Đề cương xử lý nước cấp có lời giải (80% thi)

Đề cương xử lý nước cấp cùng cho sinh viên cấp thoát nước để ôn thi, làm tài liệu học tập tốt hơn. ko tốn thời gian biên tập và có những câu hỏi trong đề thi cho sinh viên học tốt hơn. Cho các bạn sinh viên ôn thi và học tập

CÂU HỎI ÔN TẬP MÔN XỬ LÝ NƯỚC CẤP

1 Nêu các chỉ tiêu cơ bản thường được sử dụng để đánh giá chất lượng nước cấp cho sinh hoạt?

2 Nêu một số sơ đồ công nghệ xử lý nước mặt (không dùng hoá chất) để cấp nước cho sinh hoạt Điều kiện áp dụng của mỗi sơ đồ

3 Nêu một số sơ đồ công nghệ xử lý nước mặt (có dùng hoá chất) để cấp cho sinh hoạt Điều kiện áp dụng mỗi loại sơ đồ đó

4 Trình bày một số sơ đồ công nghệ xử lý sắt trong nước ngầm bằng phương pháp làm thoáng để cấp cho sinh hoạt Điều kiện áp dụng của từng sơ đồ

5 Các yêu cầu chung đối với các công trình trộn hoá chất vào nước Phân loại các công trình trộn, phạm vi sử dụng của từng công trình

6 Nêu các sơ đồ chuẩn bị dung dịch phèn công tác và định lượng chúng vào nước Phạm

13 Tính toán các kích thước cơ bản của bể lắng đứng

14 Trình bày sơ đồ cấu tạo, nguyên tắc làm việc, ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng của

bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng (kiểu hành lang).

19 Tính toán các kích thước cơ bản của bể lắng trong kiểu hành lang

20 Tính toán hệ thống thu, xả cặn của bể lắng trong kiểu hành lang

21 Trình bày sơ đồ cấu tạo, nguyên tắc làm việc, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của

Bể lắng lớp mỏng (bể lắng lamen)

22 Tính toán các kích thước cơ bản của bể lắng lớp mỏng (bể lắng lamen)

23 Trình bày các biện pháp xử lý bùn cặn từ bể lắng trong trạm xử lý nước cấp

24 Các yêu cầu về cấu tạo, tính toán các loại công trình lắng sơ bộ nước

25 Trình bày nguyên lý chung của quá trình lọc nước với vật liệu lọc dạng hạt

26 Phân loại các loại bể lọc để xử lý nước cấp theo các tiêu chí khác nhau

27 Trình bày các thông số cơ bản của một quá trình lọc nước với vật liệu lọc dạng hạt Giải thích sự biến đổi của các thông số đó theo thời gian và sự liên hệ giữa chúng

28 Trình bày các chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng vật liệu lọc (dạng hạt); các yêu cầu

cơ bản đối với vật liệu lọc

29 Trình bày sơ đồ cấu tạo, nguyên tắc làm việc, ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng của

bể lọc chậm

30 Tính toán cấu tạo bể lọc chậm

31 Trình bày các phương pháp và quy trình rửa bể lọc chậm

32 Phân biệt thời gian làm việc giới hạn và thời gian lọc hiệu quả của bể lọc

33 Trình bày sơ đồ cấu tạo, nguyên tắc làm việc, ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng của

bể lọc nhanh trọng lực

34 Tính toán cấu tạo bể lọc nhanh trọng lực

35 Phân loại, các yêu cầu về cấu tạo, ưu - nhược điểm và phạm vi áp dụng các loại hệ thống phân phối nước rửa bể lọc nhanh

36 Các yêu cầu về cấu tạo và cách tính toán hệ thống thu nước rửa lọc

37 Trình bày các phương pháp rửa và quy trình rửa bể lọc nhanh trọng lực

38 Trình bày các phương pháp cung cấp nước rửa bể lọc nhanh Xác định lưu lượng nước rửa và áp lực cần thiết khi rửa

39 Nguyên tắc điều chỉnh tốc độ lọc Trình bày các phương pháp điều chỉnh tốc độ lọc và

ưu nhược điểm của từng phương pháp

40 Trình bày sơ đồ lắp đặt thiết bị và nguyên tắc điều chỉnh tốc độ lọc bằng phao và van bướm

41 Trình bày sơ đồ lắp đặt thiết bị và nguyên tắc điều chỉnh tốc độ lọc bằng ống xiphông đồng tâm

42 Trình bày sơ đồ cấu tạo, nguyên tắc làm việc, ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng của

53 Mô tả tóm tắt nội dung thí nghiệm khử sắt trên mô hình.

54 Trình bày và nêu đặc điểm các loại hoá chất thường được sử dụng để khử trùng nước cấp

55 Trình bày các phương pháp khử trùng nước cấp, ưu nhược điểm của từng phương pháp

56 Trình bày sơ đồ công nghệ và nguyên tắc làm việc của hệ thống pha chế clo để diệt trùng nước

57 Trình bày sơ đồ công nghệ và nguyên tắc làm việc của trạm khử trùng bằng nước zaven

(dung dịch NaOCl)

58 Nêu thành phần các công trình trong trạm xử lý nước cấp

59 Nêu các nguyên tắc khi quy hoạch mặt bằng trạm xử lý

60 Nêu nguyên tắc xây dựng sơ đồ cao trình công nghệ trạm xử lý nước

61 Nêu các nguyên tắc để lựa chọn vị trí xây dựng trạm xử lý nước

62 Trình bày các công tác quản lý kỹ thuật bể lắng, bể lọc

63 Trình bày các công tác quản lý kỹ thuật trạm khử trùng nước

64 Các biện pháp an toàn trong quản lý vận hành trạm khử trùng bằng clo.

65 Trình bày các biện pháp kỹ thuật quản lý trạm xử lý nước

66 Trình bày giải pháp công nghệ ổn định nước khi nước có tính xâm thực

67 Trình bày các sơ đồ công nghệ làm mềm nước bằng hoá chất và điều kiện áp dụng của từng sơ đồ

68 Trình bày sơ đồ làm mềm nước bằng phương pháp trao đổi cation (sơ đồ lọc H- và Cationit song song) Điều kiện áp dụng

69 Trình bày sơ đồ làm mềm nước bằng phương pháp trao đổi cation (sơ đồ lọc H- và Cationit nối tiếp) Điều kiện áp dụng

Na-70 Trình bày sơ đồ khử muối 1 bậc bằng phương pháp trao đổi ion Điều kiện áp dụng

71 Trình bày sơ đồ khử muối 2 bậc bằng phương pháp trao đổi ion Điều kiện áp dụng

72 Trình bày nguyên lý, sơ đồ công nghệ khử muối bằng phương pháp điện thẩm tách

73 Trình bày nguyên lý, sơ đồ công nghệ khử muối bằng phương pháp thẩm thấu ngược

TRẢ LỜI

1 Nêu các chỉ tiêu cơ bản thường đượcsử dụng để đánh giá chất lượng nước cấp cho sinhhoạt?

* Chỉ tiêu vật lý:

- Nhiệt độ: là yếu tố ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình xử lý

- Độ màu: đặc trưng cho sự tồn tại của các hợp chất mùn và các chất bẩn ở trong nước tạo nên

+ Các hợp chất sắt không hòa tan làm cho nước có màu đỏ

+ Các chất mùn gây ra màu vàng

+ Các loại thủy sinh tạo màu xanh lá cây

+ Nước thải sinh hoạt và công nghiệp thường tạo ra màu xám và đen

- Độ đục: đặc trưng cho các tạp chất phân tán dạng hữu cơ hoặc vô cơ không tan hoặc dạng keo có nguồn gốc khác nhau

- Mùi, vị: Chất khí và một số chất hòa tan làm cho nước có mùi Nước thiên nhiên thường có thể có mùi đất hoặc các mùi đặc trưng hóa học như mùi clo, mùi ammoniac,

- Tính phóng xạ: do sự phân hủy các chất phóng xạ có trong nước tạo nên

- Hàm lượng chất rắn trong nước:

+ Chất rắn vô cơ: các muối hòa tan, chất rắn không tan như huyền phù, đất cát…

+ Chất rắn hữu cơ: các vi sinh vật, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, chất thải sinh hoạt, công nghiệp.

