Đồ án nước cấp THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 4000 M3 NGÀY ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LỌC CÁT DI ĐỘNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN    ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƢỚC CẤP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC MẶT CÔNG SUẤT 4000 M 3 NGÀY ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LỌC CÁT DI ĐỘNG GVHD PGS TS BÙI XUÂN THÀNH Sinh viên thực hiện 1 Trần Khải Nguyên 1712397 2 Nguyễn Nhật Mỹ 1712224 TP HCM, tháng 07 năm 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc  ĐỒ ÁN MÔN KỸ.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN    ĐỒ ÁN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƢỚC CẤP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC MẶT CÔNG SUẤT 4000 M3/NGÀY ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LỌC CÁT DI ĐỘNG GVHD: PGS.TS BÙI XUÂN THÀNH Sinh viên thực Trần Khải Nguyên Nguyễn Nhật Mỹ 1712397 1712224 TP.HCM, tháng 07 năm 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN - - ĐỒ ÁN MÔN KỸ THUẬT XỬ LÝ NƢỚC CẤP Họ tên sinh viên: Trần Khải Nguyên 1712397 Nguyễn Nhật Mỹ 1712224 Lớp: MO17KMT1 Ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Ngày giao đồ án: 3/2020 Ngày hoàn thành: 7/2020 Tên đồ án: Thiết kế hệ thống xử nƣớc mặt công suất 4000 m3/ngày ứng dụng công nghệ lọc cát di động Nội dung:  Tổng quan đặc tính nguồn nƣớc  Tổng quan phƣơng pháp xử lý nƣớc cấp  Giới thiệu công nghệ lọc cát di động  Đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý chung – sơ đồ cơng nghệ  Tính tốn cơng trình đơn vị  Bản vẽ sơ đồ công nghệ vẽ chi tiết Chủ nhiệm môn Giáo viên hƣớng dẫn PGS.TS ĐẶNG VŨ BÍCH HẠNH PGS.TS BÙI XUÂN THÀNH LỜI NÓI ĐẦU Đối với chọn tri thức làm ―sự nghiệp‖ để sống cống hiến phải trải qua nhiều trình học tập lâu dài Trong sinh viên ngành kỹ thuật khơng thể thiếu đồ án môn học Chúng sinh viên khoa Môi Trƣờng Tài Nguyên Trƣờng đại học Bách Khoa Tp.HCM phải trải qua giai đoạn nhiệt huyết Đồ án môn học giúp nắm rõ thiết bị máy móc chi tiết hỗ trợ ngành theo học, hiểu đƣợc nguyên lý nhƣ cách vận hành cặn kẽ Quá trình tính tốn thiết kế sát với thực tế thúc cần phải trau dồi kiến thức nhiều nhiều Chúng thực hồn tất đồ án mơn học tháng với giúp đỡ nhiều ngƣời đặc biệt thầy PGS.TS Bùi Xuân Thành Thầy tận tình giúp đỡ bảo chúng tơi Qua đây, xin chân thành cảm ơn thầy, anh chị bạn hỗ trợ nhiệt tình giúp đỡ để hồn thành đồ án mơn học Tuy vậy, đồ án không tránh khỏi thiếu sót Tơi hy vọng q thầy bạn cho ý kiến đóng góp, sửa chữa để kiến thức đồ án đƣợc hoàn chỉnh Trân trọng MỤC LỤC CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI I II MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN .2 ĐẶC TÍNH CỦA NGUỒN NƢỚC CẤP I Giới thiệu khái quát nƣớc mặt 2 Các đặc trƣng nguồn nƣớc cấp II KHẢO SÁT CHẤT LƢỢNG NƢỚC SƠNG SÀI GỊN Vị trí địa lý nguồn nƣớc Thành phần tính chất nguồn nƣớc Quy chuẩn nƣớc cấp sau xử lý Phân tích nguồn nƣớc để áp dụng công nghệ CHƢƠNG 3: CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC CẤP 10 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CHO