Thiết kế bể keo tụ, tạo bông và bể lắng ngang cho hệ thống xử lý nước từ nguồn sông sài gòn thành nước cấp ăn uống, công suất 25 000 m3/ngày đêm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC CẤP Đề tài: Thiết kế bể keo tụ, tạo bể lắng ngang cho hệ thống xử lý nước từ nguồn sông sài gịn thành nước cấp ăn uống, cơng suất 25 000 m3/ngày đêm Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Viết Hùng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Như Quỳnh MSSV: 1712909 Huỳnh Ngọc Châu Anh MSSV: 1710461 TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp MỤC LỤC Trang BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ THỰC HIỆN TRONG ĐỒ ÁN NỘI DUNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1.1 Tổng quan nguồn nước 1.1.1 Tổng quan nguồn nước mặt 1.1.2 Tổng quan đặc điểm nguồn nước sơng Sài Gịn 1.1.3 Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống 1.2 Công nghệ xử lý nước cấp ăn uống 1.2.1 Tổng quan quy trình cơng nghệ xử lý nước cấp 1.2.2 Đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý nguồn nước mặt sơng Sài Gịn 1.2.3 Thuyết minh công nghệ CHƯƠNG LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 2.1 Bể trộn khí 10 2.1.1 Lý thuyết 10 2.1.2 Sơ đồ tính tốn 11 2.2 Bể phản ứng tạo bơng cặn khí 12 2.2.1 Lý thuyết 12 2.2.2 Sơ đồ tính tốn 13 2.3 Bể lắng ngang 13 2.3.1 Lý thuyết 13 2.3.2 Sơ đồ tính tốn 15 CHƯƠNG TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.1 Bể trộn khí 16 3.1.1 Lựa chọn tính tốn định lượng hóa chất 16 3.1.2 Kích thước bể trộn khí 16 3.1.3 Kích thước cánh khuấy bể trộn 17 Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng 3.1.4 Thông số kỹ thuật để chọn động 3.2 Bể phản ứng tạo bơng cặn khí 18 19 3.2.1 Kích thước bể phản ứng tạo bơng khí 19 3.2.2 Kích thước cánh khuấy bể phản ứng 20 3.2.3 Kiểm tra tiêu bể phản ứng 21 3.3 Bể lắng ngang 23 3.3.1 Vùng lắng 23 3.3.2 Ngăn phân phối nước vào 25 3.3.3 Hệ thống máng thu nước 26 3.3.4 Vùng thu xả cặn 28 3.3.5 Kích thước xây dựng 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ THỰC HIỆN TRONG STT Họ tên SV Nguyễn Ngọc Quỳnh ĐỒMSSV ÁN MÔN HỌC Nhiệm vụ Như 1712909 Chương 1: Ghi 1.1.1 Tổng quan nguồn nước mặt 1.1.3 Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống 1.2.2 Đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý nguồn nước mặt sơng Sài Gịn 1.2.3 Thuyết minh cơng nghệ Chương 2: 2.1.1 Lý thuyết bể trộn 2.2.1 Lý thuyết bể tạo 2.3 Lý thuyết sơ đồ tính tốn bể lắng ngang Chương 3: Huỳnh Ngọc Châu Anh 3.3 Tính tốn thiết kế Bể lắng ngang 1710461 Chương 1: 1.1.2 Tổng quan nguồn nước chất lượng nước sơng Sài Gịn 1.2.1 Tổng quan quy trình cơng nghệ xử lý nước cấp 1.2.2 Đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý nguồn nước mặt sơng Sài Gịn 1.2.3 Thuyết minh cơng nghệ Chương 2: 2.1.2 Sơ đồ tính tốn bể keo tụ 2.2.2 Sơ đồ tính tốn bể tạo bơng Chương 3: 3.1 Tính tốn bể trộn khí 3.2 Tính tốn bể phản ứng tạo bơng khí Đồ án mơn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC VÀ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 1.1 Tổng quan nguồn nước 1.1.1 Tổng quan nguồn nước mặt Nước mặt bao gồm nguồn nước đầm, ao, hồ, sông, suối Đặc trưng nguồn nước mặt: - Hàm lượng chất hữu cao, độ đục cao - Nhiều chất lơ lửng, chất hịa tan dạng ion phân tử, có nguồn gốc hữu vô - Trong nước chứa nhiều vi sinh, virus, vi trùng E.Coli, Coloform, Đôi có diện nhiều loại tảo - Nhiệt độ thành phần nước không ổn định, thay đổi theo mùa Trong tiêu chất lượng nước cần quan tâm, bên cạnh tiêu cảm quan nhiệt độ, mùi, vị, cịn có vài tiêu như: độ pH, độ đục, độ màu, tổng chất rắn hòa tan nước (TDS); số tiêu nâng cao: độ acid, độ kiềm, độ cứng (bao gổm độ cứng tổng, độ cứng calci), clo; tiêu dinh dưỡng: hàm lượng amoni (NH4+), sulfate (SO42-), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-); tiêu kim loại: hàm lượng nhôm (Al), sắt (Fe), mangan (Mn), đồng (Cu), kẽm (Zn); tiêu vi sinh: E.Coli, Coliform chịu nhiệt, Coliform tổng 1.1.2 Tổng quan đặc điểm nguồn nước sơng Sài Gịn Sơng Sài Gịn phụ lưu sơng Đồng Nai, diện tích lưu vực 4934.46km 2, chạy dọc 80 km địa phận Thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM) với lưu lượng nước trung bình khoảng 54 m3/s Sơng Sài Gịn đánh giá nguồn cấp nước có tầm quan trọng đặc biệt tỉnh thành nằm lưu vực sông qua Nước cung cấp chủ yếu cho việc ăn uống sinh hoạt, tưới tiêu cơng trình cơng cộng, phục vụ cho hoạt động cơng nghiệp Ngồi ra, sơng Sài Gịn cịn có tiềm phát triển ngành dịch vụ du lịch đánh bắt nuôi trồng thủy sản GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp Vì chảy qua nhiều vị trí dân cư đơng đúc, nơi hoạt động công nghiệp, dịch vụ diễn sôi nổi, dày đặc nên ngày, lưu vực sông Sài Gòn phải tiếp nhận lượng lớn nước thải nhiều nguồn nhiều nơi đổ Song, nhiều năm gần đây, chất lượng nước mặt sông Sài Gòn chịu ảnh hưởng từ hoạt động kinh tế - xã hội, dẫn đến khó kiểm sốt chất lượng Ngoài ra, hậu tác động biến đổi khí hậu tồn cầu đến việc suy giảm chất lượng nguồn nước thô cung cấp cho thành phố Điều đe dọa đến khả cung cấp nước cho 10 triệu người dân thành phố tỉnh lân cận Chọn điểm cầu Tống Lê Chân để theo dõi, nhận kết WQI khoảng 77, thuộc nhóm chất lượng tốt, phù hợp sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt xem chất lượng tương đương với QCVN 08-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia Chất lượng nước mặt cột A2 Nhưng để nước sử dụng cho mục đích ăn uống cần có biện pháp xử lý phù hợp với quy chuẩn áp dụng cho nước ăn uống Ta có bảng số liệu quan trắc vị trí sau Bảng 1.1 Bảng số liệu quan