* Các chỉ tiêu hóa học:

- Độ pH: chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch

- Độ kiềm của nước: Độ kiềm toàn phần là tổng hàm lượng của các ion hydrocacbonat, hydroxit

- Độ cứng của nước: đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi và magie có trong nước

- Độ oxy hóa: đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước bởi các chất hữu cơ

- Các hợp chất của axits cacbonic: có vai trò quyết định trong sự ổn định của nước thiên nhiên

- Các hợp chất chưa nito: Các hợp chất này đc xem là những chất chỉ thị dùng để nhận biết mức độ ô nhiễm bẩn của nguồn nước

-Các hợp chất photpho: thường là photphat Khi nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi rác và các hợp chất hữu cơ, quá trình phân hủy giải phóng ion 3 −

pH<8 silic tồn tại ở dạng H2SiO3

pH = 8-11 silic chuyển sang dạng HSiO3-, tồn tại ở dạng keo hoặc ion hòa tan

-Các chất khí hòa tan:

+ Oxy hòa tan:

Lượng oxy hòa tan có ý nghĩa lớn trong việc đánh giá trạng thái vệ sinh của nguồn nước

Sự giảm nồng độ của nó cho thấy sự thay đổi mạnh mẽ các quá trình sinh học, quá trình tự làmsạch sự nhiễm bẩn của nước

-Clorua Cl: chỉ tiêu này làm cho nước có vị mặn Nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực

đối với bêtong

-Sunfat SO42-: thường có nguồn gốc khoáng chất or nguồn gốc hữu cơ

Nước có hàm lượng sunfat > 250 mg/l có tính độc hại cho sức khỏe người sử dụng

-Các kim loại nặng có tính độc cao: As, Cr, Hg, Pb

-Hóa chất bảo vệ thực vật: được sử dụng trong nông nghiệp để diệt sâu rầy, nấm, cỏ Các nhóm hóa chất chính: Photpho hữu cơ, clo hữu cơ

-Các chất hoạt động bề mặt: hợp chất khó phân hủy sinh học nên ngày càng tích tụ trong nước đến mức có thể gây hại cho cơ thể con người

Các chất này tạo thành một lớp màng phủ bề mặt các nguồn nước, ngăn cản sự hòa tan oxyvào nước và làm chậm các quá trình tự làm sạch của nguồn nước

*Các chỉ tiêu vi sinh:

-Vi sinh gây bệnh:

+Vi trùng lị, thương hàn, dịch tả, bại liêt…

+ Vi khuẩn EColi: Sự có mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm bẩn phân rác và

có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh

-Các loại rong tảo:

Phát triển trong nước làm cho nước bị nhiễm bẩn hữu cơ và làm cho nước có màu xanh

2 Nêu một số sơ đồ công nghệ xử lý nướcmặt (không dùng hoá chất) để cấp nước cho sinhhoạt Điều kiện áp dụng của mỗi sơ đồ.

Điều kiện áp dụng: Q <2400 m3/ngđ

C <= 50 mg/l

M <= 50 độ Coban

Nhiệt độ nước nguồn trong phạm vi 1 giờ không thay đổi quá 1oC

Lưu lượng nước nguồn trong phạm vi 1 giờ không thay đổi quá 10%

• Yêu cầu chung đối với công trình trộn:

- Các công trình hoặc thiết bị phải có cấu tạo sao cho có khả năng trộn nhanh, đều dungdịch hóa chất với nước cần xử lý Thời gian trộn: 1- 2,5 phút

Mục tiêu của quá trình trộn là đưa các phần tử hóa chất vào trạng thái phân tán đều trongmôi trường nước khi phản ứng xảy ra, đồng thời tạo điều kiện tiếp xúc tốt nhất giữa chúng vớicác phần tử tham gia phản ứng, việc này được thực hiện bằng cách khuấy trộn để tạo ra cácdòng chảy rối trong nước Hiệu quả của quá trình trộn phụ thuộc vào cường độ và thời giankhuấy trộn

- Trộn thủy lực: sử dụng cấu tạo của công trình để tạo ra dòng chảy rối trong công trình.Khi đó hóa chất được trộn với nước xử lý

- Trộn cơ khí : có thể sử dụng các thiết bị tạo dòng chảy rối trong công trình cánh quạt,cánh khuấy được nối với 2 động cơ

a) Bể trộn đứng

Thời gian nước lưu lại trong bể:

- 1,5-2 phút: khi trộn cả dd phèn và dd vôi hoặc dd phèn

- Từ 2,5-3 phút: đối với trộn chỉ có dd vôi sữa

Vận tốc nước vào đáy bể hoặc vận tốc trong ống dẫn nước nguồn: 1- 1,2 m/s

Vận tốc nước dâng lên ở phần trên: 25 – 28 mm/s

Vận tốc nước chảy ở cuối máng thu và mương tập trung: 0,6 m/s

Vận tốc qua cửa từ máng sang mương: 0,8 – 1 m/s , cửa bằng gỗ hoặc thép

Dung tích bể phụ thuộc thời gian nước lưu lại trong bể:

Khi đưa dd vào ống đẩy của trạm bơm lưu ý:

+ Phễu thu nhận dd hóa chất phải đặt cao hơn cột đo áp trong đường ống tại vị trí đưa hóachất vào

+ Chiều cao đoạn ống để trộn dd hóa chất với chất phản ứng không nhỏ hơn 50 lần đườngkính ống

+ Ống dẫn dd chất phản ứng phải được đưa vào giữa ống đẩy và ở cuối đoạn ống phải được

cắt vát 45otheo hướng nước chảy.

+ Để giảm chiều cao phễu thu nhận hóa chất hoặc giảm áp lực bơm định lượng có thể sửdụng các đoạn ống thắt Venturi, Ejecto tại điểm đưa dd hóa chất

c) Bể trộn vách ngăn

- Vách ngăn có cửa thu hẹp

- Vách ngăn ở đầu và cuối có cửa cho nước đi qua ở giữa

- Vách ngăn ở giữa có cửa cho nước đi qua 2 bên

- Ngăn đầu tiên nước xử lý đi qua ống 1 Vận tốc khác nhau, chuyển động của dòngnước từ đầu đến cuối bể tạo ra sự xáo trộn đưa qua máng sang bể phản ứng

- Thời gian nước lưu lại trong bể: 1,5- 2phut Tốc độ nước chảy trong ngăn: v1 = 0,5-0,6 m/s

- Tốc độ nước qua cửa: v2 = 1,0 m/s ( hoặc đục lỗ): v3 = 0,6-0,7 m/s

Bể tô vôi :Xây gạch hoặc bê tông cốt thép có dung tích đủ dùng cho trạm từ 30-45 ngày.Với lượng nước từ 3-3,5 m3 cho một tấn vôi bể được chia thành nhiều ngăn để tiện cho việc

tô luân phiên và thau rửa bể

Bể pha vôi sữa : vôi sữa ở dạng khuếch tán ko đều cách hạt vôi nhỏ có thể lắng xuốngtrong môi trường khuếch tán Do đó phải khuấy trộn để các hạt vôi không lắng xuống

Khi mức dung dịch trong thùng thayđổi vịtrí của phao sẽthayđổi songkhoảng cách từmứcdung dịchđến tâmống trên phao có gắn màngđịnh lượngkhôngđổi Vì vậy lượng dung dịchthuđược luôn khôngđổi

- Lưu lượng dung dịch được xác định theo công thức :

Trong đó : 0,62 : hệ số lưu lượng

W : diện tích lỗ thu trên màng định lượng (m2)

2.Thiết bị định lương thay đổi tỷ lệ với lưu lượng nước xử lý

Khi lưu lượng tính toán thay đổi , mực nước trong thùng A thay đổi dẫn đến vị trí ống mềmthay đổi , thay đổi và lưu lượng cho vào dung dịch sẽ thay đổi theo CT

7 Các yêu cầu chung đối với các công trình phản ứng tạo bông cặn Phân loại các côngtrình phản ứng, phạm vi ứng dụng của từng công trình.

