Đề tài: Thiết kế hệ thống cấp nước từ nguồn nước mặt dùng cho sinh hoạt công nghiệp quận Bình Tân SVTH: Bùi Thị Thái MSSV: 710257B LỚP : 07CM1N GVHD: Thầy Lê Đức Khải LỜI CẢM ƠN  Qua gầ n năm năm học tập rèn luyện trường Đạ i học Bán công Tôn Đức Thắng, với bảo, giúp đỡ tận tình thầy bạn bè Em hồn thành khóa học với luận văn tốt nghiệp “Thiết kế hệ thống cấp nước từ nguồn nước mặt dùng cho sinh hoạt cơng nghiệp quận Bình Tân” hướng dẫn thầy Lê Đức Khải Trong trình làm luận văn tốt nghiệp, em hiể u rõ kiến thức mà thầy cô truyền đạt cho em, trang bị thêm kiến thức thực tiễn trước trường Em xin chân thành cảm ơn thầy mơn cấp nước , thầy cô khoa Bảo hộ lao động & Mơi trường tận tình giảng dạy hướng dẫn em suốt trình học tập trường Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Đức Khải, giảng viên khoa mơi trường tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt luận văn Bên cạnh đó, xin cảm ơn bạn lớp 07CM1N giúp đỡ suốt trình học tập Và cuối cùng, xin dành lời cảm ơn đến gia đình người thân tơi! Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, ngày 01 tháng 01 năm 2008 Sinh viên thực hiện: B ùi Thị Thái NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Tp HCM, ngày tháng năm 2008 Chủ nhiệm khoa Giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Quán Lê Đức Khải MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Sự cần thiết đề tài 1.2 Mục tiêu 1.3 Nội dung phương pháp thực Chương 2: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI QUẬN BÌNH TÂN 2.1 Điều kiện tự nhiên 2.1.1 Vị trí 2.1.2 Diện tích 2.1.3 Điạ hình thổ nhưỡng 2.1.4 Khí hậu 2.2 Điều kiện kinh tế- xã hội 2.3 Qui hoạch phát triển 10 2.4 Mạng lưới cấp nước 12 Chương 3: PHÂN TÍCH NHU CẦU CẤP NƯỚC CỦA QUẬN BÌNH TÂN 3.1 Hiện trạng cấp nước thành phố Hồ Chí Minh 13 3.2 Tính tốn nhu cầu dùng nước 14 3.2.1 Giai đoạn (2007 – 2010) 14 3.2.2 Giai đoạn (2010 – 2020) 16 Chương 4: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC 4.1 Tổng quan tính chất nguồn nước 19 4.1.1 Tính chất lý học nước 19 4.1.2 Tính chất hố học nước 20 4.1.3 Tính ổn định nước 23 4.2 Lựa chọn phương án cấp nước 24 4.3 Các loại nguồn nước khu vực 25 4.3.1 Nước mưa 25 4.3.2 Nguồn nước mặt 25 4.3.3 Nguồn nước ngầm 26 4.4 Tiêu chuẩn nước ăn uống sinh hoạt 27 4.5 Chất lượng nguồn nước cấp 28 4.5.1 Tiêu chuẩn nước mặt dùng làm nguồn nước cấp 28 4.5.2 Chất lượng nước sơng Sài Gịn 29 4.5.3 Kết luận 30 Chương 5: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ N ƯỚC CẤP CHO QUẬN BÌNH TÂN 5.1 Mục đích việc xử lý nước 31 5.2 Khái quát công nghệ xử lý nước mặt 31 5.3 Xây dựng sơ đồ xử lý tổng quát 33 5.4 Đề xuất phương án xử lý 36 5.5 Thuyết minh công nghệ 37 5.5.1 Phương án 37 5.5.2 Phương án 38 5.5.3 So sánh lựa chọn phương án xử lý 38 Chương 6: TÍNH TỐN THIẾT KẾ 6.1 Tính tốn cơng trình xử lý theo phương án 40 6.1.1 Cơng trình thu trạm bơm cấp 40 6.1.2 Tính tốn liều lượng hoá chất 41 6.1.3 Bể trộn khí 43 6.1.4 Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng 44 6.1.5 Bể lắng ngang 45 6.1.6 Bể lọc nhanh 46 6.1.7 Bể chứa 48 6.1.8 Trạm bơm cấp 49 6.1.9 Đài nước 49 6.1.10 Hồ cô đặc, nén phơi khô bùn 49 6.2 Tính tốn cơng trình xử lý theo phương án (bể lắng có lớp cặn lơ lửng) 49 6.3 Các cơng trình phụ trợ 51 6.4 Tính toán giai đoạn 51 Chương 7: KHÁI TOÁN KINH TẾ 7.1 Giá trị tổng mức đầu tư giai đoạn 52 7.2 Giá trị tổng mức đầu tư giai đoạn 53 7.3 Chi phí quản lý vận hành 53 7.3.1 Chi phí điện 53 7.3.2 Chi phí hố chất 53 7.3.3 Chi phí nhân cơng quản lý, vận hành 54 7.3.4 Chi phí khác 54 7.4 Giá thành 54 7.4.1 Giá thành xây dựng 1m3 nước 54 7.4.2 Giá thành quản lý 1m3 nước 54 7.4.3 Giá bán 1m3 nước cho người tiêu dùng 54 7.5 Hiệu đầu tư mặt kinh tế - xã hội 55 Chương 8: QUẢN LÝ KỸ THUẬT TRẠM XỬ LÝ 8.1 Các biện pháp kỹ thuật quản lý trạm xử lý nước 56 8.2 Các biện pháp xử lý kỹ thuật trạm xử lý nước 56 8.3 Nội dung kỹ thuật quản lý trạm xử lý nước 57 8.3.1 Tổ chức quản lý 57 8.3.2 Kiểm tra định kỳ thiết bị cơng trình trạm 57 8.3.3 Bảo dưỡng định kỳ thiết bị cơng trình trạm 58 8.4 Nội dung quản lý cơng trình trạm xử lý nước 58 8.4.1 Quản lý thiết bị xử lý 58 8.4.2 Quản lý bể trộn 58 8.4.3 Quản lý bể lắng 58 8.4.4 Quản lý bể lọc nhanh 59 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 60 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Tóm tắt nhu cầu dùng nước mục đích sử dụng giai đoạn 16 Bảng 3.2: Tóm tắt nhu cầu dùng nước mục đích sử dụng giai đoạn 18 Bảng 4.1: Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống 28 Bảng 4.2: Tiêu chuẩn chọn nguồn nước cấp 29 Bảng 4.3: Bảng chất lượng nước sơng Sài Gịn 30 Bảng 5.1: Các trình xử lý nước 31 Bảng 6.1: Tính tốn lưu lượng nước vào bể chứa 48 Bảng 7.1: Bảng tổng hợp chi phí xây dựng thiết bị giai đoạn 52 Bảng 7.2: Bảng tổng hợp chi phí xây dựng thiết bị giai đoạn 53 Bảng 7.3: Bảng chi phí hố chất hàng năm 54 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Bản đồ quận Bình Tân Hình 6.1: Song chắn rác 40 Hình 6.2: Mặt cơng trình thu 41 Hình 6.3: Bể hồ trộn bể tiêu thụ phèn 42 LIỆT KÊ CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa từ - ngđ: ngày đêm - dd: dung dịch CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC CẤP NƯỚC CHO QUẬN BÌNH TÂN: Thành phố Hồ Chí Minh thành phố lớn nước, phát triển nhanh theo hướng công nghiệp hoá đại hoá, nên nhu cầu người ngày tăng Trong quận Bình Tân quận thành lập theo nghị định 130/NĐ-CP ngày 05/11/2003 Chính Phủ, từ thị trấn An Lạc, xã Bình Hưng Hồ, xã Bình Trị Đơng xã Tân Tạo huyện Bình Chánh trước quyền nhà nước quan tâm đầu tư phát triển Chính việc xây dựng sở hạ tầng cho quận Bình Tân như: điện, giao thơng, cơng trình cơng cộng, thơng tin liên lạc, đặc biệt hệ thống cấp nước cần hoàn thiện cách khẩn trương Nền kinh tế quận Bình Tân phát triển nhu cầu dùng nước tăng theo để đáp ứng nhu cầu Hiện nay, quận Bình Tân cấp nước từ nhà máy nước ngầm Bình Trị Đơng, nhà máy nước Tân Hiệp tỉ lệ hộ cấp nước thấp khoảng 60% nhu cầu dùng nước tương lai với số dân ngày đông (chủ yếu dân nhập cư) tỉ lệ cịn giảm xuống khoảng 40%, chưa kể đến lượng nước ngầm khu vực bị cạn dần dẫn đến tình trạng mơi trường đất bị thay đổi (giống tình hình quận nay), đất bị sụt lún, mặn xâm nhập sâu vào nguồn nước Đồng thời chất lượng nước giếng bị nhiễm sắt nặng, sử dụng trực tiếp gây hại đến sức khoẻ người tiêu dùng sản xuất Chính vấn đề trên, nhu cầu đặt cấp thiết mà việc xây dựng trạm xử lý cấp nước phục vụ cho sinh hoạt sản xuất cho khu vực quận Bình Tân điều cần thiết 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI: - Nghiên cứu lựa chọn phương án xây dựng hệ thống cấp nước mang tính khả thi cao phù hợp quan điểm bảo vệ môi trường phát triển bền vững - Cung cấp nước đầy đủ cho nhu cầu sinh hoạt, c ông nghiệp, tưới tiêu, thương mại, công nghiệp, dịch vụ chữa cháy cho khu vực quận Bình Tân, thành phố Hồ Chí Minh 1.3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN LUẬN VĂN: - Phương pháp tổng hợp xử lý tài liệu liên quan - Thu thập số liệu khu vực: địa chất, đồ, đồ qui hoạch, dân số - Thu nhập số liệu chất lượng nước sông khu vực khảo sát - Qua sở thu thập số liệu thực khảo sát từ quan chuyên ngành để đưa phương pháp xử lý nước cấp cho quận Bình Tân phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt công nghiệp - Tính tốn, thiết kế cơng trình đơn vị trạm xử lý - Các vẽ chi tiết cơng trình đơn vị PHỤ LỤC BỂ CHỨA - TRẠM BƠM CẤP – ĐÀI NƯỚC Bể chứa: - Thể tích nước điều hồ V dh = V max - V = 6708 – (- 948.2) = 7656.2 (m3) - Thể tích dự trữ nước chữa cháy: W cc = 3,6.q cc n.t = 3,6 x 40 x x = 1296 (m3) Với : q c = 40 (l/s): lưu lượng nước chữa cháy dành cho đám cháy N = 3: số đám cháy đồng thời T = (h): thời gian chữa cháy - Thể tích bể chứa thiết kế: V = V dh + V cc = 7656.2 + 1296 = 8952.2 (m3) - Chia làm bể: W b1 = W b2 = 4776 (m3) - Kích thước bể: L × B = 40 × 30 (m) - Chọn chiều sâu bể chứa 4m (h bv = 0.5m) 2.Trạm bơm cấp 2: - Chọn bơm có công suất 710(m3/h), hoạt động theo chế độ: hai bơm hoạt động lúc từ 21h – 5h, bơm hoạt động lúc từ 5h -12h - Trong trạm nên lắp đặt bơm có cơng suất : 710 (m3/h) để đề phòng - Cột áp bơm 20m, ống hút có đường kính 400mm Đài nước: - Dung tích điều hồ đài nước: W đh = 1.402%.Q ngđ = 1.402% x 93761.2 = 1314.5(m3) - Dung tích nước dự trữ chữa cháy 10 phút Theo công thức 2.3 – [3]: n = 2; q = 20(l/s) Khu cơng nghiệp diện tích >150 ha: n = 2, q = 10 (l/s) Wcc = - (n1q1 + n2 q )10 × 60 (2 × 20 + × 10)600 = = 36 (m ) 1000 1000 Thể tích đài nước thiết kế: W đ = W đh + W cc = 1314.5 + 36 = 1350.5 (m3) Thiết kế bầu đài nước hình trụ trịn Chọn chiều cao đài 7m, chọn đài Diện tích đài: S = V : 14 = 1350.5 : 14 = 96.5 (m) Đường kính đài nước: 38 D= - 4S π = × 96.5 π = 11 (m) Chiều cao chân đài là: H= 4.W × 1350.5 = 