Tiêu chuẩn TCVN 13606:2023 Cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình - Yêu cầu thiết kế

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13606:2023

CẤP NƯỚC - MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG ỐNG VÀ CÔNG TRÌNH YÊU CẦU THIẾT KẾ

Water supply - Distribution system and facilities - Design requirements

Mục lục

Lời giới thiệu

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ và định nghĩa

4 Yêu cầu đối với thiết kế hệ thống cấp nước

4.1 Yêu cầu chung

4.2 Yêu cầu đối với kế hoạch cấp nước vùng

5 Tiêu chuẩn và hệ số dùng nước không điều hòa, hệ thống cấp nước chữa cháy và áp lực tự do

5.1 Tiêu chuẩn dùng nước của hệ thống cấp nước

5.2 Hệ số dùng nước không điều hòa

5.3 Hệ thống cấp nước chữa cháy

5.4 Áp lực tự do

6 Nguồn nước

7 Công trình thu nước

7.1 Yêu cầu chung về công trình thu nước ngầm

7.2 Công trình thu nước ngầm

7.3 Giếng khơi

7.4 Công trình thu nước kiểu nằm ngang

7.5 Công trình thu nước mạch

7.6 Công trình thu nước mặt

8 Làm sạch và xử lý nước

8.1 Các phương pháp xử lý nước

8.2 Công trình lắng sơ bộ

8.3 Chuẩn bị hóa chất

8.4 Lưới quay và microphin

8.5 Thiết bị trộn

8.6 Ngăn tách khí

8.7 Bể lắng và ngăn tạo bông cặn

8.8 Bể lắng đứng

8.9 Bể lắng ngang

8.10 Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

8.11 Bể lắng lớp mỏng (Bể lắng Lamen)

8.12 Tuyển nổi áp lực

8.13 Bể lọc nhanh

8.14 Bể lọc hai lớp vật liệu lọc

8.15 Bể lọc aquazur

8.16 Bể lọc vật liệu nổi

8.17 Bể lọc tự rửa

8.18 Bể lọc sinh học tiếp xúc

8.19 Bể lọc chậm

8.20 Bể lọc hạt lớn

8.21 Bể lọc sơ bộ

8.22 Bể lọc tiếp xúc

8.23 Khử trùng nước

8.24 Ổn định nước

8.25 Flo hóa

8.26 Khử Flo của nước

8.27 Xử lý sắt và mangan

8.28 Làm mềm nước

8.29 Khử độ cứng cacbonat và làm mềm nước bằng vôi - sô đa

8.30 Phương pháp làm mềm bằng natri cationit

8.31 Phương pháp làm mềm nước bằng natri hydro cationit

8.32 Khử mặn và khử muối trong nước

8.33 Phương pháp xử lý đặc biệt

8.34 Kho hóa chất và vật liệu lọc

8.35 Xử lý bùn cặn và sử dụng lại nước rữa

8.36 Các công trình phụ trợ trong trạm xử lý nước

8.37 Bố trí cao độ các công trình

9 Trạm bơm và thiết bị thủy khí nén

9.1 Trạm bơm

9.2 Thiết bị thủy khí nén

10 Ống dẫn, mạng lưới và các công trình trên mạng

10.1 Ống dẫn

10.2 Mạng lưới

10.3 Các công trình trên mạng

11 Dung tích, dự trữ và điều hòa

12 Cấp nước tuần hoàn

12.1 Yêu cầu chung

12.2 Cân bằng lưu lượng nước trong hệ thống

12.3 Loại bỏ các tạp chất cơ học

12.4 Chống nước nhiễm màu và lắng cạn sinh học

12.5 Làm nguội nước tuần hoàn

13 Vùng bảo hộ vệ sinh

13.1 Yêu cầu chung

13.2 Nguồn nước mặt

13.3 Áp lực tự do

13.4 Khu đất xây dựng công trình xử lý

13.5 Đường ống dẫn nước

14 Trang bị điện, kiểm soát công nghệ, tự động hóa và điều khiển

14.1 Yêu cầu chung

14.2 Công trình thu nước mặt và nước ngầm

14.3 Trạm bơm

14.4 Trạm xử lý nước

14.5 Mạng lưới đường ống dẫn và phân phối nước

14.6 Dung tích dự trữ nước

14.7 Hệ thống cấp nước tuần hoàn

14.8 Hệ thống điều khiển

14.9 Phòng thí nghiệm

15 Những yêu cầu về các giải pháp xây dựng, kết cấu nhà và công trình

15.1 Tổng mặt bằng

15.2 Các giải pháp không gian

15.3 Cấu tạo và vật liệu

15.4 Tính toán công trình

15.5 Chống ăn mòn công trình

15.6 Thông gió

16 Những yêu cầu bổ sung đối với hệ thống cấp nước trong những điều kiện khí hậu thiên nhiên đặc biệt

16.1 Vùng đất động

16.2 Đường ống dẫn và mạng lưới cấp nước

16.3 Kết cấu

16.4 Vùng đất lún sụt

16.5 Vùng đất khai thác

16.6 Vùng động đất

Phụ lục A (tham khảo) Các tài liệu cơ sở để nghiên cứu hệ thống cấp nước vùng (khu vực)

Phụ lục B (tham khảo) Đánh giá việc sử dụng tài nguyên nước và chọn vùng để xây dựng hồ chứa

Phụ lục C (tham khảo) Bơm thử và theo dõi hoạt động của công trình thu nước ngầm

Phụ lục D (tham khảo) Các phương pháp khoan giếng lấy nước

Phụ lục E (tham khảo) Các yêu cầu đối với ống lọc của giếng thu nước

Phụ lục F (tham khảo) Các phương pháp xử lý nước để chống gỉ cho ống

Phụ lục G (tham khảo) Sản xuất cát đen để làm chất xúc tác khi thử mangan

Phụ lục H (tham khảo) Các phương pháp thử mangan

Phụ lục K (tham khảo) Khử hydro sulfua trong nước

Phụ lục L (tham khảo) Khử axit silic hòa tan trong nước

Phụ lục M (tham khảo) Khử ôxy hòa tan trong nước

Phụ lục N (tham khảo) Tính toán thủy lực đường ống cấp nước

Thư mục tài liệu tham khảo

Lời nói đầu

TCVN 13606:2023 do Hội Môi trường Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

TCVN 13606:2023 cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình -Yêu cầu thiết kế được biên soạn dựa trên TCXDVN 33:2006, đồng thời cập nhật, bổ sung các thuật ngữ và định nghĩa, các công trình, vật liệu trong lĩnh vực cấp nước để đáp ứng những yêu cầu về sự thay đổi vật liệu, thiết bị và công nghệ mới đã được áp dụng tại Việt Nam.

Trong tiêu chuẩn này, nhiều thuật ngữ và định nghĩa mới được cập nhật, bổ sung, trong đó có thay đổi về các loại đường ống bằng vật liệu mới như ống gang dẻo, ống PVC, HDPE, PP-R, các phụ tùng nối ống, các thiết bị, các loại van điều khiển bằng thủy lực, bằng điện tử, thiết bị biến tần điều khiển chế độ làm việc của trạm bơm, các công nghệ thông tin áp dụng trong quản lý, vận hành hệ thống cấp nước, mạng lưới cấp nước như GIS, SCADA. Cập nhật, bổ sung các thuật ngữ và định nghĩa về công nghệ mới trong xử lý nước cấp, các công trình keo tụ, các loại bể lắng, các loại bể lọc, các công nghệ khử sắt, mangan, asen, amoni, công nghệ lọc màng đã được áp dụng trong thực tế.

CẤP NƯỚC - MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG ỐNG VÀ CÔNG TRÌNH YÊU CẦU THIẾT KẾ

Water supply - Distribution system and facilities - Design requirements

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu thiết kế các công trình cấp nước bao gồm các công trình thu, trạm bơm, trạm xử lý/nhà máy nước, mạng lưới đường ống và các công trình, thiết bị trên mạng lưới.

Tiêu chuẩn này có thể áp dụng khi thiết kế xây dựng cải tạo mở rộng các hệ thống cấp nước đồ thị, các điểm dân cư nông thôn và các khu công nghiệp.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thi áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 4037, Cấp nước - Thuật ngữ và định nghĩa

TCVN 9068:2012, Vật liệu lọc dạng hạt dùng trong xử lý nước sạch - Yêu cầu kỹ thuật

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa được nêu trong TCVN 4037 và các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Hệ thống cấp nước (Water supply systems)

Tập hợp các công trình thu nước, trạm bơm, trạm xử lý, bể chứa, mạng lưới đường ống để cung cấp nước có chất lượng, số lượng và áp lực bảo đảm tới các đối tượng dùng nước.

3.2

Công trình thu nước (Water intake)

Công trình tiếp nhận nước từ nguồn nước vào bể thu hoặc giếng thu để bơm nước đến trạm xử lý.

3.3

Trạm bơm nước thô (Raw water pumping station)

Công trình đưa nước từ công trình thu tới công trình xử lý nước.

3.4

Trạm xử lý nước (Water treatment plant)

Nhà máy nước

Tập hợp của các công trình xử lý và công trình phụ trợ để làm sạch nước đạt yêu cầu chất lượng nước, đáp ứng yêu cầu sử dụng.

3.5

Bể chứa nước sạch (Treated water tank)

Công trình dự trữ nước sau xử lý, điều hòa giữa chế độ chảy đến và chế độ bơm nước đi, dự trữ lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý/Nhà máy nước và nước sinh hoạt cho người làm việc tại nhà máy.

3.6

Trạm bơm nước sạch (Treated water pumping station)

Công trình đưa nước sạch từ bể chứa nước sạch tới mạng lưới cấp nước.

3.7

Mạng lưới đường ống và công trình phụ trợ cấp nước (Water supply network and supporting works)

Hệ thống đường ống dẫn nước sạch từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, bao gồm mạng cấp I, mạng cấp II, mạng cấp III và các công trình phụ trợ có liên quan.

3.8

Mạng lưới cấp nước vòng (Round water supply network)

Mạng lưới cấp nước đến nơi sử dụng từ hai hướng, các đường ống tạo thành một vòng kín.

3.9

Mạng lưới cấp nước cụt (Branch water supply network)

Mạng lưới cấp nước đến nơi sử dụng từ một hướng, các đường ống tạo thành hình nhánh (cành cây).

3.10

Mạng cấp I (Water supply network level 1)

Hệ thống đường ống chính có chức năng vận chuyển nước tới các khu vực của vùng phục vụ cấp nước và tới các khách hàng sử dụng nước lớn.

3.11

Mạng cấp II (Water supply network level 2)

Hệ thống đường ống nối có chức năng, điều hoà lưu lượng cho các tuyến ống chính và bảo đảm sự làm việc an toàn của hệ thống cấp nước.

3.12

Mạng cấp III (Water supply network level 3)

Mạng dịch vụ

Hệ thống các đường ống phân phối lấy nước từ các đường ống chính và ống nối dẫn nước tới các khách hàng sử dụng nước.

3.13

Tiểu vùng cấp nước (District meter area)

DMA

Tiểu vùng cấp nước nơi có thể theo dõi lượng nước đầu vào và lượng nước tiêu thụ.

3.14

Vùng cấp nước (District meter zone)

DMZ

Vùng cấp nước gồm nhiều DMA.

3.15

Van giảm áp (Pressure reducing valve)

Van để giảm áp lực cho phần mạng lưới ở phía sau van khi áp lực trước van quá lớn.

3.16

Van chống va (Surge valve)

Van lắp đặt trên đường ống đẩy của trạm bơm và trên mạng lưới tại nơi có áp lực cao để giảm áp lực trên đường ống đẩy khi xảy ra hiện tượng nước va.

3.17

Hệ thống thông tin địa lý (Geological information system)

GIS

Hệ thống dùng công nghệ thông tin để phục vụ việc theo dõi, quản lý tài sản, giám sát, quản lý mạng lưới cấp nước.

3.18

Hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)

Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu, phục vụ việc theo dõi, giám sát, quản lý, vận hành mạng lưới cấp nước từ xa.

3.19

Đài nước (Pressurized water tank)

Công trình điều hòa lưu lượng giữa trạm bơm nước sạch và nơi tiêu dùng, ngoài ra còn dự trữ lượng nước chữa cháy trong 10 min đầu khi máy bơm chữa cháy chưa làm việc hoặc dự trữ nước để rửa bể lọc.

3.20

Trạm bơm tăng áp (Booster pumping station)

Trạm bơm có chức năng tăng áp lực cho phần mạng lưới phía sau khi mạng lưới có dạng kéo dài hoặc nơi có độ cao địa hình đột biến để giảm áp lực cho trạm bơm chính.

3.21

Bơm tăng áp trực tiếp từ đường ống (Booster pump in pipeline)

Máy bơm đặt ngay trong đường ống để tăng áp lực cho phần mạng lưới phía sau mà không cần hút từ bể chứa.

3.22

Công trình thu nước dạng tia (Water-intake well with perforated filter and self-flow bleed of underground water)

Công trình thu nước ngầm mạch nông bằng các ống khoan lỗ hoặc đường hầm ngang có dạng hình nam quạt để thu nước đến giếng tập trung nước.

3.23

Công trình thu nước dạng nổi (Float water collection works)

Công trình thu đặt trên phao nổi hoặc xà lan để di động được theo sự thay đổi của mực nước.

3.24

Công trình thu nước dạng ray trượt (Sliding rail water collection works)

Công trình di chuyển được trên đường ray để thay đổi chiều cao hút của máy bơm đặt trên hệ thống trượt khi mực nước ở nguồn nước thay đổi.

3.25

Nguồn nước nhiễm mặn (Salty water)

Nguồn nước có chứa hàm lượng lớn các chất muối hòa tan (chủ yếu là NaCI) vượt qua ngưỡng cho phép các quy định hiện hành về chất lượng nước.

3.26

Cạn kiệt nguồn nước (Exhausted water resources)

Sự suy giảm nghiêm trọng về số lượng của nguồn nước, làm cho nguồn nước không còn khả năng đáp ứng nhu cầu khai thác, sử dụng và duy trì hệ sinh thái thủy sinh.

3.27

Máy biến tần (Inverter)

Thiết bị thay đổi tần số để điều khiển sự thay đổi số vòng quay của máy bơm theo lưu lượng và áp lực yêu cầu.

3.28

Bể lắng Lamen (Lamenlla selting tank)

Thiết bị lắng nông bao gồm các tấm chắn hoặc cụm ống với các dạng hình học đa dạng, được sử dụng để nâng cao đặc tính lắng của bể lắng.

4  Yêu cầu đối với thiết kế hệ thống cấp nước

4.1  Yêu cầu chung

4.1.1  Khi thiết kế hệ thống cấp nước cho một đối tượng cần phải:

- Xét vấn để bảo vệ và sử dụng tổng hợp các nguồn nước, phối hợp các điểm tiêu thụ nước và khả năng phát triển trong tương lai, đồng thời phải dựa vào sơ đồ cấp nước của quy hoạch vùng, sơ đồ quy hoạch chung và đồ án thiết kế xây dựng các điểm dân cư và khu công nghiệp;

- Phối hợp với việc thiết kế hệ thống thoát nước.

4.1.2  Hệ thống cấp nước được chia làm 3 loại, theo bậc tin cậy cấp nước theo quy định trong Bảng 1.

Bảng 1 - Bậc tin cậy của hệ thống cấp nước

4.1.3  Khi lập sơ đồ cấp nước của các xí nghiệp công nghiệp phải cân bằng lượng sử dụng nước bên trong xí nghiệp. Để tiết kiệm nước nguồn và tránh sự nhiễm bẩn các nguồn nước, nếu điều kiện kinh tế kỹ thuật cho phép khi làm nguội các máy móc, thiết bị sản xuất, ngưng tụ nước và các sản phẩm công nghệ nói chung thì phải áp dụng sơ đồ cấp nước tuần hoàn.

Khi sử dụng trực tiếp nước nguồn để làm nguội sau đó lại xả trở lại nguồn phải dựa theo cơ sở kinh tế kỹ thuật và được sự thoả thuận của cơ quan quản lý và bảo vệ nguồn nước.

4.1.4  Khi thiết kế hệ thống cấp nước cho một đối tượng phải chọn được công nghệ thích hợp về kỹ thuật, kinh tế, điều kiện vệ sinh của các công trình, khả năng sử dụng tiếp các công trình hiện có, khả năng áp dụng các thiết bị và kỹ thuật tiên tiến.

4.1.5  Hệ thống cấp nước phải đảm bảo cho mạng lưới và các công trình làm việc kinh tế trong thời kỳ dự tính cũng như trong những chế độ dùng nước đặc trưng.

4.1.6  Phải xét đến khả năng đưa vào sử dụng đường ống, mạng lưới và công trình theo từng đợt xây dựng. Đồng thời cần dự kiến khả năng mở rộng hệ thống và các công trình chủ yếu so với công suất tính toán.

4.1.7  Không được phép thiết kế công trình dự phòng chỉ để làm việc khi có sự cố.

4.1.8  Khi thiết kế hệ thống cấp nước sinh hoạt và hệ thống cấp nước sinh hoạt - sản xuất hỗn hợp, phải dự kiến vùng bảo hộ vệ sinh theo quy định tại Điều 13.

4.1.9  Chất lượng nước sau xử lý và trên toàn mạng đường ống cấp nước phải theo quy định hiện hành (xem Tài liệu tham khảo [10]).

Trong xử lý, vận chuyển và dự trữ nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt phải sử dụng những hoá chất, vật liệu, thiết bị, v.v... không gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước.

Chất lượng nước dùng cho công nghiệp và việc sử dụng hoá chất để xử lý nước phải phù hợp với yêu cầu công nghiệp và phải xét đến ảnh hưởng của chất lượng nước đối với sản phẩm.

4.1.10  Những phương án và giải pháp kỹ thuật chủ yếu áp dụng để thiết kế hệ thống cấp nước phải dựa trên cơ sở so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật bao gồm:

- Giá thành đầu tư xây dựng;

- Chi phí quản lý hàng năm;

- Chi phí xây dựng cho 1 m³ nước tính theo công suất ngày trung bình chung cho cả hệ thống và cho trạm xử lý;

- Chi phí điện năng, hoá chất cho 1 m³ nước;

- Giá thành xử lý và giá thành sản phẩm 1 m³ nước.

CHÚ THÍCH: Các chỉ tiêu trên phải xét toàn bộ và riêng từng đợt xây dựng trong thời gian hoạt động của hệ thống.

4.1.11  Phương án tối ưu phải có giá trị chi phí quy đổi theo thời gian về giá trị hiện tại nhỏ nhất, có xét đến chi phí xây dựng vùng bảo hộ vệ sinh.

CHÚ THÍCH: Khi xác định vốn đầu tư để so sánh phương án phải xét giá trị thực tế giữa thiết bị, vật tư nhập ngoại và sản xuất trong nước.

4.2  Yêu cầu đối với kế hoạch cấp nước vùng

4.2.1  Phải lập kế hoạch cấp nước vùng để xác định khả năng và sự hợp lý về kinh tế trong việc sử dụng nguồn nước để cấp cho các đối tượng có yêu cầu khác nhau về chế độ dùng nước, về khối lượng và chất lượng nước để chọn phương án cấp, thoát nước bền vững theo mục tiêu phát triển của vùng.