Mục tiêu của quá trình trộn:

Đưa các phần tử hóa chất vào trạng thái phân tán đều trong môi trường nước

Tạo điều kiện tiếp xúc tốt nhất giữa hóa chất và các phần tử tham gia phản ứng - Biện pháp: Tạo dòng chảy rối trong nước - Khi thiết kế bể trộn cần căn cứ: + Loại hóa chất và tính chất của nó + Chất lượng nước thô + Điều kiện địa phương - Hiệu quả trộn: phụ thuộc vào cường độ khuấy trộn và thời gian khuấy trộn

Phân loại:

2 Bể phản ứng tạo bông cặn thủy lực:

- Bể phản ứng xoáy hình trụ thường được đặt trong bể lắng đứng, áp dụng cho các nhàmáy có công suất nhỏ Bể gồm một ống hình trụ đặt ở tâm bể phần trên của bể lắng đứng.Nước

từ bể trộn được dẫn bằng ống rồi qua hai vòi phun cố định đi vào phần trên của bể Hai vòiphun được đặt đối xứng qua tâm bể, với hướng phun ngược nhau và chiều phun nằm trênphương tiếp tuyến với đường chu vi bể Do tốc độ qua vòi phun nước, nước chảy quanh thành

bể tạo thành chuyển động xoáy từ trên xuống Các lớp nước ở bán kính quay khác nhau có tốc

độ chuyển động khác nhau và tạo điều kiện tốt cho các hạt cặn, keo va chạm kết dính với nhau

tạo thành bông cặn Đường kính vòi phun được chọn theo tốc độ nước ra khỏi vòi 2 – 3m/s

- Bể phản ứng xoáy hình côn có dạng như một cái phễu lớn Nước đi vào ở đáy bể vàdâng dần lên mặt bể Trong quá trình đi lên, do tiết diện dòng chạy tăng dần làm cho tốc độnước giảm dần Tuy nhiên do ảnh hưởng quán tính, tốc độc của dòng nước phân bế không đềutrên cùng một mặt phẳng nằm ngang, vào gần tâm bể, tốc độ càng lớn hơn và dòng chảy ở tâm

có xu hướng phânt án dần ra phía thành bể Ngược lại, do ma sát các dòng chảy phía ngoài lại

bị các dòng bên trong kéo lên theo Sự chuyển động thuận nghịch đó đã tạo ra các xoáy nướcnhỏ phân bố đều trong bể, làm tăng hiệu quả khuấy trộn Các bông cặn được tạo ra có kíchthước tăng dần theo chiều nước chảy đồng thời tốc độ nước giảm dần sẽ không phá vỡ cácbông cặn lớn đó

- Bể phản ứng vách ngăn thường được xây dựng kếp hợp với bể lắng ngang

- Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng thường được xây dựng liền phía trước bể lắngngang Nước vào bể qua các máng phân phối đều đặt dọc theo mặt bể Các ống đứng dẫn ước

từ máng xuống đáy bể.Ở đây, các bức vách nghiêng ở đáy bể có chức năng làm giảm toàn bộ

bề mặt bể.Mặt khác, đáy bể có cấu tạo giống bể phản ứng xoáy hình côn, nên qua hết phần đáynước đã được khuất trộn sơ bộ và các bông cặn nhỏ đã hình thành

5.3 Bể phản ứng tạo bông cặn cơ khí

Bể phản ứng tạo bông cặn cơ khí có ưu điểm là có khả năng điều chỉnh cường độ

khuất trộn theo ý muốn Nhược điểm chính là cần có máy móc, thiết bị cơ khí chính xác vàđiều kiện quản lý vận hành phức tạp Vì vậy nó thường được áp dụng cho các nhà máy nướccông suất lớn, có mức độ cơ giới hóa cao trong sản xuất

1 Bể tạo bông dùng khí nén:

Dùng bọt không khí nén, phân phối đều bằng dàn ống đặt dưới đáy bể, dàn ống khoan

lỗ D5 hướng xuống dưới để tránh tắc nghẽn do bùn, cặn lắng đọng Vận tốc khí qua lỗ 15 –20m/s Vận tốc khí trong ống dẫn 10 – 15m/s Năng lượng do bọt khí truyền vào nước để

khuấy trộn tính theo công dãn nở đẳng nhiệt

2 Bể tạo bông tiếp xúc qua lớp vật liệu hạt

Áp dụng trong trường hợp nước nguồn có nhiều cặn hữu cơ, nhẹ (nước hồ nhiều rongrêu tảo)

Bể keo tụ tiếp xúc đồng thời là bể lọc sơ bộ, do đó phải bố trí các thiết bị để rửa dòngnước qua lớp tiếp xúc có thể đi từ dưới lên hay từ trên xuống

8 Trình bày cấu tạo, nguyên tắc làm việc, các thông số chính để tính toán công nghệ

- Do đó nước chảy xung quanh thành bể và tạo thành chuyển động xoáy từ trên xuống

→ Tạo điều kiện cho các hạt cặn va chạm và kết dính với nhau tạo thành bông cặn

- Nước chứa các bông cặn đi ra từ đáy bể phản ứng Ở đây cần có các vách ngăn hướngdòng xếp hình nan quạt để dập tắt chuyển động xoáy và phân phối đều nước vào bể lắng.( Được gọi là sàn giảm tốc )

c Thông số thiết kế

- Đường kính vòi phun được chọn theo tốc độ nước ra khỏi vòi ( v=2-3 m/s)

- Tổn thất áp lực tại vòi: h=0,06.v2 (m)

- Đường kính bể : D = .

Q t

H n Trong đó: H – chiều cao bể phản ứng = 0,9 chiều cao vùng lắng của bể lắng

t - thời gian lưu nước trong bể phản ứng, t= 15-20 phútn- số bể phản ứng làm việc đồng thời

- Kích thước vách ngăn lấy cấu tạo theo khoảng cách từ đáy bể phản ứng đến đáy bểlắng Có thể dùng tanh bê tông hoặc gỗ có đục lỗ

- Cường độ khuấy trộn:

2 1

Trong đó: γ - Trọng lượng riêng của nước

v-Tốc độ nước qua vòi phun

- Ưu điểm: +Cặn đc chuyển từ bể phản ứng sang bể lắng nên bông cặn ko bị phá vỡ

+Giảm được thời gian nước đi từ công trình này sang công trình khác

9 Trình bày cấu tạo, nguyên tắc làm việc, các thông số chính để tính toán công nghệ

và phạm vi áp dụng của bể phản ứng xoáy hình côn

a Cấu tạo

( Hình vẽ trang 124 SGK )

bể Bên cạnh đó các dòng bên ngoài còn đc kéo lên trên theo phương đứng

→ Sự chuyển động thuận nghịch đó đã tạo ra các xoáy nước nhỏ → Tăng hiệu quả khuấytrộn

- Các bông cặn đc tạo ra có kích thước tăng dần theo chiều nước chay, đồng thời vận tốcnước giảm dần thì sẽ ko phá vỡ bông cặn Nước và bông cặn đc tạo thành đc thu trên bề mặt vàđưa sang bể lắng

c Thông số thiết kế.

- Thời gian lưu nước 6-7 phút Góc nghiêng 50-70o

- Tốc độ nước nhỏ nhất tính tại mặt cắt ngang trên bề mặt là 4-5 mm/s

- Để thu nước bề mặt có thể dùng phễu đặt ngập hoặc dùng ống, máng có khoan lỗ.Khoảng cách dẫn nước sang bể lắng càng ngắn càng tốt

- Trước khi vào bể phản ứng hình côn nước cần phải được tách khí để tránh hiện tượngbọt khí dâng lên làm phá vỡ bông cặn

d Phạm vi áp dụng

- Ưu điểm: Hiệu quả cao, tổn thất áp lực và dung tích nhỏ

- Nhược điểm:

+ Khó tính toán hệ thống thu nước bề mặt vì phải đảm bảo thu nc đều mà lại ko phá vỡbông cặn.