NGUỒN NƢỚC SÔNG SÀI GÒN 10 I Hồ chứa lắng sơ bộ: 10 Song chắn lƣới chắn cát: .10 Bể lắng cát 11 Q trình keo tụ - tạo bơng 11 Quá trình lắng .12 Quá trình khử trùng 17 II CÁC QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ ĐƢỢC ÁP DỤNG THỰC TẾ 20 Nhà máy nƣớc Thủ Đức 20 Nhà máy xử lý nƣớc Tân Hiệp 22 III GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ LỌC CÁT DI ĐỘNG 23 Sơ lƣợc bể lọc cát di động .23 Sơ đồ thử nghiệm mơ hình thực tế 25 Quy trình vận hành .27 Đánh giá ƣu nhƣợc điểm công nghệ lọc cát di động .28 IV ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 29 Sơ đồ công nghệ truyền thống 29 Sơ đồ công nghệ ứng dụng bể lọc cát di động .30 CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ .32 I CƠNG TRÌNH THU 32 Song lƣới chắn rác bố trí họng thu 32 Ống tự chảy, dẫn nƣớc vào ngăn thu 32 Trạm bơm 33 Bể chứa nƣớc thô (bể sơ lắng) 34 II CÔNG TRÌNH CHUẨN BỊ DUNG DỊCH PHÈN 34 PAC (Poly Aluminium Chloride) .34 Hƣớng dẫn sử dụng dùng PAC 35 Tính tốn lƣợng PAC 35 III BỂ LỌC CÁT LIÊN TỤC 36 Vật liệu lọc 38 Tính đƣờng ống dẫn nƣớc vào 39 Rửa lọc .39 IV KHỬ TRÙNG 40 V BỂ CHỨA NƢỚC SẠCH 40 KẾT LUẬN 43 TƢ LIỆU THAM KHẢO 44 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 (a) Địa phận tỉnh Bình Dƣơng (b) Hồ Dầu Tiếng Hình 3.1 Thơng số TP trƣớc sau xử lý Dynasand tháng năm 2007 24 Hình 3.2 Thơng số TSS trƣớc sau xử lý Dynasand qua năm (1996-2012) 24 Hình 3.3 Sơ đồ thử nghiệm bể lọc cát di động, thể tích nƣớc hoạt động khoảng 60l 25 Hình 3.4 Mơ hình Dynasand thực tế 26 Hình 4.1 Cát cát qua sử dụng 38 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Kết quan trắc nguồn nƣớc Hồ Dầu Tiếng, sơng Sài Gịn tháng 04/2019 Bảng 2.2.Nồng độ N-NH3 nguồn nƣớc Hồ Dầu Tiếng, thuộc sơng Sài Gịn Bảng 2.3 Nồng độ COD nguồn nƣớc Hồ Dầu Tiếng, thuộc sơng Sài Gịn từ tháng 4/2018 đến tháng 4/2019 Bảng 2.4 Tóm tắt QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lƣợng nƣớc ăn uống Bảng 3.1 Khả xử lý bể lọc cát di động 23 Bảng 3.2 Một số mẫu Dynasand thực tế Nordic Water thị trƣờng 26 Bảng 4.1 Thông số thiết kế hệ thống Dynasand 37 Bảng 4.2 Vật liệu lọc 38 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ Quy trình cơng nghệ nhà máy nƣớc Thủ Đức 20 Sơ đồ Quy trình cơng nghệ nhà máy nƣớc Tân Hiệp 22 Sơ đồ Quy trình cơng nghệ truyền thống 29 Sơ đồ Quy trình cơng nghệ ứng dụng lọc cát di động 30 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP GVHD: PGS.TS Bùi Xuân Thành CHƢƠNG 1: I GIỚI THIỆU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Nƣớc ta thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa, kèm theo thực trạng nhiễm môi trƣờng, gia tăng dân số, dẫn đến lƣợng nƣớc cấp phục vụ mục đích sinh hoạt ngày tăng lên Trong đó, Bình Dƣơng, tỉnh thuộc vùng Đông Nam Bộ, nằm vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, nơi tập trung 40 khu công nghiệp lớn nhỏ, với hàng trăm ngàn công nhân lao động, phục vụ sản xuất, phát triển kinh tế xã hội Theo Cục thống kê tỉnh, tính đến tháng năm 2019, dân số địa bàn tỉnh Bình Dƣơng 2.426.561 ngƣời, khu vực thành thị chiếm tỷ lệ gần 80%, có xu