đồ án thiết kế nhà máy xử lý nước ngầm cấp nước cho ấp tân hòa, xã đức lập hạ, huyện đức hòa, tỉnh long an

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1Sự cần thiết cấp nước cho khu vực 1.2Mục đích 1.3Nội dung 1.4Cấu trúc thuyết minh CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC THIẾT KẾ 2.1Giới thiệu khu vực thiết kế 2.1.1Vị trí địa lý 2.1.2Diện tích khu vực thiết kế (mặt 2.1.3Điều kiện địa hình địa chất khu 2.1.4Điều kiện khí hậu thủy văn khu 2.2Lưu lượng thiết kế 2.3Thành phần nguồn nước cấp 2.4Yêu cầu thiết kế CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP 3.1Lý thuyết 3.1.1Thiết bị làm thoáng 3.1.2Bể trộn 3.1.3Bể lắng 3.1.4Bể lọc 3.1.5Bể chứa 3.2Phương án công nghệ 3.2.1Phương án 3.2.2Phương án CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ 4.1 Dàn mưa 4.1.1Dữ liệu đầu vào 4.1.2Tính tốn thiết bị làm thống 4.2.3Tính hệ thống ống dẫn 4.2Tính tốn lượng hóa chất 4.2.1Tính lượng vơi cần dùng 4.2.2Bể tiêu thụ vôi 4.3Bể trộn đứng 4.3.1Bể trộn 4.3.2Máng thu nước 4.4Bể lắng ngang 4.4.1Thiết kế vùng lắng 4.4.2Thể tích bể lắng 4.4.3Vùng chứa cặn 4.4.4Vùng phân phối nước vào 4.4.5Vùng phân phối nước 4.5Bể lọc nhanh 4.5.1Bể lọc 4.5.2Chu kỳ lọc 4.5.3Hệ thống phân phối gió, nước rửa lọc 4.5.4Tính tốn máng phân phối nước m 4.5.5Tính tốn chụp lọc 4.6Tính lượng Clo cần dùng 4.7Bể chứa 4.7.1Bể chứa 4.7.2Phễu hút 4.8Tính tốn thiết kế trạm bơm: 4.8.1Trạm bơm cấp I 4.8.2Trạm bơm cấp II 4.8.3Đường kính ống hút, ống đẩy: CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN KINH TẾ 5.1Vốn đầu tư 5.2Hóa chất 5.3Năng lượng (Điện) 5.4Nhân công vận hành 5.5Thời gian hoàn lại vốn DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH Số bảng 2.1 2.2 Thành phầ Quy chuẩn Thành phầ quốc gia 3.1 So sánh ph 4.1 Thông số t 4.2 Thông số t 4.3 Thông số t 4.4 Thông số t 4.5 Thông số t 4.6 Thông số t 4.7 Phân phối 4.8 Thông số t 5.1 Chi phí 5.2 Chi phí má 5.3 Chi phí hóa 5.4 Chi phí cho Số hình 2.1 Vị trí địa lý khu vực 3.1 Sơ đồ công nghệ xử 3.3 Sơ đồ công nghệ xử CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Sự cần thiết cấp nước cho khu vực Nước nhu cầu thiết yếu cho sinh vật trái đất Nhu cầu sử dụng nước người cho hoạt động sống cần thiết Nước cấp dung cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, hoạt động giải trí,… Ngồi ra, hầu hết ngành công nghiệp cần đến nước cấp nguồn nguyên liệu thay sản xuất Ở khu vực Ấp Tân Hòa, Xã Đức Lập Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An ngày nay, phát triển sản xuất góp phần cải thiện sống Nhưng bên cạnh tạo