+ Ngoài ra do hình dáng cấu tạo đặc biệt nên rất khó xây dựng

→ Chỉ áp dụng cho công suất nhỏ

10 Trình bày cấu tạo, nguyên tắc làm việc, các thông số chính để tính toán công nghệ

- Các hạt cặn chuyển động lệch nhau sẽ dễ va chạm với nhau và tạo thành bông cặn

- Nước từ bể trộn qua cửa (3) vào bể phản ứng, chảy dọc theo các vách ngăn và đi quacác chỗ ngoặt rồi ra ở cửa (4) để đến máng dẫn nước ra (1)

- Khi nước trong thì có thể cho nước trực tiếp qua bể lắng nhờ phai chắn (7) Hoặc cóthể điều chỉnh hiệu quả phản ứng bằng cách thay đổi chiều dài dòng chảy nhờ việc cho nướcqua các cửa ra khác nhau

- Cặn vào mương (2) thông qua van xả cặn (5) và sau đó đc xả ra ngoài

- Chiều cao lớp nước trung bình trong bể: H=2-3m.

- Từ thời gian lưu nước → Dung tích bể (Wb) → F = Wb/H

- Chiều dài của bể: L = n.B + δ

+ Xây dựng đơn giản Dễ dàng quản lý

+ Khống chế được thời gian nước lưu tùy theo chất lượng nước nguồn

+ Khống chế được tốc độ dòng chảy qua các hành lang để bông cặn ko bị phá vỡ

- Nhược điểm: Khối lượng xây dựng lớn do có nhiều vách ngăn và bể phải cao đủ đểthỏa mãn tổng tổn thất áp lực trong bể

11 Trình bày cấu tạo, nguyên tắc làm việc, các thông số chính để tính toán công nghệ

nước đã được khuấy trộn sơ bộ và các bông cặn nhỏ đã được hình thành.

- Từ đây nước chứa bông cặn nhỏ tiếp tục đi lên với tốc độ không đổi Các hạt cặn này tiếp tục được hình thành và lớn dần lên Trọng lượng hạt cặn tăng dần làm tốc độ đi lên của nó giảm dần, trong khi đó tốc độ dòng nước không đổi

→ Chính nhờ sự lệch pha đó mà các hạt cặn nhỏ va chạm và kết dính với bông cặn Lên đến bề mặt bể thì các bông cặn sẽ bị cuốn đi theo dòng chảy ngang sang bể lắng

c Tính toán

- Yếu tố quyết định hiệu quả phản ứng là nồng độ cặn, sự phân phối đều nước và tốc độ

đi lên của nước

+ Nếu tốc độ đi lên quá lớn sẽ ko đảm bảo phản ứng đạt hiệu quả

+ Nếu tốc độ quá nhỏ thì các bông cặn lớn sẽ bị lắng ngay trong bể phản ứng

- Khoảng cách giữ các tường ngăn: 3-4m

- Thời gian nước lưu : t=20-30 phút

- Tốc độ đi lên phụ thuộc vào hàm lượng cặn:

+ C < 50 mg/l → v=1,2 mm/s

+ C= 50-250 mg/l → v=1,6 mm/s

+ C>250 mg/l → v=2,2 mm/s

- Vận tốc theo phương ngang lấy v < 0,05m/s

- Để phân phối nước đều trong bể thì dùng các ống phân phối nước khoan lỗ đặt dọc theo đáy bể Thường thì sau 1-2 tháng lỗ sẽ bị tắc

d Ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng

- Ưu điểm: Hiệu quả cao, cấu tạo đơn giản, không cần máy móc cơ khí

- Nhược điểm: Khởi động chậm, thường lớp cặn lơ lửng đc hình thành và làm việc hiệu quả chỉ sau 3-4 giờ làm việc Và cần ng có kinh nghiệm để vận hành

- Điều kiện áp dụng:

+ Trạm có lưu lượng giờ thay đổi < 10%

+ Nhiệt độ nước thay đổi ko quá 1oC trong 1h

+ Cần tách khí trước khi vào bể

12 Trình bày sơ đồ cấu tạo, nguyên tắc làm việc, ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng của bể lắng đứng.

a Cấu tạo

( Hình vẽ trang 169 SGK )

- Bể lắng đứng thường thiết kế hình trụ tròn, có đáy hình chóp với góc dốc 50-60o Đượctrang bị thêm thiết bị gạt váng nổi trên bề mặt và thu cặn dưới đáy bể.

- Bể lắng đúng có thể làm bằng thép có phủ sơn chống ăn mòn hoặc BTCT

b Nguyên lý làm việc

- Trong bể lắng đứng, nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên, ngược chiều với hướng rơi của hạt cặn Các hạt cặn nhỏ sẽ lơ lửng hoặc dâng lên phía trên của bể, còncác hạt bống cặn lớn có tốc độ rơi lớn hơn vận tốc nước dâng thì sẽ bị lắng xuống dưới Nước trong sẽ được thu trên bề mặt bể, dọc theo toàn bộ chu vi Có thể dùng máng tràn, ống đục lỗ sau đó nước sẽ đi qua ống dẫn sang bể lọc

- Nếu dùng nước có chất keo tụ thì trong quá trình chuyển động từ dưới lên trên, các hạt cặn ban đầu có kích thước nhỏ, nhưng trong suốt quá trình chuyển động, chúng sẽ kết dính lại với nhau tạo thành bông cặn lớn Đến khi u > v thì sẽ bị lắng xuống

- Bể lắng đứng thường được xây dựng kết hợp cùng với ngăn phản ứng ở giữa Bể có 4 vùng: vùng phân phối nước vào, vùng lắng, vùng thu nước ra, vùng chứa cặn

- Chiều cao bể lắng H=4-5m

- Vận tốc dòng chảy: v= 0,5-0,6 m/s

- Thời gian lưu nước 60-90 phút

c Ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng

- Bể lắng đứng chỉ áp dụng cho công suất < 3000 m3/ngđ

- Đây là loại bể có thể gây hiện tượng ngắn dòng

- Lắng keo tụ trong bể lắng đứng có hiệu quả cao hơn rất nhiều so với lắng tự nhiên

- Diện tích xây dựng nhỏ

- Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào sự phân phối nước đều và chiều cao lắng phải

đủ lớn để các hạt cặn tiếp xúc được với nhau

- Cần có kinh nghiệm vận hành

13 Tính toán các kích thước cơ bản của bể lắng đứng.

- Theo cấu tạo của bể chia ra làm hai phần:

+ Phần thân là vùng lắng có dạng là hình hộp với tiết diện ngang của vùng lắng là hình vuông

+ Phần đáy là vùng nén cặn có dạng là hình tháp cụt với tiết diện ngang là hình vuông

• Diện tích tiết diện ngang vùng lắng

• Thời gian làm việc giữa hai lần xả cặn là:

Trong đó: – Nồng độ cặn sau khi được nén

• Dung tích phần chứa nén cặn của bể là :

)Trong đó:

- Chiều cao vùng chứa nén cặn

Fb – diện tích bể, Fb = F + F1

- Bể gồm 3 vùng chính : vùng lắng (I), vùng không lắng (II) và vùng chứa cặn (III).+ Các hạt cặn chỉ có thể lắng ở vùng I, còn vùng II thì các hạt cặn sẽ không lắngđược mà sẽ được chuyển sang công trình tiếp theo.

