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 5.1 DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH Số bảng 2.1 Tên bảng Thành phần nguồn nước cấp QCVN 01:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống Trang Thành phần nguồn nước cấp vượt Quy chuẩn kỹ thuật 2.2 quốc gia chất lượng nước ăn uống 14 3.1 So sánh phương án phương án 25 4.1 Thông số thiết kế giàn mưa 30 4.2 Thông số thiết kế bể tiêu thụ vôi 33 4.3 Thông số thiết kế bể trộn đứng 35 4.4 Thông số thiết kế bể lắng 39 4.5 Thông số thiết bể lọc 48 4.6 Thông số thiết kế trạm châm Clo nhà máy xử lý 4.7 Phân phối lưu lượng 50 50 4.8 Thơng số thiết kế bể chứa 52 5.1 Chi phí hạng mục 55 5.2 Chi phí máy móc thiết bị 55 5.3 Chi phí hóa chất 56 5.4 Chi phí cho nhân cơng 57 Số hình Tên hình Trang 2.1 Vị trí địa lý khu vực thiết kế 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm theo phương án 22 3.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm theo phương án 24 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 cơng nghiệp cần đến nước cấp nguồn nguyên liệu thay sản xuất Ở khu vực Ảp 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 toàn 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 cơng 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 Ảp 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 Ảp 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 Ảp Tân Hòa, Xã Đức Lập Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An với quy mô công 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 tốn 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: Ảp 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 Ảp Tân Hòa, Xã Đức Lập Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An tương đối phang có xu thấp dần từ phía Bắc - Đơng Bắc xuống Nam - Tây Nam - Địa chất: 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 Đông qua cửa sông Soài 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 km2 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 Đơn vị Kết Giới hạn tối đa cho phép (QCVN09MT:2015/BTNMT) Giới hạn tối đa cho phép (QCVN01:2O09/ BYT) I Chỉ tiêu cảm quan thành phần vô Độ màu biểu kiến Mùi vị Pt_Co Không phát - 15 - Khơng có mùi, vị lạ - Khơng có mùi, vị lạ Độ đục pH NTU Không phát - - 5.5 5.5 - 8.5 6.5 - 8.5 Độ cứng tính theo CaCŨ3 Mg/l 270 500 300 Tổng chất rắn hòa tan Mg/l 1500 1000 900 Hàm lượng nhôm Mg/l Không phát - 0.2 Hàm lượng amoni Mg/l 1 Hàm Antimon lượng Mg/l Không phát - 0.005 Hàm lượng Asen tổng số Mg/l 0.02 0.05 0.01 Hàm lượng Bari Mg/l Không phát - 0.7 Hàm lượng Bo tính chung cho Borat Axit boric Mg/l Không phát - 0.3 Hàm Cadimi lượng Mg/l 0.003 0.005 0.003 41 Hàm lường Clorua Mg/l 225 250 250-300 Hàm lượng Crom tổng số Mg/l 0.05 0.01 0.05 Hàm lượng Đồng tổng số Mg/l 0.8 1 Hàm Xianua lượng Mg/l Không phát 0.01 0.07 81 Hàm lượng Florua Mg/l 0.7 1.5 Hàm lượng Hydro sunfur Mg/l Không phát - 0.05 Hàm lượng tổng số Mg/l 4.9 0.3 Hàm lượng Chì Mg/l 0.01 0.01 0.01 Hàm lượng Mangan tổng số Mg/l 0.05 0.05 0.3 Hàm lượng Thủy Ngân tổng số Mg/l 0.001 0.001 0.001 Hàm Molybden Mg/l Không phát - 0.07 52 Hàm lượng Niken Mg/l 0.01 0.02 0.02 Hàm lượng Nitrat Mg/l 15 50 Hàm lượng Nitrit Mg/l 1 Hàm lượng Selen Mg/l 0.01 0.01 0.01 1 12 2 62 72 Sắt lượng 14 03 13 Hàm lượng Natri Mg/l Hàm lượng Sunfat Hàm lượng Kẽm Mg/l Mg/l Chỉ số Mg/l Pecmanganat II Hàm lượng chất hữu Không phát - 200 230 400 250 2.8 3 1.7 - - 20 - 30 - 2000 - - 50 - 70 - 40 0.001 - 10 - 700 - 500 300 a Nhóm Alkan clo hóa 3 Cacbontetracl orua hg/l Dicloroetan hg/l 1,2 dicloetan 1,1,1 Tricloroetan Vinul clorua hg/l hg/l hg/l 1,2 Dicloroeten hg/l Tricloeten hg/l Tetracloroeten hg/l Không phát Không phát Không phát Không phát Không phát Không phát Không phát Không phát b Hydrocacbua thơm 4 4 4 Phenol dẫn xuất phenol hg/l Benzene hg/l Toluene hg/l Xylen hg/l Etylbenzen Styrene Benzo (a) pyren hg/l hg/l hg/l 0.0009 Không phát Không phát Không phát Không phát Không phát Không phát 20 - 0.7 c Nhóm Benzen Clo hóa Monocl orobenzen hg/l Không phát - 300 1,2-Diclorobenzen hg/l Không - 1000 5 1,7-Diclorobenzen bg/l Triclorobenzen bg/l phát Không phát Khơng phát - 300 - 20 d Nhóm chất hữu phức tạp Di (2-etylhexyl) adipate gg/l Không phát - 80 Di (2-etylhexyl) phtalat gg/l - Acrylamide gg/l Không phát Không phát Không phát - 0.5 - 0.4 Không phát - 0.6 - 20 - 10 - 0,03 - - 30 - - 0,2 - 30 - - - 30 - 20 - 20 0.2 0,03 5 Epiclohydrin Hexacloro butadien gg/l gg/l III Hóa chất bảo vệ thực vật Alachlor Alđicarb Aldrin/Dieldrin Atrazine Bentazone Carbofuran Clodane Clorotoluron DDT 1,2 - Dibromo - Cloropropan 2,4 - D 6 1,2 Dicloropropan 1,3 Dicbloropropen Heptaclo Không phát Không gg/l phát Không gg/l phát Không gg/l phát Không gg/l phát Không gg/l phát Không gg/l phát Không gg/l phát Không gg/l phát Không gg/l phát Không gg/l phát Không gg/l phát Không gg/l phát _gg/l 0.02 gg/l 0,7 m, khoảng cách từ đáy máng thu tới đáy mương: h 1,75 m= X ^Lsm + 0,2 = 1,75 X g.A 227 + 0,2 = 0,55m 9,81 X 0,72 0, + Qm (m3/s) Lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước + A = 0,7 m: Chiều rộng máng tập trung + G: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 Hệ thống thu nước sau lọc: - Lưu lượng nước đường ống thu nước sau lọc bể lọc: 1000 15000 °.1000 = 24.3600 N 24.3600.12 ’ + QNgđ = 150000 m3/ngđ: Lưu lượng nước đường ống thu nước + N = 12 bể: Số bể lọc Tra bảng thủy lực "^ Đường kính ống thu nước sau lọc: D = 350 mm, vận tốc v = 1,1 m/s, độ dốc 1000i = 4,92 4.5.5 Tính tốn chụp lọc ❖ Số chụp lọc: - Tổng số chụp lọc bể: NCL= ncLxF = 40 X52 = 1872 chụp lọc + ncL: Số lượng chụp lọc từ 36 - 49 cái/m2 diện tích sàn (Trịnh Xuân Lai trang 243) Chọn 36 chụp lọc m2 + F1: Diện tích bể lọc: F = 52 m2 - Sàn gắn chụp lọc làm bê tông cốt thép đúc sẵn với dạng hình vng có kích thước 1000 x 1000 mm, dày 100 mm với hàng ngang bố trí chụp hàng dọc chụp - Khoảng cách từ đáy bể lọc đến mặt sàn bê tông: 1m (Trịnh Xuân Lai trang 246) ❖ Khoảng cách tim chụp lọc: - Khoảng cách tim chụp lọc theo hàng dọc: L1 L-2 Xa' 9-2 X 0,18 = 36-1 = 35 = 0,24 m + L = m: Chiều dài bể + a' = 0,18 m: Khoảng cách tim chụp lọc đến tường theo hàng ngang - Khoảng cách tim chụp lọc theo hàng ngang: L2 = B-2 Xa} over {36-1 ó = 6-2X90,18 = 0,144 m + B = m : Chiều rộng bể + a" = 0,18 m: Khoảng cách tim chụp lọc đến tường theo hàng dọc Bảng 4.5 Thông số thiết bể lọc Phân loại Đơn vị m2 m m m m m m m m m m m Giá trị 52 12 0,1 0,3 1,5 1,7 0,2 0,2 mm 450 Đường kính ống dẫn gió mm 250 Số máng bể Tim máng cách tường Chiều rộng máng Máng phân Chiều cao phần hình chữ nhật máng phối nước Chiều cao phần tam giác máng rửa lọc Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa lưu lượng nước cần thiết rửa bể lọc lọc Lưu lượng gió cần thiết rửa lọc Đường kính ống thu nước lọc từ bể lọc vào bể chứa Đường kính ống thu nước rửa lọc Số lượng chụp lọc cho bể Hệ thống thu Khoảng cách tâm chụp lọc theo nước rửa chiều ngang nước sau lọc Khoảng cách tâm chụp lọc theo chiều dọc 4.6 Tính lượng Clo cần dùng ❖ Lượng Clo cần dùng: Máng m m m m m l/s l/s 1,5 0,37 0,28 0,7 0,35 216 720 mm 400 mm Chụp lọc 350 1872 m 0,144 m 0,24 Bể lọc Hệ thống phân phối nước gió rửa lọc - Thơng số thiết kế Diện tích bể lọc Số lượng bể lọc Chiều dài bể lọc Chiều rộng bể lọc Chiều cao hầm thu nước Chiều cao sàn bê tông Chiều cao lớp sỏi đỡ Chiều cao lớp cát lọc Chiều cao lớp nước Chiều cao bảo vệ bể lọc Chiều cao dự trữ bể rửa lọc Chiều cao bể lọc Đường kính ống dẫn nước rửa lọc từ bể chứa đến bể lọc Khử trùng nước Clo lỏng, sử dụng thiết bị phân phối Clo Clorator - Lượng Clo dùng để khử trùng liều lượng Clo hoạt tính cần thiết sử dụng 1h:n_=„~ 625^.1 g/mP^^ Qcio = Q.a _ h y = 6,25 kg/h 1000 “ 1000 + Q = 6250 m3/h: Lưu lượng nước cần xử lý + a = g/m3 : Liều lượng Clo hoạt tính - Năng suất bốc bình: Cs = kg/h ( Trịnh Xuân Lai trang 292) -> Số bình Clo đồng thời: N = Q r, 6,25 kg / h ĩkglh _L bình Clo _ ^— = Cs Vậy dùng bình Clo sử dụng đồng thời - Khối lượng Clo cần thiết dùng để khử trùng ngày: mClo = 6,25 kg/h 24 h =150 kg ❖ Lượng nước tính toán: - Chọn Clorator làm việc lấy 0,6 m3/kgClo - Lưu lượng nước cho trạm Clo là: Q’ = 0,6 m3/kgClo.QClo = 0,6 m3/kgClo 6,25 kg/h = 3,75 m3/h = 0,00104 m3/s = 1,04 l/s - Đường kính ống: D = BÕ.nV = Hy* m3/s = 0,05 m -> D = 50 mm - \ n 0,6 m /kg Lượng nước tiêu thụ để hòa trộn Clo ngày: Q = 3,75 m3/h 24 h = 90 m3/ngày - Chọn số bình Clo dự trữ trạm đủ 30 ngày MClo = 30.150 kg = 4500 kg - Clo lỏng có tỷ trọng riêng 1,43 tấn/m3 = 1,43 kg/l - 4500 kg Tổng lượng dung dịch Clo: QCIO = 43 kg/1 = 3147 l -> Sử dụng bình loại 3200 (l): bình hoạt động bình dự trữ ❖ Cấu tạo nhà trạm: - Trạm Clo xây dựng cuối hướng gió Được xây dựng với gian riêng biệt: gian đựng clorator, gian đặt bình clo lỏng, gian có cửa dự phịng riêng biệt Trạmđược 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: DClo = 1,2ỵ[Q = 1,J 6’94-1° = 0,11 m = 110 mm V V V °,8 + Q: Lưu lượng lớn Clo lỏng lấy lưu lượng trung bình từ - lần (Chọn lần) = 94.10-3 m3/s , Q='’ + v = 0,8 m/s: Vận tốc đường ống - Ông cao su đặt ống lồng có độ dốc 0,01 đến thùng đựng Clo lỏng, ống khơng có mối nối Bảng 4.6 Thông số thiết kế trạm châm Clo nhà máy xử lý Thông số thiết kế Đơn vị ST T Khối lượng Clo cần thiết dùng để khử trùng ngày 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 kg m L/s Bình Ngày l m/s Giá trị 150 1,04 30 3200 0,8 4.7 Bể chứa 4.7.1 Giờ 0-1 1-2 2-3 3-4 Bể chứa k= 1,6 % 1,55 1,55 1,55 1,55 TBC1 % 4,17 4,17 4,17 4,17 Vào 2,62 2,62 2,62 2,62 Bảng 4.7 Phân phối lưu lượng Bể chứa TBC2 Đài nước Ra Còn lại % Vào Ra Còn lại 1.7 0.15 -0.7 10,62 1.7 0.15 -0.55 13,24 1.7 0.15 -0.4 15,86 1.7 0.15 -0.25 Số bơm 1 1 4-5 5-6 6-7 1,55 4,35 5,95 4,17 4,17 4,17 2,62 0,18 1,78 18,48 18,3 18,12 1.7 5.4 5.4 0.15 1.05 0.55 0.1 0.95 0.4 6 7-8 8-9 910 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 Tổng 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 1,6 2,5 2,5 2,5 0,6 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 0,2 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 4,17 1,8 4,17 2,6 2,5 4,09 20, 100 16,49 13,96 11,43 8,9 8,27 8,49 7,11 5,23 3,35 1,92 0,49 0,36 0,18 1,82 4,44 6,98 1,3 1,8 1,8 1,4 1,4 0,1 0,1 0,1 20, 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 5.4 1.7 1.7 1.7 100 0.4 1.3 1.3 1.3 0.6 1.45 0.15 0.65 0.65 0.2 0.2 1.1 1.05 1.05 0.65 0.15 0.15 7.35 -1.3 -2.6 -3.9 -3.3 -1.85 -2 -2.65 -3.3 -3.5 -3.7 -2.6 -1.55 -0.5 -1.15 -1 -0.85 6 6 6 6 6 6 6 1 7.35 & Dung tích bê chứa tính theo cơng thức: W bc = W đh+Wcc+Wbt = 30450 + 864 + 7500 = 38814 m3 Wđh đh : Thể tích điều hịa bể chứa nước (20,3 % Qngđ) WL đh 20,3 v = 100 150000= 30450 m3 - Wcc: Thể tích chứa lượng nước để dập tắt đám cháy phạm vi thiết kế 3h: 3h n h ^2 Qcc X3 x3600 == 1000 Q x = 864 (m3) + 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%í QML = 5% 150000 = 7500 m3