trắc điểm cầu Tống Lê Chân STT 10 11 12 13 14 15 16 pH Độ màu Tên tiêu BOD5 (20oC) COD DO (oxi hòa tan) TSS (tổng chất rắn lơ lửng) Amoni Nitrit Nitrat Cd Fe Pb CNAs Hg Clorua Đơn vị TCU Giá trị 6-8.5 40 mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 15 ≥5 30 0.3 0.05 0.005 0.02 0.05 0.02 0.001 350 Để đưa phương án xử lý nước cấp phù hợp với mục đích sử dụng, ta đối chiếu kết quan trắc với bảng giới hạn tiêu nước tiêu chuẩn chất lượng nước ăn uống, từ lựa chọn tiêu cần xử lý đề xuất quy trình xử lý sơ đồ công nghệ phù hợp GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp 1.1.3 Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ăn uống Sau xử lý, nước cấp cần đạt tiêu chuẩn chất lượng nước sử dụng cho ăn uống Bộ Y Tế ban hành QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Chất Lượng Nước Ăn Uống (hiệu lực đến hết 15/06/2021), quy chuẩn áp dụng cho sở cung cấp nước cho mục đích sinh hoạt ăn uống, quy định mức giới hạn tiêu chất lượng nước dùng để ăn uống Dưới bảng giới hạn tiêu chất lượng quan trọng cho nước ăn uống (trích từ bảng QCVN 01:2009/BYT) Bảng 1.2 Bảng giới hạn tiêu cảm quan thành phần vô cho nước ăn uống [7] STT Tên tiêu Màu sắc(*) Mùi vị (*) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Độ đục(*) pH(*) Độ cứng, tính theo CaCO3(*) Tổng chất rắn hồ tan (TDS) (*) Nhơm(*) Amoni(*) Arsen tổng số Cadimi Clorua(*) Crom tổng số Đồng tổng số (*) Xianua Hydro Sulfur(*) Sắt tổng(*) Chì Mangan tổng số Thủy ngân tổng số Niken Nitrat Nitrit Sulfat(*) Kẽm(*) Chỉ số Pecmanganat (*) Là tiêu cảm quan Đơn vị TCU NTU mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Giới hạn tối đa cho phép 15 Khơng có mùi, vị lạ 6,5-8,5 300 1000 0.2 0.01 0.003 250 0.05 0.07 0.05 0.3 0.01 0.3 0.001 0.02 50 250 GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp Đối với tiêu vi sinh nước ăn uống, theo quy định QCVN 01:2009/BYT, hàm lượng E.coli và Coliform tổng số vi khuẩn/100ml Ngoài ra, sở cấp nước dạng nước uống đóng chai bên cạnh việc nước nguồn phải đáp ứng yêu cầu theo QCVN 01:2009/BYT chất lượng nước ăn uống nước uống cần đạt tiêu chuẩn theo quy định QCVN 6-1:2010/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia Nước Khoáng Thiên Nhiên Và Nước Uống Đóng Chai Trong phạm vi Đồ án mơn học này, tiêu chuẩn đầu nước cấp ăn uống áp dụng QCVN 01:2009/BYT Khi so sánh giá trị hàm lượng tiêu nước nguồn với Bảng 1.2, ta đánh giá: nguồn nước điểm cầu Tống Lê Chân có nhiều tiêu đạt chuẩn nước, để sử dụng cho mục đích ăn uống cần phải tiến hành xử lý tiêu đây: Bảng 1.3 Danh sách tiêu cần lưu ý xử lý nguồn nước điểm lấy mẫu STT Tên tiêu Độ màu Cd Fe Pb Arsen Hg Clorua Mức độ giám sát Đơ n vị Giới hạn tối đa cho phép Giá trị A TC U 15 40 C A B B B A mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 