- Chiều cao trung bình bể lắng: HL = 2,5 – 3m

- Chiều dài và chiều cao của bể có mối quan hệ với nhau

- Khi chiều rộng bể quá lớn sẽ ảnh hưởng đến việc thu cặn và kết cấu của bể Vì vậy có

thể dùng các vách ngăn mỏng để chia bể làm nhiều ngăn với B<6m.

b Nguyên lý làm việc

- Điều kiện:

+ Các hạt cặn có kích thước đồng nhất

+ Dòng nước chuyển động theo phương ngang ở chế độ chảy tầng

+ Hạt ngừng chuyển động khi chạm đáy bể

- Nước từ đường ống dẫn nước đi vào mương phân phối nước Tiếp đó để phân phốinước đều trong bể ta dùng vách ngăn có đục lỗ Cặn sẽ được lắng tại vùng I và nước sau khilắng sẽ được thu bằng các máng tràn để vào mương tập trung nước dẫn đến bể lọc nhờ đườngống dẫn nước

- Khi xả cặn thì ta có thể dùng:

+ Phương pháp thủ công: xả kiệt sau đó dùng vòi xả đáy bể

+ Phương pháp thủy lực: thu cặn bằng hệ thống ống và mương chạy dọc bể.+ Phương pháp gạt cặn cơ khí: dùng thanh gạt hoặc thiết bị cào cặn chạy bằngvòng xích ngập nước

+ Dùng bơm hút bùn

c Ưu nhược điểm và điều kiện áp dụng

- Ưu điểm

+ Hiệu quả lắng cao hơn bể lắng đứng

+ Có khả năng hợp khối với công trình trước đó Như bể phẩn ứng ziczac ngang,

bể phản ứng xoáy

+ Dễ thiết kế, xây dựng và vận hành

+ Áp dụng được cho cả công suất lớn

- Nhược điểm:

+ Thời gian lưu nước dài

+ Chiếm diện tích mặt bằng lớn, chi phí xây dựng cao

- Phạn vi áp dụng:

+ Có thể dùng cho mọi loại công suất Thường Q>3000 m3/ngđ

+ Nới có mực nước ngầm cao, nên đất yếu

+ Được sử dụng phổ biến, rộng rãi

Câu 15.Tính toán các kích thước cơ bản của bể lắng ngang Các yêu cầu về thiết kế để bể lắng ngang làm việc hiệu quả.

 Tính toán các kích thước cơ bản của BLN (bể lắng ngang) :

1 Tổng diện tích mặt bằng bể : 3,6.

O

Q F

Uo : tốc độ rơi của của cặn trong bể lắng p;hụ thuộc vào hàm lượng cặn của

Nước trước khi vào bể lắng:

• Cmax≤ mg/l thì Uo=0,35-0,45 mm/s

• Cmax = 50-250 mg/l thì U= 0,45-0,5 mm/s

• Cmax > 250 mg/l thì U = 0,5-0,6 mm/s

• Khi lắng cặn ko dung phèn keo tụ ( chất phản ứng) : U= 0,12-0,15 mm/s

• Khi lắng nước chứa cặn Fe ( trong XL nước ngầm) : U= 0,6-0,65 mm/s

α :hệ số kể đến sự ảnh hưởng của cđ đứng của dòng nước

Đối với bể lắng BTCT và chiều cao lắng Hl= 2,5-3,5 m :

α=

v : tốc độ chuyển động ngang của dòng nước (m/s) v= K.UoK: hệ số xác định phụ thuộc chiều dài và chiều cao bể lắngL/

v H N

=Với :

R: bán kính thủy lực của bể : .

2

B H R

B H

= +v: độ nhớt động học của nước

→ Hệ số Re>2000 đểtrong bể có hiện tượng chảy rối

• Chuẩn số: 2

r

v F

g R

= ≥ 10-5 để đảm bảo hiệu quả lắng có thể chấp nhận được

2 Trị số vận tốc ngang xói cặn đã lắng:

Trong bể lắng ngang, khi bể đã lắng xuống vùng chứa cặn, chưa kịp xả ngay ra ngoài,cặn tích lũy dần đến đỉnh vùng chứa cặn Nếu vận tốc dòng chảy ngang lớn hơn vận tốc giớihạn cho phép sẽ xảy ra hiện tượng xói cặn đã lắng, làm đục nước trở lại do đó khi thiết kế bểlắng ngang phải tuân thủ điều kiện vo<vs Hiện tượng xói cặn xảy ra khi lực cắt do dòng chảyngang với vận tốc vs lớn hơn hoặc bằng lực ma sát f giữa các hạt cặn với nhau.

→ Khi tăng vận tốc ngang, giá trị của chuẩn số Fr tăng, hiệu quả thủy lực của bể lắng tăng lên, nhưng nếu tăng vận tốc ngang > 16,3 mm/s sẽ xảy ra hiện tượng xói cặn làm giảm hiệu quả lắng nước của bể lắng

Câu 16.Trình bày các phương pháp thu và xả cặn bể lắng ngang Ưu, nhược điểm của từngphương pháp

1 Thu cặn :

Trong quá trình lắng, cặn lơ lửng lắng xuống và được tích lũy ở vùng chứa cặn sát đáy

bể lắng vùng chứa cặn có thể bố trí dọc suốt chiều dài bể lắng nếu xả cặn theo định kỳ, hoặc

bố trí ở đầu bể lắng nếu dùng cào cặn để dồn cặn vào đầu bể

2 Xả cặn :

• Xả cặn bằng phương pháp thủ công:

Khi cặn chứa đầy vùng thu cặn, để tháo cặn ra khỏi bể lắng, đóng van đưa nước vào

bể, tháo cạn nước trong bể, dùng vòi phun lấy nước từ đường ống áp lực Φ50 đặt quanh mép

bể, phun nước cho cặn tan ra, chạy theo nước vào ống tháo cặn, xả cặn định kì bằng phươngpháp thủ công

- ƯĐ : đơn giản, ko yêu cầu kĩ thuật cao…

- NĐ: chỉ áp dụng cho những nơi có hàm lượng cặn không lớn Mcmax ≤ 500 mg/l, cặntương đối ổn định, không bị thối rữa và phân hủy yếm khí Nếu cặn chứa nhiều chất hữu cơ,khi bị phân hủy yếm khí tạo ra bùn nổi từng đám lên mặt nước, sinh bọt khí làm nước sủi tăm,giảm hiệu quả lắng và giảm hiệu quả của bể lọc, gây ra mùi và màu của nước

Thời gian giữa hai lần xả tùy thuộc vào hàm lượng cặn của nước nguồn mà thay đổitheo từng mùa trong năm

Đáy bể làm độ dốc về hai phía: Độ dốc theo dọc bể về phía cửa xả id = 1-2%, độ dốcngang tập trung về tâm bể in = 2-4%

• Xả cặn bằng phương pháp thủy lực:

Dùng hệ thống ống khoan lỗ, hoặc máng khoan lỗ đặt sát đáy bể lắng, khi cần xả cặn,

mở van ở ống xả chính, nước dưới áp lực H0 của bể lắng đẩy cặn chui vào các lỗ trên hệ thốngống hoặc máng cùng với nước, xả ra ngoài, khi xả cặn bể lắng vẫn làm việc

- ƯĐ : tận dụng được tính chất thủy lực của dòng chảy (áp lực Ho của bể), không cần hệthống đường ống áp lực

- NĐ :Thực tế cho thấy hệ thống xả cặn thủy lực bằng hệ thống ống, máng khoan lỗkhông làm việc được, tuy có trang thiết bị hệ thống ống khoan lỗ và van khóa nhưng đều phải

xả bằng phương pháp thủ công Do thường hay bị tắc.Do vậy, kiến nghị loại trừ phương phápnày

Thực tế phương pháp xả cặn bằng thủy lực chỉ thực hiện khi vùng thu cặn là hình chop với góc côn < 600 ở tâm, khi góc ở tâm nhỏ hơn 600 tức là góc của tường nghiêng phần hình chóp làm với phương ngang một góc > 600 lớn hơn góc trượt của cặn đã nén, cặn có thể trượt theo tường nghiêng cùng với nước đi vào ống xả cặn tháo ra ngoài

• Xả cặn bằng phương pháp cơ khí:

Để cơ giới hóa việc xả cặn theo định kì ở các bể sơ lắng bằng đất, bể sơ lắng bằnggạch hoặc bê tông cốt thép, có công suất lớn dùng bơm hút bùn đặt trên phao nổi di động (hình6.20)

Việc xả cặn liên tục bằng cào cặn là cần thiết, khi hàm lượng cặn trong nước thô bằng hoặclớn hơn 1000 mg/l và ở những nơi cặn có khả năng thối rữa (ví dụ bể lắng ở trạm xử lý nướcthải)

- ƯĐ : Khi xả bể vẫn làm việc bình thường

Sử dụng khi Co>1000 mg/l và cả cặn thối rữa

Khi trang bị cào cặn, dung tích vùng thu cặn nhỏ làm giảm chiều cao xây

dựng bể, giảm chi phí xây dựng

- NĐ : yêu cầu cao về trang thiết bị làm cho giá thành bể lắng tăng lên khoảng trên 10%

• Máy cào cặn ở các bể lắng tròn:

Loại đường kính nhỏ hơn 8m, thường đặt động cơ và trục quay thẳng đứng ở tâm bể,trên trục quay lắp hai cánh tay đòn bằng bán kính bể, dưới cánh tay đòn sát đáy bể lắp các tấmgạt bằng gỗ tạo thành góc sao cho khi cánh tay đòn quay quanh trục các tấm gạt cặn về hố thuđặt ở tâm bể Loại có đường kính lớn hơn 8m, thường làm dầm cầu chạy theo bán kính bể,động cơ đặt trên thanh ray chạy quanh chu vi bể, ở tâm bể đặt khớp xoay 3600

Tốc độ chuyển động của cánh tay đòn từ 1 vòng/giờ đến 2,5 vòng/giờ, tùy thuộc theo độdốc đáy bể, đặc tính và nồng độ của cặn.Độ dốc đáy bể lấy từ 1-8% tùy thuộc vào nồng độ vàđặc tính của cặn

- ƯĐ :làm việc an toàn và ổn định

- NĐ : yêu cầu về thiết bị kĩ thuật cao

Câu 17 Trình bày và giải thíchngắn gọn các hiện tượngthuỷ động tác động xấuđến hiệusuất quá trình lắng ngang

1 Hiện tượng chảy rối:

Khi hạt cặn lắng trong dòng chảy ngang, hạt cặn chịu ảnh hưởng của hai hệ số Reynol:

- Hệ số Reynol của bản thân hạt cặn khi rơi tự do trong nước bịn lực cản của nước làm chậm lại

- Hệ số Reynol của dòng chảy ngang trong bể lắng ngang, phụ thuộc vào vận tốc của dòng chảy và kích thước của bể lắng

Trong kĩ thuật xử lý nước, hệ số Re của hạt lắng là rất nhỏ và hạt lắng luôn trong trạngthái chảy tầng không cần xét đến, chỉ có hệ số Re của dòng chảy ngang trong bể cần xét Khi

Re < 2000, dòng chảy trong bể là chảy tầng, khi Re > 2000 dòng chảy ngang trong bể lắng làchảy rối

Trong thực tế không thể cấu tạo bể lắng để có dòng chảy tầng, vì thế quá trình lắng cặntrong bể xảy ra chậm hơn so với ống thí nghiệm do chuyển động rối,

2 Hiện tượng vận tốc không đều và hiện tượng ngắn dòng :

Thực tế vận tốc dòng chảy ngang trong bể phân phối không đều cả theo chiều dọc vàtheo chiều ngang bể

Sự phân bố vận tốc không đều do chiều ngang bể do lực ma sát giữa thành bể và dòngchảy tạo ra, vận tốc ngang càng nhỏ, chênh lệch giữa vận tốc ở tâm bể và ở thành bể càng lớn

Sự phân bố vận tốc không đều theo chiều ngang bể và sự xuất hiện dòng đối lưu theochiều sâu của bể là do:

- Phân phối nước vào bể không đều trên toàn bộ mặt cắt ngang của bể

- Chênh lệch nhiệt độ giữa lớp nước ở trên mặt và lớp nước dưới đáy bể

- Chênh lệch nồng độ cặn giữa lớp nước ở trên mặt và lớp nước ở sâu trong bể

Sự xuất hiện vùng nước chết trong bể là do :

- Tác động của gió len mặt nước trong bể

- Phân phối nước vào bể và thu nước ra khỏi bể không đều trên toàn mặt cắt ngang của bể

3 Xói cặn đã lắng :

Trong bể lắng ngang, khi bể đã lắng xuống vùng chứa cặn, chưa kịp xả ngay ra ngoài,cặn tích lũy dần đến đỉnh vùng chứa cặn Nếu vận tốc dòng chảy ngang lớn hơn vận tốc giớihạn cho phép sẽ xảy ra hiện tượng xói cặn đã lắng, làm đục nước trở lại do đó khi thiết kế bểlắng ngang phải tuân thủ điều kiện vo<vs Hiện tượng xói cặn xảy ra khi lực cắt do dòng chảyngang với vận tốc vslớn hơn hoặc bằng lực ma sát f giữa các hạt cặn với nhau

Khi tăng vận tốc ngang, giá trị của chuẩn số Fr tăng, hiệu quả thủy lực của bể lắngtăng lên, nhưng nếu tăng vận tốc ngang > 16,3 mm/s sẽ xảy ra hiện tượng xói cặn làm giảmhiệu quả lắng nước của bể lắng

Câu 18.Trình bày sơ đồ cấu tạo, nguyên tắc làm việc, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụngcủa bể lắng trong có tầngcặn lơ lửng (kiểu hành lang)

1 Sơ đồ cấu tạo :

(1) Ống phân phối nước vào bể(2) Ngăn lắng

(3) Tầng bảo vệ(4) ống dẫn nước sang bể lọc(5) cửa sổ thu cặn

(6) ngăn chứa nén cặn(7) ống xả cặn

(8) ống thu nước trong ở ngăn nén cặn

- Cặn ở trạng thái cân bằng động ( do v và u )

- Vận tốc nước lên và trọng lượng cặn ở trạng thái cân bằng tạo điều kiện cho lớp cặnxất hiện

- Nước chảy qua lớp cặn lơ lửng -> tạo điều kiện tiếp xúc giữa các chất bẩn trong nước

và bông cặn trong điều kiện dòng chảy động -> lực hút phân tử thắng được lực đẩy tĩnh điện ->quá trình keo tụ xảy ra với cường độ lớn hơn so với quá trình keo tụ xảy ra với các chất bẩnriêng biệt trong môn thể tích tự do -> E tăng, tiết kiệm hoá chất và khối tích công trình

Kết quả:

- Các hạt cặn được hấp thụ trên bề mặt bông cặn, nước được làm trong

- Bông cặn một mặt tăng kích thước do hấp thụ chất bẩn, mặt khác chúng cũng có thể bịphá vỡ do tác dụng của dòng nước nếu vận tốc nước chảy lên quá lớn

Việc tách nước và cặn sau lắng :

- Để giữ chất lượng nước ổn định và loại bỏ lượng cặn tích tụ trong bể lắng người ta làmcác khe ( cửa sổ ) tràn cặn từ ngắn lắng sang ngăn nén -> ở đây cặn sẽ được lắng xuống -> xả

- Hiệu quả lắng cao và ổn định

- Chiếm ít diện tích so với các bể lắng khác

- Q = 30.000 – 50.000 m3/ngđ kinh tế hơn bể lắng ngang

- Lưu lượng trạm xử lý trong phạm vi 1h không thay đổi quá 10%

- Nhiệt độ nước trạm xử lý trong phạm vi 1h không thay đổi quá 1oC

- Xử lý bằng hóa chất

- Làm việc liên tục suốt ngày đêm

Câu 19 Tính toán các kích thước cơ bản của bể lắng trong kiểu hành lang

V – vận tốc nước dâng lên ở ngăn lắng (mm/s) (bảng)

α – hệ số kể tới sự giảm tốc độ ở vùng lắng trong ngăn nén cặn : α = 0,85 – 0,9

K – hệ số phân bố lưu lượng giữa ngăn lắng và ngăn nén K phụ thuộc lượng cặn trước khivào bể lắng (bảng)

• Khi xác định diện tích ngăn lắng, xác định cho 2 trương hợp :

- TH1 : nước có hàm lượng cặn thấp nhất và lưu lượng trung bình

- TH2 : nước có hàm lượng cặn cao nhất và lưu lượng lớn nhất

• So sánh 2 trường hợp lấy diện tích lớn hơn

• Số bể lắng với điều kiện Fmỗibể< 150 m2

• Góc giữa các tường nghiêng vùng cặn lơ lửng β = 45-60◦

2 Chiều cao bể : H = h1 + h2 + h3 + h4

Với :