nguồn thải trực tiếp hay gián tiếp làm ô nhiễm nguồn nước cấp cho người Nước bề mặt nguồn nước tự nhiên gần gũi với người nước bề mặt là nguồn nước bị ô nhiễm Do hàm lượng cao chất có hại cho sức khỏe nên nguồn nước khơng đảm bảo hồn tồn đạt tiêu chuẩn chất lượng nước cấp Đối với nước sơng chất lượng nước phụ thuộc vào yếu tố xung quanh mức độ phát triển công nghiệp, mật độ dân số lưu vực, hiệu công tác quản lý dịng thải vào sơng Ngồi chất lượng nước sơng cịn phụ thuộc vào điều kiện thủy văn, tốc độ dòng chảy, thời gian lưu thời tiết khu vực Có thể thấy nguồn nước sơng khơng đảm bảo hồn tồn đạt lượng nước cấp tính ổn định khơng cao Vì vậy, Nước ngầm nguồn nước mà khai thác để cấp nước cho khu vực Ấp Tân Hòa, Xã Đức Lập Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An Vấn đề đặt làm cung cấp nước cho sinh hoạt sản xuất khu vực Ấp Tân Hòa, Xã Đức Lập Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An cách tốt hiệu Vậy nên, việc thiết kế nhà máy xử lý nước ngầm cấp nước cần thiết 1.2 Mục đích Thiết kế nhà máy xử lý nước cấp Mặt trời mọc cấp nước cho Ấp Tân Hòa, Xã Đức Lập Hạ, Huyện Đức Hịa, Tỉnh Long An với quy mơ cơng suất 150 000 m 3/ngày đạt QCVN 01:2019/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống 1.3 Nội dung Để đạt mục tiêu đề cần thực mục tiêu sau: - Thu thập thông tin, số liệu tài liệu cần thiết cho việc tính tốn thiết kế nhà máy xử lý - Xác định lưu lượng, thành phần tính chất nguồn nước khu vực - Đưa quy trình vận hành nhà máy xử lý nước cấp - Đề xuất lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp phù hợp với điều kiện kinh tế khu vực - Tính tốn thiết kế nhà máy xử lý nước cấp - Tính tốn chi phí xây dựng vận hành - Thể vẽ thiết kế 1.4 Cấu trúc thuyết minh - Chương 1: Sự cần thiết cấp nước cho khu vực, mục đích, nội dung - Chương 2: Tổng quan khu vực thiết kế: - Chương 3: Phương án công nghệ xử lý nước cấp - Chương 4: Tính tốn thiết kế Nhà máy xử lý nước cấp - Chương 5: Dự toán chi phí xây dựng vận hành - Chương 6: Kết luận CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC THIẾT KẾ 2.1 Giới thiệu khu vực thiết kế 2.1.1 Vị trí địa lý Khu vực đặt nhà máy: Ấp Tân Hòa, Xã Đức Lập Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An Nhà máy cấp nước cho khu vực: Huyện Đức Hịa, Tỉnh Long An Hình 2.1 Vị trí địa lý khu vực thiết kế 2.1.2 Diện tích khu vực thiết kế (mặt khu vực) Diện tích mặt nhà máy Mặt trời mọc: S = 56800 m2 2.1.3 Điều kiện địa hình địa chất khu vực thiết kế - Địa hình Ấp Tân Hịa, Xã Đức Lập Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An