0.003 0.3 0.01 0.01 0.001 250 0.005 0.02 0.02 0.001 350 Ghi Cảnh báo Các tiêu cần xử lý nước nguồn điểm lấy mẫu, phân loại theo mức độ: - Loại A: Màu sắc, Sắt tổng, Clorua - Loại B: Chì, Arsen tổng, Thủy ngân tổng (chỉ tiêu cần ý giám sát đạt đến giới hạn tối đa hàm lượng) - Loại C: Cadimi 1.2 Quy trình cơng nghệ xử lý nước cấp ăn uống 1.2.1 Tổng quan quy trình xử lý nước ăn uống GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp Để xử lý nguồn nước mặt thành nước sử dụng cho ăn uống, ta tham khảo quy trình xử lý áp dụng sở xử lý nước cấp: Sơ đồ 1: Áp dụng cho nguồn có tiêu chất lượng nước loại B tốt Phèn Bể trộn n Clo Bể keo tụ tạo Bể lắng ngang Bể lọc Bể tiếp xúc khử trùng Cung cấp Xả cặn hố thu cặn Lắng nước rửa lọc Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước truyền thống Sơ đồ 2: Áp dụng nước nguồn đạt tiêu chuẩn nước cấp cho ăn uống sinh hoạt Sau khử trùng cấp cho người tiêu thụ Chlorine Nước nguồn Bể chứa tiếp xúc để khử trùng Nước cấp cho người tiêu thụ Hình 1.2 Sơ đồ cấp nước trực tiếp sau khử trùng Sơ đồ 3: Áp dụng nước nguồn đạt loại A, độ đục  30mg/l tương đương 15 NTU Chlorine Nước nguồn Bể lọc chậm Bể tiếp xúc khử trùng Nước cấp cho người tiêu thụ Hình 1.3 Sơ đồ xử lý nước bể lọc chậm 1.2.2 Đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý nguồn nước mặt sơng Sài Gịn Ngun tắc đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước cấp Khi thiết kế quy trình cơng nghệ xử lý nước cấp cần dựa vào yếu tố: GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp - Thành phần chất lượng nguồn nước đầu vào - Công suất lưu lượng trạm xử lý - Các yếu tố thủy văn điều kiện địa hình địa phương Ngồi cịn có điều kiện kỹ thuật - Tính kinh tế: Xác định giá thành đầu tư xây dựng, trang thiết bị; Chi phí quản lý hàng năm; Chi phí điện cho 1m3 nước; Chi phí xử lý xác định giá thành sản phẩm 1m nước Cần thiết kế cho đạt hiệu làm việc xử lý tốt chi phí mức phù hợp với nguồn vốn Cần xác định chuẩn yêu cầu đầu nước cấp: Nước từ nguồn sơng Sài Gịn sau xử lý sử dụng cho mục đích ăn uống sinh hoạt, tiêu cần đáp ứng tiêu chuẩn theo quy định QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Chất Lượng Nước Ăn Uống Phương án thiết kế tối ưu phương án đáp ứng đầy đủ ba yếu tố kỹ thuật, kinh tế môi trường Tính tốn thiết kế cơng trình đơn vị hệ thống xử lý nước cấp dựa TCXD 33 - 2006, Cấp nước - Mạng lưới đường ống cơng trình tiêu chuẩn thiết kế Đặc tính chất lượng nước từ nguồn sơng Sài Gịn - Chất lượng nước mặt thuộc loại A2 - Nước có độ màu cao, M = 40 º(Pt-Co) - Các tiêu có hàm lượng vượt mức cho phép, cần xử lý: Clorua, Thủy Ngân, Asen, Chì, Cd PAC Nước nguồn Bể trộn khí Polymer Bể tạo bơng Lắng nước rửa lọc Bể lắng ngang Bể lọc nhanh Chlorine khử trùng GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp Kiểm tra hệ số Reynolds: Re = D ×G × ρ 0.65 × 1000× 995.6 = = 0.5×10 > 104 −3 μ 0.863 ×10 Vậy động đáp ứng yêu cầu tạo dòng chảy rối Chọn động điện pha Teco AESV2S-10 IE2 công suất 7.5 Kw 3.3.5 Tính tốn đường ống dẫn nước qua bể tạo bơng Chọn kích thước phần mương dẫn nước qua bể tạo 0.6m  0.6m Kiểm tra vận tốc nước ống nước: v = Q 0.29 = ¿ 0.85 m/s L× H 0.6 × 0.6 Theo tiêu chuẩn TCXDVN 33:2006, vận tốc nước ống dẫn đạt yêu cầu (quy phạm: 0.8÷1m/s) 3.2 Bể phản ứng tạo bơng cặn khí Nhiệt độ nước 28oC, lấy thời gian lưu nước 22 phút Thông số thiết kế tham khảo cho bể: Chọn thiết kế bể tạo có tường ngăn, có lỗ D100mm phân bố bề mặt Chia bể làm ngăn tạo bơng, ngăn có bánh khuấy 3.2.1 Tính tốn kích thước bể phản ứng Dung tích buồng phản ứng: Q 0.29 V = ×t = × 22× 60 = 127.6 m3 Chọn đường kính bánh khuấy Dbánh = 3m.Vậy, chiều sâu mực nước buồng H = 4m Diện tích bề mặt buồng phản ứng: 19 GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp V A= H = 127.6 = 31.9 m2 Ta thấy khoảng cách bánh khuấy trục liền kề 1m Vậy chiều dài tối thiểu buồng: Lmin.buồng = Dbánh + = + = 4m Chiều rộng buồng: A 31.9 Bbuồng = L = = 7.975m buồng Bảng 3.3 Bảng thơng số kích thước bể phản ứng Thông số Giá trị Đơn vị Bể tạo bơng có bánh khuấy trục nằm ngang Chiều cao* 4.6 m Rộng m Dài 12 m Vật liệu Bê tơng cốt thép 3.2.2 Tính tốn kích thước cánh khuấy Trên trục có bánh khuấy cách 1m, cách tường 0.3m Mỗi bánh khuấy có cánh chèo đối xứng Theo bề rộng, khoảng trống cần có là: 2× 0.3+ = 1.6m Chiều dài tối thiểu cánh khuấy: Lcánh khuấy = Lmin−1.6 7.975−1.6 = = 3.1875m 2 Chọn chiều rộng cánh khuấy Bcánh khuấy = 15 cm Bảng 3.4 Bảng thơng số kích thước bánh khuấy bể phản ứng Thơng số Giá trị Đơn vị Bánh khuấy Đường kính SS304 m Cánh khuấy SS304 Dài 3.19 m Rộng 1.5 m Ván Vật liệu SS304 20 GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp Dài 3.19 m Rộng 0.15 m 3.2.3 Kiểm tra tiêu bể phản ứng Mỗi cánh khuấy có ván: 0.15 = 1.425m - Ván đầu gắn sát mép cánh khuấy: r1 = 1.5 - - Ván đặt vị trí 2/3 chiều rộng cánh tính từ tâm quay: r2 = - - Ván đặt vị trí 1/3 chiều rộng cánh tính từ tâm quay: r = 0.5 - 0.15 = 0.925m 0.15 = 0.425m Tổng tiết diện ván: f = 12 ×3.19 ×0.15=¿ 5.742 m2 Tiết diện ngang bể: F = B × H = 4× = 32 m2 Tỉ lệ diện tích cánh khuấy: f 5.742 = ×100 = 18% (15% ¿ 10 (đạt yêu cầu thiết kế) 9.81m/ s × 1.05 m Chuẩn số Fr > 10-5 đảm bảo điều kiện ổn định dòng bể Như vậy, xây bể lắng, bể kích thước rộng B = 3.6m Chiều dài bể lắng L = 51m Thời gian lưu nước: T= ∀ L × B × H ct × N 51 ×3.6 × 2.5× = = = 1.32  20 phút Q Q 1041.67 Diện tích cửa vào bể lắng Q 25000 =9.012m2 = 3.6m  2.5m Fcửa vào = N × v = −2 86400 ×3 ×1.0703 ×10 h 3.3.2 Hệ thống phân phối nước vào bể Việc phân phối nước vào toàn mặt cắt