ĐỒ án xử LÝ nước cấp THIẾT kế hệ THỐNG xử LÝ nước cấp sử DỤNG NGUỒN nước mặt CHO KHU dân cư PHÚ XUÂN, dân số 2500 NGƯỜI

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP HCM KHOA MÔI TRƯỜNG CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC MẶT CHO KHU DÂN CƯ PHÚ XUÂN, DÂN SỐ 2500 NGƯỜI SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV: 00950020010 LỚP: 09LTĐHV.MT HỌC KỲ: HK2 – NK 2020 -2021 GVHD: TS TÔN THẤT LÃNG TP.HCM, 06/2022 Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xuân dân số 2500 người BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP HCM KHOA MÔI TRƯỜNG CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP SỬ DỤNG NGUỒN NƯỚC MẶT CHO KHU DÂN CƯ PHÚ XUÂN, DÂN SỐ 2500 NGƯỜI TRẦN THÀNH NHÂN HỘI ĐỒNG TV1 TV2 GVHD TV3 TP.HCM, 06/2021 SVTH: Trần Thành Nhân GVHD: Tôn Thất Lãng Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xuân dân số 2500 người Mục lục NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Danh mục hình Danh mục bảng Danh mục từ viết tắt CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN VÀ NGUỒN NƯỚC CẤP 1.1.Thông tin dự án 1.2.Tầm quan trọng của nước cấp 1.3.Các loại nguồn nước sử dụng làm nước cấp 10 1.3.1.Nước mặt 10 1.3.2.Nước ngầm 12 1.3.3.Nước mưa .14 CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VỀ CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC 15 2.1.Hồ chứa lắng sơ .15 2.2.Song chắn rác lưới chắn 15 2.3.Q trình làm thống .15 2.4.Clo hóa sơ 16 2.5.Q trình khuấy trộn hóa chất 16 2.6.Quá trình keo tụ phản ứng tạo cặn 16 2.7.Quá trình lắng 17 2.8.Quá trình lọc 18 2.9.Flo hóa 19 2.10.Khử trùng nước 19 2.11.Ổn định nước 20 2.12.Làm mềm nước 20 CHƯƠNG 3:ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP VỚI NGUỒN NƯỚC LÀ SƠNG SÀI GỊN .21 3.1.ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT NƯỚC SƠNG SÀI GỊN .21 SVTH: Trần Thành Nhân GVHD: Tôn Thất Lãng Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xuân dân sớ 2500 người 3.1.1.Vị trí địa lý 21 3.2.ĐỀ XUẤT – PHÂN TÍCH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 25 3.2.1.Đề xuất công nghệ xứ lý .25 3.2.2.Kết luận 32 CHƯƠNG 4:TÍNH TỐN CHI TIẾT CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG TRẠM XỬ LÝ 33 4.1.TÍNH TỐN LƯU LƯỢNG CẤP NƯỚC CỦA NHÀ MÁY 33 4.1.1.Dân số khu dân cư Phú Xuân 33 4.1.2.Lưu lượng nước cấp trạm cấp nước cho khu dân cư Phú Xuân 33 4.2.XÁC ĐỊNH LƯỢNG HÓA CHẤT ĐƯA VÀO 33 4.2.1.Liều lượng Poly Aluminium Chloride (PAC) .33 4.2.2.Liều lượng vôi 35 4.3.Tính toán công trình 35 4.3.1.Bể trộn khí .35 4.3.2.Bể lắng đứng 37 4.3.3.Bể lọc áp lực 40 CHƯƠNG 5:Kết luận và kiến nghị 43 5.1.Kết luận 43 5.2.Kiến nghị 43 Tài liệu tham khảo 44 Phụ lục 44 SVTH: Trần Thành Nhân GVHD: Tôn Thất Lãng Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xuân dân số 2500 người NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC CẤP Họ tên sinh viên: Trần Thành Nhân Lớp : 09LTĐHV_MT Ngành :Kỹ Thuật Môi Trường Ngày giao đồ án: 22/05/2022 Ngày hoàn thành đồ án: 20/07/2022 Nhiệm vụ đồ án: Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho Khu dân cư Phú Xuân quy mô 2500 người Yêu cầu số liệu ban đầu: - Số liệu chất lượng nước nguồn cho bảng 01 Tiêu chuẩn nước sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống QCVN 01-1:2018/BYT - Diện tích khu đất dự kiến xây dựng trạm xử lý nước cấp cho khu dân cư 50m x 100m Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Lập thuyết minh tính tốn bao gồm:  Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước cấp cho khu dân cư trên, từ phân tích lựa chọn cơng nghệ thích hợp  Tính tốn 03 cơng trình đơn vị sau: bể trợn khí, bể lắng đứng, bể lọc áp lực phương án chọn Các vẽ kỹ thuật: - Vẽ vẽ mặt cắt công nghệ phương án chọn: 01 vẽ khổ A2 - Vẽ chi tiết 02 cơng trình đơn vị hoàn chỉnh: 02 vẽ khổ A2 TP.HCM, ngày 20 tháng 07 năm 2022 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN PGS.TS Tôn Thất Lãng SVTH: Trần Thành Nhân GVHD: Tôn Thất Lãng Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xuân dân số 2500 người Bảng1: Số liệu chất lượng nước nguồn TT Thông số Đơn vị Sông Sài Gòn pH - 6,7 Độ đục NTU 57 Độ màu Pt - Co 37 10 Fe mg/l 0,34 12 Độ cứng tính theo CaCO3 mg/L 103 13 E.Coli MPN/100ml 1500 14 Tổng Coliform MPN/100ml 46000 SVTH: Trần Thành Nhân GVHD: Tôn Thất Lãng Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xuân dân số 2500 người LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình làm đồ án, chúng em ln nhận quan tâm, tận tình truyền đạt kiến thức chuyên môn cần thiết quý báu từ phía giáo viên hướng dẫn- Thầy Tôn Thất Lãng Đến hôm nay, với dẫn dắt thầy mà chúng em hoàn thành đồ án “Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xuân dân số 2500 người” Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến - Thầy Tôn Thất Lãng giúp đỡ, bảo hướng dẫn tận tình suốt trình làm đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô Khoa Môi Trường, Trường Đại học tài ngun và mơi trường thành phố Hồ Chí Minh dạy dỗ, bảo truyền đạt kiến thức, chuyên môn thời gian qua để chúng em có điều kiện đủ kiến thức thực hiên đồ án Với kiến thức hạn chế, em mong qua đồ án môn học này, em nhận nhiều đóng góp q báu thầy nhằm giúp chúng em hiểu thêm vận dụng kiến thức để đạt kết tốt sau Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 07 năm 2022 SVTH: Trần Thành Nhân GVHD: Tôn Thất Lãng Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xuân dân số 2500 người Danh mục hình Hình 1.1 Vị trí khu dân cư Phú Xuân Hình 3.1 Công nghệ xử lý nước cấp theo phương án Hình 3.2 Công nghệ xử lý nước cấp theo phương án Hình 4.1 Hình dạng bể trộn khí và cánh khuấy Hình 4.2 Thiết kế bể lắng đứng Hình 1-1 Vị trí khu dân cư Phú Xuân Hình 4.3 Thiết kế bồn lọc Danh mục bảng Bảng 1.1 Thành phần chất gây nhiễm bẩn nước mặt Bảng 1.2 Các đặc tính nước mặt nước ngầm Bảng 3.1 Số liệu chất lượng nước sơng Sài Gịn trạm bơm Phú Hòa ( khu vực Bến Than) quý năm 2010 [5] Bảng 3.2 Các chỉ tiêu cần xử lý nước sông Sài Gòn Bảng 4.1 Liều lượng phèn để xử lý nước Bảng 4.2 Các thông số thiết kế bể trộn khí Bảng 4.3 Các thơng số thiết kế bể tạo Bảng 4.4 Các thông số thiết kế bể lắng đứng Bảng 4.5 Các thông số thiết kế bể trung gian Bảng 4.6 Các thông số thiết kế bồn lọc áp lực Bảng 4.7 Các thông số thiết kế bể chứa nước sạch Danh mục từ viết tắt TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh WHO: Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization) KDC: Khu dân cư TCXDVN: Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam SVTH: Trần Thành Nhân GVHD: Tôn Thất Lãng Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xuân dân số 2500 người TSS: Tổng chất rắn lơ lửng (Total Suspended Solids) PAC: phèn nhôm (POLY ALUMINIUM CHLORIDE) QCVN: Quy chuẩn Việt Nam Lời mở đầu Hiện nhiều nước giới khu vực, Việt Nam phải đối mặt với nhiều thách thức liên quan đến nguồn nước Nguồn nước, nhiều nơi suy giảm nghiêm trọng; mặt khác, tình trạng lũ lụt, nước biển dâng, triều cường, sạt lở bờ biển ngày trầm trọng ; phát triển kinh tế, xã hội, tăng dân số, làm phát sinh mâu thuẫn khai thác, sử dụng, bảo vệ tài nguyên nước đứng trước nguy suy thoái, cạn kiệt tác động biến đổi khí hậu gia tăng khai thác, sử dụng nước quốc gia thượng nguồn Theo thống kê Bộ Y tế Bộ Tài nguyên - Môi trường, hiện mỗi năm, có khoảng 9.000 người tử vong nguồn nước vệ sinh kém, gần 250 ngàn người nhập viện bị tiêu chảy cấp nguồn nước sinh hoạt bị ô nhiễm, khoảng 200.000 người mắc bệnh ung thư năm mà ngun nhân nhiễm nguồn nước Theo báo cáo gần Bộ Tài nguyên Mơi trường có đến 30% dân số chưa nhận thức tầm quan trọng sử dụng nước an tồn Vì lý đó, WHO xếp Việt Nam vào số nước có tình trạng an ninh nguồn nước đáng báo động, khu vực nông thôn Ở huyện vùng ven Thành phố Hồ Chí Minh huyện Củ Chi, Bình Chánh Hóc Mơn, phần lớn người dân sử dụng nước giếng làm nước sinh hoạt Theo kết nghiên cứu Trung tâm Y tế dự phịng Tp.HCM 1.400 mẫu nước giếng khoan bảy quận, huyện (12, Bình Tân, Thủ Đức, Hóc Mơn, Nhà Bè, Bình Chánh, Củ Chi) xét nghiệm có 1.125 mẫu lấy khu phố chưa phủ mạng lưới cấp nước 275 mẫu điểm có nguy nhiễm Tuy nhiên, tỷ lệ hộ dân sử dụng nước thấp Vì vậy, để góp phần nâng cao chất lượng sống, đáp ứng nhu cầu nước cho người dân ở khu dân cư Phú Xuân, cần xây dựng hệ thống xử lý nước cấp với đề tài án “Xây dựng hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho người dân ở khu dân cư Phú Xuân dân số 2500 người” SVTH: Trần Thành Nhân GVHD: Tôn Thất Lãng Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xuân dân số 2500 người CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN VÀ NGUỒN NƯỚC CẤP 1.1 Thơng tin dự án Với tổng diện tích 258.005m2, Khu dân cư Phú Xuân – Nhà Bè là khu đô thị có cấu tổ chức đại, đồng hệ thống hạ tầng kỹ thuật hạ tầng xã hội, có tiêu chuẩn cao đáp ứng nhu cầu ở, sinh hoạt làm việc nghỉ ngơi người dân Diện tích xây dựng tồn khu chiếm 60.889,2m2, tổng diện tích sàn xây dựng 121.778m2 phục vụ cho khoảng 2.500 người dân KDC Cotec Phú Xuân nằm mặt tiền đường 15B Nguyễn Lương Bằng nối dài lộ giới 40m nằm bên cạnh trục đường Huỳnh Tấn Phát. KDC Cotec Phú Xuân còn sở hữu vị trí “cận giang” view hai sơng lớn sơng Nhà Bè sông Mương Chuối Hình 1.1 Vị trí khu dân cư Phú Xuân SVTH: Trần Thành Nhân GVHD: Tôn Thất Lãng Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xn dân sớ 2500 người CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CHI TIẾT CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG TRẠM XỬ LÝ 4.1 TÍNH TỐN LƯU LƯỢNG CẤP NƯỚC CỦA NHÀ MÁY 4.1.1 Dân số khu dân cư Phú Xuân Khu dân cư Phú Xuân được thiết kế với dân số là 2500 người, sẽ là số liệu để tính toán lượng nước tiêu thụ và xây dựng hệ thống xử lý nước cấp cho khu dân cư Phú Xuân 4.1.2 Lưu lượng nước cấp trạm cấp nước cho khu dân cư Phú Xuân Căn cứ vào tiêu chuẩn cấp nước tính theo đầu người “TCXDVN 33:2006 Cấp nước- Mạng lưới đường ống cơng trình tiêu chuẩn thiết kế” Lượng nước cho 2500 dân được tính sau: Q= q N f 200 x 2500 x 0,99 = =495 m3/ngày 1000 1000 Với: q1= 200 l/người.ngày N1= 2500 người f1= 99% Lượng nước tính toán trung bình cho hệ thống xử lý nước bao gồm các nhu cầu khu dân cư sau: Lượng nước công cộng: 10% x 495 = 49,5m3 Nước thất thoát: 15% x (495 + 49,5) = 81,6m3 Nước cho yêu cầu riêng của nhà máy: 6% x (495 + 49,5 + 81,6) = 37,6m3 => Q= q1 N 1f + D=495+ 49,5+ 81,6+37,6=663,7m3 1000 Lượng nước tính toán ngày dùng nước nhiều nhất được tính sau: Qngày.max = Kngày.max x Qngày.tb = 1,2 x 663,7 = 796 m3/ngày Chọn công suất của hệ thống xử lý: Q = 800m3 4.2 XÁC ĐỊNH LƯỢNG HÓA CHẤT ĐƯA VÀO 4.2.1 Liều lượng Poly Aluminium Chloride (PAC) Hóa chất PAC: SVTH: Trần Thành Nhân GVHD: Tôn Thất Lãng 34 Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xuân dân số 2500 người PAC loại phèn nhôm tồn dạng cao phân tử (polymer) Công thức phân tử [Al2(OH)nCl6nxH2O]m (trong m 10, n 5) PAC thương mại dạng bột thô màu vàng nhạt vàng đậm, dễ tan nước kèm tỏa nhiệt, dung dịch suốt, hút nước mạnh  Ưu điểm:  Hiệu keo tụ lắng tạo tốt phèn nhôm phèn sắt thông thường 4-5 lần  Tan tốt nước, làm biến đổi pH  Không làm đục nước dung thừa thiếu  Không cần phụ gia trợ keo tụ, trợ lắng  [Al] dư nước nhiều so với dùng nhôm sunfat  Khả loại bỏ chất hữu tan không tan củng kim loại nặng tốt  Không làm phát sinh H2SO4 nước thải sau xử lý, loại có độc tính sinh vật  Nhược điểm:  Do có hiệu mạnh liều lượng thấp nên việc cho dư hóa chất làm hạt keo tan  Phương pháp sử dụng:  Pha loãng dung dịch có nồng độ 5-10% sử dụng, tăng độ hòa trộn hiệu cao  Số lượng sử dụng phải theo chất lượng độ suốt Bảng 4.1 Liều lượng phèn để xử lý nước [6] Hàm lượng cặn (mg/l) < 100 101 - 200 201 - 400 401 - 600 Liều lượng phèn (mg/l) 25 - 35 30 - 40 35 - 45 45 - 50 601 - 800 801 - 1000 50 - 60 60 - 70 Lượng phèn cho vào nước để xử lý được cứ vào độ đục và độ màu nước, nếu lượng phèn cần để xử lý chỉ tiêu nào cao sẽ lấy lượng phèn đó - Với độ đục của nguồn nước, cứ vào bảng 4.1 để xác định lượng phèn để xử lý nước là 25mg/L - Với độ màu của nguồn nước được tính sau: L = 4√ 37 = 24,3 mg/L  Lượng phèn xử lý nước là 25mg/L SVTH: Trần Thành Nhân GVHD: Tôn Thất Lãng 35 Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xuân dân số 2500 người 4.2.2 Liều lượng vôi Với pH hoạt động tốt từ 6,5 – 8,5 đồng thời độ ổn định pH cao nên không cần thêm vôi để tăng độ kiềm 4.3 Tính toán công trình 4.3.1 Bể trộn khí 4.3.1.1 Nguyên tắc Nước hóa chất vào phía bể, sau hịa trộn dòng nước sẽ qua đường ống thông dưới đáy bể để đưa sang bể phản ứng Cánh khuấy chọn kiểu cánh phẳng được gắn trục quay 4.3.1.2 Thiết kế Hình 4.1 Hình dạng bể trộn khí và cánh khuấy Vì bể có mục đích khuấy trộn đều hóa chất đó bể được cấu tạo gồm các phần sau:  Motor khuấy  Cánh khuấy 4.3.1.3 Tính toán [1] [6] Lưu lượng nước xử lý: Q = 800 m3/ngày = 0,556 m3/phút - Thời gian khuấy trộn: t = 90 s = 1,5 phút (Theo TCXDVN 33-2006 mục 6.58) => thời gian lưu nước = 90s SVTH: Trần Thành Nhân GVHD: Tôn Thất Lãng 36 Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư Phú Xuân dân số 2500 người Cường độ khuấy trộn: G = 1000 s-1 (TCXDVN 33-2006 mục 6.58) Thể tích bể trộn : Wbt = 0,556 x 1,5 = 0,8 m3 lấy Wbt = 1m3 Chọn ngăn khuấy trộn có hình vuông, dòng nước từ xuống  Chọn chiều cao bảo vệ Hbv = 0,5m  Chọn chiều cao hữu ích của bể Hhi = 2m  Từ chiều cao ta có kích thước bể: LxBxH=0,8x0,8x2=1,28 m3  Thể tích bể khuấy trộn V = 1,28 m3 - Đường kính cánh khuấy D = 0,35m (D