tương đối phẳng có xu thấp dần từ phía Bắc - Đơng Bắc xuống Nam - Tây Nam - Địa chất: Về phương diện địa chất - trầm tích có nhóm đất xám (phù sa cổ) thuộc trầm tích Pleistocene, phần cịn lại có nguồn gốc từ lắng tụ phù sa trẻ, trầm tích Holocene Phần lớn đất đai Long An tạo thành dạng phù sa bồi lắng lẫn nhiều tạp chất hữu nên đất có dạng cấu tạo bời rời, tính chất lý kém, vùng thấp, trũng tích tụ nhiều độc tố làm cho đất trở nên chua phèn 2.1.4 Điều kiện khí hậu thủy văn khu vực thiết kế - Điều kiện khí hậu: Huyện Đức Hịa chịu ảnh hưởng khí hậu gió mùa, mưa nhiều, với lượng mưa trung bình hàng năm 1.805 mm, nhiệt độ trung bình 27,7 °C Nhìn chung, khí hậu huyện Đức Hịa có thuận lợi so với nhiều địa phương khác, độ chiếu sáng, độ ẩm cao, thuận lợi cho phát triển nhiều loại trồng, bị ảnh hưởng thiên tai Nguồn nước ngầm chủ yếu cung cấp cho sinh hoạt nhân dân, đặc biệt dân cư khu vực đô thị - Thủy văn: Long An chịu ảnh hưởng chế độ bán nhật triều không từ biển Đơng qua cửa sơng Sồi Rạp Thời gian ngày triều 24 50 phút, chu kì triều 13 - 14 ngày Vùng chịu ảnh hưởng triều nhiều huyện phía Nam Quốc lộ 1A, nơi ảnh hưởng mặn từ đến tháng năm - Đất phèn tập trung với 2084,49 km Lũ thường bắt đầu vào trung tuần tháng kéo dài đến tháng 11, mưa tập trung với lưu lượng cường độ lớn năm gây khó khăn cho sản xuất đời sống 2.2 Lưu lượng thiết kế Q = 150 000 m3/ngày đêm 2.3 Thành phần nguồn nước cấp Bảng 2.1 Thành phần nguồn nước cấp QCVN 01:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống ST T Tên tiêu I Chỉ tiêu cảm quan thành phần vô Đô mau biêu kiên Mùi vị Độ đục pH Độ cứng tính theo CaCO3 Tổng chất rắn hòa tan xây cách ly xung quanh cửa kín, có hệ thống thơng gió thường xun quạt với tần suất 12 lần tuần hồn gió Khơng khí hút điểm thấp, - Trong trạm có giàn phun nước áp lực cao, có bể chứa dung dịch trung hịa clo, có cố dung tích bình đủ để trung hịa - Đường kính ống cao su dẫn Clo: Q 6,94 10−3 DClo = 1,2 = 1,2 = 0,11 m = 110 mm √ √ V 0,8 + Q: Lưu lượng lớn Clo lỏng lấy lưu lượng trung bình từ – lần (Chọn lần) Q= 6,25 = 6,94.10-3 m3/s 3600 + v = 0,8 m/s: Vận tốc đường ống - Ống cao su đặt ống lồng có độ dốc 0,01 đến thùng đựng Clo lỏng, ống khơng có mối nối Bảng 4.6 Thơng số thiết kế trạm châm Clo nhà máy xử lý ST T Khối lượng Clo cần thiết dùng để k Đường kính ống dẫn Clo Lưu lượng nước cho trạm Clo Số lượng bình Clo cần trữ Số ngày sử dụng Clo Thể tích bình Clo Vận tốc ống châm Clo 4.7 Bể chứa 4.7.1 Bể chứa Giờ 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 k= 1,6 % 1,55 1,55 1,55 1,55 1,55 4,35 5,95 50 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 5,8 6,7 6,7 6,7 4,8 3,95 5,55 6,05 6,05 5,6 5,6 4,3 4,35 4,35 2,35 1,55 1,55 100 Tổng  Dung tích bể chứa tính theo công thức: W - Wbđh bc =W b +W đh cc +W bt = 30450 + 864 + 7500 = 38814 m3 : Thể tích điều hịa bể chứa nước (20,3 % Q ngđ) Wb = 20,3 100 × 150000= 30450 m3 - Wcc: Thể tích chứa lượng nước để dập tắt đám cháy phạm vi thiết kế 3h: đh 3h Q cc +n: Số đám cháy +qcc: Tiêu chuẩn nước chữa cháy 40 (l/s) - Wbt: Lượng nước dự trữ cho trạm xử lý (m3) Wbt = 5% ¿ QML = 5%.150000 = 7500 m3  Xây bể hình chữ nhật: - Chiều cao H = m + 0,5 m = 6,5 m (Chiều cao bảo vệ = 0,5 m) - Chiều rộng B - Chiều dài L - Chọn B = L 51 - Dung tích bể chứa: Wbc = B ¿ L ¿ H = Vậy kích thước bể chứa nước là: L = 94,6 m; B = 63,2 m; H = 6,5 m  Thể tích xây dựng thực bể: Wxd = 94,6 ¿ 63,2 ¿ 6,5 = 38861 m3 4.7.2 Phễu hút - Đường kính phễu hút: Dphễu = 1,5.Dhút = 1,5 ¿ 500 = 750 mm = 0,75 m + Dphễu: Đường kính phễu hút + Dhút: Đường kính ống hút - Chiều cao phễu hút: Hphễu = 0,6.Dphễu = 0,6.0,75 = 0,45 m - Khoảng cách từ phễu hút đến thành bể: L > 0,5.Dphễu = 0,5.0,75 = 0,375 m - Chọn khoảng cách từ phễu đến thành: m - Khoảng cách từ miệng phễu hút đến mực nước thấp nhất, thỏa điều kiện: h1 ≥1,5 Dphễu h1 ≥0,5 m  h1 ≥1,5 0,75 = 1,125 m Vậy chọn h1 = 1,2 m - Khoảng cách từ miệng phễu hút đến đáy, h2 thỏa : h2 ≥ 0,8 Df h2 ≥ 0,5 m h2 ≥ 0,8 0,75 = 0,6 Vậy chọn h2 = 0,8 m - Chiều cao vùng nước chết : hvnc=h1 +h2 =1,2+0,8=2 m - Chiều rộng đáy nhỏ : lđáynhỏ=3 Df =3 × 0,75=2,25 m - Chiều rộng đáy lớn : : lđáylớn=: lđáy nhỏ+Dphễu = 2,25 + 0,75 = m - Chiều dài vùng nước chết chiều dài bể : d = 94,6 m -Vậy thể tích vùng nước chết: W =l vnc ×l đáylớn × d− đáynhỏ Thể tích thực bể : W thực=W bể +W vnc = 38861 + 568 = 39429 m3 52 Phân loại Bể chứa Phễu hút Vùng nước chết 4.8 Tính tốn thiết kế trạm bơm: 4.8.1 Trạm bơm cấp I Trạm bơm cấp hoạt động theo chế độ điều hòa với lưu lượng 1h (0h đến 23h) 4,17% Qngđ: QTrạm = 4,17%.6250 m3/h = 260 m3/h = 72 l/s Với làm việc 4,17% Qngđ, từ 23h – 24h máy bơm hoạt động với lưu lượng 4,09% Qngđ Lưu lượng cuối: QTrạm = 4,09%.6250 m3/h = 255,625 m3/h = 71 l/s - Thời gian máy bơm hoạt động 23 – 24 h: t= 72l / s 4.8.2 Trạm bơm cấp II - Dựa vào bảng 4.6, ta có: + Từ 0h – 5h 21h – 24h với lưu lượng 1.7 % Qngđ: Qbật = 1.7% x Qngđ = 1.7% x 150 000 = 2550 (m3/nđ) = 106.25 m3/h = 29.51 (l/s) 53 + Từ 5h – 21h (3 máy bơm hoạt động) với lưu lượng 5.4% Qngđ: Qbật = 5.4% x Qngđ = 5.4% x 150 000 = 8100 (m3/nđ) = 