hƣớng tăng mạnh tƣơng lai, nơi có nhu cầu tuyển dụng lao động cao, gần 50% dân nhập cƣ từ tỉnh thành khác Vì thế, đảm bảo an ninh, cung ứng nguồn nƣớc cho việc sinh hoạt, sản xuất việc làm quan trọng Nƣớc tài nguyên vô quý giá, thiếu hoạt động sinh hoạt, làm việc ngƣời Tình trạng biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn ngày trở nên gay gắt, ảnh hƣởng nghiêm trọng đến mơi trƣờng sống chúng ta, nƣớc sông, nguồn nƣớc thô chủ yếu đƣợc sử dụng việc cấp nƣớc, có thơng số độ mặn dần tăng lên, gây khó khăn cho việc cấp nƣớc sử dụng tƣơng lai Nhƣ vậy, việc chọn lựa, thiết kế hệ thống xử lý nƣớc cấp phù hợp với điều kiện thực tiễn với tầm nhìn xa sau thiết thực, cần thiết II MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Chọn lựa cơng nghệ, tính tốn, thiết kế chi tiết hệ thống xử lý nƣớc cấp, đảm bảo tiêu chí đạt chuẩn chất lƣợng nƣớc cấp, đáp ứng nhu cầu sử dụng nƣớc, với chi phí đầu tƣ hiệu quả, công nghệ phù hợp ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP GVHD: PGS.TS Bùi Xuân Thành CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN ĐẶC TÍNH CỦA NGUỒN NƢỚC CẤP I Giới thiệu khái quát nƣớc mặt Nƣớc mặt dùng để loại nƣớc lƣu thông chứa bề mặt lục địa, mặt nƣớc tiếp xúc với khơng khí: nƣớc sơng, suối, ao, hồ… Thành phần hóa học nƣớc mặt phụ thuộc vào tính chất đất đai nơi mà dòng nƣớc chảy qua đến thủy vực, chất lƣợng nƣớc mặt chịu ảnh hƣởng trình tự nhiên (mƣa lũ, hoạt động sống chết hệ sinh vật nƣớc…) nhƣ hoạt động ngƣời Trên sông, chất lƣợng nƣớc thƣờng xuyên thay đổi đáng kể theo thời gian không gian Trong nƣớc thƣờng xuyên có chất khí hịa tan, chủ yếu ơxy Ơxy hịa tan nƣớc có ý nghĩa quan trọng đời sống thủy sinh vật Nƣớc mặt thƣờng có hàm lƣợng chất rắn lơ lửng đáng kể với kích thƣớc khác nhau, số chúng có khả lắng tự nhiên, chất lơ lửng có kích thƣớc hạt keo thƣờng gây độ đục nƣớc sơng, hồ - Có nhiều chất hữu sinh vật bị phân hủy - Có nhiều rong tảo, thực vật nổi, động vật - Chất lƣợng nƣớc thay đổi theo mùa - Bị ảnh hƣởng mạnh mẽ hoạt động hai bên bờ ngƣời (cơng nghiệp, nơng nghiệp…) Các đặc trƣng nguồn nƣớc cấp a Tính chất lý học nguồn nước  Nhiệt độ Nhiệt độ nƣớc đại lƣợng phụ thuộc vào điều kiện mơi trƣờng khí hậu Nhiệt độ ảnh hƣởng đến trình xử lý nƣớc nhu cầu tiêu thụ Nƣớc mặt thƣờng có nhiệt độ thay đổi theo mơi trƣờng Nhiệt độ nguồn nƣớc mặt miền Nam tƣơng đối ổn định 26  29OC  Độ màu ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP GVHD: PGS.TS Bùi Xuân Thành Độ màu thƣờng chất bẩn nƣớc tạo nên Các hợp chất Sắt, Mangan khơng hịa tan làm nƣớc có màu nâu đỏ, chất mùn Humic gây màu vàng, loại thủy sinh tạo cho nƣớc màu xanh Nƣớc bị nhiễm bẩn nƣớc thải sinh hoạt hay cơng nghiệp thƣờng có màu xanh đen Độ màu biểu kiến nƣớc thƣờng chất lơ lửng nƣớc tạo dễ dàng loại bỏ phƣơng pháp lọc Trong đó, để loại bỏ màu thực nƣớc (do chất hịa tan tạo nên) phải dùng biện pháp hóa lý kết hợp  Độ đục Khi nƣớc có vật lạ nhƣ chất huyền phù, hạt đất cát, vi sinh vật… khả truyền ánh sáng bị giảm Nƣớc có độ đục lớn chứng tỏ có chứa nhiều cặn bẩn Đơn vị độ đục thƣờng