ngang bể điều kiện quan trọng, nước vào không phân phối gây tượng ngắn dịng, tạo xốy nước nhỏ làm cho dịng chảy vùng lắng khơng ổn định, gây vỡ cặn Biện pháp hiệu đặt phân phối có khoan lỗ, kích thước mặt cắt ngang bể Ta đặt vách ngăn phân phối đặt cách tường 1.5m (quy phạm: 1÷2m) Tốc độ nước phân phối qua lỗ theo quy phạm 0.2 ÷ 0.3 m/s [3-6] Chọn v pp = 0.3 m/s Chiều rộng vách ngăn phân phối: Bpp = B = 3.6 m Chiều cao phân phối: Hpp = Hct - htrung hòa = 2.5- 0.3 = 2.2 m Diện tích cơng tác vách ngăn phân phối nước vào bể: Fpp = Bpp  Hpp = 3.6  2.2 = 7.92 m2 Lưu lượng nước qua ngăn phân phối vào bể: 25 000 m /d Qpp = = 347.22 m3/h = 0.0965 m3/s 24 h bể 25 GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp Diện tích cần thiết lỗ vách ngăn phân phối nước vào : q m /s =0.3217 m2 ∑ f pp= v tt = 0.0965 0.3 m/s pp Chọn đường kính lỗ tròn khoan ngăn phân phối: dpp = 90mm = 0.09 m Diện tích lỗ: f pp=π × () ( ) 2 d 09 −3 =π × =6.316 ×10 m 2 Số lượng lỗ vách ngăn phân phối nước vào: n pp = ∑ f pp = f pp 0.3217 m =41 Chọn npp = 45 lỗ −3 6.316 × 10 m Bố trí lỗ vách ngăn phân phối nước theo bố cục: hàng dọc hàng ngang, tổng số lỗ đục:  = 45 lỗ Các lỗ bố trí cách 0.36 m theo chiều ngang 0.44 m theo chiều dọc Vận tốc nước qua lỗ thực tế: v= 0.0965 =0 37 m/s π × 0.09 45 × 2 v 0.37 =0.00 8m = 5.8 mm Tổn thất áp lực qua lỗ: h =  =1 × 2g 2× 9.81 3.3.3 Hệ thống máng thu nước Máng thu cưa Máng thu chất sử dụng máng inox cưa, đặt dọc theo chiều dài bể Vận tốc nước máng: v m = 0.6 m/s Vận tốc vùng lắng: Q 25000 3 −3 vlắng = = =0.525× 10 m/s L× B 86400 ×51 ×3.6 Tổng chiều dài máng thu nước: Q 25000 =44.1 m Chọn Lm = 60m Lm > 5× H × v = 86400 ×5 ×2.5 × 0.525× 10−3 ct lắng Chọn số máng cần máng/1 bể 26 GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp Khoảng cách tim máng a = L Chiều dài máng : l= = B 3.6 = =1.8 < 1.5Hct = 3.75 (thỏa) 2 60 =30 m Tổng chiều dài máng thu nước: L = 60m Máng thu nước từ hai phía, chiều dài mép máng thu  60 = 120 m Tải trọng 1m chiều dài máng thu: q m= q 25000 m3 /d = =208.33m3 /d m (quy phạm:  250m3 /d m ) (thỏa) 2L 120 m Vận tốc nước máng: v m = 0.6 m/s Lưu lượng nước vào máng: 25000 qm = 86400 ×3 = 0.0965 m3/s Tiết diện máng bể: Am = qm 0.0965 = =0.161 m vm 0.6 Chọn bề rộng máng: Bm = 0.5m Chiều sâu máng thu: Hm = A m 0.161 = =0.16 m Bm 0.5 Chọn xẻ khe chữ V, góc đáy 90º để điều chỉnh cao độ mép máng Chiều cao chữ V 5cm, đáy 10cm Mỗi mét dài có khe chữ V, khoảng cách đỉnh 10cm Số lượng chữ V xẻ máng: n = (Lm + Bm)   = (30 + 0.5)  10 = 304.5 Chọn n = 306 chữ V Lưu lượng nước qua khe chữ V: qV= q m 0.0965 = 0.0003154 m3/s = n 306 Mặt khác, ta cịn có cơng thức để tính tốn lưu lượng nước qua khe chữ V: q V =1.4 × h [3] 27 Đồ án mơn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Với h - chiều cao mực nước khe V, cm Vậy chiều cao h: → h= ( ) =0.0 27m = 2.7cm < 5cm (thỏa) −4 3.154 ×10 1.4 Mương tập trung thu nước lắng Chọn vận tốc nước mương: v mương = 0.6 m/s (quy phạm: 0.6÷0.8 m/s) Tiết diện mương: Amương = Q 0.289 = =0.4817 m vm 0.6 Chọn chiều rộng mương: Bmương = 1m Chiều dài mương chiều rộng bể: Lmương = B = 3.6 m Chiều sâu mực nước mương thu nước tập trung cuối bể: Hmương = A mương 0.4817 m = =0.4 m Bmương 1.1 3.3.4 Vùng thu xả cặn Thể tích vùng chứa cặn bể lắng ngang: 25000 × ( 65.3−10 ) T ×q × ( C−m ) 24 × 24 Wc =  =  = 30.722 m3 [6] Nδ ×15000 Trong đó: Wc - Thể tích vùng chứa cặn bể lắng, m3 T - thời gian hai lần xả cặn, chọn T = 24h q - Lưu lượng tính tốn tính theo m3/h N - Số lượng bể lắng N = bể m - Hàm lượng cặn lại nước sau lắng [7] Chọn m =10 g/m3  - nồng độ trung bình cặn nén sau thời gian T, g/m Ta có:  = 15000 g/m3 [6] C - Hàm lượng cặn nước đưa vào bể lắng, xác định công thức: 28 Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng C = Cn + KP + 0.25M + V = 30 +  25.3 + 0.25  40 + = 65.3 g/m3 Trong đó: Cn - hàm lượng cặn nước nguồn, Cn = 30g/m3 M - độ màu nước nguồn, tính độ M = 40º (Pt/Co) P - hàm lượng phèn cho vào nước, g/m3, tính theo cơng thức: P = 4√ M =4 × √ 40=25.3 g/m3 (CT 6-1, TCXDVN 33:2006) K - hệ số phụ thuộc độ tinh khiết phèn sử dụng Chọn K = (phèn nhôm không sạch) V - hàm lượng vơi (nếu có) cho vào nước, g/m3 V = Chiều cao trung bình vùng chứa nén cặn: 30.722 m Wc Hc = = 833.33 m = 0.11 m Chọn Hc = 0.15 m As bể Tốc độ nước chảy cuối máng không nhỏ 1m/s Chọn vc = 1.25 m/s Chọn thời gian xả cặn: t =10 phút (quy định: t = 10÷20 phút) [6] Lưu lượng cặn xả bể: qc-n = W C 30.722 = =0.0512 m3/s t 10 × 60 Tiết diện máng thu cặn: Fc= qc−n 0.0512 = =0.041 m vc 1.25 Đường kính ống xả cặn: Dc= √ √ × qc−n × 0.0512×120 % = 0.23m = π × vc π × 1.5 Chọn đường kính ống thu cặn đặt máng thu cặn Dc = 0.25m = 250mm Máy cào bùn (thiết bị thu cặn) Thiết bị cào cặn dầm cầu chạy Với tốc độ thu cặn 10mm/s 3.3.5 Kích thước xây dựng 29 Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Chiều cao trung bình bể lắng: Chọn chiều cao bảo vệ (khoảng cách từ mực nước tới thành bể): Hbv = 0.6 m Chiều cao xây dựng bể lắng: HXD = Hct + Hc + Hbv = 2.5 m + 0.8 + 0.6 = 3.9m Bể sử dụng thiết bị cào cặn khí thiết kế đánh cặn theo độ dốc i = 0.01từ cuối bể đầu bể [8] Xây dựng bể bê tông, tường dày 200mm Vậy, tổng chiều dài xây dựng bể lắng (kể ngăn thu nước): LXD = 51m + 1.1m + 20.2= 52.4m Chiều rộng xây dựng bể lắng: BXD = 3.6m +20.2= 4m Thể tích bể lắng: V = LBH = 51m3.62.95m = 541.62m3 Lượng nước dùng cho việc xả cặn (tính % lưu lượng nước xử lý): P= K p × W c 1.2 ×30.722 ×3 = ×100 %=0.435 % QT 1041.67 ×24 Trong đó: KP - hệ số pha loãng cặn KP = 1.2 với xả cặn giới [6] 30 GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp Thông số Ghi Bảng 3.5 ThôngGiá số trị thiết kế bể lắng ngang Q : Lưu lượng tính tốn 25 000 m3/d = 1041.67 m3/h = 0.289 m3/s N : Số bể lắng thiết kế bể lắng Tải trọng bề mặt 45 m3/d.m2 As : Diện tích bề mặt vùng lắng 555.56 m2 = 185.186 m2/1 bể B : Chiều rộng bể 3.6m/1 bể L : Chiều dài bể 51m/1 bề Hct: Chiều cao công tác 2.5m R : Bán kính thủy lực 1.05m vf :Vận tốc chảy ngang TB 0.010703 m/ s Hệ số Re 10217 Chuẩn số Fr 1.11210-5 T : Thời gian lưu nước 20 phút vpp: vận tốc nước vào lỗ phân phối 0.3 m/s Vách ngăn phân phối: BppHpp 3.6m  2.1m Số lỗ đục vách phân phối 45 dlỗ=0.09m vmáng 0.6m/s Tải trọng 1m máng thu 208.33 m3/d.m Kích thước máng cưa: 30m0.5m0.16m LmBmHm Kích thước máng thu nước tập trung: Lm Bmương  Hmương 3.6m1m0.48m Dmtt: đường ống dẫn nước từ Dmương = 0.45 m máng thu sang mương thu vc 1.25m/s Wc : thể tích vùng chứa nén cặn 30.722 m3 Dc: đường ống xả cặn Hc: Chiều cao vùng chứa cặn 0.25m 0.15m HBV: Chiều cao bảo vệ 0.6m HXD: Chiều cao xây dựng 3.55m Độ dốc 0.01 31 Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng 32 Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M L Davis, Water and Wastewater Engineering Design Principles and Practice, Second edition The McGraw-Hill Companies, US, 1976 [2] Đ V Hùng, Subject for Undergraduate Degree Water Treatment Engineering, PowerPoint slides, Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2019 [3] T X Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2004 [4] T X Lai, Tính tốn cơng trình xử lý phân phối nước cấp, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2007 [5] N N Dung, Xử lý nước cấp, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2005 [6] Bộ Xây Dựng, Tiêu chuẩn Xây dựng Quốc gia (TCXDVN 33:2006) Cấp nước Mạng lưới đường ống cơng trình - Tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội, 3/2006 [7] Bộ Y Tế, Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia (QCVN 01:2009) Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia Chất lượng nước ăn uống, Hà Nội, 2009 [8] L M Triết, N T Hùng, N P Dân, Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, NXB Đại học Quốc gia TPHCM, 2008 33 ... Sơ đồ công nghệ đề xuất để xử lý nước cấp ăn uống từ nguồn nước mặt sơng Sài Gịn 1.2.3 Thuyết minh công nghệ Nước mặt từ nguồn (sông Sài Gịn) qua cơng trình thu nước dẫn vào hệ thống xử lý Đầu... nghệ xử lý nước cấp ăn uống 1.2.1 Tổng quan quy trình xử lý nước ăn uống GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp Để xử lý nguồn nước mặt thành nước sử dụng cho ăn uống,. .. nghệ xử lý nước cấp Khi thiết kế quy trình cơng nghệ xử lý nước cấp cần dựa vào yếu tố: GVHD: PGS.TS Đặng Viết Hùng Đồ án môn học Kỹ thuật Xử Lý Nước Cấp - Thành phần chất lượng nguồn nước đầu vào