53.62 m3/h = 14.89 (l/s) - Trạm bơm gồm cấp làm việc theo chế độ bậc thang, với bậc: + 22h - 5h: máy bơm + 5h - 22h: máy bơm - Trạm bơm làm việc với máy bơm ( máy bơm hoạt động máy bơm dự phịng ) 4.8.3 Đường kính ống hút, ống đẩy: - Dùng ống cấp nước thép, với Qbật = 2550 (m3/h) = 106.25 m3/h = 29.51 (l/s) ≈ 30 (l/s)  Ống đẩy: - Tra bảng tính thủy lực ta có : Dđẩy = 200 mm Q1 = 29.5 (l/s) Q2 = 30 (l/s) - Áp dụng nội suy để tính vận tốc (v) đường kính ống đẩy: v=v1 + 1000 i=1000 i1 + Qbật 1−Q1 ×(1000i2−1000 i1 ) Q2−Q1 29.51−29.5 = 6.36+ ×(6.56−6.36) = 6.36 (m/s) 30−29.5 Vậy : v = 0.86 (m/s) - i = 6.36 ×10−3  Ống hút: Chọn đường kính lớn ống đẩy bậc, ta có : Dhút = 250 mm Q1 = 29.5 (l/s) Q2 = 30 (l/s) - Áp dụng nội suy để tính vận tốc (v) đường kính ống đẩy: v=v1 + 54 Q −Q1 1000 i=1000 i + b Q2−Q1 = ×(1000i −1000 i ) 29.51−29.5 2.15+ × (2,15−2,22) = 2.15 (m/s) 30−29.5 Vậy: v = 0.56 (m/s) i = 2,15 ×10−3 55 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN KINH TẾ 5.1 Vốn đầu tư Vốn đầu tư yếu tố quan trọng dự án nào, tưu nhân hay doanh nghiệp nhà nước Vì thế, việc tính tốn vốn đầu tư ban đầu Trạm xử lý nước cấp cần thiết, tính tốn vốn đầu tư cho phương án để lựa chọn phương án kinh tế nhất, tính tốn chi phí đơn vị nước, thời gian hoàn vốn Những hạn mục, đặc tính kỹ thuật số tiền đầu tư tính tốn sau: Diện tích nhà máy: 56800 m2 × 1.000.000 m2/VNĐ = 56.800.000.000 VNĐ Bảng 5.1: Chi phí hạng mục Stt 10 11 12 13 14 15 Các hạng mục Nhà điều hành Nhà hành Nhà bảo vệ Nhà Clo Nhà pha vơi Phịng thí nghiệm Trạm bơm cấp Trạm bơm cấp Nhà xe Nhà vệ sinh Dàn mưa Bể trộn Bể lắng Bể lọc Bể chứa Tổng cộng  Tổng chi phí xây dựng trang thiết bị: 56.800.000.000 + 445.000.000 = 57.245.000.000 VNĐ Bảng 5.2: Chi phí máy móc thiết bị Stt Máy móc thiết bị Bơm Máy tính Cánh khuấy Camera Máy lạnh 56 Quạt máy Tổng cộng 0 0 0 0 565.20 0.000  Vậy tổng chi phí máy móc thiết bị: 565.200.000 VNĐ 5.2 Hóa chất Stt Hóa chất Vơi Clo Các hóa chất cịn lại (xà phòng, dung dịch tẩy rửa,…) Tổng cộng  Vậy tổng chi phí cho hóa chất năm: 4.303.360.000VNĐ 5.3 Năng lượng (Điện) - Điện sản xuất: 5.000 kW/ngđ Đơn giá: 4.500 VNĐ/kW Giá thành sử dụng điện cho sản xuất 4.500 × 5000 = 22.500.000 VNĐ Điện sinh hoạt: 300 kW/ngđ Đơn giá: 2000 VNĐ/ kW Giá thành sử dụng điện cho sinh hoạt 2000 × 300 = 600.000 VNĐ/ngđ Chi phí sử dụng điện ngày 23.100.000 VNĐ/ngđ  Tổng chi phí sử dụng điện năm 23.100.000 × 365 = 8.431.500.000 VNĐ 5.4 Nhân cơng vận hành Bảng 5.4: Chi phí cho nhân công Stt Nhân nhà máy Giám đốc Phó giám đốc Trưởng phịng điều hành