4.2.2  Lập kế hoạch cấp nước vùng theo hướng dẫn ở Phụ lục A.

4.2.3  Tiêu chuẩn dùng nước cho nhu cầu sản xuất công nghiệp phải xác định trên cơ sở những tài liệu thiết kế đã có, hoặc so sánh với các điều kiện sản xuất tương tự. Khi không có số liệu cụ thể, có thể lấy trung bình:

a) Đối với công nghiệp sản xuất rượu bia, sữa, đồ hộp, chế biến thực phẩm, hải sản, giấy, dệt: 40 m³/ha/ngày.

b) Đối với các ngành công nghiệp khác: 20 m³/ha/ngày;

c) Đối với các ngành điện tử, may mặc: 10 m³/ha/ngày.

4.2.4  Khi cân đối với nhu cầu cấp nước vùng phải ưu tiên xác định những nguồn nước hiện có trong vùng, sau đó mới xác định nội dung và hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các biện pháp như bổ sung lưu lượng từ các vùng lân cận, khả năng cấp nước của các hồ lớn khi điều hoà dòng chảy.

4.2.5  Khi sử dụng tổng hợp các nguồn nước cho nhiều hộ tiêu thụ có bậc tin cậy khác nhau thì việc cân đối nhu cầu cấp nước phải được tiến hành với toàn bộ bậc tin cậy tính toán cho tất cả các hộ tiêu thụ.

4.2.6  Khi sử dụng nguồn nước mặt mà không cần điều hoà dòng chảy để cân đối, công trình cấp nước phải tính toán theo nguồn có lưu lượng nhỏ nhất. Trường hợp này phải lập bảng cân đối công trình nước theo lưu lượng trung bình tháng ứng với tần suất tính toán của nguồn nước.

4.2.7  Trường hợp nhu cầu dùng nước vượt quá lưu lượng của nguồn nước mặt thi cần nghiên cứu điều hoà dòng chảy bằng hồ chứa.

4.2.8  Có thể điều hoà dòng chảy bằng các biện pháp sau đây:

- Xây dựng hồ chứa điều chỉnh theo mùa khi nhu cầu lấy nước nhỏ hơn hoặc bằng lưu lượng của năm xảy ra kiệt ứng với tần suất tính toán kể cả lưu lượng nước mất đi ở hồ chứa;

- Xây dựng hồ chứa điều chỉnh dòng chảy nhiều năm khi nhu cầu lấy nước hàng năm vượt quá lưu lượng nước của năm xảy ra kiệt ứng với tần suất tính toán nhưng nhỏ hơn lưu lượng của dòng chảy trung bình nhiều năm.

4.2.9  Khi sử dụng tổng hợp các nguồn nước ngầm và nước mặt phải lập bảng cân đối sử dụng các nguồn nước theo mùa để xét việc sử dụng các nguồn nước mặt theo các điều khoản trên. Còn các nguồn nước ngầm khi cần bổ sung lưu lượng phải áp dụng tại Điều 7. Lưu lượng sử dụng và bổ sung cho 2 loại nguồn nước phải xác định tổng hợp trên cơ sở kinh tế kỹ thuật.

5  Tiêu chuẩn và hệ số dùng nước không điều hòa, hệ thống cấp nước chữa cháy và áp lực tự do

5.1  Tiêu chuẩn dùng nước của hệ thống cấp nước

5.1.1  Khi thiết kế hệ thống cấp nước cho một đối tượng cần phải tính toán công suất của hệ thống cấp nước đô thị và các điểm dân cư tùy theo điều kiện địa phương để đảm bảo sẵn sàng cấp nước trong vòng 5 năm từ khi hoàn thành, đồng thời tính toán cấp nước theo thời gian qui hoạch ngắn hạn là 10 năm và dài hạn là 50 năm và phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt của khu vực xây dựng nhà ở và các công trình công cộng;

- Tưới và rửa đường phố, quảng trường, cây xanh, nước cấp cho các vòi phun;

- Tưới cây trong vườn ươm;

- Cấp nước ăn uống, sinh hoạt trong các cơ sở sản xuất công nông nghiệp;

- Cấp nước sản xuất cho những cơ sở sản xuất dùng nước đòi hỏi chất lượng như nước sinh hoạt, hoặc nếu xây dựng hệ thống cấp nước riêng thì không hợp lý về kinh tế;

- Lượng nước chữa cháy không tính khi xác định quy mô công suất của hệ thống cấp nước, lượng nước này được dự trữ trong bể chứa nước sạch và được bổ sung từ trạm bơm đợt 1 và trạm xử lý;

- Cấp nước cho yêu cầu riêng của trạm xử lý nước;

- Cấp nước cho các nhu cầu khác, trong đó có việc sục rửa mạng lưới đường ống cấp nước và lượng nước thất thoát trong quá trình phân phối và dùng nước.

5.1.2  Tiêu chuẩn dùng nước cho ăn uống sinh hoạt và các nhu cầu khác tính theo đầu người cần được xác định dựa trên các điều tra, khảo sát về thực tế sử dụng nước tại khu vực tính toán hoặc khu vực lân cận có quy mô, điều kiện thời tiết, điều kiện kinh tế xã hội tương tự. Trường hợp  không có các dữ liệu hiện trạng về mức độ sử dụng nước thì mới dùng theo khuyến nghị của Bảng 2.

Bảng 2 - Tiêu chuẩn dùng nước cho mục đích sinh hoạt

5.1.3  Tiêu chuẩn nước tưới, rửa trong khu dân cư và khu công nghiệp tùy theo loại mặt đường, cách rửa, loại cây và các điều kiện địa phương khác cần lấy theo Bảng 3.

Bảng 3 - Tiêu chuẩn nước tưới đường, tưới cây

5.1.4  Tiêu chuẩn nước cho nhu cầu sinh hoạt trong cơ sở sản xuất công nghiệp phải lấy theo Bảng 4.

Bảng 4 - Tiêu chuẩn dùng nước của công nhân trong nhà máy

Lưu lượng giờ một nhóm vòi tắm hương sen trong cơ sở sản xuất công nghiệp cần lấy bằng 500 l/h. Thời gian dùng vòi tắm hương sen kéo dài 45 min sau khi hết ca. Số vòi tắm hương sen tính theo số công nhân trong ca đông nhất và theo đặc điểm vệ sinh của quá trình sản xuất.

Lưu lượng nước cho nhu cầu sản xuất của các cơ sở sản xuất công nghiệp phải xác định dựa trên yêu cầu công nghệ.

5.1.5  Khi cần xác định lưu lượng tính toán tập trung của nhà ở và nhà công cộng đứng riêng biệt thì tiêu chuẩn dùng nước lấy theo tiêu chuẩn thiết kế cấp nước trong nhà.

5.1.6  Lưu lượng ngày tính toán (trung bình trong năm) cho hệ thống cấp nước tập trung được xác định theo công thức:

trong đó:

Lưu lượng nước tính toán trong ngày dùng nước nhiều nhất và ít nhất ngày, tính bằng m³/ngày, được tính theo công thức:

5.2  Hệ số dùng nước không điều hòa

5.2.1  Hệ số dùng nước không điều hoà ngày kể đến chế độ làm việc của các cơ sở sản xuất, mức độ tiện nghi, sự thay đổi nhu cầu dùng nước theo mùa cần lấy như sau:

K_{ngày max} = 1,2 ÷ 1,4

K_{ngày min} = 0,7 ÷ 0,9

5.2.2  Đối với các thành phố có qui mô lớn, nằm trong vùng có điều kiện khí hậu khô nóng quanh năm (như: Thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Vũng Tàu, v.v...), có thể áp dụng ở mức:

K_{ngày max} = 1,1 ÷ 1,2

K_{ngày min} = 0,8 ÷ 0,9

5.2.3  Lưu lượng giờ tính toán q tính bằng m³/h, phải xác định theo công thức:

5.2.4  Hệ số dùng nước không điều hoà K giờ xác định theo biểu thức:

Trong đó:

5.3  Hệ thống cấp nước chữa cháy

5.3.1  Phải thiết kế hệ thống cấp nước chữa cháy trong các khu dân cư, các cơ sở sản xuất công nông nghiệp kết hợp với hệ thống cấp nước sinh hoạt hoặc cấp nước sản xuất. Khi thiết kế cấp nước chữa cháy cần tuân theo các quy định hiện hành (xem Tài liệu tham khảo [11]).

5.3.2  Hệ thống cấp nước chữa cháy của đô thị phải dùng áp lực thấp. Chỉ được xây dựng hệ thống cấp nước chữa cháy áp lực cao cho một khu đô thị, khu công nghiệp hoặc một công trình, nhà máy.

Trong hệ thống cấp nước chữa cháy áp lực cao, những máy bơm chữa cháy cố định phải có thiết bị bảo đảm bật máy bơm không chậm quá 3 min sau khi nhận tín hiệu có cháy. Các trụ cứu hỏa đấu nối vào mạng lưới cấp nên đặt trên mạng lưới cấp M Không lắp đặt trên mạng lưới cấp I hay truyền tải.

5.3.3  Áp lực tự do trong mạng lưới cấp nước chữa cháy áp lực thấp tại điểm bất lợi nhất của mạng lưới không được nhỏ hơn 10 m tính từ mặt đất và chiều dài ống vòi rồng dẫn nước chữa cháy không quá 150 m.

CHÚ THÍCH: Ở các trại chăn nuôi áp lực tự do để chữa cháy càn tính với điều kiện vòi rồng tại điểm cao nhất của trại chăn nuôi một tầng.

5.4  Áp lực tự do

5.4.1  Áp lực tự do nhỏ nhất trong mạng lưới cấp nước sinh hoạt của khu dân cư, tại điểm lấy nước vào nhà, tính từ mặt đất không được nhỏ hơn 10 m.

CHÚ THÍCH: Đối với nhà cao tầng biệt lập cũng như đối với nhà hoặc nhóm nhà cho phép đặt thiết bị tăng áp cục bộ.

5.4.2  Áp lực tự do trong mạng lưới bên ngoài của hệ thống cấp nước sinh hoạt tại các hộ tiêu thụ đối với đô thị loại đặc biệt, đô thị loại I và loại II là 20 m, đô thị loại III là 16 m, đô thị loại IV và V là 12 m, khu vực nông thôn là 8 m. Đối với các mạng lưới cũ, cho phép áp lực tại điểm bất lợi nhất là 10 m, đủ đảm bảo cấp nước chữa cháy áp lực thấp. Trường hợp áp lực tự do trên mạng lưới không đủ theo các trị số trên cần thiết kế trạm bơm tăng áp cho phần tiếp theo của mạng lưới. Trạm bơm tăng áp có thể hút nước từ bể chứa hoặc dùng máy bơm tăng áp đặt ngay trong đường ống.

Áp lực tự do tạo các điểm đấu nối với nhà xưởng trong các khu công nghiệp là 10 m.

CHÚ THÍCH: Khi áp lực trên mạng lưới lớn hơn áp lực cho phép đối với những nhà biệt lập hoặc những khu biệt lập được phép đặt thiết bị điều hoà áp lực hoặc phải phân vùng hệ thống cấp nước.

6  Nguồn nước

6.1  Để chọn nguồn nước phục vụ cho mục đích cấp nước sinh hoạt phải có các số liệu phân tích chất lượng nước nguồn theo tần suất quan trắc, tài liệu khảo sát khí tượng thủy văn, địa chất thủy văn và các tài liệu liên quan khác. Căn cứ để lựa chọn nguồn nước dựa vào các quy định hiện hành (xem Tài liệu tham khảo [12]). Khối lượng công tác thăm dò, điều tra khảo sát và quan trắc cần xác định tùy theo đặc điểm, mức độ tài liệu hiện có của khu vực; Tùy theo lưu lượng và chất lượng nước cần lấy; Loại hộ dùng nước và giai đoạn thiết kế.

6.2  Trong một hệ thống cấp nước được phép sử dụng nhiều nguồn nước có đặc điểm thủy văn và địa chất thủy văn khác nhau.

6.3  Sản lượng nước có thể khai thác của nguồn nước (trừ vùng hải đảo và vùng núi cao) phải gấp tối thiểu 10 lần nhu cầu sử dụng nước.

Độ đảm bảo lưu lượng trung bình tháng hoặc trung bình ngày của các nguồn nước mặt phải lấy theo Bảng 5, tùy theo cấp công trình cấp nước.

Bảng 5 - Độ đảm bảo lưu lượng theo cấp công trình cấp nước

Mực nước của sông cấp nguồn ứng với tần suất nêu trong mức bảo đảm phục vụ ở Bảng 5 phải lấy đủ lưu lượng thiết kế

Mực nước của sông cấp nguồn ứng với mực nước thấp nhất đã xảy ra vẫn đảm bảo lấy được nước. Lưu lượng nước lấy được do tư vấn thiết kế đề xuất và cơ quan có thẩm quyền quyết định.

6.4  Việc đánh giá khả năng sử dụng nguồn nước vào mục đích cấp nước và việc chọn khu vực để xây dựng hồ chứa phải thực hiện theo chỉ dẫn của Phụ lục B.

6.5  Chọn nguồn nước phải theo những quy định của cơ quan quy hoạch và quản lý nguồn nước. Chất lượng nguồn nước dùng cho ăn uống sinh hoạt phải đảm bảo các quy định hiện hành (xem Tài liệu tham khảo [14]). Chất lượng nguồn nước dùng cho sản xuất phải căn cứ vào yêu cầu của từng đối tượng dùng nước để lựa chọn.

6.6  Cần tiết kiệm trong việc sử dụng nguồn nước ngầm. Khi có nguồn nước mặt đảm bảo các quy định hiện hành thì ưu tiên sử dụng nguồn nước mặt (xem Tài liệu tham khảo [15]).

6.7  Không được phép dùng nguồn nước ngầm cấp cho các nhu cầu tiêu thụ nước khi chưa được phép của cơ quan quản lý nguồn nước.

6.8  Cần nghiên cứu khả năng bổ sung trữ lượng nước ngầm bằng các công trình bổ cập nhân tạo khi có điều kiện trong trường hợp nguồn nước ngầm tự nhiên không đủ trữ lượng khai thác.

6.9  Được phép xử lý nước khoáng hoặc nước biển để cấp cho hệ thống cấp nước ăn uống, sinh hoạt, nhưng phải so sánh kinh tế - kỹ thuật với các nguồn nước khác.

6.10  Cho phép dùng nước địa nhiệt cấp cho ăn uống, sinh hoạt và sản xuất nếu đảm bảo những quy định tại 6.5.

Nhiệt độ cao nhất của nước cấp cho ăn uống sinh hoạt không được quá 35 °C.

6.11  Các phương án chọn nguồn nước phải được đánh giá toàn diện về kinh tế bao gồm các kinh phí đầu tư xây dựng, chi phí vận hành và bảo trì, v.v... Đồng thời phải xét đến ảnh hưởng của việc khai thác nguồn nước đối với nhu cầu sử dụng nước của các ngành kinh tế khác.

6.12  Chọn biện pháp điều hoà dòng chảy và dung tích hồ chứa phải dựa vào những đặc trưng tính toán thủy văn và những quy định về sử dụng nguồn nước của cơ quan quy hoạch và quản lý nguồn nước.

6.13  Hồ chứa để cấp nước cho nhu cầu sinh hoạt và ăn uống nên xây dựng ngoài các khu dân cư, trong các lưu vực thưa dân, có nhiều rừng, không có các vật nổi và nước bẩn xả vào và phải có các biện pháp quản lý chặt chẽ và phù hợp theo quy định hiện hành (xem Tài liệu tham khảo [16]).

Xung quanh điểm lấy nước nguồn cấp cho đô thị phải có khu vực bảo vệ nguồn nước theo quy định trong Bảng 6.

Bảng 6 - Khu vực bảo vệ của điểm lấy nước, công trình cấp nước

7  Công trình thu nước

7.1  Yêu cầu chung về công trình thu nước ngầm

7.1.1  Chọn vị trí, kiểu và sơ đồ công trình thu nước ngầm phải căn cứ vào tài liệu địa chất, địa chất thủy văn, công suất của công trình, loại trang thiết bị, điều kiện thi công và điều kiện bảo vệ sinh của khu vực; nói chung phải xét đến:

Đặc điểm của tầng chứa nước và điều kiện bổ cập nước ngầm.

Điều kiện bảo đảm vệ sinh và tổ chức vùng bảo vệ sinh, bảo vệ nguồn nước không bị nhiễm bẩn bởi nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất và không bị nước có độ khoáng hoá cao hoặc có chất độc hại thấm vào.

Khu đất không bị xói lở, trượt hoặc các loại biến dạng khác gây phá hoại công trình.

Có sẵn hoặc có thể làm được đường thi công, đường phục vụ cho việc quản lý công trình và đường ống dẫn nước.

Giếng khoan phải cách xa các công trình kiến trúc tối thiểu 25 m.

7.1.2  Sử dụng nguồn nước ngầm vào mục đích cấp nước phải được sự đồng ý của cơ quan vệ sinh dịch tễ, cơ quan quản lý nguồn nước.

Công trình thu nước phải được cơ quan có thẩm quyền về quản lý nguồn nước cấp phép theo quy định.

Tài liệu xác định trữ lượng nước để thiết kế giếng khai thác phải theo quy định về phân loại và yêu cầu trong thực hiện điều tra, đánh giá tài nguyên nước dưới đất. Việc khoan thăm dò kết hợp với khoan khai thác phải do cơ quan có chức năng và đủ thẩm quyền quyết định.

7.1.3  Khi thiết kế các công trình thu nước mới và mở rộng các công trình hiện có phải xét đến điều kiện hoạt động phối hợp với những công trình thu nước hiện có hoặc đang được xây dựng ở khu vực lân cận.

7.1.4  Các loại công trình thu nước ngầm có thể sử dụng là:

a) Giếng khơi dùng để thu nước mạch nông vào từ xung quanh hoặc từ đáy ở độ sâu thích hợp;

b) Họng hay giếng thu nước ngầm chảy lộ thiên;

c) Đường hầm hoặc ống thu nước nằm ngang dùng để khai thác tầng nước ở độ sâu không quá 8 m, hoặc thu nước ở các lớp đất chứa nước nằm gần các dòng nước mặt (như sông suối, hồ chứa, v.v...) thi công bằng phương pháp đào mở, nếu sâu hơn và mực nước ngầm cao dùng phương pháp khoan ép, đường kính giếng đứng để khoan ép ngang ít nhất là 2 m. Đối với đường hầm ngang thu nước thấm lọc từ dưới đáy song có thể dùng ống bằng thép có khe lưới với tỷ lệ độ mở trên 20 % nhưng vẫn đảm bảo thiết kế kiểm soát cát, tránh gây tắc nghẽn. Xung quanh đổ hai, ba lớp sỏi cuội với kích thước giảm dần từ phần ống lọc ra bên ngoài. Phía trên ống lọc phải bố trí ống dẫn nước rửa ngược ống lọc khi;

d) Giếng khoan mạch sâu có áp hoặc không có áp, hoàn chỉnh hay không hoàn chỉnh;

e) Công trình thu nước dạng tia thu nước thấm, thi công bằng phương pháp khoan ép.

Lựa chọn dùng loại công trình nào phải dựa vào điều kiện nêu tại 7.1.1 và dựa vào tính toán kinh tế kỹ thuật mà quyết định.

7.2  Công trình thu nước ngầm

7.2.1  Trong đồ án thiết kế giếng phải chỉ rõ kết cấu giếng, phương pháp khoan, xác định chiều sâu, đường kính giếng, kiểu ống lọc, loại máy bơm và vỏ bao che của trạm bơm giếng.

7.2.2  Chọn phương pháp khoan giếng phải dựa vào điều kiện địa chất, địa chất thủy văn, độ sâu và đường kính của giếng, lấy theo chỉ dẫn ở Phụ lục D.

7.2.3  Chiều sâu giếng phụ thuộc vào độ sâu địa tầng, chiều dày tầng chứa nước hoặc hệ thống các tầng chứa nước, lưu lượng cần khai thác và mực nước động tương ứng.

7.2.4  Xác định đường kính và chiều dài đoạn ống vách đầu tiên của giếng, đường kính cuối cùng của lỗ khoan giếng phải căn cứ vào lưu lượng cần khai thác, loại và cỡ máy bơm, chiều sâu đặt guồng bơm nếu dùng bơm chìm và bơm trục đứng hoặc chiều sâu đặt ống hút nếu dùng bơm trục ngang, độ nghiêng cho phép của giếng, thiết bj để đo mực nước động trong quá trình khai thác bơm.

CHÚ THÍCH: Đường kính đoạn ống vách đầu tiên của giếng là đường kính trong của ống mà trong đó đặt bơm hoặc các bộ phận hút của bơm

7.2.5  Kích thước và kết cấu ống lọc cần xác định trên cơ sở điều kiện địa chất và địa chất thủy văn tùy theo liều lượng và chế độ khai thác, theo chỉ dẫn ở Phụ lục E.

7.2.6  Chiều dài phần công tác của ống lọc, nếu thu nước trong tầng chứa nước có áp và chiều dày tầng chứa nước dưới 10 m thì lấy bằng chiều dày tầng chứa nước; nếu thu nước trong tầng chứa nước không áp có chiều dày dưới 10 m, thì chiều dài phần công tác của ống lọc lấy bằng chiều dày tầng chứa nước trừ đi độ hạ mực nước trong giếng khi khai thác (ống lọc phải đặt ngập dưới mực nước tính toán), chú ý yêu cầu tại 5.1.1. Khi chiều dày tầng chứa nước lớn hơn 10 m thì chiều dài phần công tác của ống lọc phải được xác định tùy thuộc vào hệ số thấm của đất, lưu lượng khai thác và kết cấu ống lọc.

7.2.7  Phần công tác của ống lọc phải đặt cách đỉnh và đáy tầng chứa nước ít nhất 0,5 m đến 1 m.

7.2.8  Khi khai thác trong nhiều tầng chứa nước thì phần công tác của ống lọc phải đặt trong từng tầng khai thác và nối các phần công tác của ống lọc lại với nhau bằng ống không khoan lỗ.

7.2.9  Những chỗ chuyển tiếp thay đổi đường kính của các đoạn ống vách, hay chỗ chuyển tiếp từ ống vách sang ống lọc có thể cấu tạo bằng cách nối ống hàn liền (dùng côn chuyển tiếp) hoặc nối lồng. Để chống thấm tại chỗ nối lồng có thể dùng bộ phận nối ép (ống bao bên trong dùng sợi đay dầu, v.v...).

Đầu mút trên của ống lọc phải cao hơn chân đế ống vách không ít hơn 3 m khi giếng sâu đến 30 m và không ít hơn 5 m khi giếng sâu trên 50 m.

7.2.10  Đường kính trong của ống vách tại chỗ nối lồng với ống lọc khi khoan đập phải lớn hơn đường kính ngoài của ống lọc ít nhất 50 mm, nếu phải đổ sỏi quanh ống lọc phải lớn hơn ít nhất 100 mm.

Khi khoan xoay, nếu không gia cố thành giếng bằng ống thì đường kính cuối cùng của lỗ khoan giếng phải lớn hơn đường kính ngoài của ống lọc ít nhất 100 mm.

Kết cấu miệng giếng phải đảm bảo độ kín tuyệt đối để ngăn ngừa nước mặt thấm xuống giếng.

7.2.11  Khoảng trống giữa các ống vách hoặc giữa ống vách và thành giếng phải được chèn kỹ bằng bêtông hay đất sét viên (0 30 mm) đầm kỹ để tránh nước mặt thấm qua làm nhiễm bẩn giếng.

Trong một giếng khoan nếu bên trên đường ảnh hưởng của tầng chứa nước dự kiến khai thác có một tầng đất bở rời chứa nước, thì khoảng giữa thành giếng và mặt ngoài ống vách phải chèn kỹ bằng bêtông hoặc đất sét viên. Trong trường hợp cần thiết phải cấu tạo nhiều lớp ống chống để hạn chế mực nước tầng trên rút xuống dưới mang theo hạt mịn làm rỗng đất gây sụt lở nền giếng.

7.2.12  Chiều dài ống lắng cần lấy phụ thuộc tính chất của đất nhưng không quá 3 m.

7.2.13  Phần ống vách của giếng phải cao hơn mặt sàn đặt máy bơm ít nhất 0,3 m. Sau khi hoàn thành việc khoan giếng và lắp đặt ống lọc, cần tiến hành sục rửa giếng và bơm thử. Việc thau rửa giếng và bơm thử cần thực hiện theo các chỉ dẫn tại Phụ lục C.

7.2.14  Giếng khoan trước khi đưa vào khai thác phải đảm bảo các yêu cầu sau đây:

- Độ sâu đúng thiết kế; mực nước động, mực nước tĩnh, bảo đảm khai thác lâu dài kể cả khi có ảnh hưởng của những giếng khai thác xung quanh.

- Độ nghiêng của giếng nhỏ hơn 1:1500;

- Hàm lượng cát của nước bơm lên nhỏ hơn 5 mg/L;

- Lưu lượng bơm thử cao hơn lưu lượng khai thác tối thiểu 7 %.

7.2.15  Khi đặt bơm có động cơ trên miệng giếng (bơm giếng trục đứng); hoặc nếu dùng máy bơm chìm thì đường kính khai thác của ống vách phải lớn hơn đường kính qui ước của máy bơm ít nhất là 50 mm.

7.2.16  Tùy theo điều kiện cụ thể và kiểu thiết bị, miệng giếng phải đặt trong nhà hoặc trong hố chìm. Khi dùng máy bơm có động cơ đặt trên miệng giếng nhất thiết phải có vỏ bao che.

7.2.17  Để khai thác nhóm giếng khi mức nước động nằm sâu không quá 89 m cho phép dùng ống thu kiểu xi phông.

7.2.18  Trường hợp không dùng được các thiết bị lấy nước khác hoàn chỉnh hơn, nếu có cơ sở kinh tế kỹ thuật thì được phép dùng máy nén khí, nhưng phải lấy không khí ở độ cao cách mặt đất ít nhất 4 m. Cửa hút không khí phải có lưới lọc và không để nước mưa rơi vào, đồng thời phải đảm bảo lọc sạch dầu cho không khí sau máy nén.

7.2.19  Chiều cao trạm bơm giếng tính từ mặt đất phải lấy theo kích thước thiết bị nhưng không dưới 3,5 m. Diện tích trạm bơm tối thiểu phải bằng 12 m² để đặt máy, thiết bị điều khiển dụng cụ đo lường kiểm tra và đảm bảo thông thoáng.

Cửa ra vào của trạm bơm giếng phải đảm bảo đưa máy ra vào dễ dàng. Phải có cửa sổ để thông gió, ở các giếng phải có giá để tháo lắp máy hoặc tổ lưu động đặt trên mái bằng của giếng. Trần mái trạm bơm phải có lỗ và cần dự kiến thiết bị nâng tải để tháo lắp động cơ và máy bơm.

7.2.20  Để giữ cho các tầng đất chứa nước không bị nhiễm bẩn thì những giếng bị hỏng hoặc bị nhiễm bẩn không thể sử dụng được nữa phải lấp bỏ bằng đất sét hoặc bêtông. Nhất thiết phải xử lý, trám lấp những giếng thăm dò nếu chúng không được dùng làm giếng khai thác hoặc giếng quan trắc.

7.2.21  Số lượng giếng dự phòng quy định trong Bảng 7.

Bảng 7 - Số giếng dự phòng theo bậc tin cậy cấp nước

7.3  Giếng khơi

7.3.1  Chiều sâu của giếng khơi không quá 15 m. Đường kính của giếng xác định theo tài liệu thăm dò, yêu cầu bố trí thiết bị và thi công thuận tiện, tối thiểu là 0,7 m và không quá 5 m. Giếng có thể làm hình trụ tròn hay hình chóp cụt; thành giếng có thể xây bằng gạch, bằng đá hay bêtông cốt thép lắp ghép.

7.3.2  Nước vào giếng khơi có thể vào từ thành, từ đáy hoặc vừa từ thành và đáy, hoặc có thêm các ống thu hình nan quạt. Chọn kiểu nào là tùy theo tài liệu địa chất thủy văn, yêu cầu dùng nước và tính toán kinh tế kỹ thuật mà quyết định.

7.3.3  Các lỗ nước vào giếng khơi có thể thiết kế bằng tầng lọc sỏi một lớp hay hai lớp, mỗi lớp dày tối thiểu 100 mm. Đường kính hạt của lớp lọc tiếp giáp với tầng chứa nước lấy theo Phụ lục E. Tỷ lệ đường kính tính toán của các hạt giữa hai lớp vật liệu lọc tiếp giáp không nhỏ hơn 5. Có thể chèn các lỗ thu nước bằng những viên bêtông rỗng đúc sẵn, cấp phối quy định trong 7.3.4.

7.3.4  Chọn thành phần hạt sỏi, tỷ lệ nước xi măng cho tầng lọc bằng bê tông rỗng phải dựa vào tính toán theo loại nham thạch của tầng chứa nước bên ngoài. Sơ bộ chọn thành phần hạt như sau:

a) Cỡ sỏi bằng 16d₅₀ (d₅₀ là đường kính hạt trung bình của lớp chứa nước, tức là cỡ mắt sàng cho lọt qua 50 % số hạt đem thí nghiệm).

b) Lượng xi măng mác 40 lấy 250 kg cho 1 m³ bêtông.

c) Tỷ lệ nước/ximăng = 0,3 ÷ 0,35 cho cỡ hạt (7 ÷ 10) mm;

Tỷ lệ nước/ximăng = 0,3 ÷ 0,4 cho cỡ hạt (2 ÷ 6) mm;

Tỷ lệ nước/ximăng = 0,35 ÷ 0,45 cho cỡ hạt (2 ÷ 3) mm.

7.3.5  Khi lấy nước từ đáy thì đáy giếng khơi phải làm một tầng chèn để ngăn ngừa cát đùn lên gồm từ 3 lớp đến 4 lớp cát sỏi có đường kính hạt lớn dần từ dưới lên trên. Mỗi lớp có chiều dày tối thiểu không nhỏ hơn 100 mm, thành phần của hạt vật liệu chèn xem Phụ lục E.

7.3.6  Khi thiết kế giếng khơi phải tuân theo các điều sau đây để tránh nhiễm bẩn nước:

a) Thành giếng cao hơn mặt đất tối thiểu 0,8 m. Phải có cửa thăm để người quản lý có thể ra vào trông nom hoặc sửa chữa;

b) Xung quanh miệng giếng phải có mặt dốc thoát nước bằng vật liệu không thấm nước rộng 1,5 m, độc dốc i = 0,05 hướng ra ngoài, xung quanh thành giếng cần đắp vòng đai đất sét chiều rộng 0,5 m và chiều sâu không ít hơn 1 m;

c) Giếng kín phải làm ống thông hơi, đầu ống thông hơi phải có chóp che mưa và được bịt bằng lưới.

7.3.7  Khi thiết kế một nhóm giếng, nếu có điều kiện thì nên dùng kiểu xi phông để tập trung nước, khi đó mực nước động trong giếng tập trung phải cao hơn đầu hút nước của xi phông 1 m. Độ sâu ống dẫn không quá 4 m. Độ sâu tính từ tim ống đến mực nước động trong giếng không quá 7 m.

7.3.8  Tốc độ nước chảy trong ống xi phông lấy bằng 0,5 m/s đến 0,7 m/s. Độ dốc của đoạn ống từ giếng đến giếng tập trung không nhỏ hơn 0,001.

7.4  Công trình thu nước kiểu nằm ngang

7.4.1  Công trình thu nước kiểu nằm ngang được xây dựng trong các tầng chứa nước không áp nằm ở độ sâu không lớn (nhỏ hơn 8 m) và ở gần nguồn nước mặt.

Công trình thu nước kiểu nằm ngang có thể thiết kế dưới dạng mương hở, rãnh thu bằng đá, đá dăm; đường hầm hoặc ống thu.

7.4.2  Công trình thu dạng rãnh đá dăm chỉ nên dùng để cấp nước tạm thời. Đối với công trình này nước được thu qua rãnh ngầm đổ đầy đá hoặc đá hộc kích cỡ từ 0,1 m đến 0,15 m, xung quanh đổ từ hai lớp đến ba lớp đá dăm hoặc cuội cỡ hạt bé hơn - tạo thành tầng lọc ngược, chiều dày mỗi lớp ít nhất là 150 mm. Đường kính hạt giữa các lớp kề nhau lấy theo Phụ lục E. Kích thước phần rãnh đổ đá lấy phụ thuộc vào công suất cần khai thác và điều kiện địa chất thủy văn của từng tầng đất chứa nước. Phía trên tầng lọc cần phủ một lớp đất sét để tránh nước trên mặt đất thấm trực tiếp vào rãnh.

7.4.3  Đối với hệ thống cấp nước có bậc tin cậy loại I, loại II phải thiết kế đường hầm thu nước. Đường hầm ngang thu nước làm bằng bê tông có chừa lỗ hay khe hở hoặc bằng bêtông rỗng cấp phối tùy thuộc địa tầng bên ngoài, lấy theo quy định trong 7.4.2. Bên ngoài của đường hầm cần có một lớp sòi dày 150 mm, cỡ sỏi lấy theo chỉ dẫn ở Phụ lục E.

7.4.4  Đối với đường hầm thu nước lòng sông hay bãi bồi cần tùy theo tình hình xói mòn của dòng sông mà có biện pháp bảo vệ cho bộ phận trên của tầng lọc. Khi thiết kế đường hầm thu nước nằm ngang ở dưới lòng sông cần tùy theo chất lượng nước sông kết hợp với niên hạn sử dụng mà lấy hệ số dự trữ một cách thích đáng.

7.4.5  Tiết diện đường hầm thu nước cần tính toán thủy lực với điều kiện nước chảy không đầy, đồng thời thoả mãn các điều kiện sau:

a) Tốc độ chảy trong đường hầm lấy từ 0,5 m/s đến 0,8 m/s.

b) Chiều dày lớp nước lấy bằng 0,4 D (D là đường kính đường hầm thu nước).

c) Đường kính trong của đường hầm thu nước D ≥ 200 mm.

7.4.6  Ống thu nước nằm ngang được thiết kế khi độ sâu đỉnh tầng chứa nước nhỏ hơn 5m. Phần thu nước có thể là ống sành, ống bê tông cốt thép hoặc ống chất dẻo, có lỗ tròn, hay khe hở ở 2 bên sườn và phần trên ống. Phần dưới ống (không quá 1/3 chiều cao) không khoan lỗ hoặc khe hở, đường kính nhỏ nhất của ống là 150 mm.

CHÚ THÍCH 1: Cho phép dùng ống bằng kim loại khi có biện pháp chống gỉ, chống ăn mòn, V.V....

CHÚ THÍCH 2: Ống bằng chất dẻo chỉ được dùng loại đảm bảo vệ sinh, không ảnh hưởng đến chất lượng nước.

7.4.7  Xung quanh ống thu nước đặt trong rãnh phải đặt tầng lọc ngược. Thành phần cơ học các lớp của tầng lọc ngược phải được xác định bằng tính toán. Chiều dày mỗi lớp không nhỏ hơn 150 mm. Cấp phối xem Phụ lục E.

7.4.8  Đường kính ống dẫn nước của công trình thu nước kiểu nằm ngang phải xác định ứng với thời kỳ mực nước ngầm thấp nhất. Độ đầy tính toán bằng 0,5 đường kính ống.

7.4.9  Độ dốc của ống về phía giếng thu không được nhỏ hơn:

0,007 khi D = 150 mm

0,005 khi D = 200 mm

0,004 khi D = 250 mm

0,003 khi D = 300 mm

0,002 khi D = 400 mm

0,001 khi D = 500 mm

Tốc độ nước chảy trong ống không nhỏ 0,7 m/s.

7.4.10  Phải đặt các giếng thăm để quan sát chế độ làm việc của ống thu và đường hầm thu nước cũng như để thông gió và sửa chữa; ống thu có đường kính từ 150 mm đến 600 mm, thì khoảng cách giữa các giếng thăm lấy không quá 50 m. Khi đường kính lớn hơn 600 mm thì khoảng cách giữa các giếng thăm lấy bằng 75 m. Đối với đường hầm khoảng, cách giữa các giếng lấy trong khoảng từ 100 m đến 150 m. Tại những điểm ống thu hoặc đường hầm thu nước đổi hướng theo mặt bằng hay mặt đứng cũng đều phải đặt giếng thăm.

7.4.11  Giếng thăm phải có đường kính 1 m. Miệng giếng cao hơn mặt đất tối thiểu 0,5 m. Xung quanh giếng phải láng lớp chống thấm rộng 1 m và chèn đất sét. Giếng thăm phải có ống thông hơi.

7.4.12  Trạm bơm trong công trình thu kiểu nằm ngang phải kết hợp với giếng tập trung. Trường hợp có lý do chính đáng được phép đặt trạm bơm riêng.

7.5  Công trình thu nước mạch

7.5.1  Công trình thu nước mạch (hố hoặc giếng thu nước có độ sâu không lớn) được dùng để thu các nguồn nước mạch chảy lộ thiên. Đối với mạch nước đi lên phải thu nước qua đáy, đối với mạch nước đi xuống cần thu nước qua lỗ trên thành ngăn thu.

7.5.2  Kích thước mặt bằng, cao độ đáy và cao độ mức nước (cốt ống tràn) trong ngăn thu phải dựa vào điều kiện địa chất, địa chất thủy văn và lưu lượng khai thác mà quyết định.

7.5.3  Để thu nước mạch từ các lớp đất đá có khe nứt cho phép không dùng tầng lọc, để thu nước từ các lớp đất đá bở rời phải có tầng lọc ngược.

7.5.4  Ngăn thu phải đặt ống tràn, cốt miệng ống tràn cần tính theo lưu lượng của mạch; nếu đặt cao quá, áp lực tĩnh trước miệng phun tăng lên, lưu lượng mạch chảy ra bị giảm và có thể xảy ra trường hợp mạch chuyển ra nơi khác có áp lực thấp hơn. Nếu đặt cốt miệng ống tràn thấp quá sẽ không tận dụng hết lưu lượng phun ra của mạch, ống cho nước vào ngăn thu có đường kính không nhỏ hơn 100 mm.

7.5.5  Để lắng cặn khi nước có nhiều cặn lớn phải cấu tạo tường tràn chia ngăn thu làm hai ngăn, một ngăn để lắng và một ngăn để thu nước.

7.5.6  Ngăn thu phải được bảo vệ khỏi sự ô nhiễm bề mặt và phải đảm bảo điều kiện vùng bảo hộ vệ sinh theo quy định trong Bảng 6

7.6  Công trình thu nước mặt

7.6.1  Quy định chung về công trình khai thác nước mặt:

a) Bậc tin cậy của công trình khai thác nước mặt lấy theo Bảng 8.

b) Công trình khai thác nước mặt phải bảo đảm:

- Đủ công suất thiết kế. Khi phân đợt xây dựng, công trình khai thác phải xây dựng toàn bộ ngay từ đầu;

- Công trình làm việc an toàn, ổn định, bền lâu; không gây ảnh hưởng đến chế độ thủy văn của nguồn cấp nước và giao thông đường thủy; phải tính đến mực nước biển dâng cao và xâm nhập mặn ở khu vực ven biển.

c) Vị trí công trình thu nước mặt, phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Phải đặt ở thượng lưu của dòng chảy so với khu vực dùng nước theo quy hoạch phát triển đô thị dài hạn;

- Phải đặt ở nơi có điều kiện địa chất công trình tốt và tránh được ảnh hưởng của các hiện tượng thủy văn khác, có bờ và lòng sông ổn định, ít bị xói lở bồi đắp và thay đổi dòng nước, có đủ độ sâu cần thiết khi ở mực nước thấp nhất, đảm bảo công trình ổn định lâu dài để công trình ổn định lâu dài;

- Không được phép đặt công trình thu ở hạ lưu sát nhà máy thủy điện, trong khu vực ngay dưới cửa sông với khoảng cách nhỏ nhất là 500 m.

d) Khi xây dựng công trình khai thác nước phải tính đến khả năng súc xả, thuận tiện nạo vét bùn cặn, vớt rác.

e) Cửa thu nước:

- Công trình khai thác nước mặt phải có tối thiểu 2 ngăn thu nước. Mỗi ngăn phải có các cửa để thu nước;

- Cửa thu kiểu thường xuyên ngập: phải đảm bảo sao cho khi thu nước không tạo xoáy trên mặt nước; Khoảng cách tối thiểu giữa mực nước thấp nhất đến đỉnh của cửa thu hoặc ống thu là 0,5 m; tính toán với chu kỳ lặp 50 năm;

- Không được xây dựng cửa thu nước trong luồng chạy của các phương tiện giao thông đường thủy, trong luồng di chuyển của cát và phù sa đáy sông hoặc khu vực có rong tảo phát triển;

- Khi độ dao động mực nước các mùa từ 6 m trở lên phải bố trí 2 hàng cửa thu nước ở độ cao khác nhau. Khoảng cách theo chiều cao giữa 2 hàng cửa tối thiểu là 3 m;

- Cửa thu nước phải có song chắn rác và lưới chắn rác, phải có hệ thống phao chống dầu xung quanh khu vực công trình thu nước.

Bảng 8 - Dạng và bậc tin cậy của công trình khai thác nước

7.6.2  Kết cấu công trình thu phải đảm bảo:

- Thu được từ nguồn nước lưu lượng tính toán;

- Không tạo nên sự lắng cặn cục bộ tại khu vực khai thác;

- Không cho rác, rong tảo, cá lọt vào công trình.

7.6.3  Kết cấu công trình thu nước mặt cần căn cứ vào:

- Lưu lượng nước tính toán;

- Bậc tin cậy của công trình thu;

- Đặc điểm thủy văn của nguồn nước, có kể đến mức nước cao nhất và thấp nhất;

- Yêu cầu của cơ quan vệ sinh dịch tễ, cơ quan quản lý nguồn nước, giao thông đường thủy.

7.6.4  Công trình thu nước chia làm 3 bậc tin cậy theo bậc tin cậy của hệ thống cấp nước (xem 4.1).

7.6.5  Cấp thiết kế của công trình thu nước chủ yếu được xác định theo bậc tin cậy của chúng.

CHÚ THÍCH: Cấp thiết kế của đập dâng nước và chứa nước có trong thành phần của cụm công trình thu nước mặt phải lấy theo tiêu chuẩn thiết kế công trình thủy lợi, nhưng không thấp hơn:

Cấp II với bậc tin cậy cấp nước I;

Cấp III với bậc tin cậy cấp nước II;

Cáp IV với bậc tin cậy cấp nước III.

7.6.6  Việc thiết kế công trình thu nước cần tính đến khả năng tăng nhu cầu dùng nước trong tương lai.

7.6.7  Vị trí đặt công trình thu nước mặt cần phải đảm bảo yêu cầu sau:

a) Ở đầu dòng nước so với khu dân cư và khu vực sản xuất;

b) Lấy đủ lượng nước yêu cầu cho trước mắt và cho tương lai;

c) Thu được nước có chất lượng tốt và thuận tiện cho việc tổ chức bảo vệ sinh nguồn nước;

d) Phải ở chỗ có bờ, lòng sông ổn định, ít bị xói lở bồi đắp và thay đổi dòng nước, đủ sâu; ở chỗ có điều kiện địa chất công trình tốt và tránh được ảnh hưởng của các hiện tượng thủy văn khác: sóng, thủy triều, v.v...;

e) Tổ chức hệ thống cấp nước (bao gồm thu, dẫn, xử lý và phân phối nước) một cách hợp lý và kinh tế nhất;

f) ở gần nơi cung cấp điện;

g) Có khả năng phối hợp giải quyết các yêu cầu của công nghiệp, nông nghiệp và giao thông đường thủy một cách hợp lý.

7.6.8  Các công trình thu nước mặt nói chung phải có khả năng làm sạch nước sơ bộ khỏi các vật nổi, rác rưởi và khi cần thiết cả phù sa. Đặt công trình thu ở nơi mà trong mùa lũ có vật nổi lớn (gỗ, tre, nứa, v.v...) phải có biện pháp hướng vật nổi di chuyển tránh công trình thu hoặc phải rào phía thượng nguồn công trình thu. Khi thiết kế công trình thu nước mặt lớn trong điều kiện địa chất thủy văn phức tạp cần phải tiến hành thí nghiệm trên mô hình.

7.6.9  Không được phép đặt công trình thu trong luồng đi lại của tàu bè, trong khu vực có phù sa di chuyển dưới đáy sông, ở thượng lưu sát hồ chứa, ở nơi cá cư trú, ở cửa sông và ở nơi có nhiều rong tảo.

7.6.10  Không nên đặt công trình thu ở hạ lưu sát nhà máy thủy điện, trong khu vực ngay dưới cửa sông.

7.6.11  Công trình thu ở hồ chứa phải đặt:

- Ở độ sâu không nhỏ hơn 3 lần chiều cao tính toán của sóng trong điều kiện mực nước thấp nhất;

- Trong vùng kín sóng;

- Ngoài dài đất (doi đất) chạy song song gần bờ hoặc nối với bờ gây gián đoạn dòng chảy.

7.6.12  Công trình thu nước ven biển hoặc hồ lớn phải đặt trong vịnh, sau công trình chắn sóng hoặc trong vùng không có sóng vỗ.

7.6.13  Điều kiện thu nước từ nguồn nước được phân loại theo mức độ phức tạp của việc thu nước, sự ổn định của lòng sông, bờ sông; chế độ thủy văn và mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước theo các chỉ tiêu trong Bảng 8. Đối với những vùng sông ít giao thông thủy, mực nước dao động lớn, địa chất không ổn định, có thể dùng công trình thu nước dạng phao (hệ thống bơm đặt trên bè nổi), họng thu nước được neo giữ vào phao.

7.6.14  Sơ đồ công trình thu nước cần lấy theo Bảng 9 tùy theo bậc tin cậy yêu cầu và độ phức tạp của điều kiện thu nước.

7.6.15  Để đảm bảo bậc tin cậy cấp nước cần thiết trong điều kiện thu nước khó khăn phải dùng công trình thu phối hợp với các kiểu khác nhau, phù hợp với các đặc điểm tự nhiên và phải có biện pháp chống phù sa và khắc phục các khó khăn khác. Trong trường hợp này, cần phải đặt công trình thu ở hai vị trí không bị ngừng cấp nước cùng một lúc. Công suất của mỗi công trình thu có bậc tin cậy cấp nước I cần lấy bằng 75% lưu lượng tín toán; với bậc tin cậy cấp nước II lấy bằng 50 % lưu lượng tính toán. Công trình thu có bậc tin cậy cấp nước II và III trong điều kiện thu nước dễ dàng hay trung bình được phép tăng 1 bậc.

Bảng 9 - Phân loại công trình thu nước

Bảng 10 - Các dạng công trình thu nước

7.6.16  Khi độ sâu gần bờ sông đảm bảo thu nước bình thường hoặc có thể tăng thêm độ sâu bằng các công trình điều chỉnh, đồng thời có đủ điều kiện về địa chất công trình và khả năng thi công thì cần thiết kế công trình thu nước kiều kết hợp.

Trong trường hợp điều kiện địa chất công trình, điều kiện thủy văn, khả năng thi công cho phép và khi công trình thu có công suất nhỏ thì có thể đặt họng thu nước gần bờ, trạm bơm đặt riêng và nối với nhau bằng ống hút.

7.6.17  Khi độ sâu ở bờ sông không đủ để thu nước và dao động mức nước đến 6 m, thì đối với công trình thu có công suất nhỏ cần cấu tạo:

- Họng thu ngập đặt ở lòng sông;

- Ngăn thu có lưới chắn rác đặt trên bờ;

- Ống tự chảy hoặc ống xi phông nối họng thu với ngăn thu;

- Trạm bơm đặt riêng hoặc kết hợp với ngăn thu.

Khi mực nước dao động trên 6m và khi dùng máy bơm trục đứng thì nên bố trí trạm bơm kết hợp với ngăn thu có lưới chắn rác ở bờ.

7.6.18  Đối với công trình thu có bậc tin cậy cấp nước I có công suất trung bình hoặc lớn phải xét khả năng dùng vịnh hoặc mương có bờ cao để dẫn nước từ lòng sông vào trong trường hợp:

- Cần thu lưu lượng lớn khi không đủ độ sâu;

- Trong nguồn nước có nhiều phù sa và cát bồi.

7.6.19  Chọn kiểu, cấu tạo và hình dáng vịnh thu phải dựa trên kết quả nghiên cứu thực nghiệm bằng mô hình thủy lực trong phòng thí nghiệm.

7.6.20  Khi sử dụng nguồn nước sông mà không đủ độ sâu cần xét khả năng xây dựng:

- Công trình thu kiểu kết hợp hay kiểu đặc biệt để đảm bảo thu nước một cách tin cậy;

- Công trình điều hoà cục bộ dòng chảy hay lòng sông để tăng khả năng thu nước hoặc tăng độ sâu cục bộ, làm cho việc vận chuyển phù sa dưới đáy sông được tốt hơn;

- Đập dâng nước.

7.6.21  Đối với những công trình thu nước có công suất trung bình hoặc nhỏ ở những con sông do có nhiều phù sa mà việc thu nước gặp nhiều khó khăn, cũng như trong trường hợp không thể đặt công trình thu nước ở lòng sông vì phải đảm bảo giao thông đường thủy, thì phải nghiên cứu khả năng xây dựng ở phía trước công trình thu vịnh thu nước sát bờ, cho phép ngập nước về mùa lũ, nhưng không tích tụ phù sa hoặc cát bồi.

7.6.22  Đối với công trình thu nước sông ở miền núi hoặc trung du phải giải quyết việc vận chuyển các vật cứng vòng qua công trình thu bằng cách:

- Xây dựng công trình hướng dòng di chuyển phù sa, cát bồi khi không cố đập;

- Xả phù sa, cát bồi qua thiết bị thau rửa của đập dâng nước;

- Dùng bể lắng đặt đầu công trình thu;

- Di chuyển dòng bùn, cát, đá theo dòng sông.

7.6.23  Khi kết hợp công trình thu nước với đập dâng nước, phải dự kiến khả năng sửa chữa đập trong khi công trình thu vẫn hoạt động bình thường.

7.6.24  Khi đặt công trình thu trong hồ nước nuôi cá phải có thiết bị bảo vệ cá dưới dạng một bộ phận của họng thu hoặc dưới dạng một công trình riêng biệt trên mương dẫn nước. Việc đặt và chọn thiết bị bảo vệ cá phải được sự đồng ý của cơ quan thủy sản.

7.6.25  Được phép không đặt thiết bị bảo vệ cá trong các trường hợp:

- Công trình thu kiểu thấm;

- Họng thu nước đặt ngập dưới sông và tốc độ dòng chảy của sông khi đi qua họng thu về mùa cạn lớn gấp ba lần tốc độ nước chảy vào họng thu;

- Tại họng thu của công trình thu nước có công suất nhỏ và vào thời kỳ cá đẻ, song chắn rác được thay thế bằng lưới chắn rác có mắt lưới nhỏ và có dự kiến việc rửa lưới bằng dòng nước ngược.

7.6.26  Kích thước các bộ phận chủ yếu của công trình thu (cửa thu nước, lưới, ống, mương dẫn, v.v...) cũng như cao độ trục máy bơm cần xác định bằng tính toán thủy lực với lưu lượng tính toán và mực nước thấp nhất (theo Bảng 8), có xét đến việc ngừng một đường ống hút hoặc một ngăn thu để sửa chữa hoặc kiểm tra.

7.6.27  Kích thước cửa thu nước xác định theo tốc độ trung bình của nước chảy qua song hoặc lưới chắn rác có tính đến yêu cầu bảo vệ cá.

Tốc độ cho phép của nước chảy vào cửa thu nước (chưa kể đến yêu cầu bảo vệ cá) trong điều kiện thu nước trung bình và khó khăn cần lấy như sau:

Vào họng thu nước ở bờ không ngập: V = 0,6 m/s ÷ 0,2 m/s.

Vào họng thu nước ngập: V = 0,3 m/s ÷ 0,1 m/s.

Khi có yêu cầu bảo vệ cá (trường hợp dùng lưới chắn rác phẳng có mắt lưới từ 2 mm đến 3 mm đặt trước cửa thu nước) nhưng không kể đến sự phức tạp của điều kiện thu nước trong các con sông có tốc độ dòng chảy lớn hơn 0,4 m/s, thì tốc độ cho phép của nước chảy qua cửa thu là 0,25 m/s. Nếu thu nước ở dòng sông có tốc độ dòng chảy không vượt quá 0,4 m/s và thu nước ở hồ thì lấy tốc độ nước chảy qua cửa thu bằng 0,1 m/s.

CHÚ THÍCH: Tốc độ quy định trên đây tính với tổng diện tích lỗ của song hoặc lưới bảo vệ cá.

Trong điều kiện thu nước dễ dàng từ hồ nuôi cá, tốc độ cho phép được chọn tùy theo yêu cầu bảo vệ cá và thiết bị chắn cá. Đối với công trình thu kiểu đặt sâu, thu nước theo từng lớp, tốc độ tính toán phải xác định riêng.

7.6.28  Kích thước và diện tích cửa thu nước xác định cho tất cả các ngăn làm việc đồng thời (trừ ngăn dự phòng) theo công thức:

trong đó:

7.6.29  Trong các công trình thu nước kiểu thấm thì diện tích lớp thấm cũng xác định theo công thức (5), nhưng lấy hệ số K= 1/P trong đó P là độ rỗng của lớp thấm, lấy bằng 0,3 đến 0,5 (đối với lớp thấm có tầng lọc là sỏi và đá dăm) và bằng 0,25 đến 0,35 (với lớp thấm là bê tông rỗng).

CHÚ THÍCH: Không được áp dụng công trình thu nước kiểu thấm đối với công trình thu cố định từ các nguồn nước bị nhiễm bẩn mà không đảm bảo việc sửa lớp thấm bị nhiễm bẩn.

7.6.30  Các công trình thu phải được bảo vệ khỏi sự xói lở bởi các dòng chảy vòng bằng cách xây nền sâu và gia cố đáy xung quanh công trình.

7.6.31  Công trình thu phải được bảo vệ khỏi sự phá hoại bởi vật nổi và neo tàu thuyền. Tùy theo bậc tin cậy đặt ra đối với hệ thống cấp nước và mức độ phức tạp của các điều kiện thu nước, công trình thu phải đảm bảo các phương tiện để chống sự bồi đắp đáy. Chỗ đặt công trình thu phải được rào bằng các phao nổi.

7.6.32  Các công trình thu ở bờ phải được bảo vệ chống xói lở do các tác dụng của dòng nước và sóng bằng cách gia cố bờ và đáy.

7.6.33  Mép dưới cửa thu nước phải đặt cao hơn đáy sông hồ tối thiểu 0,5 m. Mép trên của cửa thu hay của các công trình đặt ngập thì phải đặt thấp hơn lòng trũng của sóng 0,3 m.

Độ ngập của cửa thu khi thu nước thành từng lớp cần phải xác định theo tính toán đối với độ ổn định phân tầng của khối nước trong hồ chứa.

7.6.34  Khi xây dựng công trình thu nước cần tính toán đến khả năng nghêu sò và rong tảo làm tắc nghẽn các bộ phận thu nước để có biện pháp phòng chống (Ví dụ Clo hoá, v.v...).

7.6.35  Cho phép dùng ống dẫn xi phông ở các công trình thu nước có bậc tin cậy cấp nước loại II và loại III. Đối với các công trình thu nước thuộc bậc tin cậy cấp nước loại I phải có lý do xác đáng mới được phép dùng ống dẫn xi phông.

7.6.36  Đường ống tự chảy có các điểm tháo nước phải được thiết kế bằng ống hay mương ngầm làm bằng vật liệu không rỉ (ống bê tông cốt thép, ống gang, mương ngầm bê tông cốt thép).

7.6.37  Đường ống dẫn nước tự chảy và ống xi phông thả dưới nước cho phép dùng ống thép hàn thành ống nối liền có các mối nối tăng cường và có nền ổn định.

7.6.38  Phải kiểm tra độ nổi của ống tự chảy và ống xi phông làm bằng thép và phải cấu tạo lớp cách ly chống rỉ, khi cần thiết phải áp dụng biện pháp bảo vệ ca tốt hay bảo vệ bề mặt.

7.6.39  Đường ống xi phông và tự chảy đặt trong giới hạn lòng sông phải được bảo vệ mặt ngoài khỏi sự bảo mòn của bùn cát đáy và không bị neo tàu thuyền làm hư hỏng bằng cách đặt sâu chúng dưới đáy tùy theo điều kiện thực tế nhưng phải sâu ít nhất 0,5 m hoặc ốp bằng bê tông tấm hoặc đá dăm có gia cố chống xói lở.

7.6.40  Kích thước tiết diện của ống hút và ống xi phông tự chảy phải xác định bằng tính toán thủy lực đối với chế độ làm việc bình thường của công trình thu theo các trị số tốc độ sau đây:

- Đối với ống tự chảy từ 0,7 m/s đến 1,5 m/s;

- Đối với ống hút từ 1,2 m/s đến 1,5 m/s.

Trong trường hợp này, tiết diện ngang của ống xi phông hay ống tự chảy được xác định theo tốc độ cho phép, phải được kiểm tra về khả năng xói rửa các hạt lắng đọng trong đường ống.

7.6.41  Mực nước tính toán tối thiểu trong các ngăn thu nước phải xác định bằng tính toán thủy lực, ứng với các trường hợp:

- Mức nước tối thiểu trong nguồn nước;

- Khí một ngăn của công trình thu nước không làm việc;

- Khi xuất hiện các điều kiện bất lợi khác (tắc lưới chắn rác, tắc ống dẫn, v.v...);

CHÚ THÍCH: Khi thấy có khả năng làm tắc ống dẫn bởi nghêu sò thì cần tính toán tổn thất trên đường ống dẫn với trị số độ nhám bằng 0,02 - 0,04.

- Khi ống dẫn xi phông có chiều dài lớn phải dự kiến đặt thiết bị để mở từ từ van xả tại máy bơm.

7.6.42  Chọn lưới để làm sạch sơ bộ nước nguồn phải chú ý đến đặc điểm của sông hồ chứa nước và công suất của công trình thu.

Trong điều kiện sông hồ bị nhiễm bẩn ở mức trung bình, nghiêm trọng và rất nghiêm trọng mà công suất thu nước lớn hơn 1 m³/s thì phải dùng lưới quay.

7.6.43  Diện tích công tác của lưới phẳng hay lưới quay phải xác định theo mực nước tối thiểu trong ngăn đặt lưới và tốc độ qua mắt lưới và được chọn như sau:

a) Không lớn hơn 0,6 m/s trong trường hợp cá có thể đi vào ngăn đặt lưới;

b) từ 0,8 m/s đến 1,2 m/s khi có thiết bị ngăn cá ở phía ngoài ngăn thu đặt ở bờ.

7.6.44  Đối với công trình thu buộc phải dùng máy bơm li tâm trục đứng thì phải chọn số lượng của chúng là ít nhất.

Đối với công trình thu công suất nhỏ cho phép dùng các máy bơm chìm.

7.6.45  Để có thể tăng công suất của công trình thu phải có dự kiến đặt trong trạm bơm một tổ máy bơm bổ sung hoặc thay thế bằng máy bơm có công suất lớn hơn cũng như phải có dự kiến đặt trước vào trạm bơm các đoạn ống lồng để có thể đấu thêm vào trạm các ống xi phông hoặc tự chảy, v.v...

7.6.46  Trạm bơm nước thô (cấp một) của các công trình thu phải thiết kế theo chỉ dẫn nêu trong Điều 9. Khi thiết kế trạm bơm phải có dự kiến đặt bơm thoát nước rò rỉ bơm hút bùn từ các ngăn thu nước và bơm rửa lưới (trong trường hợp không thể dùng nước lấy từ các đường ống áp lực).

8  Làm sạch và xử lý nước

8.1  Các phương pháp xử lý nước

8.1.1  Phương pháp xử lý nước, thành phần và các thông số tính toán công trình, liều lượng tính toán các hoá chất phải xác định theo: Chất lượng nước nguồn, chức năng của hệ thống cấp nước, công suất trạm xử lý nước, điều kiện địa phương, điều kiện kinh tế kỹ thuật và dựa vào những số liệu nghiên cứu công nghệ và vận hành những công trình làm việc trong điều kiện tương tự. Đối với những công trình xử lý nước có công suất từ 30.000 m³/ngđ trở lên hoặc chất lượng nguồn nước phức tạp, cần phải lập mô hình thí nghiệm để xác định dây chuyền công nghệ xử lý nước và các thông số kỹ thuật cần thiết.

8.1.2  Khi lựa chọn các phương pháp xử lý hoá học phải tuân theo chỉ dẫn tại 8.1. Để tính toán sơ bộ, có thể lấy theo Bảng 11.

8.1.3  Khi thiết kế trạm xử lý nước cần cân nhắc việc dùng lại nước rửa lọc. Nước rửa lọc, nước xả cặn và xả kiệt từ bể lắng, nước thải từ nhà hoá chất, từ các công trình phụ trợ không được xả trực tiếp ra sông hồ dùng làm nguồn cấp nước mà phải đưa vào các công trình chứa để xử lý trước khi thải ra nguồn tiếp nhận hoặc thu hồi lại. Việc xả nước thải của các nhà máy xử lý nước sau khi đã xử lý vào nguồn tiếp nhận phải tuân thủ các quy định hiện hành về ngưỡng nguy hại đối với bùn thải từ quá trình xử lý nước (xem Tài liệu tham khảo [17]).

8.1.4  Để kiểm tra quá trình công nghệ xử lý và khử trùng nước, trước và sau mỗi công trình (bể trộn, bể lắng, bể lọc, bể chứa, trạm bơm, v.v...) đều phải đặt thiết bị để lấy mẫu nước phân tích.

8.1.5  Phân loại các nguồn nước mặt như sau:

a) Theo hàm lượng cặn:

- Nước ít đục: đến 50 mg/L;

- Nước đục vừa: từ 50 mg/L đến 250 mg/L;

- Nước đục: từ 250 mg/L đến 1000 mg/L;

- Nước rất đục: trên 1000 mg/L.

b) Theo độ đục:

- Nước ít mầu: dưới 35 NTU;

- Nước có mầu trung bình: từ 35 NTU đến 120 NTU;

- Nước có mầu cao: lớn hơn 120 NTU.

8.1.6  Công suất tính toán các công trình làm sạch phải tính cho ngày dùng nước nhiều nhất cộng với lưu lượng nước dùng riêng cho trạm; Đồng thời phải kiểm tra điều kiện làm việc tăng cường để đảm bảo lượng nước bổ sung khi có cháy.

8.1.7  Lưu lượng nước dùng riêng cho trạm làm trong, khử mầu, trạm khử sắt, v.v... lấy bằng 3 % đến 4 % lượng nước cấp cho hộ tiêu thụ nếu có dùng lại nước rửa bể lọc; lấy bằng 5 % đến 10 % khi không dùng lại nước rửa lọc. Đối với trạm làm mềm và khử muối thì lấy bằng 20 % đến 30% và phải xác định chính xác lại bằng tính toán.

8.1.8  Trạm làm sạch và xử lý nước phải tính cho điều kiện làm việc điều hoà suốt ngày đêm với khả năng ngừng từng công trình để kiểm tra, thau rửa và sửa chữa. Đối với trạm công suất đến 3000 m³/ngày thì được phép làm việc một phần ngày đêm.

Bảng 11 - Các phương pháp xử lý nước

8.1.9  Các công trình công nghệ chủ yếu của trạm xử lý nước nên lấy theo Bảng 12 và chỉ dẫn.

Bảng 12 - Các công trình chính trong dây chuyền công nghệ xử lý nước

8.2  Công trình lắng sơ bộ

8.2.1  Công trình lắng sơ bộ dùng trong trường hợp nước có nhiều cặn (từ 1.000mg/L trở lên) để lắng bớt những cặn nặng làm khó khăn cho việc xả cặn, giảm bớt dung tích vùng chứa cặn của 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 vào trạm bơm I để làm công trình lắng sơ bộ.

8.2.2  Tính toán công trình lắng sơ bộ cần có những số liệu thí nghiệm lắng nước và kinh nghiệm quản lý các công trình đã có. Sơ bộ có thể theo những quy định sau:

- Khi dùng hồ lắng để lắng nước xử lý không dùng chất phản ứng thì lấy chiều sâu từ 1,5 m đến 3,5 m. Thời gian nước lưu lại trong hồ từ một ngày đến bảy ngày (trị số lớn dùng cho nước ít cặn và có độ màu cao); tốc độ dòng nước không quá 1 mm/s. Cần dự kiến từ bốn tháng đến một năm tháo rửa hồ một lần tính cả dung tích vùng chứa cặn. Cần bố trí quỹ đất xây dựng hồ sơ lắng kết hợp dự trữ nước nhằm hỗ trợ nguồn nước khi gặp sự cố công trình cấp nước; đặc biệt đối với khu vực khó khăn về nguồn nước hay nhiễm mặn;

- Phải dự kiến các biện pháp và thiết bị để tháo rửa hồ như: chia hồ thành hai ngăn xả riêng biệt, bơm hút bùn, đường ống hút trực tiếp từ sông, tăng liều lượng chất phản ứng, giảm tốc độ lắng, v.v... Bờ hồ phải cao hơn mặt đất bên ngoài 0,5 m; miệng hút nước phải đặt cao hơn mặt bùn dự kiến cao nhất 0,5 m.

Khi dùng bể lắng ngang để sơ lắng thì lấy tốc độ rơi của cặn từ 0,5 mm/s đến 0,6 mm/s. Các thông số tính toán khác lấy theo chỉ dẫn trong 8.9.2.

8.2.3  Kết cấu bể lắng ngang để lắng sơ bộ có thể làm bằng bê tông cốt thép, gạch hay đất đắp nổi, nửa chìm nửa nổi hay đào sâu dưới đất. Khi làm bằng đất cần có biện pháp gia cố thành, 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 địa phương và thông qua so sánh về kinh tế, kỹ thuật mà quyết định.

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

8.3  Chuẩn bị hóa chất

8.3.1  Liều lượng hóa chất được tính toán theo các thời kỳ trong năm phụ thuộc vào chất lượng nguồn nước thô và sẽ được điều chỉnh chính xác khi vận hành nhà máy sao cho hàm lượng hóa chất còn lại trong nước sau xử lý nằm trong phạm vi cho phép theo quy định hiện hành (xem Tài liệu tham khảo [14]).

8.3.2  Liều lượng phèn tính theo Al₂(SO₄)₃, FeCl₃, Fe₂(SO₄)₃. Sản phẩm khô hoặc dạng lỏng được chọn sơ bộ như sau:

a) Xử lý nước đục (theo Bảng 13);

b) Khi xử lý nước có mầu, liều lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước hoặc dạng lỏng tính theo công thức:

trong đó

P_p là liều lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước hoặc dạng lỏng, tính bằng miligam trên lít (mg/L);

M là độ mầu của nước nguồn, tính bằng độ theo thang màu Platin-Côban

CHÚ THÍCH: Trong trường hợp nguồn nước thô vừa đục vừa có màu thì lượng phèn được xác định theo Bảng 13 và theo Công thức (6) rồi chọn lấy giá trị lớn nhất.

Bảng 13 - Liều lượng phèn (sơ bộ) để xử lý nước

8.3.3  Liều lượng chất phụ trợ keo tụ nên lấy như sau:

a) Poliacrylamid (PAA):

- Khi cho vào nước trước bể lắng hoặc bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng, lấy theo Bảng 14;

- Khi cho vào nước trước bể lọc ở sơ đồ lắng 2 bậc lấy bằng 0,05 mg/L đến 0,1 mg/L;

- Khi cho vào trước bể lọc tiếp xúc hay bể lọc ở sơ đồ lọc 1 đợt lấy bằng 0,2 mg/L đến 0,6 mg/L.

b) Axít silic hoạt tính (theo SiO₂):

- Khi cho vào nước trước bể lắng hay bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng lấy bằng 2 mg/L đến 3 mg/L;

- Khi cho vào nước trước bể lọc ở sơ đồ làm sạch 2 bậc lấy bằng 0,2 mg/L đến 0,5 mg/L;

- Khi cho vào nước trước bể lọc tiếp xúc hay bể lọc ở sơ đồ làm sạch một bậc lấy bằng 1 mg/L đến 3 mg/L.

Bảng 14 - Liều lượng PAA cho vào nước

8.3.4  Liều lượng hóa chất chứa Clo (theo Clo hoạt tính) khi Clo hóa trước để xúc tiến quá trình keo tụ, quá trình khử mầu và khử trùng, cũng như để đảm bảo yêu cầu vệ sinh cho các công trình cần lấy từ 2 mg/L đến 6 mg/L.

8.3.5  Khi trong nước nguồn có Phenol cần phải cho amoniăc hoặc muối amôni (tính theo NH₃) với liều lượng bằng 20 % đến 25% liều lượng Clo, trước khi Clo hóa nước.

8.3.6  Liều lượng hóa chất để kiểm hóa D_K tính bằng mg/L, cần xác định theo công thức:

trong đó

D_K là liều lượng hóa chất để kiểm hóa, tính bằng miligam trên lít (mg/L);

P_P là liều lượng phèn lớn nhất trong thời gian kiềm hóa, tính bằng miligam trên lít (mg/L);

e là đương lượng của phèn (không chứa nước), tính bằng miligam đương lượng trên lít (mgđl/L):

k là độ kiềm nhỏ nhất của nước, tính bằng miligam đương lượng trên lít (mgđl/L);

K là đương lượng gam của chất kiềm hóa.

8.3.7  Để khử vị và mùi có thể sử dụng thêm các hóa chất sau:

a) Than hoạt tính dạng bột;

b) Kali Pecmanganat;

c) Ôzôn.

Liều lượng các hóa chất trên xác định theo thực nghiệm.

CHÚ THÍCH: Khi xử lý nước bị nhiễm bẩn nặng, có thể dùng phối hợp Ôzôn, hoặc Kali Pecmanganat và than hoạt tính, lúc đó than hoạt tính cho vào nước sau khi cho Kali Permanganat hoặc Ôzôn.

8.3.8  Trình tự cho hóa chất vào nước và khoảng cách thời gian giữa những lần cho các hóa chất lấy theo Bảng 15.

Nếu không thể đảm bảo khoảng cách thời gian cần thiết giữa những lần cho hóa chất vào đường ống dẫn nước thô ở trước trạm làm sạch và trong bể trộn thì cho phép đặt bể trộn và bể tiếp xúc phụ, nhưng cấu tạo của chúng không được phép để cho hóa chất cho vào nước dưới dạng huyền phù bị lắng xuống.

Bảng 15 - Trình tự cho hóa chất vào quy trình xử lý

8.3.9  Hóa chất cần được điều chế và định lượng dưới dạng dung dịch hay huyền phù. Việc định lượng hóa chất phải đảm bảo độ chính xác bằng ± 5% liều lượng đã định. Số thiết bị định lượng cần phải lấy theo số điểm cho hóa chất vào nước, nhưng ít nhất là hai thiết bị (có một thiết bị dùng để dự phòng)

CHÚ THÍCH: Các thiết bị định lượng cần đặt ở nơi dễ quan sát, đủ ánh sáng và phải có dụng cụ để kiểm tra.

8.3.10  Trước khi cho vào nước, các chất phản ứng phải hòa thành dung dịch qua các giai đoạn hòa tan, điều chỉnh nồng độ rồi chứa trong các bể (hoặc thùng) tiêu thụ.

a) Dung tích bể hòa trộn tính theo công thức:

trong đó:

W₁ là dung tích bể hòa trộn, tính bằng mét khối (m³);

q là lưu lượng nước xử lý, tính bằng mét khối trên giờ (m³/h);

p là liều lượng hóa chất dự tính cho vào nước, tính bằng gam trên mét khối (g/m³);

n là số giờ giữa 2 lần hòa tan đối với trạm công suất:

- Nhỏ hơn 1 200 m³/ngày: n = 24 h;

- Từ 1 200 đến 10 000 m³/ngày: n = 12 h;

- Từ 10 000 đến 50 000 m³/ngày: n = 8 ÷ 12 h;

- Lớn hơn 50 000 m³/ngày: n = 6 ÷ 8 h.

b_h là nồng độ dung dịch hóa chất trong thùng hòa trộn, tính bằng phần trăm (%);

γ là khối lượng riêng của dung dịch, lấy bằng 1 T/m³.

b) Dung tích bể tiêu thụ tính theo công thức:

trong đó:

W₂ là dung tích bể tiêu thụ, tính bằng mét khối (m³);

W₁ là dung tích bể hòa trộn, tính bằng mét khối (m³);

b_h là nồng độ dung dịch hóa chất trong thùng hòa trộn, tính bằng phần trăm (%);

b_t là nồng độ dung dịch hóa chất trong thùng tiêu thụ, tính bằng phần trăm (%).

8.3.11  Nồng độ dung dịch phèn trong bể hòa trộn lấy từ 10 % đến 17%; trong bể tiêu thụ lấy từ 4 % đến 10 % tính theo sản phẩm khô.

8.3.12  Cấu tạo bể hòa tan phải đảm bảo khả năng dùng phèn sạch và phèn không sạch. Số bể tiêu thụ không được nhỏ hơn hai bể, số bể hòa tan cần chọn tùy theo phương pháp vận chuyển phèn đến trạm xử lý, loại phèn cũng như thời gian hòa tan phèn.

8.3.13  Để hòa tan phèn cục và trộn dung dịch phèn trong bể nếu dùng khí nén thì cần lấy cường độ như sau:

- Để hòa tan phèn: từ 8 /s.m² đến 10 L/s.m²;

- Để trộn đều khi pha loãng đến nồng độ cần thiết trong bể tiêu thụ: từ 3 L/s.m² đến 5 L/s.m²;

- Để phân phối không khí cần dùng ống có lỗ bằng vật liệu chịu axit.

Tốc độ không khí trong ống phải lấy từ 10 m/s đến 15 m/s. Tốc độ không khí qua lỗ bằng 20 m/s đến 30 m/s. Đường kính lỗ từ 3 mm đến 4 mm; lỗ phải hướng xuống dưới, áp lực không khí ép lấy từ 1 at đến 1,5 at.

Cho phép sử dụng máy khuấy hoặc bơm tuần hoàn để hòa tan phèn bột và trộn dung dịch phèn. Khi dùng máy khuấy số cánh quạt không được nhỏ hơn hai cánh, số vòng quay lấy bằng 20 r/min đến 30 r/min. Đối với trạm xử lý công suất dưới 500 m³/ngày có thể hòa trộn phèn bằng phương pháp thủ công.

8.3.14  Bể hòa tan và trộn phèn phải được thiết kế với tường đáy nghiêng một góc từ 45° đến 50° so với mặt phẳng nằm ngang. Để xả cặn và xả kiệt bể phải bố trí ống có đường kính không nhỏ hơn 150 mm.

Khi dùng phèn cục trong bể hòa trộn phải đặt ghi có thể tháo dỡ, khe hở của ghi từ 10 mm đến 15 mm.

Khi dùng phèn bột trên ghi phải đặt lưới có kích thước lỗ là 2 mm. Để rửa cặn và hòa tan phèn ở phần bể dưới ghi (phần đặt ống thu nước) cần phải có thiết bị để cho nước và không khí vào bể.

8.3.15  Đáy bể tiêu thụ phải có độ dốc không nhỏ hơn 0,005 về phía ống xả. Ống xả phải có đường kính không nhỏ hơn 100 mm. Ống dẫn dung dịch đã điều chế phải đặt cách đáy từ 100 mm đến 200 mm. Khi dùng phèn không sạch phải lấy dung dịch phèn ở lớp trên bằng ống mềm.

8.3.16  Mặt trong bể hòa trộn và tiêu thụ phải được bảo vệ bằng lớp vật liệu chịu axít để chống tác dụng ăn mòn của dung dịch phèn.

8.3.17  Khi dùng phèn sắt ở dạng dung dịch thì có thể cho ngay vào thùng trộn rồi điều chỉnh nồng độ. Khi dùng phèn sắt khô thì ở phần trên của bể hòa trộn phải đặt ghi và dùng tia nước phun để hòa tan. Các bể này phải đặt ở trong một phòng riêng có thông hơi tốt.

8.3.18  Để bơm dung dịch phèn phải dùng bơm hoặc Ejectơ, bơm phải chịu được axit.

Tất cả đường ống hóa chất phải làm bằng vật liệu chịu axit. Kết cấu ống dẫn hóa chất phải đảm bảo khả năng súc rửa nhanh.

8.3.19  Polyacrylamid phải dùng ở dạng dung dịch có nồng độ từ 0,1 % đến 0,5 %.

Điều chế dung dịch polyacrylamid (PAA) dạng gel phải tiến hành trong bể có máy khuấy cánh quạt với số vòng quay của trục từ 800 r/min đến 1000 r/min. Khuấy liên tục trong 25 min đến 40 min. Đối với PAA dạng khô, thời gian khuấy trộn là 2 h và nồng độ của dung dịch từ 0,5 % đến 1 %.

8.3.20  Số lượng máy khuấy cũng như thể tích bể tiêu thụ phải xác định theo thời hạn dự trữ dung dịch PAA: không quá 2 ngày khi nồng độ từ 0,1 % đến 0,3 %; không quá 7 ngày khi nồng độ từ 0,4 % đến 0,6 % và không quá 15 ngày khi nồng độ từ 0,7 % đến 1 %.

8.3.21  Điều chế dung dịch axit silic hoạt tính (AK) được thực hiện bằng cách xử lý thủy tinh lỏng với dung dịch nhôm sunfat hoặc clo.

8.3.22  Việc hoạt hóa bằng dung dịch nhôm sunfat tiến hành trong thiết bị hoạt động liên tục hay hoạt động định kỳ. Cách tính toán thiết bị để điều chế axit silic hoạt tính được trình bày ở Phụ lục G.

8.3.23  Để kiểm hóa và ổn định nước phải dùng vôi; xút hoặc sôđa.

8.3.24  Khi chọn sơ đồ công nghệ của quá trình chuẩn bị vôi phải xét đến chất lượng và dạng sản phẩm của vôi do nhà máy sản xuất, nhu cầu về vôi, vị trí cho vôi vào nước, v.v...

CHÚ THÍCH: Khi lượng vôi sử dụng dưới 50 kg/ngày (theo CaO) thì được phép dùng sơ đồ sử dụng dung dịch vôi gồm có kho dự trữ ướt, thiết bị lấy vôi tôi, thùng bão hòa hai lần và thiết bị định lượng.

8.3.25  Số bể chứa vôi sữa hoặc dung dịch vôi không ít hơn 2. Nồng độ vôi sữa trong bể tiêu thụ lấy không vượt quá 5% theo CaO.

8.3.26  Khi xử lý ổn định nước, hóa chất sử dụng không được chứa chất bẩn và chất độc hại.

Để làm sạch vôi sữa khi xử lý ổn định nước phải dùng bể lắng đứng hoặc siclon thủy lực. Tốc độ dòng sữa vôi đi lên trong bể lắng đứng lấy bằng 2 mm/s.

8.3.27  Để trộn liên tục vôi sữa có thể sử dụng một trong các biện pháp sau: Thủy lực (máy bơm vôi tuần hoàn), máy khuấy hoặc không khí nén.

Khi trộn thủy lực, tốc độ đi lên của vôi sữa trong bể lấy không nhỏ hơn 5 mm/s. Bể cần có đáy hình chóp, góc nghiêng không nhỏ hơn 45° và ống xả có đường kính ít nhất là 100 mm.

Khi trộn bằng không khí nén cường độ tiêu chuẩn cần lấy bằng 8 L/s.m² đến 10 L/s.m², áp lực khí nén lấy từ 1 at đến 1,5 at.

Tốc độ khuấy bằng máy không nhỏ hơn 40 r/min.

8.3.28  Đường kính ống dẫn vôi sữa xác định như sau:

Ống áp lực dẫn sản phẩm sạch không nhỏ hơn 25 mm, dẫn sản phẩm không sạch không nhỏ hơn 50mm.

Ống tự chảy lấy không nhỏ hơn 50 mm. Tốc độ vôi sữa chảy trong ống không nhỏ hơn 0,8m/s. Chỗ ngoặt trên đường ống dẫn vôi sữa phải có bán kính cong không nhỏ hơn 5 D (D là đường kính ống).

Đường ống áp lực thiết kế với độ dốc về phía máy bơm không nhỏ hơn 0,02; ống tự chảy phải có độ dốc không nhỏ hơn 0,03 về phía miệng xả. Phải dự kiến khả năng thau rửa và tháo dỡ các đường ống này thuận tiện.

8.3.29  Để chuyển vôi sữa phải dùng máy bơm chuyên dùng. Bơm phải đặt dưới mực nước. Không đặt van một chiều.

8.3.30  Công suất thùng bão hòa hai lần để chế dung dịch vôi phải xác định từ lưu lượng vôi tính toán và độ hòa tan của vôi lấy theo Bảng 16.

Bảng 16 - Độ hòa tan của vôi theo nhiệt độ của nước

Dung tích thùng bão hòa W₀, tính bằng mét khối (m³), xác định theo công thức:

W₀ = K₁.K₂.Qc           (10)

trong đó:

W₀ là dung tích thùng bão hòa, tính bằng mét khối (m³);

Qc là công suất của thùng bão hòa, tính bằng mét khối trên giờ (m³/h);

K₁ là hệ số phụ thuộc nhiệt độ của nước được bão hòa lấy theo Bảng 17

K₂ là hệ số phụ thuộc tỷ số giữa độ cứng canxi với độ cứng toàn phần:

- K₂ = 1 khi độ cứng canxi lớn hơn 70 % độ cứng toàn phần;

- K₂ = 1,3 khi độ cứng canxi nhỏ hơn 70 % độ cứng toàn phần.

Diện tích ngăn lắng của thùng bão hòa phải được kiểm tra với tốc độ đi lên của chất lỏng ghi trong Bảng 17.

Bảng 17 - Hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ của nước và tốc độ lắng cho phép

8.3.31  Nồng độ dung dịch sôđa lấy bằng 5÷8%.

8.3.32  Để định lượng than ở dạng bột phải tẩm ướt than với nước trong thời gian 1 h trong bể trộn bằng thủy lực hay cơ giới. Máy bơm để trộn và chuyển bột than phải chịu được tác dụng mài mòn của than. Nồng độ bột than lấy bằng 5 % đến 10%.

8.3.33  Ống dẫn bột than cần tính toán với tốc độ không nhỏ hơn 1,5 m/s. Trên ống phải có lỗ thăm để cọ rửa. Chỗ ngoặt phải có bán kính và có độ dốc theo chỉ dẫn tại 8.9.28.

8.3.34  Cấu tạo thiết bị định lượng dung dịch phải đảm bảo khuấy trộn thủy lực và giữ nồng độ bột than ở mức cố định trong thiết bị.

8.3.35  Thiết bị chứa, pha, định lượng bột than phải được thông gió cục bộ và có biện pháp chống cháy an toàn.

8.3.36  Dung tích bể điều chế dung dịch Kali Permanganat KMnO₄ phải xác định xuất phát từ nồng độ làm việc của dung dịch từ 0,5 % đến 2 % (theo sản phẩm thị trường). Trong đó thời gian hòa tan hoàn toàn hóa chất phải lấy bằng 4 h đến 6 h khi nhiệt độ nước dưới 20°C và bằng 2h đến 3 h khi nhiệt độ nước bằng 40 °C.

8.3.37  Số bể hòa tan Kali Permanganat (đồng thời cũng là bể tiêu thụ) không được ít hơn hai bể (một bể để dự phòng)

Để định lượng dung dịch Kali Permanganat phải sử dụng thiết bị định lượng dùng cho dung dịch đã lắng trong và chịu được ăn mòn

8.4  Lưới quay và Microphin

8.4.1  Lưới quay dùng để tách vật nổi và chất lơ lửng. Micrôphin dùng để tách rong tảo và phù du sinh vật ra khỏi nước.

Lưới quay có cỡ mắt lưới từ 5 mm đến 7 mm đặt ở công trình thu nước. Micrôphin phải đặt tại trạm làm sạch. Khi có lý do thì được phép đặt ở công trình thu nước.

8.4.2  Số lưới và Micrôphin dự phòng quy định như sau:

- Khi có từ 1 cái đến 5 cái làm việc thì dự phòng 1 cái;

- Khi có từ 6 cái đến 10 cái làm việc thì dự phòng từ 1 cái đến 2 cái;

- Khi có nhiều hơn 11 cái làm việc thì dự phòng từ 2 cái đến 3 cái.

8.4.3  Lưới và Micrôphin phải được đặt trong các ngăn. Trong mỗi ngăn cho phép đặt 2 cái, nếu có nhiều hơn 5 cái làm việc. Phải rửa lưới quay và Microphin khi độ chênh mực nước trước và sau lưới đạt đến 10 cm.

8.4.4  Rửa lưới và Micrôphin cần thực hiện bằng dòng nước áp lực, phun qua lưới theo hướng ngược chiều với dòng nước. Với mục đích đó cần có đường ống dẫn có áp lực không nhỏ hơn 1,5 bar.

Lưu lượng nước để rửa lưới lấy bằng 0,5%; để rửa micrôphin lấy bằng 2 % lưu lượng nước dẫn vào trạm.

Hệ thống ống dẫn nước rửa và thoát nước rửa phải tính với lưu lượng tối đa bằng 3 % công suất đối với lưới và bằng 5 % công suất đối với Micrôphin.

8.5  Thiết bị trộn

8.5.1  Thiết bị trộn phải đảm bảo trộn hóa chất vào nước đúng trình tự cần thiết về thời gian, cũng như đảm bảo phân phối đều và nhanh hóa chất vào trong nước cần xử lý.

8.5.2  Để trộn hóa chất với nước có thể sử dụng các thiết bị trộn bằng thủy lực (bể trộn có tấm chắn khoan lỗ, bể trộn có tấm chắn ngang, bể trộn đứng, vành chắn, ống venture, v.v...) hoặc các thiết bị trộn cơ giới.

Cho phép trộn hóa chất với nước trong ống dẫn và máy bơm nước đến công trình làm sạch. Chiều dài đoạn ống trộn phải xác định bằng tính toán; tổn thất áp lực trong đoạn ống đó kể cả tổn thất cục bộ không được nhỏ hơn 0,3 m đến 0,4 m.

CHÚ THÍCH 1: Kết cấu bể trộn không được để cặn và hóa chất cho vào nước dưới dạng huyền phù bị lắng xuống; không để nước bị bão hòa bởi bọt không khí.

CHÚ THÍCH 2: Cho phép sử dụng máy bơm để trộn các hóa chất không có tác dụng phá hoại máy bơm.

CHÚ THÍCH 3: Để trộn vôi phải dùng bể trộn đứng.

8.5.3  Bể trộn có tấm chắn khoan lỗ, bể trộn có tấm chắn ngang, bể trộn đứng phải có ít nhất 2 ngăn với thời gian nước lưu lại không quá 2 min; trong bể có tấm khoan lỗ và tấm chắn ngang phải dự kiến khả năng tháo vách ra.

Không cần thiết kế bể dự phòng, nhưng cần có đường ống dẫn tắt không qua bể trộn.

8.5.4  Bể trộn có tấm chắn khoan lỗ phải có 3 vách ngăn khoan lỗ, tốc độ nước chảy qua lỗ lấy bằng 1m/s. Mép trên của hàng lỗ trên cùng phải ngập sâu dưới nước từ 10 cm đến 15 cm. Tỉ số giữa diện tích các lỗ và diện tích vách ngăn có thể lấy từ 30 % đến 35 %.

Tổn thất áp lực qua mỗi tấm chắn khoan lỗ lấy từ 0,09 m đến 0,12 m.

8.5.5  Bể trộn có tấm chắn đặt trong mương chữ nhật để đổi hướng dòng chảy theo chiều đứng và chiều ngang. Số lần đổi hướng lấy từ 6 lần đến 10 lần. Tổn thất áp lực qua một lần đổi hướng lấy theo công thức:

trong đó:

h là tổn thất áp lực, tính bằng mét (m);

 là hệ số tổn thất lấy bằng 2,9;

V là tốc độ nước đi qua tấm chắn (lấy bằng 1 m/s);

g là gia tốc trọng trường (lấy bằng 9,8 m/s²).

8.5.6  Bể trộn đứng, hình dáng mặt bằng có thể tròn hay vuông. Phần dưới có cấu tạo hình nón hay chóp với đáy từ 30° đến 40° và cho nước chảy từ dưới lên.

Khi tính toán phải lấy tốc độ nước ra khỏi ống dẫn vào đáy bể từ 1 m/s đến 1,5 m/s. Tốc độ ở chỗ thu nước phía trên bằng 25 mm/s. Việc thu nước có thể thực hiện bằng dàn ống hoặc máng có khoan lỗ. Tốc độ nước ở cuối ống hoặc máng thu lấy bằng 0,6 m/s.

8.5.7  Trong bể trộn hở phải có ống tràn và có ống để tháo và xả cặn.

Khi dùng bể trộn kín, ống tràn phải đặt trong ngăn chứa nước vào, ngăn tạo bông kết tủa hoặc những công trình khác gần bể trộn.

8.5.8  Tổn thất áp lực trong thiết bị trộn kiểu vành chắn cần lấy từ 0,3 m đến 0,4m. Trong bể trộn cơ khí, thời gian lưu nước lấy từ 45 s đến 90 s. Cường độ khuấy trộn theo gradient tốc độ từ 500 s^-1 đến 1500 s^-1.

8.5.9  Đường ống dẫn nước từ bể trộn sang ngăn kết bông, sang bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng hay bể lọc tiếp xúc cần tính với tốc độ nước chảy trong ống từ 0,8 m/s đến 1m/s và thời gian nước lưu lại trong ống không quá 2 min.

8.6  Ngăn tách khí

8.6.1  Ngăn tách khí cần được thiết kế khi sử dụng bể lắng có ngăn phản ứng đặt bên trong; bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng và bể lọc tiếp xúc.

8.6.2  Diện tích ngăn tách khí phải xác định bằng tính toán với tốc độ nước đi xuống không lớn hơn 0,05 m/s và thời gian nước lưu không nhỏ hơn 1 min.

8.6.3  Ngăn tách khí có thể thiết kế chung cho tất cả các công trình hoặc thiết kế riêng cho từng công trình.

8.6.4  Trong những trường hợp kết cấu bể trộn đảm bảo tách được bọt khí và trên đường nước đi từ bể trộn đến công trình khác tránh được không khí lọt vào nước thì không phải thiết kế ngăn tách khí.

8.6.5  Máng thu nước của ngăn tách khí phải dùng lỗ ngập trong nước, không thu nước tràn qua máng. Đường ống dẫn nước từ bể tách khí sang công trình tiếp theo phải đi từ trên xuống.

8.7  Bể lắng và ngăn tạo bông cặn

8.7.1  Các loại bể lắng được sử dụng để lắng cặn trước khi đưa nước vào bể lọc hoặc đưa thẳng đến nơi dùng nước cho nhu cầu sản xuất.

Hàm lượng cặn trong nước sau bể lắng không vượt quá 10 mg/L. Trường hợp cá biệt có thể đến 12 mg/L.

8.7.2  Khi làm trong nước trong các bể lắng, trong thành phần các công trình làm sạch phải có ngăn kết bông đặt sát hay đặt bên trong bể lắng.

Các thông số tính toán ngăn kết bông lấy theo chỉ dẫn ở 8.9.11 đến 8.9.14.

CHÚ THÍCH: Khi sử dụng bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng cũng như khi sử dụng bể lọc tiếp xúc thì không cần có ngăn kết bông.

Khi sử dụng ngăn kết bông đặt sát bên cạnh hay đặt riêng rẽ, tốc độ nước trong ống hay máng đưa nước ra không được lớn hơn 0,1 m/s đối với nước đục và 0,05 m/s đối với nước có màu.

8.8  Bể lắng đứng

8.8.1  Bể lắng đứng được sử dụng cho những trạm xử lý có công suất đến 5000 m³/ngày.

8.8.2  Trong bể lắng đứng 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 m x 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 đến 70 s^-1 đối với nước đục.

Tổn thất áp lực trong ống phun của ngăn phản ứng xoáy xác định theo công thức:

h = 0,06V_tt²                                        (11)

trong đó:

h là tổn thất áp lực trong ống phun, tính bằng mét (m);

V_tt là tốc độ nước phun ra ở đầu miệng phun lấy từ 2 m/s đến 3 m/s. Miệng phun phải đặt cách thành buồng phản ứng xoáy 0,2 D. (D là đường kính buồng) và ngập sâu dưới mặt nước 0,5 m.

8.8.3  Diện tích tiết diện ngang vùng lắng của bể lắng đứng được xác định theo công thức:

trong đó:

F là diện tích tiết diện ngang vùng lắng của bể lắng đứng, tính bằng mét (m);

Q là lưu lượng nước tính toán của toàn bộ trạm xử lý, tính bằng mét khối trên giờ (m³/h);

V_tt là tốc độ tính toán của dòng nước đi lên trong vùng lắng, tính bằng milimets trên giây (mm/s).

Tốc độ này không được lớn hơn tốc độ lắng của cặn ghi trong Bảng 19; 8.9.2.

N là số bể lắng.

β là hệ số kể đến việc sử dụng dung tích bể lấy trong giới hạn từ 1,3 đến 1,5 (giới hạn dưới tỉ số giữa đường kính (hoặc chiều rộng) và chiều cao bằng 1, giới hạn trên tỉ số này là 1,5).

Diện tích ngăn phản ứng đặt trong bể lắng đứng được xác định theo công thức:

trong đó:

f là diện tích ngăn phản ứng đặt trong bể lắng đứng, tính bằng mét vuông (m²);

q là lưu lượng nước tính toán của toàn bộ trạm xử lý, tính bằng mét khối trên giờ (m³/h);

t là thời gian lưu nước trong ngăn phản ứng (lấy từ 15 min đến 20 min);

H là chiều cao ngăn phản ứng lấy bằng 0,9 chiều cao vùng lắng.

Chiều cao vùng lắng tùy thuộc vào cao trình của dây chuyền công nghệ có thể lấy từ 2,6 m đến 5 m. Tỷ số giữa đường kính bể lắng và chiều cao của vùng lắng lấy không quá 1,5.

Nếu ở vùng lắng của bể lắng đứng lắp khối lắng lớp mỏng tạo ra các ô lắng hình lục lăng, bát giác, hình tròn hoặc vuông có đường kính tương đương từ 5 cm đến 10 cm, các ô lắng dài từ 0,8 m đến 1 m đặt nghiêng một góc 60° so với phương ngang, khoảng cách từ đỉnh ô lắng đến mép máng thu nước trong của bể lắng là chiều cao cùng bảo vệ, lấy từ 1,2 m đến 2 m; thì diện tích ngang của vùng lắng (vùng đặt khối lắng lớp mỏng) được xác định theo công thức:

trong đó:

F là diện tích ngang của vùng lắng, tính bằng mét vuông (m²);

q là lưu lượng nước, tính bằng mét khối trên giờ (m³/h);

a là tải trọng bề mặt của bể lắng đối với nước ít đục có màu lấy từ 3 m³/m².h đến 3,5 m³/m².h đối với nước đục vừa lấy từ 3,6 m³/m².h đến 4,5 m³/m².h và đối với nước đục lấy từ 4,6 m³/m².h đến 5,5 m³/m².h.

8.8.4  Phần chứa và ép cặn của bể lắng đứng phải xây dựng thành hình nón hay hình chóp với góc tạo thành giữa các tường nghiêng từ 60° đến 70°.

8.8.5  Xả cặn bằng thủy lực, khi xả cặn không phải cho bể ngừng làm việc. Thời gian làm việc giữa hai lần xả cặn T, tính bằng giờ (h), xác định theo công thức:

trong đó:

T là thời gian làm việc giữa 2 lần xả cặn T tính bằng giờ (h);

W_c là dung tích phần chứa cặn của bể, tính bằng mét khối (m³);

N là số lượng bể lắng;

q là lưu lượng tính toán, tính bằng mét khối trên giờ (m³/h).

δ là nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt, tính bằng (g/m³) tùy theo hàm lượng cặn trong nước và thời gian chứa cặn trong bể, lấy theo Bảng 18;

c là nồng độ cặn trong nước đưa vào bể lắng tính bằng (g/m³) xác định theo công thức:

C = C_n + K x P + 0,25M + V (mg/L)                      (16)

trong đó:

C là nồng độ cặn trong nước đưa vào bể lắng, tính bằng gam trên mét khối (g/m³);

C_n là hàm lượng cặn nước nguồn, tính bằng miligam trên lít (mg/L);

P là liều lượng phèn khô, tính bằng gam trên mét khối (g/m³);

K là hệ số sạch của phèn với phèn sạch: K = 0,5; với phèn không sạch: K =1,0; với sắt Clorua: K = 0,7.

M là độ mầu nước nguồn, tính bằng độ (thang màu platin-côban);

V là liều lượng vôi (nếu có) cho vào nước, tính bằng miligam trên lít (mg/L);

M là hàm lượng cặn sau khi lắng, lấy từ 10 mg/L đến 12 mg/L.

Thời gian làm việc giữa 2 lần xả cặn không được nhỏ hơn 3 h, khi hàm lượng cặn trên 1000 mg/L

Lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng tính bằng phần trăm lưu lượng nước xử lý, xác định theo công thức:

trong đó:

P là lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng, tính bằng phần trăm (%);

K_p là hệ số pha loãng cặn, lấy bằng 1,2 đến 1,15;

W_c là dung tích phần chứa cặn của bể, tính bằng mét khối (m³);

N là số lượng bể lắng;

q là lưu lượng tính toán, tính bằng mét khối trên giờ (m³/h);

T là thời gian xả cặn bể lắng, tính bằng giờ (h).

Bảng 18 - Nồng độ trung bình của cặn đã nén theo thời gian

8.8.6  Thu nước đã lắng ở bể lắng đứng cần thực hiện bằng máng hướng tâm hay máng vòng, có lỗ chảy ngập dọc theo thành máng hay chảy hở qua mép tràn răng cưa.

- Khi diện tích bể lắng đến 12 m² thì làm 1 máng vòng xung quanh thành bể.

- Khi diện tích lớn hơn thì làm thêm các máng hoặc ống có đục lỗ hình nan quạt tập trung vào máng chính. Diện tích đến 30 m² làm 4 nhánh, lớn hơn làm 6 nhánh đến 8 nhánh. Nước chảy trong ống hoặc máng với tốc độ từ 0,5 m/s đến 0,6 m/s. Các máng có lỗ ngập, đường kính các lỗ lấy từ 20 mm đến 30 mm, tốc độ nước chảy qua lỗ lấy bằng 1m/s.

Đường kính ống xả cặn của bể lắng lấy từ 150 mm đến 200 mm.

8.9  Bể lắng ngang

8.9.1  Khi thiết kế bể lắng ngang phải dự kiến việc xả cặn cơ giới hoặc xả cặn thủy lực (bể lắng không ngừng làm việc) hay xả cặn thủ công khi tháo khô bể; việc cọ rửa tường và đáy bể bằng vòi phun; việc sử dụng lại nước trong vùng lắng khi xả kiệt.

8.9.2  Tổng diện tích mặt bằng F của bể lắng ngang thu nước bề mặt ở phần nửa cuối của bể cần xác định theo công thức:

trong đó:

F là diện tích mặt bằng của bể lắng ngang, tính bằng mét vuông (m²);

q là lưu lượng nước đưa vào bể lắng, tính bằng mét khối trên giờ (m³/h);

α là hệ số sử dụng thể tích của bể lắng (lấy bằng 1,3);

U₀ là tốc độ lắng của cặn ở trong bể lắng, tính bằng milimets trên giây (mm/s).

U₀ được xác định theo tài liệu thí nghiệm hay theo kinh nghiệm quản lý các công trình đã có trong điều kiện tương tự lấy vào mùa không thuận lợi nhất trong năm với yêu cầu hàm lượng cặn của nước đã lắng không lớn hơn 10 mg/L. Để tính toán sơ bộ có thể lấy vận tốc theo Bảng 19.

Bảng 19 - Tốc độ lắng của cặn

8.9.3  Chiều dài bể lắng L, tính bằng mét (m), xác định theo công thức:

trong đó:

L là chiều dài bể lắng, tính bằng mét (m);

V_tb là tốc độ trung bình của dòng chảy ở phần đầu của bể lắng, lấy từ 6mm/s đến 8 mm/s; từ 7 mm/s đến 10 mm/s; từ 9 mm/s đến 12 mm/s tương đương với nước ít đục, đục vừa và đục.

H_tb là chiều cao trung bình của vùng lắng, tính bằng mét (m), lấy trong giới hạn từ 3 m đến 4 m tùy theo sơ đồ chiều cao của bể.

Bể lắng phải có vách hướng dòng chia bể thành nhiều ngăn theo chiều dọc. Chiều rộng mỗi ngăn không quá 6 m. Khi số ngăn nhỏ hơn 6 ngăn phải cấu tạo một ngăn dự phòng.

8.9.4  Đối với bể lắng xả cặn bằng cơ giới, dung tích vùng chứa và nén cặn đặt ở đầu bể phải xác định theo kích thước của thiết bị xả cặn và thời gian hoàn thành một chu kỳ quay của máy cào. Đối với bể lắng xả cặn bằng thủy lực, dung tích vùng chứa và nén cặn W_c được xác định theo thời gian làm việc giữa hai lần xả không lớn hơn 6 h, khi xả cặn bằng cách làm khô rồi tháo cặn khỏi bể không nhỏ hơn 24 h.

Nồng độ trung bình của cặn khi xử lý nước có dùng phèn lấy theo Bảng 19.

8.9.5  Đối với bể lắng xả cặn bằng phương pháp thủy lực ngay dưới vùng lắng phải thiết kế hệ thống thu và nén cặn bằng các ô hình nón cụt hay hình chóp cụt đáy nhỏ hơn 1m²; góc tạo thành giữa các tường nghiêng từ 60° đến 70°. Để tháo cặn, mỗi ô đặt một ống rút cặn, làm việc theo nguyên tắc xả trực tiếp hoặc xả theo xiphông. Đầu ống đặt cách đáy 200 mm; van xả đặt ở cuối ống phải là loại van đóng mở tức thời. Áp lực xả cặn lấy bằng chiều cao cột nước tính từ miệng xả cuối ống đến mực nước đã hạ xuống ở trong bể lắng tại thời điểm cuối của một lần xả.

Vận tốc của cặn ở cuối ống hoặc máng cần lấy không nhỏ hơn 1 m/s.Thời gian xả cặn từ 10 min đến 20 min.

8.9.6  Chiều cao bể lắng phải lấy bằng tổng chiều cao vùng lắng, vùng chứa và nén cặn. Chiều cao xây dựng phải cao hơn mực nước tính toán ít nhất là 0,3 m.

8.9.7  Lượng nước xả khi thau rửa và 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 bằng cách tháo cạn bể và sử dụng lại nước của vùng lắng. Nếu không sử dụng lại thì lấy bằng tỷ số giữa dung tích bể lắng và dung tích vùng chứa nén cặn. Khi xả cặn thủy lực thì lấy hệ số bằng 1,5. Khi xả cặn bằng cơ khí lấy bằng 1,2.

8.9.8  Để phân phối đều trên toàn bộ diện tích mặt cắt ngang của bể lắng cần đặt các vách ngăn có lỗ ở đầu bể, cách tường từ 1 m đến 2 m. Vận tốc nước qua lỗ vách ngăn phân phối ở đầu bể lấy bằng 0,3 m/s, vận tốc ở vách ngăn thu nước cuối bể lấy bằng 0,5 m/s.

Đoạn dưới của vách ngăn trong phạm vi chiều cao từ 0,3m đến 0,5 m kể từ mặt trên của vùng chứa nén cặn không cần phải khoan lỗ.

8.9.9  Đáy bể lắng ngang phải có độ dốc dọc không dưới 0,02 theo hướng ngược với chiều nước chảy và độ dốc ngang trong mỗi ngăn không nhỏ hơn 0,05. Khi sử dụng hệ thống gạt cặn cơ khí thì đáy bể phải phẳng, có thể dùng Robot để hút bùn trong bể lắng.

Thời gian xả kiệt bể lắng không quá 6 h.

8.9.10  Khi dùng bể lắng ngang và bể lắng lớp mỏng phải dự tính việc thiết kế bể kết bông kiểu vách ngăn hoặc kiểu thẳng đứng có hay không có lớp cặn lơ lửng hoặc bể kết bông cơ khí.

8.9.11  Bể kết bông vách ngăn phải thiết kế cho nước chảy ngang hay chảy thẳng đứng. Tốc độ nước chảy trong các hành lang Vh lấy từ 0,2 m/s đến 0,3 m/s ở đầu bể và bằng 0,05 m/s đến 0,1 m/s ở cuối bể để bề rộng hành lang tăng dần lên.

Thời gian nước lưu lại trong bể kết bông là 20 min đến 30 min (giới hạn trên cho nước có màu, giới hạn dưới cho nước đục).

Chiều rộng hành lang không được nhỏ hơn 0,7 m. Nếu có lý do đặc biệt cho phép dùng bể kết bông 2 tầng.

8.9.12  Tổn thất áp lực trong bể kết bông vách ngăn h_k cần xác định theo công thức:

h_k = 0,15. V_h².S                                  (20)

trong đó:

h_k là tổn thất áp lực trong bể kết bông vách ngăn, tính bằng mét (m);

V_h là vận tốc nước chảy trong các hành lang, tính bằng mét trên giây (m/s);

S là số lần đổi hướng của dòng nước trong bể, lấy bằng 8 lần đến 10 lần.

8.9.13  Bể kết bông thẳng đứng không có lớp cặn lơ lửng phải thiết kế với tường thẳng đứng hoặc tường nghiêng (góc nghiêng giữa 2 tường cần lấy trong khoảng từ 50° đến 70° tùy theo chiều cao của bể. Thời gian nước lưu trong bể cần lấy bằng 6 min đến 10 min (Giới hạn dưới cho nước đục, giới hạn trên cho nước có màu).

Tốc độ nước vào bể lấy từ 0,7 m/s đến 1,2 m/s. Tốc độ nước đi lên tại vị trí có tiết diện không đổi lấy từ 4 mm/s đến 5 mm/s.

Bộ phận dẫn nước từ bể kết bông sang bể lắng phải tính với tốc độ nước chảy trong máng và qua lỗ không quá 0,1 m/s đối với nước đục và 0,05 m/s đối với nước màu.

8.9.14  Đối với bể kết bông có lớp cặn lơ lửng đặt trong bể lắng ngang cần lấy tốc độ trung bình của dòng nước đi lên tại tiết diện phía trên như sau: Khi lắng nước ít đục có hàm lượng cặn dưới 20 mg/L bằng 0,9 mm/s; khi hàm lượng cặn trên 20 đến 50 mg/L bằng 1,2 mm/s; khi lắng nước đục vừa 1,6 mm/s; còn khi lắng nước đục lấy bằng 2,2 mm/s.

Lớp cặn lơ lửng không được nhỏ hơn 3 m, thời gian nước lưu trong bể từ 20 min đến 30 min. Chiều rộng ngăn phản ứng thường lấy bằng chiều rộng ngăn lắng ngang. Trong bể kết bông đặt các vách hướng dòng khoảng cách không lớn hơn 3 m. Chiều cao bằng chiều cao lớp cặn lơ lửng. Việc phân phối nước vào bể kết bông có lớp cặn lơ lửng phải thực hiện bằng máng đặt dọc trên mặt bể kết hợp làm ngăn tách khí. Nước từ đáy máng phân phối đều xuống đáy bể bằng các ống đứng chạc ba. Khoảng cách giữa các ống đứng dọc đáy máng lấy từ 1,2 m đến 1,5 m. Cuối mỗi ống đứng chạc ba có 3 đầu ống phun nước. Khoảng cách giữa các đầu phun trên một ống đứng từ 1,2 m đến 1,5 m; miệng đầu phun cách đáy bể từ 0,2 m đến 0,3 m. Tốc độ nước chảy ở đầu máng lấy bằng 0,5 m/s đến 0,6 m/s. Đường kính ống đứng không nhỏ hơn 25 mm. Nước từ bể kết bông sang bể lắng phải chảy qua tường tràn ngăn giữa bể kết bông và bể lắng, tốc độ nước tràn không quá 0,05 m/s. Ở sau tường tràn đặt một vách treo lửng nhưng ngập xuống 1/4 chiều cao bể lắng để hướng dòng nước đi xuống phía dưới. Tốc độ nước chảy giữa tường tràn và vách ngăn lửng lấy không quá 0,03 m/s.

Khi dùng bể kết bông có lớp cặn lơ lửng đặt trong bể lắng thì tốc độ lắng cặn tính toán trong bể lắng khi xử lý nước đục được lấy tăng 30 %; khi nước đục vừa lấy tăng 25 %; khi nước đục ít lấy tăng 20 % so với số liệu cho trong Bảng 19. Bể kết bông phải có ống để xả kiệt.

CHÚ THÍCH: Cho phép dùng bể kết bông có bộ phận khuấy trộn bằng cơ giới với gradient tốc độ giảm dần từ 60 s^-1 đến 70 s^-1 xuống 40 s^-1 đến 50 s^-1 rồi xuống 25 s^-1 đến 35 s^-1 tương ứng với nước có màu và nước đục.

8.9.15  Để thu nước đều trên mặt bể lắng phải thiết kế các máng treo nằm ngang hoặc ống có lỗ ngập, đường kính lỗ không nhỏ hơn 25 mm, tốc độ nước chảy qua lỗ lấy bằng 1 m/s; tốc độ nước chảy ở cuối máng hoặc ống lấy bằng 0,6 m/s đến 0,8 m/s.

Mép trên của máng phải cao hơn mực nước cao nhất trong bể 0,1 m; ống đặt ngập dưới mực nước, độ ngập ống phải xác định bằng tính toán thủy lực. Máng và ống phải đặt trên 2/3 chiều dài bể lắng tính từ tường hồi cuối bể. Đối với bể lắng lớp mỏng, máng thu nước phải đặt suốt chiều dài vùng lắng. Lỗ máng để cao hơn đáy máng từ 5 cm đến 8 cm, lỗ của ống hướng nằm ngang. Nước từ máng hoặc ống phải chảy tràn tự do vào máng thu chính. Khoảng cách giữa các trục máng hoặc ống không được vượt quá 3 m. Khoảng cách tới tường bể không nhỏ hơn 0,5 m và không vượt quá 1,5 m.

8.9.16  Ống dẫn nước vào bể, ống phân phối và ống dẫn nước ra khỏi bể lắng phải tính toán với khả năng dẫn lưu lượng nước lớn hơn lưu lượng tính toán từ 20 % đến 30%.

8.10  Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng

8.10.1  Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng chỉ sử dụng trong trường hợp nước đưa vào trạm xử lý có lưu lượng và nhiệt độ ổn định Chú thích tại điều và phải được tính toán với sự thay đổi hàng năm của chất lượng nước sẽ xử lý.

Nếu không có các số liệu nghiên cứu công nghệ, tốc độ nước đi lên ở vùng lắng trong và hệ số phân chia lưu lượng nước giữa vùng lắng trong và vùng chứa nén cặn K_pp có thể lấy theo số liệu cho trong Bảng 20 đồng thời có xét đến chỉ dẫn ở phần Chú thích của Bảng 19.

Bảng 20 - Tốc độ nước dâng trong vùng lắng và hệ số phân chia lưu lượng

8.10.2  Diện tích vùng lắng và vùng chứa nén cặn phải lấy theo giá trị lớn nhất sau khi đã tính toán theo 2 phương án:

- Đối với thời kỳ độ đục nhỏ nhất và lưu lượng nhỏ nhất (mùa cạn).

- Đối với thời kỳ lưu lượng lớn nhất mùa lũ và độ đục lớn nhất ứng với thời kỳ này.

Diện tích vùng lắng trong F_lt, tính bằng m² theo công thức:

trong đó:

F_lt là diện tích vùng lắng trong, tính bằng mét vuông (m²);

K_pp là hệ số phân chia lưu lượng nước giữa vùng lắng trong và vùng chứa nén cặn lấy theo Bảng 20;

v là tốc độ nước dâng lên trong vùng lắng lấy theo Bảng 20, tính bằng milimet trên giây (mm/s);

Diện tích vùng chứa nén cặn F_tc (m²) tính theo công thức:

trong đó:

F_tc là diện tích vùng chứa nén cặn, tính bằng mét vuông (m²);

K_pp là hệ số phân chia lưu lượng nước giữa vùng lắng trong và vùng chứa nén cặn lấy theo Bảng 20;

q là lưu lượng nước đưa vào bể lắng, tính bằng mét khối trên giờ (m³/h);

v là tốc độ nước dâng lên trong vùng lắng lấy theo Bảng 20, tính bằng milimet trên giây (mm/s);

α là hệ số giảm tốc độ nước dâng lên ở ngăn chứa và nén cặn so với ngăn lắng, α = 0,85 - 0,9.

8.10.3  Chiều cao lớp cặn lơ lửng (là khoảng cách từ mép dưới cửa thu cặn hoặc mép trên ống thoát cặn đến mặt dưới vùng cặn lơ lửng) phải lấy từ 2 m đến 2,5 m. Mép dưới cửa thu cặn hoặc mép trên của ống thoát cặn phải đặt cao hơn cạnh chuyển từ tường nghiêng sang tường đứng của vùng cặn lơ lửng là 1 m đến 1,5m.

Đối với bể lắng trong kiểu hành lang, góc giữa các tường nghiêng phần dưới của vùng cặn lơ lửng phải lấy trong giới hạn từ 50° đến 60°.

Chiều cao vùng lắng trong (từ lớp cặn lơ lửng đến mặt nước) lấy bằng 2 m đến 2,5 m (trị số lớn cho nước có màu, trị số nhỏ cho nước đục).

Khoảng cách giữa các máng hoặc ống thu trong vùng lắng lấy không quá 4,5 m.

Chiều cao toàn phần của bể lắng trong cần xác định có chú ý tới yêu cầu tại 8.9.2.

8.10.4  Dung tích vùng chứa và ép cặn cần tính theo hiệu số của hàm lượng cặn vào và ra khỏi bể với thời gian giữa 2 lần xả cặn. Thời gian nén cặn phải lấy bằng 3 h đến 6 h (trị số nhỏ hơn cho nước có hàm lượng cặn trên 400mg/L. Trị số lớn hơn cho nước có màu và đục ít). Khi xả cặn tự động, thời gian nén cặn lấy bằng 2 h đến 3 h.

8.10.5  Xả cặn ra khỏi ngăn nén cặn cần tiến hành định kỳ hay liên tục mà bể không được ngừng làm việc.

Lượng nước xả theo cặn xác định theo số liệu ở bảng 18; 8.8.9 và có xét đến hệ số pha loãng cặn, lấy bằng 1,2 đến 1,5.

8.10.6  Phân phối nước trên diện tích bể lắng trong cần thực hiện bằng máng có các ống đứng chạc ba, cách nhau không quá 4,5 m.

Tốc độ nước chảy ở đầu hệ thống phân phối lấy bằng 0,5 m/s đến 0,6 m/s. Tốc độ nước ra khỏi đầu ống phân phối ở chạc ba từ 0,3 m/s đến 0,4 m/s; khoảng cách giữa các đầu ống không được lớn hơn 1,5 m; đầu ống phải hướng xuống dưới và cách đáy từ 200 mm đến 300 mm.

Tốc độ nước chảy trong ống xuống và trong khe giữa mép dưới của ống xuống và tường nghiêng của bể lắng cần lấy bằng 0,6 m/s đến 0,7 m/s.

8.10.7  Khi tính cửa sổ thu cặn, cần lấy tốc độ nước cùng với cặn chảy qua cửa sổ từ 10 mm/s đến 15 mm/s, tốc độ nước cùng với cặn trong ống xả cặn từ 40 mm/s đến 50 mm/s (trị số lớn dùng cho nước chứa cặn vô cơ chủ yếu). Khoảng cách thu cặn lấy không lớn hơn 5,5 m.

8.10.8  Để thu nước trong ở vùng lắng phải dùng các máng răng cưa hoặc máng có lỗ ngập, kết hợp với máng phân phối nước vào và thu nước ra bằng hệ thống răng cưa hay lỗ ngập ở cả hai bên thành máng.

Tốc độ tính toán nước chảy trong máng, cấu tạo lỗ ngập, cách bố trí và số lượng máng đối với bể lắng trong cần theo chỉ dẫn tại 8.13.6 và 8.13.3.

8.10.9  Để thu nước trong ở ngăn chứa nén cặn cần dùng ống có lỗ ngập. Đối với ngăn nén cặn thẳng đứng, mép trên ống thu khoan lỗ phải đặt thấp hơn mực nước trong bể lắng ít nhất là 300 mm và cao hơn mép trên cửa sổ thu cặn ít nhất là 1,5 m.

Trên ống thu, ở chỗ nối với máng thu nước chung phải đặt van.

Độ chênh cốt giữa mép dưới ống thu và mức nước trong máng thu chung của bể lắng trong cần lấy không ít hơn 0,3 m.

8.10.10  Tổn thất áp lực trong ống đứng phân phối có chạc ba, trong ống và máng thu, cũng như trong các lỗ chảy ngập của máng thu cần xác định theo công thức:

trong đó:

h là tổn thất áp lực trong ống đứng phân phối có chạc ba, trong ống và máng thu, cũng như trong các lỗ chảy ngập của máng thu, tính bằng mét (m);

V là vận tốc, tính bằng mét trên giây (m/s);

g là gia tốc trọng trường, tính bằng mét trên giây bình phương (m/s²);

Z là hệ số sức cản, lấy như sau:

Đối với máng hở có lỗ chảy ngập ở hai bên thành máng:

Đối với ống thu có lỗ làm việc đầy ống:

trong đó:

W là tỉ số giữa tổng diện tích các lỗ trên ống (hoặc máng) và diện tích tiết diện ngang ở cuối ống (hoặc máng). 0,15 ≤ W ≤ 2

V là tốc độ nước chảy ở đoạn đầu ống phân phối có lỗ hoặc ở cuối ống hoặc máng thu tính bằng (m/s).

Tổn thất áp lực trong ống nằm phía trước và phía sau đoạn ống hoặc máng có lỗ phải tính riêng.

Tổn thất áp lực trong lớp cặn lơ lửng lấy bằng 1 cm đến 2 cm cho một mét chiều dày lớp cặn lơ lửng.

8.10.11  Ống xả cặn ở ngăn chứa nén cặn phải tính với điều kiện xả hết cặn trong từ 10 min đến 15 min. Đường kính ống xả không nhỏ hơn 150 mm. Khoảng cách giữa hai ống kề nhau không được lớn hơn 4 m.

Tốc độ trung bình của cặn chảy qua ống phải lấy không nhỏ hơn 1 m/s; tốc độ ở cuối ống hay máng có lỗ không được nhỏ hơn 1 m/s. Van xả cặn lắp ở cuối ống phải là loại van đóng mở tức thời.

Góc giữa các tường nghiêng của ngăn chứa nén cặn tối đa là 70°.

8.11  Bể lắng lớp mỏng (Bể lắng Lamen)

8.11.1  Bể lắng lamen thường hợp khối với bể tạo bông cơ khí, khoảng cách không gian phần chuyển tiếp từ bể tạo bông tới tấm chắn dòng trước khối lamen từ 2,5 m đến 3 m.

8.11.2  Dùng các tấm phẳng hoặc hình sóng ghép lại để có tiết diện các ống lắng hình 6 cạnh, Khoảng cách giữa các tấm hình song từ 3,5 cm đến 5 cm, các tấm chắn hoặc ống đặt nghiêng cùng chiều hoặc ngược chiều với hướng chuyển động của dòng nước trong bể với góc nghiêng 45° đến 60° so với phương ngang tùy thuộc vào tính chất cặn và độ trơn nhẵn của bề mặt tấm lamen, chiều cao theo phương thẳng đứng của khối lamen từ 0,87 m đến 2,0 m.

8.11.3  Khi chiều dài bể dưới 15 m, chiều rộng bể từ 3 m đến 6 m, nên thiết kế các hố thu cặn hình chóp cụt, chiều rộng đáy chop cụt từ 0,8 m đến 1 m, số lượng hố thu cặn không nên vượt quá ba hố, góc nghiêng của đáy từ 30° đến 45°. Khi chiều dài bể lớn hơn 20 m, nên sử dụng hệ thống gạt cặn cơ khí chạy sát đáy bể thu cặn về cuối bể. Xả cặn bằng áp lực thủy tĩnh.

8.11.4  Hệ thống thu nước đã lắng dùng máng răng cưa hoặc các ống khoan lỗ, hai hàng lỗ đối xứng đặt ngập trong nước, các ống khoan lỗ đặt vuông góc với hướng chuyển động của dòng nước, thu nước bằng máng chạy dọc theo chiều dài bể. Khi chiều dài bể lớn hơn 20 m phải tính toán số lỗ trên mỗi ống sao cho vận tốc nước dâng qua các ống lamen đều nhau, đảm bảo chất lượng nước đã lắng đồng đều trên suốt chiều dài của bể.

8.11.5  Chiều cao lớp nước tính từ mặt trên của khối lamen đến mặt nước trong bể từ 0,5 m đến 1,0 m tùy theo kích thước của bể. Chiều cao từ đỉnh của hố thu đến mặt dưới của khối lamen từ 1 m đến 1,5 m. Khi dùng hệ thống gạt cặn cơ khí thì chiều cao từ mặt trên của hệ thống gạt cặn đến mặt dưới của khối lamen lấy bằng 1,5 đến 2 m.

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

trong đó:

ω₁ là diện tích tiết diện ngang của các lớp mỏng hay không gian lắng, tính bằng mét vuông (m²);

Q là lưu lượng nước, tính bằng mét khối trên giờ (m³/h);

v là vận tốc dòng chảy, tính bằng mét trên giờ (m/h);

Theo chế độ chảy tầng Re < 500 → V = 3600.Re.X.γ/ω₁

X là chu vi tiết diện ướt của mỗi lớp, tính bằng mét (m);

γ là độ nhớt động học, tính bằng mét vuông trên giây (m²/s);

Tốc độ của nước trong ống lắng chọn V = 10 U_o tương đương từ 5 mm/s đến 10 mm/s.

trong đó: U_o là vận tốc lắng của hạt cặn trong trạng thái tĩnh.

8.11.7  Vận tốc lắng của hạt cặn u₁ trong trạng thái động theo phương thẳng đứng:

Trường hợp với bể có hướng chuyển động ngược dòng:

u₁ = Q/[n.w(L.cosθ + e.sin θ)]

Trường hợp với bể có hướng chuyển động cùng chiều:

u₁ = Q/[n.w(L.cosθ - e.sin θ)]

Góc nghiêng của các tấm: θ = 45-60° tùy thuộc góc trượt của cặn trong nước.

w là chiều rộng của tấm, tính bằng mét (m);

L là chiều dài của tấm, tính bằng mét (m);

ω là diện tích của tấm, ω = w.L; tính bằng mét vuông (m²);

e là khoảng cách giữa hai tấm theo đường vuông góc với hai mặt phẳng, tính bằng mét (m).

8.11.8  Thời gian lắng cần thiết (t_o):

trong đó:

t_o là thời gian lắng cần thiết, tính bằng giờ (h);

u₁ là độ lớn thủy lực của hạt ở trạng thái động, tính bằng mm/s;

e là chiều cao lớp nước ở mỗi tầng từ 50 mm đến 150 mm.

Chiều dài không gian lắng (khối lamen):

L = K.t_o.v                                                      (29)

trong đó:

L là chiều dài không gian lắng, tính bằng mét (m);

K là hệ số dự trữ từ 1 đến 1,5;

v là vận tốc nước chảy, tính bằng mét trên giây (m/s);

Tổng chiều dài xây dựng, bằng tổng các chiều dài, tính bằng mét (m).

L_xd = L_{(hệ thống phân phối)} + L_{(vùng lắng)} + L_{(hệ thống tập trung nước)}

8.11.9  Thiết kế hệ thống phun rửa tấm lamen với máy bơm áp lực với ống vải gai và vòi phun như hệ thống chữa cháy vách tường, lưu lượng mỗi vòi phun 2,5 L/s, số lượng vòi phun hoạt động từ 1 vòi đến 3 vòi tùy theo chiều dài bể, áp lực bơm 4 bar đến 5 bar.

8.12  Tuyển nổi áp lực

8.12.1  Có thể dùng phương pháp tuyển nổi áp lực để xử lý nguồn nước có độ đục thấp, độ màu cao, nguồn nước bị nhiễm bẩn hữu cơ cao thay cho bể lắng, hay cải tạo bể lắng hiện có. Nước đưa vào bể tuyển nổi áp lực cần được xử lý trước bằng hóa chất keo tụ, tương tự như trước công trình lắng.

8.12.2  Tính toán công trình tuyển nổi cần có những số liệu thí nghiệm keo tụ - tuyển nổi và kinh nghiệm quản lý các công trình đã có. Sơ bộ có thể theo những quy định sau:

- Nước tuần hoàn đưa vào trộn với khí thùng áp lực: có thể lấy nước sau tuyển nổi hoặc sau bể lọc. Lưu lượng nước tuần hoàn có thể lấy bằng 6 % đến 12 % lưu lượng nước xử lý;

- Có thể cấp không khí sạch vào thùng bão hòa. Áp suất làm việc trong thùng bão hòa thường lấy bằng 3 atm đến 5 atm. Lưu lượng không khí cung cấp cần xác định dựa vào nhiệt độ của nước, áp suất bão hòa và khả năng hòa tan khí vào nước của thiết bị;

- Cho phép lấy sơ bộ lưu lượng không khí tiêu thụ theo các cách sau: từ 8 khí/m³ đến 10 g khí/m³ nước xử lý; hoặc từ 15 L khí/m³ đến 50 L khí/m³ nước xử lý; hoặc từ 0,015 ml khí/mg cặn đến 0,05 ml khí/mg cặn trong nước xử lý;

- Dung tích thùng áp lực được tính theo tải trọng thủy lực, với thời gian cần thiết để bão hòa không khí bằng 0,5 min đến 5 min, hoặc tính theo tải trọng bề mặt (từ 300 m³/m².ngày đến 2000 m³/m².ngày);

- Cho phép sử dụng vật liệu tiếp xúc, cánh tuốcbin hay các biện pháp khác để tăng hiệu suất bão hòa trong thùng bão hòa. Hiệu suất bão hòa có thể lấy bằng 60 % đến 70 % đối với thùng bão hòa không có vật liệu tiếp xúc, và từ 90 % đến 95 % khi có vật liệu hay có các biện pháp tăng cường khác;

- Có thể đưa dòng nước tuần hoàn đã bão hòa khí vào ngăn tiếp xúc bể tuyển nổi bằng các vòi phun hoặc các van chuyên dụng;

- Cho phép xác định dung tích ngăn tiếp xúc của bể tuyển nổi theo tải trọng thủy lực, với thời gian lưu nước từ 3 min đến 5 min;

- Bể tuyển nổi được thiết kế theo tải trọng thủy lực. Bể tuyển nổi thường có tải trọng thủy lực bằng 7 m/h đến 15 m/h. Bể tuyển nổi cao tải có tải trọng thủy lực từ 20 m/h đến 40 m/h;

- Cho phép xác định dung tích ngăn tuyển nổi theo tải trọng thủy lực, với thời gian lưu nước từ 20 min đến 40 min. Chiều sâu hữu ích ngăn tuyển nổi lấy bằng 1 m đến 1,5 m;

Cho phép sử dụng bể tuyển nổi kết hợp với bể lọc nhanh trọng lực với một hoặc hai lớp vật liệu lọc.

8.13  Bể lọc nhanh

8.13.1  Bể lọc phải được tính toán theo hai chế độ làm việc, chế độ bình thường và chế độ tăng cường.

8.13.2  Tốc độ lọc ở chế độ làm việc bình thường và chế độ làm việc tăng cường khi thiếu số liệu nghiên cứu công nghệ có thể lấy theo Bảng 21; với sự tính toán đảm bảo thời gian của một chu kỳ làm việc của bể lọc lớn hơn 12 h ở chế độ bình thường, và không nhỏ hơn 6 h ở chế độ tăng cường hoặc khi tự động hóa hoàn toàn việc rửa lọc. Thời gian của một chu kỳ lọc ở chế độ tăng cường (Ttc) khi số lượng bể lọc trong trạm lớn hơn 20 bể lọc phải xác định từ điều kiện rửa liên tục các bể lọc theo công thức:

Ttc ≥ [N-(N₁+a)].t₂                                                                                   (30)

Trong đó:

Ttc là thời gian của một chu kỳ lọc ở chế độ tăng cường;

N là tổng số bể lọc của trạm xử lý;

N₁ là số bể lọc ngừng lại để sửa chữa;

a là số bể lọc rửa đồng thời;

t₂ là thời gian ngừng bể lọc để rửa, lấy bằng 0,35 h.

CHÚ THÍCH: Để đạt được chế độ làm việc tối ưu của bể lọc cần đảm bảo tỷ số t_bv = 1,2 + 1,3 t_gh

trong đó: t_bv là thời gian tác dụng bảo vệ của vật liệu lọc, trong khoảng thời gian đó chất lượng nước lọc đã quy định được đảm bảo.

t_gh là thời gian tính từ đầu chu kỳ lọc tới khi tổn thất áp lực đạt giới hạn cho phép.

8.13.3  Diện tích các bể lọc của trạm xử lý được xác định theo công thức:

trong đó:

F là diện tích các bể lọc của trạm xử lý, tính bằng mét vuông, (m²);

Q là công suất hữu ích của trạm, tính bằng mét khối trên ngày (m³/ngày);

T là thời gian làm việc của trạm trong một ngày đêm, tính bằng giờ (h);

V_tb là tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường lấy theo Bảng 21 và có tính đến vận tốc lọc tăng cường tính theo Công thức (29), tính bằng mét trên giây (m/s);

a là số lần rửa mỗi một bể lọc trong 1 ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường (xem 8.11.7);

W_t1 là cường độ nước rửa, tính bằng lít trên giây mét vuông (L/s.m²) xem Bảng 23 và 8.13.15;

t₁ là thời gian rửa, tính bằng giờ (h), xem Bảng 23;

t₂ là thời gian ngừng bể lọc để rửa xem 8.13.2.

Bảng 21 - Các thông số của vật liệu lọc và tốc độ lọc

8.13.4  Xác định số lượng và diện tích một bể lọc phải căn cứ qui mô sản xuất, điều kiện cung cấp thiết bị, điều kiện xây dựng và quản lý, v.v... và phải thông qua việc so sánh kinh tế kỹ thuật. Số lượng bể lọc không được nhỏ hơn 2 bể. Diện tích một bể lọc không quá 120 m².

8.13.5  Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc tăng cường V_tc tính bằng m/h cần xác định theo công thức:

trong đó:

V_tc là tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc tăng cường, tính bằng mét trên giờ (m/h);

V_tb là tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường lấy theo Bảng 21 và có tính đến vận tốc lọc tăng cường tính theo công thức (29), tính bằng mét trên giây (m/s);

N là tổng số bể lọc của trạm xử lý;

N₁ là số bể lọc ngừng lại để sửa chữa.

CHÚ THÍCH: Trị số Vtc theo công thức trên phải nhỏ hơn trị số cho phép ghi trong Bảng 21; nếu vượt quá chỉ số cho phép thì phải giảm Vtb cho thích hợp.

8.13.6  Tổn thất áp lực trong bể lọc hở lấy bằng 3 m đến 3,5 m, trong bể lọc áp lực lấy bằng 6 m đến 8 m.

Chiều cao lớp nước trên mặt lớp lọc trong bể lọc hở cần lấy không nhỏ hơn 2 m, đồng thời phải chú ý đến 8.9.2. Chiều cao xây dựng của bể phải vượt quá mức tính toán trong bể lọc ít nhất 0,3 m.

8.13.7  Khi ngừng 1 bể lọc hoặc 2 bể lọc để rửa, tốc độ lọc trong các bể còn lại có thể lấy cố định hoặc thay đổi, tốc độ lọc được phép tăng đến 20 %. Khi số bể lọc trong trạm ít hơn 6 bể thì cần cho bể lọc làm việc với tốc độ lọc cố định. Khi đó cần dự kiến một chiều cao phụ Hph, tính bằng mét (m), phía trên mực nước bình thường trong các công trình (bể lọc, bể lắng, bể lắng trong, v.v...) để có thể chứa được lượng nước dư khi dừng 1 bể hoặc 2 bể lọc để rửa. Chiều cao lớp nước này tính theo công thức:

trong đó:

H_ph  là chiều cao phụ tính bằng mét (m);

W là khối lượng nước tích lũy trong thời gian một lần rửa bể lọc, tính bằng mét khối (m³);

F là diện tích tổng cộng của những công trình tích lũy nước, tính bằng mét vuông (m²).

8.13.8  Để làm vật liệu lọc phải dùng cát thạch anh hoặc vật liệu khác có độ bền cơ học và độ bền hóa học cần thiết.

Than antraxit nghiền nhỏ phải có hạt hình lập phương hay gần tròn, độ tro không quá 10%, hàm lượng lưu huỳnh không quá 3 %.

Không được phép dùng antraxit có cấu tạo lớp để làm vật liệu lọc.

8.13.9  Hệ thống phân phối trở lực lớn phải thiết kế sao cho nước rửa phun trực tiếp vào bề dày lớp đỡ, đồng thời phải dự kiến khả năng kiểm tra, sục rửa và sửa chữa hệ thống phân phối.

8.13.10  Cỡ hạt và chiều dày của lớp đỡ khi dùng hệ thống phân phối trở lực lớn theo Bảng 22.

Bảng 22 - Cấp phối lớp vật liệu đỡ tính từ dưới lên trên