- h1 – chiều cao tính từ tâm ống phân phối đến giới hạn dưới của lớp cặn lơ lửng

Tại mặt dưới lớp cặn lơ lửng, vận tốc nước dâng lên 2 mm/s

h1 = 0,5 – 0,1 m

- h2 – chiều cao lớp cặn lơ lửng, từ mặt dưới đến mép dưới cửa tràn cặn,

- h3 – chiều cao lớp nước ( chiều cao bảo vệ ) = 1,5 – 2 m

- h4 – chiều cao bảo vệ 0,3 -0,5 m

Câu 20 Tính toán hệ thống thu, xả cặn của bể lắng trong kiểu hành lang

 Ống thu cặn:

- dùng ống khoan lỗ tính với thời gian xả cặn trong vòng 10-15 phút

- D ống ≥ 150 mm, khoảng cách (thông thuỷ) giữa 2 ống 3 m

- d lỗ ≥ 20 mm, khoảng cách giữa các lỗ kề ≤ 0,5 m

- v cặn chảy qua lỗ ≥ 3 m/s, v cặn chảy qua ống ≥ 1 m/s

- Góc giữa các tường nghiêng ngăn chứa và nén cặn = 70◦

 Vùng tích lũy và nén cặn ở trong ngăn chứa cặn phải tính toán để có đủ thể tích chứa

và nén cặn từ 3-6h Thể tích vùng chứa cặn tính từ đáy ngăn nén cặn đến mặt phẳng ngangnằm dưới cửa sổ thu cặn 1 đoạn bằng 0,5 – 0,7m

Thểtích vùng chứa và nén cặn không được nhỏ hơn thể tích tính theo công thức :

Wc =

Với : T : thởi gian nén trong ngăn chứa cặn

δ : nồng độ cặn trung bình nén sau thởi gian T giờQ: công suất trạm

Câu 21 Trình bày sơ đồ cấu tạo, nguyên tắc làm việc, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụngcủa Bể lắng lớp mỏng (bể lắng lamen)

- Bể lắng với nhiều lớp mỏng: là các bể lắng kín hoặc hở, giống các bể lắng thôngthường và gồm 3 vùng:

+ Vùng phân phối nước

+ Dùng các tấm phẳng hoặc hình sóng thì tiện lắp ráp và quản lý hơn

+ Dùng các ống thì chắc chắn hơn và đảm bảo kích thước đồng đều hơn, vận tốc dòng chảy

có thể tăng hơn, nhưng chóng bị lắng cặn và tăng khối lượng công tác tẩy rửa, quản lý

- Tác dụng và cơ chế quá trình lắng:

+ Khi giảm chiều cao lắng thì giảm độ chày rối của dòng chảy tự do Re ≤ 500, giảm được

độ giao động của thành phần tốc độ thẳng đứng của dòng nước

+ Kết quả là tăng hệ số sử dụng dung tích và giảm được thời gian lắng (chỉ cần một vàiphút)

+ Nếu cải tạo các bể lắng thông thường thành bể lắng với nhiều lớp mỏng thì năng suất sẽtăng được 2-4 lần

- Cấu tạo đa dạng nhưng về nguyên tắc chuyển động tương đối giữa hướng dòng chảy

và hướng lắng cặn được chia thành 3 loại sơ đồ:

+ Sơ đồ chuyển động ngược dòng trong đó dòng nước chuyển động ngược chiều với

hướng lắng trượt của cặn

+ Sơ đồ dòng chảy ngang trong đó dòng nước chuyển dộng theo phương ngang, song

song với chiều dọc bể và vuông góc với hướng lắng của các hạt cặn.

+ Sơ đồ chuyển động cùng chiều trong đó cặn lắng chuyển động theo hướng cùng chiều

với dòng nước

 Loại bể có cấu tạo hợp lý nhất là loại bể lắng nhiều lớp mỏng theo sơ đồ ngược dòng hoặc sơ đồ dòng chảy ngang có thiết bị phân phối theo tỷ lệ dòng nước

- Bể lắng nhiều lớp mỏng chủ yếu được sử dụng đối với nước chứa nhiều cặn lắng

- Ở các bể theo sơ đồ dòng chảy ngang, tốc độ thành phần của dòng nước theo phươngngang và ít gây xáo trộn với các hạt cặn đã lắng

- Ở sơ đồ ngược dòng, nhờ dòng nước ở các lớp nghiêng từ dưới lên nên tạo điều kiệntốt cho quá trình lắng theo quỹ đạo ngắn nhất Cặn liên tục trượt về ngược chiều dòng nước và

ở dạng tập hợp lớn tập trung về hố thu cặn Từ đó theo chu kì xả đi

- Chất nổi tập trung về khoang trống giữa các tầng và dẫn đi theo máng chìm.để giảmlượng nước xả đi theo chất nỏi người ta dùng ống có lỗ và thổi khí nén Ống có lỗ đặt ở chu vibể

22 Tính toán các kích thước cơ bản của bể lắng lớp mỏng (bể lắng lamen).

a Diện tích tiết diện ngang của các lớp mỏng hay không gian lắng:

Theo chế độ chảy tầng Re<500 => V=3600×Re×X×γ/ω1

- X: chu vi tiết diện ngang vuông góc với hướng dòng chảy, m2

-γ: đọ nhớt động học, m2/s

- ω1: diện tích tiết diện ngang vuông góc với hướng dòng chảy, m2

Thực tế tốc độ của nước trong mỗi lớp chọn V=10U0 nghĩa là 5-10 mm/s

- Trong đó: Uo: vận tốc lắng của hạt cặn trong trạng thái tĩnh

b +Vận tốc lắng của hạt cặn u1 với số lớp mỏng một cách tổng quát:

e: khoảng cách giữa hai tấm theo đường vuông góc với hai mặt phẳng

c Chiều cao vùng lắng H nên chọn bằng 1-2m

d Thời gian lắng cần thiết (t0)

t0 =e/3600.u1

Trong đó:

u1: độlớn thủy lực của hạt mm/s, (ứng với giá trị đó sẽ đạt hiệu suất lắng cần thiết)

e: chiều cao lớp nước ở mỗi tầng = 50-150 mm

e Chiều dài không gian lắng

I=K.to.V;

K- hệ số dự trữ = 1-1,5

=> Tổng chiều dài xây dựng:

Lxd = L(hệ thống phân phối) + L(vùng lắng) +L(hệ thống tập trung nước)

f Dung tích phần chứa cặn cho T ( giờ)

Thể tích vùng chứa cặn được tính toán theo công thức:

- T: Thời gian giữa hai lần xả cặn thủy lực, (h)

- Q: Lưu lượng nước vào bể lắng (m3/h)

- C: Hàm lượng cặn trong nước sau khi lắng (mg/l)

- δc: Nồng độ trung bình của cặn nén sau thời gian T (g/m3)

- C*

max: Tổng hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng (mg/l)

23 Trình bày các biện pháp xử lý bùn cặn từ bể lắng trong trạm xử lý nước cấp

a Xả bùn cặn vào cống thoát nước bẩn của thành phố

Ở các thành phố có trạm xử lý nước thải (TXLNT) chung, có thể thỏa thuận với công

ty thoát nước để xả bùn vào hệ thống cống dẫn nước thải chung của thành phố, lượng cặn trongnước thải của TXLN không tạo ra lắng đọng trên mạng lưới cống, không làm tăng đáng kểlượng cặn và đặc biệt không ảnh hưởng xấu đến quá trình xử lý sinh học của TXLNT.VàTXLN phải trả chi phí cho việc xả thải của mình

b Hồ cô đặc, nén và phơi khô bùn

Mục đích: Giảm thể tích ( bằng cách cô đặc, lấy bùn từ trạng thái bùn lỏng, khử nước –tháo nước và sấy khô tự nhên, tách nước khỏi bùn bằng cơ học, khử nước bằng sấy nóng haythiêu đốt), giảm khả năng lên men( ổn định bùn bằng cách phân hủy do vi khuẩn kỵ khí, hiếukhí, ổn định hóa học, sấy khô lần cuối và thiêu đốt)

Hồ cô đặc, nén và phơi khô bùn phải có dung tích đủ chứa bùn từ TXLN xả ra trong 4đến 6 tháng mùa lũ

- Chiều sâu hồ chọn từ 1,2-1,8 m

- Đáy hồ có độ dốc 1-2% về phía của tháo nước ra

- Hình dáng mặt bằng của hồ có thể bất kỳ, nhưng tốt nhất là hình chữ nhật, L=4B ( dàigấp 4 lần rộng)

- Thành và đáy hồ lát đá hộc miết mạch xi măng hoặc lát bê tông tấm, miết mạch bằng vữa

xi măng atsfan để chống xói lở và ngăn không cho nước bẩn thấm vào nguồn nước ngầm.

- Đáy hồ đổ lớp sỏi cỡ hạt 16-32 mm, dày 200mm, trong lớp sỏi đặt hệ thống khoan lỗ, cấutạo hình xương cá để rút nước Trên lớp sỏi đổ hai lớp sỏi nhỏ, lớp thứ nhất đường kính 4-8mm, dày 100mm, lớp thứ hai đường kính 1-2mm, dày 100mm

- Hệ thống thu nước bằng ống nhựa rẻ tiền, vì ống hay bị tắc, khi lấy cặn ra khỏi hồ thường

bị phá hỏng, hàng năm phải thay mới Xây dựng ít nhất 2 hồ, chung quanh hồ phải có đường ô

tô có thể đi lại để vận chuyển bùn, tốt nhất cạnh hồ nên có bãi trung chuyển bùn, bùn khô vét

từ hồ lên tập trung ở bãi trung chuyể, ô tô lấy bùn từ bãi trung chuyển đem đi chôn lấp

- Vận tốc nước bùn chảy trong ống dẫn bùn từ cửa xả của bển lắng vào hồ không nhỏ hơn0,75m/s

- Diện tích mặt hồ tính theo tải trọng nén bùn trong thời gian 3-5 tháng từ 100-120 kg/m2

tính theo lượng bùn khô

- Đầu hồ phía đưa nước bùn vào phải đặt thiết bị để giảm vận tốc nước, tránh xói bùn đãlắng trong hồ

- Thường xuyên tháo hoặc bơm lớp nước trong trên mặt lớp bùn lắng ra khỏi hồ

- Khi hồ đã chứa đầy bùn cặn, đem bơm chìm di động, đặt vào hố tập trung nước ở đầu ra,bơm hết nước để làm khô lớp cặn chứa trong hồ, khi trên mặt bùn xuất hiện các vết nứt nẻ sâu10-20 cm có thể xúc bùn khô ra ngoài, sau đó chỉnh sửa lại các lớp sỏi đỡ và hệ thống rút nước

ở đáy hồ, rồi cho hồ trở lại làm việc

- Để làm khô cặn có thể XD sân phơi bùn hay sử dụng máy ép bùn kiểu băng tải

- Thể tích ngăn nén cặn cần xác định theo hàm lượng sắt trong nước nguồn và nồng độ cặnsau khi nén

24 Các yêu cầu về cấu tạo, tính toán các loại công trình lắng sơ bộ nước

- Công trình lắng sơ bộ dùng trong trường hợp nước có nhiều cặn ( từ 1,5 mg/l trở lên) đểlắng bớt những cặn nặng làm khô khó khăn cho việc xả cặn, giảm bớt dung tích vùng chứa cặncủa bể lắng và giảm liều lượng chất phản ứng

- Có thể dùng bể lắng ngang, hồ lắng tự nhiên hay kết hợp mương dẫn nước từ sông vàotrạm bơm cấp I để làm công trình lắng sơ bộ

- Tính toán công trình lắng sơ bộ cần có những số liệu thí nghiệm lắng nước và kinhnghiệm quản lý các công trình đã có Sơ bộ có thể theo những quy định ssau:

Khi dùng hồ lắng để lắng nước xử lý không dùng chất phản ứng thì lấy chiều sâu từ1,5-3,5m Thời gian lưu nước lưu lại trong hồ từ 2-7 ngày( trị số lớn dùng cho nước ít cặn và

có độ màu cao); tốc độ dòng nước không quá 1mm/s Cần dự kiến từ 4 tháng đến 1 năm tháorửa hồ 1 lần tính cả dung tích vùng chứa cặn Phải dự kiến các biện pháp và thiết bị để tháo rửa

hồ như: chia hồ thành 2 ngăn xả riêng biệt, bơm hút bùn, đường ống hút trực tiếp từ sông, tăng

liều lượng chất phản ứng, giảm tốc độ lọc,… Bờ hồ phải cao hơn mặt đất bên ngoài0,5m,miệng hút nước phải đặt cao hơn mặt bùn dự kiến cao nhất 0,5m.

Khi dùng bể lắng ngang để sơ lắng thì lấy tốc độ rơi của cặn từ 0,5-0,6 mm/s

Kết cấu bể lắng ngang để lắng sơ bộ có thể làm bằng bê tông cốt thép, gạch hay đấtđắp nổi, nửa chìm, nửa nổi hay đào sâu dưới đất Khi làm bằng đất cần có biện pháp gia cốthành, và trong trường hợp cần thiết phải có biện pháp chống thấm

Kết cấu hồ lắng tự nhiên bằng đất đắp nổi, nửa chìm nửa nổi, hay đào sâu dưới mặt đất,chọn kiểu nào phải căn cứ vào tài liệu thăm dò địa chất công trình cũng như điều kiện địaphương và thông qua so sánh về kinh tế, kỹ thuật mà quyết định

Khi thiết kế công trình lắng sơ bộ bằng đất cần chú ý đảm bảo điều kiện thau rửa thuậntiện, chống xói lở và bảo vệ vệ sinh cho công trình

Lượng nước thải khi thau rửa và xả xả cặn ra khỏi bể phải tính theo thời gian làm việc của

bể giữa 2 lần xả cặn có kể đến hệ số pha loãng cặn Hệ số này lấy bằng 1,3 khi xả cặn bằngcách tháo cạn bể và sử dụng lại nước của vùng lắng Nếu không sử dụng lại thì lấy bằng tỷ sốgiữa dung tích bể lắng và dung tích vùng chứa nén cặn Khi xả cặn thủy lực thì lấy hệ số bằng1,5 Khi xả cặn bằng cơ khí lấy bằng 1,2

25 Trình bày nguyên lý chung của quá trình lọc nước với vật liệu lọc dạng hạt

-Khi vận tốc dòng nước nhỏ, các chất bẩn – cả ở thể hạt và thể keo – được giữ lại trên bềmặt lớp vật liệu lọc và một phần trong các khe rỗng giữa các hạt vật liệu lọc(VLL) hoặc dínhkết trên bề mặt hạt VLL do lược liên kết phân tử

-Khi tốc độ dòng nước lớn, các chất bẩn được đẩy sâu vào trong lớp VLL dưới tác độngcủa dòng nước và được giữ lại trong các khe rỗng hoặc trên lớp VLL

-Do đó tốc độ dòng chảy nước ảnh hưởng đến khả năng giữ cặn của lớp VLL

- Theo thời gian, các khe hở trong lớp VLL bị lấp kín bởi các chất bẩn làm cho tốc độ lọcgiảm

- Một phần lớp trên của lớp VLL bão hòa bởi cặn do tác dụng dòng nước, một phần cặntách khỏi lớp bên trên, đi sâu vào lớp dưới cùng với dòng nước

- Cứ như vậy, cặn bẩn lan tỏa vào toàn bộ VLL đến khi toàn bộ khối VLL bão hòa cặn thì

nó không còn khả năng lọc nước => cần phải rửa khối VLL để phục hồi khả năng lọc của bể

- Trong bể lọc diễn ra đồng thời 3 quá trình:

+ Lắng bề mặt

+ Hấp thụ, dính bám

+ Hóa học (ví dụ Fe2+  Fe3+) Ngoài ra còn có sinh học

26 Phân loại các loại bể lọc để xử lý nước cấp theo các tiêu chí khác nhau