Trưởng phịng hành Trưởng phịng thí nhiệm Trưởng phòng quản lý 57 10 11 12 13 14 15 16 Kỹ sư vận hành Nhân viên Trưởng phịng bảo vệ Bảo vệ Cơng nhân Lao cơng Phụ cấp ngồi Bảo hiểm Cơng đồn Phụ cấp độc hại Tổng cộng  Tổng chi phí nhân cơng năm: 6.102.000.000 VNĐ/Tháng  Chi phí vận hành, sửa chữa: Khấu hao thiết bị: - Tuổi thọ cơng trình bê tơng cốt thép 50 năm, thiết bị máy móc 10 năm Ta lấy tuổi thọ chung hệ thống 30 năm Chi phí khấu hao năm lấy 5% vốn đầu tư Vậy chi phí khấu hao tính cho năm là: 56.800.000.000 × 0,05 = 2.840.000.000 VNĐ Chi phí khấu hao tính cho tháng: 236.666.666 VNĐ Chi phí khấu hao tính cho ngày: 7.888.888 VNĐ  Chi phí sửa chữa: Sửa chữa nhỏ: lấy 1% vốn đầu tư: 56.800.000.000 × 0,01 = 568.000.000 VNĐ Sửa chữa lớn: lấy 5% vốn đầu tư: 56.800.000.000 × 0,05 = 2.840.000.000 VNĐ -Tổng chi phí sửa chữa năm: 3.408.000.000 VNĐ -Chi phí khấu hao tính cho tháng: 284.000.000 VNĐ - Chi phí khấu hao tính cho ngày: 9.466.666 VNĐ  Chi phí dự phịng: Lấy 10% (Khấu hao thiết bị + Chi phí sửa chữa) = 0,1 × (2.840.000.000 + 3.408.000.000) = 624.800.000 VNĐ/năm  Chi phí xử lý: - Chi phí hoạt động hệ thống năm: (chi phí hóa chất + chi phí điện + chi phí sửa chữa + chi phí nhân cơng + chi phí phí xây dựng) = 4.248.235.000 + 8.431.500.000 + 6.102.000.000 + 3.408.000.000 + 57.245.000.000 = 79.434.735.000 VNĐ Công suất xử lý Trạm xử lý nước 150.000 m3/ngđ Công suất xử lý Trạm xử lý nước năm 54.750.000 m3/năm 58 - Chi phí cho việc xử lý m3 nước cấp là: C = 79.434 735.000 54.750.000 =1.451(VNĐ/m3 nước cấp) 5.5 Thời gian hoàn lại vốn Hiện theo nhà nước giá tiền cho 1m3 nước 2.500 VNĐ Số tiền lợi nhuận từ 1m3 nước 2.500 – 1.451 = 1.049 VNĐ Tổng số tiền thu năm = 1.049 × 54.750.000 = 57.432.750.000 VNĐ/năm - Vậy thời gian hoàn lại vốn là: 79.434 735 000 PB= = 1,4 năm = 17 tháng 57.432 750.000 59 ... việc thiết kế nhà máy xử lý nước ngầm cấp nước cần thiết 1.2 Mục đích Thiết kế nhà máy xử lý nước cấp Mặt trời mọc cấp nước cho Ấp Tân Hòa, Xã Đức Lập Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An với quy... đặt nhà máy: Ấp Tân Hòa, Xã Đức Lập Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An Nhà máy cấp nước cho khu vực: Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An Hình 2.1 Vị trí địa lý khu vực thiết kế 2.1.2 Diện tích khu vực thiết. .. Hòa, Xã Đức Lập Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An Vấn đề đặt làm cung cấp nước cho sinh hoạt sản xuất khu vực Ấp Tân Hòa, Xã Đức Lập Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An cách tốt hiệu Vậy nên, việc thiết