mgSiO2/L, NTU, FTU Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng đại lƣợng tƣơng quan đến độ đục nƣớc  Mùi vị Mùi vị nƣớc thƣờng hợp chất hóa học, chủ yếu hợp chất hữu hay sản phảm từ trình phân hủy vật chất gây nên Nƣớc thiên nhiên có mùi đất, mùi tanh, mùi hôi thối Tùy theo thành phần hàm lƣợng mối khống hịa tan, nƣớc có vị mặn, ngọt, chát, đắng…  Độ nhớt Độ nhớt đại lƣợng biểu thị lực ma sát nội lực, sinh trình dịch chuyển chất lỏng với Đây yếu tố gây nên tổn thất áp lực đóng vai trị quan trọng trình xử lý nƣớc Độ nhớt tăng hàm lƣợng muối hòa tan nƣớc tăng giảm nhiệt độ tăng b Tính chất hóa học nguồn nước  Độ pH Độ pH số đặc trƣng cho nồng độ ion H+ có dung dịch, thƣờng đƣợc dùng để biểu thị tính axit tính kiềm nƣớc Độ pH nƣớc có liên quan đến diện số kim loại khí hịa tan nƣớc Ở độ pH < 5, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, số nguồn nƣớc chứa Sắt, Mangan, Nhơm dạng hịa tan số loại khí nhƣ CO2, H2O tồn ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP GVHD: PGS.TS Bùi Xuân Thành dạng tự nƣớc Ngồi ra, độ pH có thêm tác nhân oxy hóa, kim loại hịa tan nƣớc chuyển thành dạng kết tủa dễ dàng tác khỏi nƣớc biện pháp lắng lọc  Độ kiềm Độ kiềm toàn phần tổng hàm lƣợng ion Bicacbonat, Hydroxyt anion muối axit yếu Do hàm lƣợng muối có nƣớc nhỏ nên bỏ qua Ở nhiệt độ định, độ kiềm phụ thuộc vào độ pH hàm lƣợng khí CO2 tự có nƣớc Độ kiềm Bicacbonat góp phần tạo nên tính đệm cho dung dịch nƣớc Nguồn nƣớc có tính đệm cao, q trình xử lý có dùng thêm hóa chất nhƣ phèn, độ pH nƣớc thay đổi nên tiết kiệm đƣợc hóa chất dùng để điều chỉnh pH  Độ cứng Độ cứng nƣớc đại lƣợng biểu thị hàm lƣợng ion Canxi Magie có nƣớc Dùng nƣớc có độ cứng cao sinh hoạt gây lãng phí xà phòng Canxi Magie phản ứng với axit béo tạo thành hợp chất khó tan  Độ oxy hóa Độ oxy hóa đại lƣợng để đánh giá sơ mức độ nhiễm bẩn nguồn nƣớc Đó lƣợng oxy cần có để oxy hóa hết hợp chất hữu nƣớc Trong thực tế, nguồn nƣớc có độ oxy hóa lớn 10mgO2/L bị nhiễm bẩn Nếu trình xử lý có dùng Clo dạng Clo tự hay hợp chất Hypoclorit tạo thành hợp chất Clo hữu có khả gây ƣng thƣ Để đánh giá khả ô nhiễm nguồn nƣớc, cần cân nhắc thêm yếu tố:  Độ oxy hóa nƣớc mặt, đặc biệt nƣớc có màu cao nƣớc ngầm  Khi nguồn nƣớc có tƣợng nhuộm màu rong tảo phát triển, hàm lƣợng oxy hòa tan nƣớc cao nên độ oxy hóa thấp thực tế  Sự thay đổi oxy hóa theo dịng chảy: Nếu thay đổi chậm, lƣợng chất hữu nguồn nƣớc chủ yếu axit Humic; độ oxy hóa giảm nhanh, chứng tỏ nguồn nhiễm dịng nƣớc thải từ bên đổ vào nguồn nƣớc ... Tên đồ án: Thiết kế hệ thống xử nƣớc mặt công suất 4000 m3/ ngày ứng dụng công nghệ lọc cát di động Nội dung:  Tổng quan đặc tính nguồn nƣớc  Tổng quan phƣơng pháp xử lý nƣớc cấp  Giới thiệu công. .. .27 Đánh giá ƣu nhƣợc điểm công nghệ lọc cát di động .28 IV ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 29 Sơ đồ công nghệ truyền thống 29 Sơ đồ công nghệ ứng dụng bể lọc cát di động ... 20 Sơ đồ Quy trình cơng nghệ nhà máy nƣớc Tân Hiệp 22 Sơ đồ Quy trình cơng nghệ truyền thống 29 Sơ đồ Quy trình cơng nghệ ứng dụng lọc cát di động 30 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP GVHD: