước ngầm Ở những vùng có điều kiện phong hoá tốt, có nhiều hất bẩn và luợng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa ngấm vào

3 đất Do vậy nước chảy qua các địa tầng chứa cát và granit thường có tính axit và chứa ít chất khoáng Khi nước ngầm chảy qua địa tầng chứa đá vôi thì nước thường có độ cứng và độ kiềm hydrocacbonat khá cao Ngoài ra nước ngầm còn có những đặc tính chung:

 Nhiệt độ và thành phần hóa học tương đối ổn định

 Không có oxy nhƣng có thể chứa nhiều khí nhƣ: CO 2 , H 2 S…

 Không có hiện diện của vi sinh vật

 Chứa nhiều khoáng chất hòa ta chủ yếu là: Sắt, Mangan, Canxi, Magie…

+ Đối với ion Canxi và Magie Đây là hai ion chính gây ra độ cứng của nước, nó thành thành phần đặc trưng củ nước ngầm.Khi dùng nước cứng nấu làm rau, thịt khó chín; làm mất vị của nước chè Giặt bằng nước cứng tốn xà phòng do

Ca 2+ làm kết tủa gốc axit trong xà phòng và làm xà phòng không lên bọt, làm cho quần áo bị vàng và nhanh mục Nước cứng gây cho các thiết bị công nghiệp (thiết bị lạnh, nồi hơi ) dẫn đến tình trạng bám cặn trên bề mặt thiết bị đun nấu, làm giảm hệ số lưu thông lưu lượng trên đường ống, dần dần có thể gây áp lực lớn có thể gây nổ nồi hơi trong một thời gian dài Nhiều công nghệ hoá học cũng yêu cầu nước có độ cứng nhỏ

Sắt trong nước ngầm thường tồn tại dưới dạng ion Fe 2+ , kết hợp với gốc bicacbonat, sunfat, clorua, đôi khi tồn tại dưới keo của axit humic hoặc keo silic Các ion Fe 2+ từ các lớp đất đá được hòa tan trong nước ttrong điều kiện yếm khí sau:

Sau khi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hóa,ion Fe 2+ bị oxy hóa thành ion Fe 3+ và kết tủa thành các bông cặn Fe(OH) 3 có màu nâu đỏ.Vì vậy,khi vừa bơm ra khỏi giếng, nước thường trong và không màu, nhưng sau một thời gian để lắng trong chậu và cho tiếp xúc với không khí, nước trở nên đục dần và đáy chậu xuất hiện cặn màu đỏ hung

Fe 2+ trong nước gây nên mùi tanh rất khó chịu, sau khi bị ôxi hóa tạo thành Fe 3+ , nếu sử dụng nguồn nước này trong sinh hoạt hằng ngày, nó sẽ làm cho quần áo bị ố vàng, sàn nhà, dụng cụ bị ố màu nâu đỏ Hơn nữa, khi nước chảy qua đường ống, sắt sẽ lắng cặn gây gỉ sét, tắc nghẽn trong đường ống Ngoài ra, nước bị nhiễm sắt sẽ làm cho thực phẩm biến chất, thay đổi màu sắc, mùi vị; làm giảm việc tiêu hóa và hấp thu các loại thực phẩm, gây khó tiêu, nước nhiễm sắt dùng để pha trà sẽ làm mất hương vị của trà, nước nhiễm sắt dùng để nấu cơm làm cho cơm có màu xám

Mangan thường tồn tại song song với sắt ở dạng ion hóa trị II trong nước ngầm và dạng keo hữu cơ trong nước mặt Do vậy việc khử mangan thường được tiến hành đồng thời với khử sắt Các ion mangan cũng được hòa tan trong nước từ các tầng đất đá ở điều kiện yếm khí như sau:

Mangan II hòa tan khi bị oxy hóa sẽ chuyển dần thành mangan IV ở dạng hydroxyt kết tủa, quá trình oxy hóa diễn ra nhƣ sau:

2Mn(HCO 3 ) 2 + O 2 + 6H 2 O  2Mn(OH) 4 + 4HCO 3 -

Trong sinh hoạt hằng ngày, mangan khi tiếp xúc với oxi sẽ bị oxy hóa tạo thành mangan dioxit (MnO2) làm cho nước có màu nâu đen và có mùi tanh của kim loại, gây mất cảm quan Mangan thường gây ra cặn ố bẩn trên các thiết bị, vì vậy, sử dụng nước hằng ngày để lau rửa, giặt giũ sẽ gây ảnh hưởng đến độ bền của đồ dùng Đặc biệt, giặt quần áo bằng nước nhiễm Mn sẽ hình thành những vết ố bẩn màu nâu, đen trên quần áo do quá trình oxy hóa gây ra.Ngoài ra trong nước gặp clo sẽ tạo kết tủa cặn bám dioxit mangan và có thể gây tắc đường ống

Mangan có mặt trong nước ở dạng ion hòa tan (Mn 2+ ) Nếu ở hàm lượng nhỏ dưới 0.1mg/lít thì mangan có lợi cho sức khỏe Tuy nhiên nếu hàm lượng mangan cao từ 1-5mg/lít sẽ gây ra không ít ảnh hưởng đến một số cơ quan nội tạng của cơ thể: gây đột biến cũng nhƣ hình thành các bệnh nguy hiểm nhƣ ung thư, cũng không ảnh hưởng đến sinh sản… nhưng nó có liên quan mật thiết đến hệ thần kinh Nếu lƣợng Mn hấp thu vào cơ thể cao có thể gây độc với phổi, hệ thần kinh, thận và tim mạch Khi hít phải Mangan với lượng lớn có thể gây hội chứng nhiễm độc ở động vật, gây tổn thương thần kinh Đặc biệt có hại cho trẻ bởi cơ thể trẻ em dễ dàng hấp thụ đƣợc rất nhiều Mangan trong khi tiết thải ra ngoài thì

5 rất ít Điều đó dẫn đến sự tích tụ Mangan trong cơ thể trẻ, gây ra các hậu quả nghiêm trọng Vì vậy, các chuyên gia y tế khuyến cáo phụ nữ đang mang thai và trẻ em tuyệt đối tránh tiếp xúc và sử dụng nguồn nước nhiễm Mn.Sử dụng nguồn nước bị nhiễm Mangan trong thời gian dài, nhiễm độc mangan từ nước uống làm giảm khả năng ngôn ngữ, giảm trí nhớ, giảm khả năng vận động liên quan đến tay và chuyển động của mắt, nếu nhiễm độc mangan lâu ngày có thể dẫn đến triệu chứng thần kinh không bình thường như dáng đi và ngôn ngữ bất thường Với khả năng không gây ung thư ở người nhưng Mangan vẫn có tác động xấu tới cơ thể con người chúng ta Để đảm bảo an toàn cho sức khỏe người sử dụng nguồn nước ngầm, hàm lượng sắt, mangan hay một số thành phần khác trong nước ngầm cần tuân thủ theo bảng sau:

Bảng 1.1 - Giá trị giới hạn của các thông số chất lượng nước ngầm (QCVN 09-MT:2015/BTNMT)

TT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn

3 Tổng chất rắn hòa tan (TDS) mg/l 1500

4 Độ cứng tổng số (tính theo CaCO 3 ) mg/l 500

6 Nitrit (NO2 - tính theo N) mg/l 1

7 3 Nitrat (NO - tính theo N) mg/l 15

Điều kiện kinh tế

Nhu cầu cấp nước đô thị (các hệ thống cấp nước tập trung ở đô thị phục vụ cấp nước cả sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, chế biến…): Hiện nay nước ngầm đóng góp khoảng 40% tổng lượng nước cấp cho các đô thị, (lớn nhất là Hà Nội, khoảng 800.000m 3 /ng, TP.HCM khoảng trên 500.000m 3 /ng) Có nhiều đô thị sử dụng 100% là nước ngầm, như Hà Nội, Vĩnh Phúc, Thái Nguyên, Lạng Sơn, Buôn Ma Thuột, Quy Nhơn, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, và phần lớn các đô thị còn lại đều kết hợp sử dụng cả nước mặt và nước ngầm

Nhu cầu Cấp nước công nghiệp (chủ yếu phục vụ sản xuất và một phần sinh hoạt): Khai thác thuận tiện, chất lượng tốt, giá thành rẻ và chủ động về nhu cầu chất lượng nước

Tổng lượng nước ngầm cấp cho các đô thị và công nghiệp ước tính khoảng 700 triệu m 3 /năm, dự báo tăng khoảng 1.5 lần vào 2020

Cấp nước sinh hoạt, tưới, chăn nuôi ở khu vực nông thôn: Có tới 80% dân số nông thôn sử dụng nước ngầm, với các loại công trình: giếng đào, giếng khoan và mạch lộ Nước ngầm được sử dụng phổ biến để tưới màu, cây công nghiệp (cà phê, hồ tiêu, cao su ở Tây nguyên, vải ở Bắc Giang ) Nước ngầm còn sử dụng để tưới lúa chống hạn (trong mùa khô năm 2010 tại các tỉnh đồng bằng – trung du Bắc Bộ; Miền Trung, Miền Đông Nam Bộ, Tây nguyên và nhiều vùng của Đồng Bằng Sông Cửu Long) Lƣợng nước ngầm sử dụng để tưới ước tính 600 triệu m 3 /năm

Như vậy, do mặt bằng phát triển kinh tế chung của nước ta không đồng đều, tốc độ đô thị hóa và sự phân bố dân cƣ không hợp lí dẫn tới tình trạng thành phố lớn (Tp HCM, Thủ đô Hà Nội) tập trung dân cư quá nhiều, dẫn tới tình trạng thiếu nước sạch, hay vùng nông thôn lại dân cư thưa thớt, đường xá cầu cống không phát triển, dẫn đến việc dẫn nước sạch đến cho từng hộ dân là vô cùng khó khăn Chính vì vậy, việc xử lí và sử dụng nguồn nước ngầm là phương án tốt nhất để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước của người dân

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

Phương pháp làm thoáng

Nguyên lý : Làm giàu oxy, oxy đƣợc đƣa vào để oxy hóa một số hợp chất hữu cơ, đẩy CO 2 ra, pH của nước tăng lên, đẩy nhanh quá trình oxy hóa, thủy phân sắt và mangan Fe 2+ chuyển về thành Fe 3+ rồi phân hủy tạo thành hợp chất ít tan sắt hidroxyt Fe(OH) 3 và Mn 4+ kết tủa

Trong nước có oxy hòa tan, sắt (II) hyđroxyt sẽ bị oxi hóa thành sắt (III) hyđroxyt:

Sắt (III) hyđroxyt sẽ kết tủa thành bông cặn màu vàng và có thể tách ra khỏi nước dễ dàng thông qua quá trình lắng, lọc Đặc biệt, trong nước ngầm có tồn tại anion HCO 3- nên có phản ứng:

Kết hợp hai phản ứng trên ta đƣợc phản ứng chung của quá trình oxy hóa sắt nhƣ sau:

4Fe 2+ + 8HCO 3 - + O 2 + 2H 2 O  4Fe(OH) 3 + 8CO 2

Tương tự như Fe, oxy hóa Mn diễn ra theo phương trình:

2Mn(HCO 3 ) 2 + O 2 + 6H 2 O = 2Mn(OH) 4 + 4H + + 4 HCO 3 -

Có rất nhiều phương pháp làm thoáng, cụ thể:

2.1.1 Sử dụng giàn mƣa hoặc quạt gió Đây là phương pháp phổ biến, thông dụng nhất trong việc xử lý sắt và mangan Dòng nước ngầm sẽ được dẫn chảy qua các tấm đục lỗ thành tia như mưa (giàn mưa) Như vậy các tia nước sẽ có điều kiện tiếp xúc với không khí nhiều hơn và dễ dàng oxy hóa sắt, mangan đồng thời loại bỏ các khí không cần thiết và hòa tan oxy

2.1.2 Làm thoáng đơn giản bề mặt lọc

Nước cần khử sắt và mangan được làm thoáng trực tiếp bằng giàn phun mưa ngay trên bề mặt lọc Chiều cao giàn phun thường khoảng 0.7m, lỗ phun có đường kính từ 5-7mm, lưu lượng tưới khoảng 10 m 3 /m 2 h Lượng oxy hòa tan trong nước sau khi làm thoáng ở nhiệt độ 250 o C lấy bằng 40% lượng oxy hòa tan bão hòa (ở 250 o C lƣợng oxy bão hòa bằng 8.1 mg/l)

2.1.3 Làm thoáng bằng giàn mƣa tự nhiên

Nước chứa sắt và mangan cần làm thoáng được tưới lên giàn làm thoáng một hay nhiều tầng với bề mặt sàn rải xỉ hoặc tre gỗ Lưu lượng tưới và chiều cao tháp cũng lấy như tương tự phương pháp làm thoáng đơn giản bề mặt lọc nhƣng lƣợng oxy hòa tan sau làm thoáng bằng 55% lƣợng oxy hòa tan bão hòa 2.1.4 Làm thoáng cưỡng bức (giàn mưa có quạt gió và có áp lực đẩy nước)

Tháp làm thoáng cưỡng bức có lưu lượng tưới từ 30 đến 40 m 3 /h Lượng không khí tiếp xúc lấy khoảng từ 4 đến 6m 3 cho 1m 3 nước Lượng oxy hòa tan sau làm thoáng bằng 70% lượng oxy hòa tan bão hòa Hàm lƣợng CO2 sau làm thoáng sẽ giảm khoảng 75%.

Khử sắt và mangan bằng hoá chất

So với các phương pháp làm thoáng nêu trên, phản ứng loại bỏ sắt và mangan sẽ xảy ra nhanh hơn khi dùng các chất oxy hóa mạnh Tuy nhiên trong nước còn tồn tại các chất H 2 S, HS - ,… gây ảnh hưởng tới quá trình khử với phản ứng:

Khi trong nguồn có hàm lƣợng chất hữu cơ cao, các chất hữu cơ sẽ tạo ra dạng keo bảo vệ các ion sắt, nhƣ vậy muốn khử sắt phải phá vỡ đƣợc màng hữu cơ bảo vệ bằng cách sử dụng chất oxi hóa mạnh Đối với nước ngầm, khi hàm lượng sắt và mangan quá cao đồng thời tồn tại cả H 2 S thì lượng oxy thu được nhờ làm thoáng không đủ để oxy hóa hết mangan và sắt, trong trường hợp này cần phải dùng đến hóa chất

2.2.1 Khử sắt và mangan bằng Clo

Quá trình khử sắt bằng clo đƣợc thực hiện bằng phản ứng:

2Fe 2+ + Cl 2 + 6H 2 O  2Fe(OH) 3 + 6H + + 2Cl -

2.2.2 Khử sắt và mangan bằng Kali Permanganat (KMnO 4 )

Khi dùng KMnO 4 để khử sắt, quá trình này xảy ra rất nhanh vì mangan (IV) hydroxyt vừa tạo ra sẽ là chất xúc tác cho quá trình khử:

3Fe 2+ + MnO 4 - + 5OH -  3Fe(OH) 3 + MnO 4

Quá trình khử sắt đƣợc thực hiện theo phản ứng:

2.2.4 Khử sắt và mangan bằng vôi

Khi cho vôi vào trong nước, độ pH sẽ tăng lên Ở điều kiện giàu OH - , các ion Fe 2+ thủy phân nhanh chóng thành Fe(OH) 2 và lắng xuống một phần, thế oxy hóa khử tiêu chuẩn của hệ Fe(OH) 2 / Fe(OH) 3 giảm xuống, do đó sắt (II) dễ dàng chuyển thành sắt (III) Sắt (III) hydroxyt dễ dàng kết tủa thành bông cặn, lắng trong bể lắng và dễ dàng tách ra khỏi nước Phương pháp này có thể áp dụng cho cả nước mặt lẫn nước ngầm

Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là phải dùng các thiết bị pha chế cồng kềnh, quản lý phức tạp Vì vậy, thường kết hợp khử sắt với quá trình xử lí khác như xử lí ổn định nước bằng kiềm, làm mềm nước bằng vôi kết hợp với soda.

Khử sắt và mangan bằng phương hóa lí

Nguyên tắc: Cho dòng nước chứa sắt đi qua lớp vật liệu đặc biệt, các cation của sắt tham gia vào quá trình trao đổi với các cation có trong thành phần của lớp vật liệu lọc (Cationit), sắt đƣợc giữ lại trong lớp vật liệu lọc và như vậy nước được làm sạch Đặc điểm:

Thường sử dụng khi kết hợp với quá trình khử cứng Khi sử dụng thiết bị trao đổi ion để khử sắt, nước ngầm không đƣợc tiếp xúc với không khí vì Fe 3+ sẽ làm giảm khả năng trao đổi của các ion

Phương pháp này mang lại hiệu quả khử sắt cao, thường sử dụng cho nguồn nước có chứa Fe 2+ ở dạng hòa tan và hàm lƣợng sắt thấp Tuy nhiên, chi phí khá đắt và phải nhập nguyên vật liệu

Dùng cực âm bằng sắt, nhôm; cực dương bằng đồng, bạch kim hoặc mạ kiềm

Sử dụng dung dịch FeCl 2 : Điện cực bằng đồng

Sử dụng vi sinh vật

Trong thực tế trong các công trình khử sắt như bể lọc thường xuất hiện một số loài vi khuẩn sắt dù bể lọc được thường xuyên vệ sinh Một số loài vi sinh vật có khả năng oxy hóa sắt trong điều kiện quá trình oxi hóa hóa học xảy ra khó khăn Các loài vi sinh vật này có vai trò xúc tiến các quá trình oxi hóa và kết tủa nhanh Fe/Mn trong các lớp vật liệu lọc – cũng giống nhƣ việc sử dụng chất xúc tác hay chất oxi hóa/ keo tụ bằng hóa học Lợi dụng đặc điểm đó, ta có thể cấy các mầm khuẩn sắt trong các lớp cấy lọc của bể lọc, thông qua hoạt động của các vi khuẩn, sắt sẽ được loại bỏ ra khỏi nguồn nước Tương tự như đối với mangan, cấy một loại vi sinh vật có khả năng hấp thụ mangan trong quá trình sinh trưởng lên bề mặt lớp vật liệu lọc Xác của các vi sinh vật sẽ tạo thành lớp màng oxit mangan trên bề mặt hạt vật liệu lọc Lớp màng này có tác dụng xúc tác quá trình khử mangan

 Các nhóm vi sinh vật oxy hóa sắt và mangan:

2.4.1 Nhóm ƣa chua, oxi hóa sắt hiếu khí Đây là loài đƣợc nghiên cứu đầu tiên kể từ khi phát hiện ra vi khuẩn Thiobacillus ferrooxidans Sinh trưởng trong môi trường pH thấp (pH = 1 ÷ 3) Đa số các loài thuộc lớp Gammaproteobacteria Chúng có tầm quan trọng trong công nghệ sinh học và các vấn đề ô nhiễm môi trường

2.4.2 Nhóm môi trường trung tính, oxi hóa sắt hiếu khí

Nhóm này cũng bao gồm một trong các vi khuẩn đầu tiên (Gallionella), nhƣng mới đƣợc phân lập và đặc trưng tương đối gần đây

+ Nước biển: thông thường pH 8.3 ÷ 8.4

+ Nước ngọt: được phân lập từ các thảm sắt trong khu vực tàu ngầm năng lượng địa nhiệt Đa số thuộc lớp betaproteobacteria

2.4.3 Nhóm môi trường trung tính, oxi hóa sắt kỵ khí

Thiobacillus denitrificans là một betaproteobacterium tự dƣỡng nghiêm ngặt oxy hóa FeS trong sự có mặt của nitrat Một số vi khuẩn đƣợc phân lập: Geobacter metallireducens thuộc lớp Deltaproteobacterium (phổ biến rộng rãi trong trầm tích kỵ khí)

2.4.4 Quang oxi hóa sắt kỵ khí

Vi khuẩn điển hình: Rhodobacter capsulatus (Bacteria; Proteobacteria; Alphaproteobacteria; Rhodobacterales; Rhodobacteraceae; Rhodobacter) Nhóm vi khuẩn này sử dụng Fe 2+ để khử CO 2 4Fe 2+ + CO 2 + 11H 2 O + hν → CH 2 O + 4Fe(OH) 3 + 8H +

Vi khuẩn quang oxi hóa sắt chỉ có pha quang hợp I, không phát triển oxy, do đó những vi khuẩn này có thể thúc đẩy quá trình oxy hóa sắt trong điều kiện không có oxy và thay thế một electron bị oxy hóa (nhƣ nitrat).

Phương pháp sử dụng vật liệu lọc

Các vật liệu đặc biệt có khả năng xúc tác, đẩy nhanh quá trình oxy hóa khử Fe 2+ thành Fe 3+ , Mn 2+ thành Mn 4+ và giữ lại trong tầng lọc Quá trình diễn ra nhanh chóng và đạt hiệu quả cao

Chúng hoạt động nhƣ một chất oxi hóa bề mặt dùng để kết tủa sắt, mangan, hydrogen sulfide Các chất này bị oxi hóa và tạo thành cặn kết tủa bám vào về mặt các hạt lọc và đƣợc thải ra ngoài bằng cơ chế rửa ngƣợc

Trường hợp dùng xúc tác MnO2 đầu tiên, khi Mn 2+ hấp phụ trên MnO 2 và bị MnO 2 oxy hóa thành Mn 3+ dưới dạng Mn 2 O 3

Tiếp theo Mn 2 O 3 không bền nên rất dễ bị oxi hóa thành MnO 2 tiếp tục phản ứng:

- Không cần sử dụng hóa chất và các thiết bị đi kèm

- Không cần tái sinh định kỳ bằng dung dịch Permanganate nhƣ Manganese green sand

- Có thể đƣa vào các bể lọc đang sử dụng mà không cần thay đổi cấu trúc bể

2.5.2 Cát xanh mangan khử sắt và mangan (MANGANESE GREENSAND) Được làm từ cát xanh glauconite, hoạt tính cao, dùng để khử sắt, mangan và sulfide trong nước nhờ vào quá trình oxy hóa, kết tủa và khả năng lọc của tầng hạt

Sau chu kỳ hoạt động (khoảng 2 năm) cát xanh mangan bão hòa sẽ đƣợc tái sinh bằng dung dịch thuốc tím (KMnO4) loãng

Oxy hóa được sulfide nên hạn chế được tối đa ảnh hưởng của sulfide lên quá trình khử sắt và mangan, không bị ảnh hưởng bởi chlorine trong nước cấp Tuổi thọ cao nhờ vào khả năng chống mài mòn lớn Lưu ý

- Phải sử dụng thuốc tím ( KMnO4 ) rửa vật liệu trước khi hoạt động

- 1 lít vật liệu có thể vận hành 38.000 lít nước có nhiễm sắt

- 1 lít vật liệu có thể vận hành được 25.000 lít nước nhiễm sắt và mangan

2.5.3 Cát thạch anh và sỏi

Cát thạch anh được sử dụng để lọc các cặn lơ lững có kích thước nhỏ, không có khả năng kết tủa khi để lắng tự nhiên Trong quá trình lọc, trên bề mặt cát thạch anh sẽ tạo ra lớp màn lọc hỗ trợ cho quá trình lọc, đặc biệt khi sắt (III) hydroxyt kết tủa trên bề mặt cát thạch anh sẽ giúp hấp thụ Asen khi nguồn nước có nguy cơ bị nhiễm Asen Cát thạch anh là tác nhân rất tốt trong việc giữ các kết tủa dạng bông có độ nhớt cao (khó tách và khó lọc)

- Không tham gia phản ứng với các tác nhân hóa học có trong nước và không làm ảnh hưởng đến chất lượng nước

- Có thể sử dụng lâu dài, rửa lọc thường xuyên khi bề mặt lọc lắng cặn thành lớp dày

- Cát thạch anh có kích thướt hạt nhỏ, nên có bề mặt riêng lớn nên hiệu quả lọc cao

Than hoạt tính hấp thu rất nhiều hợp chất độc hại đến sức khỏe con người, nên than hoạt tính được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong xử lý nước sinh hoạt Là vật liệu vô cơ có khả năng hấp thu rất tốt các hợp chất màu, mùi giúp nước sau khi lọc trong và không có mùi lạ Ngoài ra, than hoạt tính còn có khả năng hấp thu các hợp chất hữu cơ nhƣ dung dịch thuốc bảo vệ thực vật, các thành phần hữu cơ từ động thực vật phân hủy

 Trong lọc nước thường có 3 loại phổ biến:

+ Than hoạt tính dang bột (Powdered Activated Carbon – PAC): Sử dụng để lọc mùi, lọc một số chất màu và chất béo hòa tan trong nước Tuy nhiên dễ bị rửa trôi và không ổn định, nên PAC chủ yếu được sử dụng dưới dạng bổ trợ ở các hệ thống lọc nước công nghiệp lớn

+ Than hoạt tính dạng hạt (Granular Activated Carbon – GAC): đƣợc cấu thành từ những hạt than nhỏ và bền hơn dạng bột, GAC được sử dụng rộng rãi trong hệ thống lọc nước máy hay xử lý nước gia đình Than hoạt tính dạng hạt có thể lọc mùi, xử lý nước nhiễm bẩn… nhưng hiệu quả lọc phụ thuộc nhiều vào tốc độ dòng nước

+ Than hoạt tính dạng khối (Solid Block Activated Carbon – SBAC): Là cấu trúc than tốt nhất và lọc nước hiệu quả nhất đang sử dụng rộng rãi hiện nay Khi dòng nước chảy qua SBAC, các tạp chất sẽ bị giữ lại và dòng nước đi qua sạch sẽ

 2 cơ chế lọc nước cơ bản của than hoạt tính:

- Lọc cơ học vật lý: Giúp loại bỏ các hạt, tạp chất bẩn trong nước khi đi qua lõi lọc nhờ các lỗ nhỏ li ti trong cấu trúc than

- Lọc hút bám: Bề mặt phân tử than sẽ hút các chất hóa học, tạp chất hòa tan trong nước và giữ chúng nằm lại bên trong lõi lọc Với đặc tính “không hút nước” nhưng “hấp thụ dầu mỡ”, than hoạt tính có tác dụng mạnh với rất nhiều loại hóa chất chứa Clo, Benzen hay các hóa chất công nghiệp hòa tan trong nước

 Yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả lọc:

- Cấu trúc vật lý của lõi lọc

- Tính chất của nguồn nước cần lọc

- Thành phần hóa học của các tạp chất trong nước

- Nhiệt độ và độ pH của nước lọc

- Thời gian tiếp xúc giữa than lọc với nước trong đó tốc độ dòng nước là yếu tố rất quan trọng

- Không làm thay đổi các tính chất hóa lý của nước

- Là vật liệu được bán rộng rãi ở thị trường, giá thành hợp lý

- Có thể tái chế để sử dụng lại, không gây ô nhiễm môi trường

LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

Sơ đồ công nghệ trên thị trường

 Công ty Giải pháp Môi trường Việt Nam

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm cấp nước cho sinh hoạt Công ty Giải pháp Môi trường VN

Nước từ giếng khoan được bơm lên bể chứa đi qua giàn làm thoáng để oxi hóa thông qua việc tiếp nhận

O 2 và loại bỏ bớt CO 2 , sau đó nước được bơm qua bể điểu hòa Tại bể điều hòa nước sẽ được lưu để ổn định lưu lượng và nồng độ nước cấp tiếp theo nước được bơm qua bể phán ứng hóa chất sẽ được cấp đầy đủ và phù hợp với công nghệ đã thiết kế ( tùy thuộc vào chất lượng nước đầu vào đã phân tích mà ta đưa ra hệ thống phù hợp) Tiếp đến, nước được chảy qua bể lắng để lắng các cặn đã được xử lý trước đó, phần bùn sẽ được thải ra bể bùn và xử lý theo tiêu chuẩn, phần nước được lọc ở bể bùn sẽ được hoàn lưu về bể điều hòa Tiếp theo nước sẽ qua bể lọc để giữ lại các tạp chất còn sót lại, sau đó chảy qua bể khử trùng để khử các vi sinh vật và các yếu tố gây bệnh trước khi vào bể chứa để cung cấp cho sinh hoạt

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm cho sinh hoạt của ITOCHU CO

Nước ngầm được bơm vào một hồ chứa Đi qua các thiết bị lọc (thông thường là các bể lọc cát và tháp than hoạt tính), tại đây, nước được lọc đến mức có thể uống được Sau đó dòng nước được đưa qua hệ thống màng lọc tiên tiến, sử dụng các tấm màng với lỗ rỗng có đường kính 0.1 micron Tiếp đến, nước đƣợc khử trùng bằng clo và đƣa vào bể chứa (nồng độ clo phải đƣợc tự động giám sát) Cuối cùng, nước được đưa đến cho người sử dụng.

Lựa chọn công nghệ

Chúng tôi chọn phương pháp làm thoáng tự nhiên bằng giàn mưa để xử lý sắt và mangan trong nước ngầm cho 1500 hộ dân tại khu vực Thiên Tân vì những lí do sau:

▪ Lưu lượng xử lý khá thấp và nồng độ sắt, mangan cần xử lý không cao

▪ Thiết kế đơn giản, tổn thất áp lực thấp

▪ Cách thức, chi phí vận hành và bảo trì đơn giản

Bên cạnh đó, kết hợp các thiết bị, kỹ thuật xử lý khác để tăng hiệu quả xử lý: bể lắng đứng và bể lọc áp lực

Hình 3.3 Sơ đồ công nghệ sử dụng

Nước ngầm được bơm lên từ giếng khoan, sau đó di chuyển qua hệ thống làm thoáng (giàn mưa, cưỡng ép…) để oxi hóa nước bằng cách cung cấp oxi để chuyển Fe 2+  Fe 3+ , Mn 2+  Mn 4+ trước khi vào bể lọc, nước được đưa đi qua bể lắng để loại bỏ bớt cặn, nhằm tránh tắc nghẽn bể lọc Cặn (bùn) trong quá trình lắng được sẽ lắng xuống và đi vào bể chứa bùn thải Sau đó, nước đi qua bể lọc, trong bể lọc chứa nhiều loại vật liệu lọc như than hoạt tính, cát, sỏi,… Nước sau khi qua bể lọc được khử trùng bằng dung dịch clorine Để tránh hiện tƣợng tắc lọc ở bể lọc, đến chu kỳ chúng ta phải tiến hành rửa lọc bằng nước (nước + khí)

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

GIÀN MƢA

 Kiểm tra độ kiềm sau khi làm thoáng bằng dàn mƣa

Lượng CO 2 có trong nước ngầm:

Theo công thức trang 316 (Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp – Trịnh Xuân Lai)

- CO 2 : Lượng CO2 ban đầu có trong nước ngầm

- K: độ kiềm của nước ngầm, K = 102 mgCaCO 3 /L = 2.04 meq/L

- 𝜇: lực ion của dung dịch = 0.000022.P

- P: tổng hàm lƣợng muối (mg/L) ≤ 1000

- K 1 : hằng số phân li bậc một của axit cacbonic K 1 = 4.31×10 -7 tại 25ºC

Bảng 4.1 (Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp - TS Trịnh Xuân Lai, trang 316) tºC 10 20 25 30

 Lƣợng CO 2 sau khi làm thoáng bằng dàn mƣa

Lƣợng CO 2 sau khi làm thoáng:

- Cs: hàm lượng CO2 bão hòa trong nước, C s = 1 mg/l

- C 0 : hàm lượng CO 2 ban đầu có trong nước ngầm, C0 = 2 mg/l

- K: hệ số hiệu quả của quá trình trao đổi khí, K = 1 - Đối với khí CO 2 K = 0.25 – 0.35 (Trang 318 - Xử lý nước cấp –Ts Trịnh Xuân Lai) Đối với dàn rống phun tia cách sàn tung thứ nhất, K = 0.3

Sau lớp sàn tung thứ nhất K = 0.35

Sau lớp sàn tung thứ hai K = 0.35

Sau lớp sàn tung thứ ba K = 0.35

- Độ kiềm sau khi làm thoáng

- K: Độ kiềm ban đầu của nguồn nước (mgđt/l)

- 𝐶 Fe2+ : Hàm lượng sắt ban đầu của nguồn nước (mg/l)

- pH sau khi làm thoáng pH = log ( ) √

- C: lƣợng CO 2 sau quá trình làm thoáng, C = 8.8247 mg/l

- K: độ kiềm sau quá trình làm thoáng, K = 1.88 mgđl/l

- K 1 : hằng số phân li bậc một của axit cacbonic, K 1 = 4.31.10-7 tại 25 o C

Bảng 4.2 - (Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp - TS Trịnh Xuân Lai, trang 316) tºC 10 20 25 30

 Xác định kích thước dàn mưa

Thiết kế giàn mƣa gồm các bộ phận sau:

- Hệ thống phân phối nước

- Hệ thống các sàn tung nước

- Hệ thống ngăn nước và thu khí

- Hệ thống xả cặn, rửa

1.1 Diện tích mặt bằng giàn mƣa

- Q là lưu lượng tính toán, Q = 15m 3 /h

- q m là cường độ phun mưa, q m = 10 – 15 m 3 /m 2 h Chọn q m = 10 m 3 /m 2 h (Cường độ phun mưa: q m = 10 – 15 m 3 /m 2 h theo mục 6.246 TCXD 33 – 2006)

Chọn kích thước dàn mưa B × L = 1 m × 1.5 m

1.2 Ống dẫn nước chính Đường kính ống dẫn nước lên giàn mưa được xác định:

(m) Cho vận tốc nước chảy trong ống lấy từ 1.5 – 2 (m/s) (Theo điều 6.111 TCXD 33- 2006), chọn v c = 1.8 (m/s)

= 0.054 (m) Chọn ống chính bằng nhựa PVC có đường kính D c = 54 (mm)

Kiểm tra lại vận tốc nước chảy trong ống: v c =

 Nằm trong giới hạn cho phép 1.5 - 2 (m/s)

1.3 Hệ thống phân phối nước

Số ống phân phối chính trên dàn mƣa là 1 ống, chiều dài mỗi ống phân phối chính là 1m (chiều rộng giàn mưa) Trên ống phân phối chính này có nối các ống nhánh theo hình xương cá a Lưu lượng nước vào ống phân phối chính q c = 𝑄 = 15 (m 3 /h) b Ống phân phối chính

Vận tốc nước chảy trong ống chính là 1- 2 (m/s) (Theo điều 6.111_TCXD 33 – 2006), chọn 𝑣𝑝𝑐 = 1.8 (m/s)

 D pc = 0.054 (m) Chọn D pc = 54 mm c Ống phân phối nhánh

Số ống nhánh trên một ngăn của giàn mƣa là 10 ống

Trên ống phân phối chính có các ống phân phối nhánh nối với ống phân phối chính theo hình xương cá Khoảng cách giữa trục 2 ống nhánh là 250 – 350 mm Chọn l = 300 mm = 0.3m

 Lưu lượng qua mỗi ống nhánh: Q nhánh Trong đó:

+ 𝑞𝑐: lưu lượng tính toán vào mỗi ống phân phối chính , m 3 /s

+ Q nh : lưu lượng chảy qua mỗi nhánh, Qnh = 0.002 (m 3 /s)

+ v c : vận tốc nước chảy trong ống, v c = 1.6 – 2 m/s (điều 6.111 TCXD 33- 2006), chọn vc = 1.6 (m/s)

Chọn ống nhánh bằng nhựa PVC, có đường kính D n = 42 mm

 Số lỗ trên ống nhánh Để nước có thể phân phối đều trên khắp diện tích dàn mưa, trên các ống nhánh được khoan hai hàng lỗ phân phối so le ở nửa bên dưới và có hướng tạo thành 45 o so với phương thẳng đứng

Tổng diện tích các lỗ này lấy bằng 35% diện tích ngang của nửa ống phân phối chính (trang 145 – xử lý nước cấp – Ts Nguyễn Ngọc Dung)

 Diện tích ngang của ống phân phối chính

 Tổng diện tích lỗ phun của dàn mƣa

 Diện tích lỗ phun trên ống nhánh f 1 =

+ d 1 : đường kính lỗ khoan Lỗ khoan trên ống đường kính từ 5 – 10mm (Điều 6.246 – TCXD 33 - 2006) Chọn d 1 = 8 mm

 Tổng số lỗ phun cần thiết trên 1 ống phun

Dự trù đoạn ống co và khoảng cách hai đầu đoạn ống nhánh Suy ra, mỗi đường ống phun có 15 lỗ Xếp 15 lỗ thành 1 hàng trên 1 ống phun

 Khoảng cách giữa các lỗ trên ống phun a =

+ L: chiều dài của giàn mƣa L = 1.5 m

+ D pc : đường kính của ống dẫn nhánh D n = 0.042 m

+ n: số lỗ phun trên 1 ống n = 15 lỗ

 Khoảng cách giữa 2 lỗ là 90 mm

- Số sàn tung nước là 3

- Khoảng cách từ hệ thống phân phối nước đến sàn tung là 0.6m (Theo mục 6.246 TCXD 33 – 2006 )

- Khoảng cách giữa các sàn tung là 0.6 m

- Chọn sàn tung nước là các tấm inox khoan lỗ, có kích thước là 1 m × 1.5 m

- Đường kính lỗ khoan 8 mm, bước lỗ 80 mm ( Theo mục 6.246 TCXD 33 – 2006)

- Số lỗ khoan theo chiều rộng =

- Số lỗ khoan theo chiều dài =

- Tổng số lỗ khoan trên sàn tung: 10 = 160 lỗ

1.5 Hệ thống thu, thoát khí và ngăn nước

Cửa chớp có chức năng thu khí oxy từ khí trời, kết hợp với việc đuổi CO 2 ra khỏi dàn mƣa, đồng thời đảm bảo cho nước không bị bắn ra ngoài Các cửa chớp làm bằng bê tông, có góc nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang là 45 o , khoảng cách giữa 2 của chớp kế tiếp là 150 mm và chiều rộng của mỗi cửa là

150 mm Sàn thu nước đặt dưới đáy dàn mưa cách dàn mưa 0.6m với độ dốc là 0.04 về phía ống dẩn nước xuống bể lắng làm bằng bê tông cốt thép Cửa chớp được bố trí xung quanh trên toàn bộ chiều cao của dàn mƣa, nơi có bề mặt tiếp xúc với không khí

 Sàn và ống thu nước

Sàn thu nước được đặt ở dưới đáy dàn mưa có độ dốc i = 0.04 về phía ống dẫn nước xuống bồn lọc Sàn làm bằng bê tông cốt thép Bố trí ống thu nước đặt dưới đáy sàn thu nước và cao hơn đáy sàn ít nhất là 0.2m để ngăn cặn bẩn không theo dòng nước chảy vào bồn lọc

- Đường kính dẫn nước sạch:

Chọn D nước sạch = 54 mm Bố trí ống dẫn nước từ sàn tung xuống bể lọc với tốc độ là 1.5 m/s (theo mục 6.246 – TCXD 33:2006 )

 Hệ thống xả cặn và ống dẫn nước sạch cọ rửa dàn mưa

Chọn ống xả cặn bằng PVC có đường kính là 54 mm (Theo điều 6.246 TCXD 33:2006) 1.6 Hệ thống giá đỡ

Hệ thống trụ đỡ bằng thép gồm 4 trụ hình chữ V, mỗi trụ có chân dạng hình vuông có kích thước 240 mm x 240 mm x 100 mm

Với h 1 : chiều cao hệ thống phân phối nước, h 1 = 0.6m h 2 : chiều cao hệ thống làm thoáng, h 2 = 1.8 m h 3 : chiều cao sàn thu nước, h 3 = 0.6 m

Bảng 4.3 - Tóm tắt các thông số chi tiết của giàn mưa

Số sàn tung nước 3 sàn

Kích thước sàn tung nước 1.5m

Khoảng cách giữa các sàn tung nước 0.6m

Tổng lỗ khoan trên mỗi sàn tung nước 160 lỗ ( bước lỗ: 10mm) Ống dẫn nước chính D c Ống phân phối chính D pc Ống phân phối nhánh D n

Số ống phân phối nhánh 2 ống

Số lỗ khoan trên mỗi ống nhánh 15 lỗ

BỂ LẮNG ĐỨNG

2.1 Tổn thất áp lực trong ống phun

Theo TCVN 33:2006 Cấp nước, Bể lắng đứng mục 6.65

Trong bể lắng đứng phải có vùng lắng, vùng chứa và ép cặn, đồng thời phải có ngăn phản ứng kiểu xoáy hoặc ngăn phản ứng kiểu cơ khí đặt ở giữa bể Nước đi vào ngăn phản ứng qua ống phun theo hướng tiếp tuyến Ở phần dưới ngăn phản ứng phải có khung chắn kích thước 0.5 × 0.5m, cao 0.8m để loại bỏ chuyển động xoáy của nước cường độ khuấy trộn trong ngăn phản ứng cơ khí tính theo gradient tốc độ lấy từ 30 s -1 đối với nước có màu và 70s -1 đối với nước đục h = 0.06V tt 2

Trong đó: h: tổn thất áp lực trong ống phun (m)

V tt : tốc độ nước phun ra ở đầu miệng phun (2 – 3 m/s) Miệng phun phải đặt cách thành buồng phản ứng xoáy 0.2D (D là đường kính buồng) và ngập sâu dưới mặt nước 0.5m

2.2 Diện tích tiết diện ngang vùng lắng

Theo mục 6.66 TCVN 33:2006 Cấp nước

N: số bể lắng Chọn N = 1 β: hệ số kể đến việc sử dụng dung tích bể (1.3 – 1.5) Chọn β = 1.5

Q max : lưu lượng nước tính toán Qmax = 15 m 3 /h

V tt : tốc độ tính toán của dòng nước đi lên (mm/s) Tốc độ này không được lớn hơn tốc độ lắng của cặn (bảng 6.9 điều 6.71)

Bảng 4.4 – Tốc độ lắng của cặn (TCVN 33:2006 Cấp nước, Điều 6.71)

27 Đặc điểm nước nguồn và phương pháp xử lý Tốc độ rơi của cặn U0 (mm/s)

Nước ít đục, có màu xử lý bằng phèn

Nước đục vừa xử lý bằng phèn

Nước đục xử lý bằng phèn

Nước đục, không xử lý bằng phèn

Chọn tốc độ rơi của cặn U 0 = 0.5 mm/s (Giả sử nguồn nước là nước đục vừa xử lí bằng phèn)  Chọn

 Đường kính tiết diện ngang vùng lắng: d 1 = √ = √ = 2.29 m

2.3 Diện tích ngăn phản ứng đặt trong bể f =

+ t: thời gian lưu nước trong ngăn phản ứng lấy từ 15 – 20 phút Chọn t = 15 phút

+ H: chiều cao ngăn phản ứng lấy bằng 0.9 chiều cao vùng lắng

Với chiều cao vùng lắng tùy thuộc vào cao trình của dây chuyền công nghệ, có thể lấy từ 2.6 – 5m Tỷ số giữa đường kính bể lắng và chiều cao của vùng lắng lấy không quá 1.5 Chọn chiều cao vùng lắng là 3m

Đường kính ngăn phản ứng: d = √ = √ = 1.33 m

Suy ra, đường kính bể lắng Dbể = 2.29 + 1.33 = 3.62 m (chưa kể đến thành xây bể)  D bể ≈ 4m

Tỷ số giữa đường kính bể lắng và chiều cao của vùng lắng = = = 1.2 < 1.5, thỏa mãn hệ số kể đến việc sử dụng dung tích bể

Vì tính hợp lý của kích thước bể và hiệu quả lắng bùn, giảm chiều cao ngăn phản ứng = 0.7 chiều cao vùng lắng = 0.7 × 3 = 2.1 m

Chọn chiều cao vùng thu bùn 0.8m  Chiều cao bể lắng = 3.8 m

2.4 Thời gian làm việc giữa 2 lần xả cặn (Theo điều 6.68, TCVN 33: 2006, Cấp nước)

( ) ; T không đƣợc nhỏ hơn 3h Chọn T = 4h

+ W c : dung tích phần chứa cặn của bể (m 3 ) (hình tháp cụt)

+ : nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt, (g/m 3 ) tùy theo hàm lượng cặn trong nước và thời gian chứa cặn trong bể Chọn = 12 000 g/m 3 theo bảng 6.8, TCVN 33: 2006, Cấp nước (Hàm lượng cặn trong nguồn nước ngầm trên 50 đến 100 sau 6h)

+ m: hàm lƣợng cặn sau khi lắng, 10 – 12 mg/l Chọn m = 10 mg/l

+ C: nồng độ cặn trong nước đưa vào bể lắng (g/m 3 )

+ C n : Hàm lượng cặn nước nguồn (mg/L) Chọn Cn = 100 mg/l theo bảng 6.8, TCVN 33: 2006, Cấp nước (Hàm lượng cặn trong nguồn nước ngầm trên 50 đến 100 sau 6h)

+ P: Liều lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước (g/m 3 ) Chọn P = 90 g/m 3

+ k: hệ số với phèn sạch (k = 0.5); phèn không sạch (k = 1); sắt clorua (k = 0.7) Chọn k =1.T + M: độ màu của nước nguồn tính bằng độ (thang màu Platin – Coban) Chọn M = 150 độ + V: liều lƣợng vôi nếu có (mg/l)

2.5 Lượng nước dùng cho việc xả cặn tính bằng phần trăm lưu lượng nước xử lý

+ K p : hệ số pha loãng cặn, K p = 1.2 – 1.15 Chọn K p = 1.2

2.6 Máng thu nước đã lắng ở bể lắng

Khi diện tích bể lắng đến 12 m 2 thì làm 1 máng vòng xung quanh thành bể

Máng có lỗ ngập, đường kính các lỗ lấy bằng 20 -30 mm, tốc độ nước chảy qua lỗ lấy bằng 1 m/s Đường kính ống xả cặn lấy bằng 150 – 200 mm Chọn đường kính ống xả cặn bằng 200mm.

BỂ LỌC ÁP LỰC

3.1 Khái quát về bể lọc áp lực

Bể lọc áp lực là một bể lọc nhanh kín, thường được chế tạo bằng thép có dạng hình trụ đứng cho công suất nhỏ và hình trụ ngang cho công suất lớn Đây là một trong các khâu quan trọng của quá trình làm sạch nước bằng việc loại bỏ các thành phần cặn lơ lửng trong nước Dưới áp lực lớn và thông qua các lớp vật liệu lọc, các hạt cặn lơ lửng sẽ bị loại bỏ - Cấu tạo của bồn lực: bồn lọc đƣợc chế tạo từ vật liệu chế tạo thép CT3

Hình 4.1 – Cấu tạo bể lọc áp lực

(4) Phễu đưa nước vào bể

(5) Ống dẫn nước vào bể

(6) Ống dẫn nước đã lọc

(7) Ống dẫn nước rửa lọc

(8) Ống xả nước rửa lọc

 Gọn, chế tạo tại công xưởng, lắp ráp nhanh, tiết kiệm đất xây dựng

 Áp lực nước sau bể lọc còn dư có thể cấp trực tiếp cho các quá trình phía sau

 Nước có áp lực nên không xảy ra hiện tượng chân không trong lớp lọc

 Do tổn thất qua lớp lọc có thể lấy từ 3 – 10 m nên có thể tăng chiều dài lớp lọc lên để tăng vận tốc lọc

 Nếu nguồn nước sử dụng là nước mặt (sông, hồ…), thì khi xử lý nước sông đã đánh phèn và qua lắng phải dùng bơm, bơm vào bể lọc áp lực, cánh bơm làm phá vỡ bông cặn nên hiệu quả kém

 Do bể lọc kín, khi rửa không quan sát đƣợc nên không khống chế đƣợc lƣợng cát mất đi, bể lọc làm việc kém hiệu quả dần

 Khi mất điện đột ngột, nếu van một chiều bị hỏng, hay rò nước hoặc xảy ra hiện tượng rửa ngược đưa cát về bơm Vật liệu lọc đƣợc chọn theo bảng 6.11 – TCXDVN 33:2006

Bảng 4.5 - Đặc trưng vật liệu lọc

- Cát thạch anh (góc cạnh đường kính hiệu dụng d=0.6mm), hệ số không đều K=1.6, chiều dày 0.8m

- Than Anthracite nghiền (góc cạnh): đường kính hiệu quả 1mm, hệ số không đều K=1.6, chi

3.2 Diện tích bề mặt lọc

Q max = 15 m 3 /h (lưu lượng lớn nhất) v: vận tốc lọc (m/h) Theo Xử lý và phân phối nước cấp - Trịnh Xuân Lai (Mục 12.5.1.4 tr 220) v khoảng 8 – 20 m/h  chọn v = 15 m/h

Vì nhu cầu làm việc liên tục nên cần phải có thêm 1 bể  Hai bể vận hành

Kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường với điều kiện đóng một bể để rửa:

 Cần thiết kế thêm 1 bể dự phòng  2 bể vận hành, 1 bể dự phòng

 Diện tích bể dự phòng f = = 1 m 2

- Diện tích bề mặt lọc: F = = = 1 m 2

3.5 Lưu lượng nước qua mỗi bể q = = = 7.5 m 3 /h

- Chiều cao sỏi đỡ: H đ = 200 mm = 0.2m

Theo mục 12.5.1 (tr 220) Xử lý và phân phối nước cấp - Trịnh Xuân Lai

- Chiều cao lớp nước trên mặt cát lọc: 0.6m

Theo bảng 4.10 trang 153, Xử lý nước cấp, TS Nguyễn Ngọc Dung

- Chiều dày lớp vật liệu lọc: H v

+ Lớp cát thạch anh: 700 – 800 mm  Chọn 700 mm = 0.7 m

+ Lớp than antraxit: 400 – 500 mm  Chọn 500 mm = 0.5 m

Theo mục 12.1.6 (tr 210) Xử lý và phân phối nước cấp - Trịnh Xuân Lai

- Chiều dày sàn đỡ lớp vật liệu lọc: 10 cm = 0.1m

Theo mục 12.1.7 (tr 211) Xử lý và phân phối nước cấp - Trịnh Xuân Lai

- Khoảng trống từ sàn đỡ đến đáy bể lọc: 0.325m

- Chiều cao dự trữ từ mép thành bể đến mặt nước trong bể lọc: 0.2m

 Chiều cao bể lọc áp lực: 0.2m + 0.6m + 1.2m + 0.1m + 0.6m + 0.2m = 2.6m

Vì đảm bảo kích thước an toàn của bể, giảm chiều dày lớp cát thạch anh còn 0.5m

Vậy tổng chiều cao bể lọc là 2.425m

3.7 Khối lƣợng lớp vật liệu

- Khối lƣợng lớp cát lọc: m cát = V cát = = = 1328.8 kg

+ : khối lƣợng riêng của cát, kg/m 3 (Theo bảng 1.1, Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ Hóa chất, tập 1)

+ H cát : chiều cao lớp cát thạch anh (0.5m)

- Khối lƣợng lớp than antraxit: m than = V than = = = 401.1 kg

+ : khối lƣợng riêng của than, kg/m 3 (Theo bảng 1.1, Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ Hóa chất, tập 1)

+ H than : chiều cao lớp than (0.5m)

- Khối lƣợng lớp sỏi đỡ: m sỏi = V sỏi = = = 280.8 kg

+ : khối lƣợng riêng của sỏi, kg/m 3 (Theo bảng 1.1, Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ Hóa chất, tập 1)

+ H đ : chiều cao lớp sỏi đỡ (0.2m)

 Khối lƣợng toàn bộ lớp vật liệu lọc: M = 1328.8 + 401.1 + 280.8 = 2010.7 kg

3.8 Thời gian của chu kỳ lọc theo khả năng chứa cặn của lớp vật liệu lọc

Hàm lượng cặn của nước trước khi vào bể lọc: C = 10 mg/l

Bảng 4.6 – Độ đặc của cặn (Nguồn: Trịnh Xuân Lai, Cấp nước – tập 2)

Loại cặn Độ ẩm (%) Cặn (%)

Cặn nước hồ chứa nhiều hữu cơ nhẹ 98 2

Cặn nước sông độ đục cao 96 4

Cặn sắt vôi làm mềm nước 94 6

Xem cặn có trong nguồn nước như cặn sắt vôi làm mềm nước

Lọc qua lớp vật liệu lọc:

- Chiều dày lớp vật liệu lọc: 1m

- Đường kính hiệu quả: 0.8mm

- Thể tích cặn chiếm trong lỗ rỗng: 1/5

Bảng 4.7 – Thể tích chứa cặn của các lỗ rỗng (Nguồn: Trịnh Xuân Lai, Cấp nước – tập 2)

Vận tốc lọc (m/h) Thể tích chứa cặn của các lỗ rỗng

Thể tích chứa cặn của lớp cát: V cát = F H cát e cát = 1 0.7 0.42 = 0.294 m 3

Thể tích chứa cặn của lớp than: V than = F H than e than = 1 0.5 0.55 = 0.275 m 3

+ F: diện tích bề mặt lọc, F = 1m

+ H than , H cát : chiều cao lớp vật liệu lọc, m

Bảng 4.8 – Độ rỗng của các loại vật liệu (Nguồn: SECTION IV/ Physical – Chemical Treatment Processes)

Khối lƣợng cặn ẩm: m cặn =

= 166.7 g/m 3 = 0.1667 l/m 3 = 166.7 10 -6 m 3 /m 3 Lƣợng cặn lớp vật liệu lọc phải giữ lại trong 1h trong bể lọc:

+ 50%: Thể tích lỗ rỗng bị chiếm

+ V: Tổng thể tích chứa cặn của than và cát

+ M: Lƣợng cặn lớp vật liệu lọc phải giữ lại trong 1h trong bể lọc

3.9 Tính toán hệ thống dẫn nước và thu nước

Nước sau khi đi qua bể lắng đứng sẽ vào bể lọc áp lực thông qua phễu phân phối Sau đó nước được lọc qua 2 lớp vật liệu lọc và được thu vào các chụp thu nước tại sàn thu dưới đáy bể lọc

Theo TCVN 33: 2006, Cấp nước, mục 6.111

+ Vận tốc nước chảy trong ống dẫn: V n = 2 m/s (V n : 1 – 2m/s)

- Lưu lượng nước qua 1 bể lọc: q = 7.5 m 3 /h = 2.08 10 -3 m 3 /s

- Đường kính ống dẫn nước vào 1 bể:

= 0.036 m = 36 mm Chọn đường kính ống dẫn nước vào bể: D = 40 mm (thép) (Bằng đường kính ống dẫn nước ra)

- Vận tốc thực nước chảy trong ống dẫn:

3.10 Phễu phân phối và thu nước rửa

- Đường kính đáy nhỏ bằng đường kính ống dẫn nước vào: D = 40mm

- Đường kính đáy lớn: D đáy lớn = 250 mm

- Chiều cao phễu: H phễu = 150 mm

3.11 Rửa lọc a Khái quát các phương pháp rửa lọc: Sau một chu kỳ làm việc đến thời điểm tổn thất áp lực trong lớp vật liệu lọc đạt tới trị số giới hạn hay chất lượng nước trong bồn lọc bắt đầu xấu đi Trong trường hợp này phải tiến hành rửa lọc Khi lọc nước qua lớp vật lọc, nước sẽ chảy qua các khe rỗng và cặn sẽ bám vào bề mặt hạt dần dần thu hẹp kích thước của các khe rỗng làm cho vận tốc nước qua các khe rỗng tăng lên và sẽ kéo theo các hạt cặn bã bám dính từ trước đi xuống lớp hạt nằm dưới Để rửa lọc có thể dùng 3 phương pháp:

- Rửa bằng nước thuần túy: khi rửa lọc bằng nước thuần túy, thường xảy ra hiện tượng phân loại thủy lực, hạt bé chuyển lên phía trên hạt lớn nằm ở dưới Trong quá trình lọc, các hạt cặn lơ lững trong nước

37 thô phần lớn bị giữ lại ở lớp trên cùng, lớp có hạt cặn bé nhất, tạo thành một màng nhầy của cặn bẩn với chiều dày tăng dần theo thời gian Tổn thất áp lực qua màng tăng nhanh làm giảm áp lực nước trong các hạt nằm dưới, lâu dần sẽ xảy ra hiện tượng chân không trong lớp lọc Trong nhiều trường hợp lớp lọc bị bọc dính một lớp màng gelatin rất dai, khi rửa lọc cặn bám không thể tách ra khỏi mặt hạt mà chỉ bị vỡ ra thành các cục nhỏ gọi là cặn vón cục, khi có nhiều cục vón kích thước lớn mà dòng nước không thể cuốn đi được, nằm lẫn với các hạt cát lọc, dính các hạt lại, tạo thành cục có kích thước và tỷ trọng lớn thì khi rửa lọc chìm xuống dưới sẽ làm bùn hóa các lớp hạt lớn, làm tắt trít hệ thống phân phối, làm giảm khả năng lọc và làm xấu chất lượng nước

- Rửa lọc bằng gió trước, nước sau: khi rửa lọc, hạ mực nước trong bể xuống thấp hơn mép máng thu nước rửa Khi sục gió các hạt cát chuyển dộng hỗn loạn, làm vỡ vụn các liên kết giữa bùn và hạt lọc, tách cặn bẩn ra khỏi bề mặt hạt, khi các bọt đi lên, kéo theo nước và các hạt cát theo tạo nên dòng tuần hoàn đưa bùn cặn và các hạt bé xuống dưới

+ Để đƣa bùn cặn đã tách ra khỏi hạt lọc nhƣng còn nằm trong toàn bộ chiều dày lớp lọc sau khi súc gió phải rửa tiếp nước để kéo cặn ra ngoài

+ Phương pháp này khắc phục được hiện tượng cặn vón cục nhưng không khắc phục được hết hiện tượng tạo chân không trong lớp lọc Phương pháp này hiện đang áp dụng để rửa bể lọc 2 lớp, lớp trên là than antraxit, hạt lớn, nhẹ, khi phân loại thủy lực luôn nằm trên lớp cát và có độ rỗng lớn nên không có khả năng tạo ra màng cặn

- Rửa gió nước kết hợp đồng thời ở thời gian đầu, sau đó rửa bằng nước: rửa gió nước kết hợp loại trừ hoàn toàn đƣợc hiện tƣợng vón cục, lớp vật liệu lọc không bị phân loại thủy lực, các cỡ hạt phân phối với tỷ lệ nhƣ nhau trong suốt chiều dày lớp lọc nên loài trừ đƣợc hiện tƣợng tạo chân không trong lớp lọc b Tính toán quá trình rửa lọc

Phương pháp rửa lọc: rửa bằng nước kết hợp với gió

 Lưu lượng nước và gió trong hệ thống rửa lọc

Quy trình: Chế độ rửa nước và gió phải lấy như sau (TCVN 33 – 2006 mục 6.123)

- Bước 1 : Rửa gió với cường độ 15 - 20 l/s.m 2 trong 1 - 2 phút  Chọn cường độ gió rửa W = 16 l/s.m 2 , Thời gian rửa: 2 phút

+ W gió : Cường độ rửa gió, Wgió l/s.m 2 = 57.6 m 3 /h.m 2

+ F: diện tích bề mặt bể lọc, F = 1 m 2

- Bước 2 : Sau đó rửa kết hợp nước + gió trong thời gian 4 - 5 phút với cường độ gió 15 - 20 l/s.m 2 và nước 2.5 - 3 l/s.m 2

Chọn thời gian rửa trong 5 phút

- Bước 3: Cuối cùng ngừng rửa gió và tiếp tục rửa nước thuần tuý với cường độ 5 - 8 l/s.m 2 trong khoảng thời gian 4 - 5 phút

Chọn cường độ rửa W nước = 6 l/s.m 2 = 21.6 m 3 /s.m 2

Chọn thời gian rửa trong 5 phút

 Tổng lượng nước cần cho mỗi quá trình rửa lọc là 2.7 m 3 và tổng lượng gió cần cho mỗi quá trình rửa lọc là 6.72 m 3

 Đường ống gió và nước trong quá trình rửa lọc

- Đường kính ống dẫn gió:

Tốc độ gió v = 15-20 m/s (nguồn: Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, Trịnh Xuân Lai), Chọn v = 20 m/s

 Diện tích tiết diện ống gió 𝑓 = =

+ Q gió : Lưu lượng gió Q gió = 57.6 m 3 /h = 0.016 m 3 /s

- Đường kính ống dẫn nước

Vận tốc nước chảy trong ống v = (1.5 - 2m/s) (Điều 6.120 TCXD33-2006)

 Diện tích tiết diện ống rửa nước

+ Q nước : Lưu lượng nước, Qnước = 21.6 m 3 /h = 6 × 10 −3 m 3 /s

 Đường kính ống nước rửa:

Có thể cấp nước rửa lọc theo 3 cách:

+ Lấy nước từ mạng lưới phân phối

+ Đặt bơm rửa lọc riêng, trong trạm bơm nước sạch hoặc ngay trong hành lang

+ Xây dựng một đài nước riêng trong hệ thống kết hợp với cấp nước rửa lọc và cấp nước theo nhu cầu khác trong nhà máy

 Trong đồ án lựa chọn cách 2: đặt bơm rửa lọc riêng ngay trong hành lang

- Tính toán bơm nước rửa lọc

 h 1 : Tổn thất qua hệ thống phân phối nước rửa lọc

Tổn thất áp lực h 1 (m) trong hệ thống phân phối có đáy trung gian và có chụp lọc cần xác định theo công thức: h 1

V: Tốc độ chuyển động của nước hoặc hỗn hợp nước và gió qua khe hở của chụp lọc lấy không nhỏ hơn 1.5m/s Chọn V = 2 m/s

Hệ số lưu lượng của chụp lọc: Đối với chụp lọc khe hở à = 0.5

 h 2 : tổn thất qua lớp sỏi đỡ và lớp vật liệu lọc h 2 = h s + h c

Tổn thất qua lớp sỏi đỡ: h s = 0.061× H đ ×W = 0.061 × 0.2 × 57.6 = 0.7m (Trang 231 Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp TS Trịnh Xuân Lai )

+ H đ :Chiều dày lớp sỏi đỡ H = 0.2 m

Tổn thất qua lớp vật liệu lọc : h c = (1- m) ×L × = L = 1.2 m

L: chiều dày lớp vật liệu lọc, L = 1.2 m m: Độ rỗng của lớp vật liệu lọc, %

𝑐:Trọng lƣợng riêng của lớp vật liệu lọc, kg/m 3

𝑛:Trọng lượng riêng của nước, kg/m 3

(Nguồn xử lí nước cấp cho sinh hoạt và cho công nghiệp.TS.Trinh Xuân Lai)

 h cb : Tổn thất áp lực cục bộ ở các bộ phận nối ống và van khóa (h 3 ) h cb = ∑

Trên đường ống rửa lọc có các thiết bị phụ tùng sau: 3 cút 90º, 1 van khóa, 2 ống ngắn có hệ số sức kháng nhƣ sau:

= 1.06 m Với v: vận tốc nước chảy qua ống v = 2m/s

 h 4 : Chênh lệch cao độ giữa ống thu nước rửa lọc với bề mặt lớp vật liệu lọc h 4 = 0.95m Vậy áp lực bơm H = 0.816+1.9+1.06+0.95 = 4.7 m

 Công suất bơm nước rửa lọc

= 0.346 W Vậy chọn bơm rửa lọc có công suất 0.346 W

 Áp lực gió cần thiết để rửa lọc tính

H = h 1 +h 2 +h 3 h 1 : tổn thất trong đường ống dẫn gió đến bể lọc và trong hệ thống phân phối gió, h 1 =0.86m h 2 : áp lực để thắng cột nước và lớp vật liệu lọc trong hệ thống phân phối h 2 = γ cat H cat + γ than H than + h = 2.6×0.7 + 0.8×0.5 + 0.9 = 3.12m

Với: γcat, γthan: trọng lƣợng riêng của cát và than antraxit

H cat , H than : Chiều cao lớp vật liệu cát và than h: chiều cao lớp nước từ lớp vật liệu lọc đến phễu h = 0.6m + 0.3m = 0.9m h 3 : Áp lực dự trữ, h 3 = 0.5m

 Áp lực của máy nén khí:

= 1.43 𝑎𝑡 Công suất lý thuyết của máy nén khí:

+ P n : Áp lực của máy nén khí P = 1.46 atm

Công suất thực tế của máy nén khí : 𝑁𝑇𝑇 = =

= 0.7825 kW Với η là hiệu suất của máy nén khí  Chọn máy nén có công suất 1000W

3.12 Hệ thống sàn chụp lọc

Chụp lọc gồm một đầu có nhiều lỗ nhỏ để cho nước đi qua nhưng không cho vật liệu lọc đi qua và một cái đuôi để gắn vào hệ thống phân phối nước Phía trên chụp lọc là một lớp sỏi đỡ

Số lƣợng chụp lọc 35 - 50 cái cho 1m 2 diện tích công tác Theo điều 6.112/57, TCXD33-2006, Chọn số chụp lọc trên 1m 2 bể là 40 cái

 Số chụp lọc trong một bồn:

F: Diện tích bề mặt bể lọc F = 1 m 2

 Số chụp lọc là 40 cái

Chọn chụp lọc typ KSP –KSH với các thông số:

Hình 4.1 Chụp lọc bể lọc áp lực

Ngày đăng: 31/07/2024, 13:51

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w