14.2 (m) = π D 3.14 × 112 39 PHỤ LỤC HỒ CÔ ĐẶC, NÉN VÀ PHƠI BÙN KHÔ - Lượng cặn khô cần xả hàng ngày: Theo công thức 17.1/560 – [6]) G= - Q(C max − C ) 85000 × (268.52 − 10) = 1000 1000 = 21974.2 (kg/ngđ) Lượng bùn cần nén vòng tháng: G = x 30 x 21974.2 = 2636904 (kg) Diện tích mặt hồ cần thiết: F= G2 2636904 = 21974.2 (m2) = a 120 Với:a = 120(kg/m2): tải trọng bùn nén - Ta chọn bể có tiết diện: 35 x 157m, luân phiên làm việc năm - Sau tháng nước hút khỏi hồ, để phơi bùn tháng, nồng độ bùn đạt %, tỷ trọng bùn γ = (tấn/m3) - Thể tích bùn khô hồ: V = - G2 γ - V 2197.42 = 0.1 (m) = 5.L.B × 150 × 29 Lượng cặn khô xả hàng ngày G = 21974.2kg, nồng độ cặn khoảng 0.4%, tỷ trọng bùn 1.011 tấn/m3 Trọng lượng dung dịch cặn xả hàng ngày: G3 = - G 21974.2 = 5493550 (kg) = 5493.55 (tấn) = 0.4% 0.4% Thể tích bùn lỗng ngày: Vl = - - G3 γ = 5493.55 = 5433.8 (m3) 1.011 Chiều cao phần bùn loãng hồ: hl = - 2636.904 = 2197.42 (m3) 1.2 Chiều cao bùn khô hồ: hk = - = Vl 5433.8 = 0.25 (m) = 5.L.B × 150 × 29 Chiều cao hữu ích bể: h hi = h l + h k = 0.25 + 0.1 = 0.35 (m) Chọn chiều sâu hồ H = h đáy + h chứa cặn + h dự trữ = 1.5 Với: h đáy : đáy lót lớp sỏi có chiều dày 0.4m 40 h dự trữ = 0.3m h chứa cặn = H – h đáy - h dự trữ = 1.5 – 0.4 – 0.3 = 0.8m - Hồ có khả chứa cặn vịng năm, năm vét hồ lần - Chiều rộng tổng cộng: ΣB = 5B + 3C = x 29 + x =160 (m) - Chiều dài tổng cộng: ΣL = L + C = 150 + = 155 (m) Với: C = 5m: chiều rộng xe tải chuyển động 41 PHỤ LỤC TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH XỬ LÝ THEO PHƯƠNG ÁN 2: BỂ LẮNG TRONG CÓ LỚP CẶN LƠ LỬNG KIỂU HÀNH LANG Kích thước bể: - Lượng nước dùng để xả cặn khỏi ngăn nén cặn: Pc = K p (C max − C ) δ tb 100 ( theo công thức 3.39/95 – [2]) Với: K p = 1.2 hệ số pha loãng cặn C max = 268.52 (mg/l): hàm lượng cặn lớn cho vào bể kể hoá chất C = 10 (mg/l): hàm lượng cặn cịn lại nước sau q trình lắng δ tb = 27000 (mg/l): nồng độ trung bình cặn bị nén ép vùng chứa nén cặn Chọn thời gian nén cặn 10 – 12 (tra bảng 3.4/95 – [2]) Pc = 1.2 × (268.52 − 10) = 1.15% 27000 → Q xả cặn = Q P c = 3541.6 x 1.15% = 40.7 (m3/h) - Diện tích tồn phần bể lắng trong: F1 = K Q 0.7 × 3541.6 = 688.6 (m2) = 3.6vl 3.6 × Với: K= 0.7: hệ số phân chia lưu lượng ngăn lắng ngăn nén cặn ( theo bảng 3.5/95 – [2]) v l = (mm/s): tốc độ lắng Q = 3541.6(m3/h): cơng suất trạm - Diện tích ngăn chứa nén cặn: Fc = (1 − K )Q (1 − 0.7 ) × 3541.6 = = 328 (m ) (theo cơng thức 3.41/95 – [2]) 3.6 × × 0.9 3.6v l α Với: α = 0.9: hệ số giảm tốc độ nước dâng lên ngăn chứa nén cặn so với ngăn lắng - Tổng diện tích mặt bể lắng trong: F = F + F c = 688.6 + 328 = 1016.6(m2) - Chọn 10 bể lắng, bể có ngăn lắng ngăn nén cặn - Diện tích ngăn lắng: f1 = - F1 688.6 = = 34.43 (m ) N × 10 Diện tích ngăn nén: fn = - Fc 328 = = 32.8 (m ) N 10 Chọn chiều rộng ngăn lắng: B = 3m Chiều dài bể lắng : 42 - L= f 34.43 = = 11.5 (m) B Bc = f c 32.8 = 2.85 (m) = L 11.5 Chiều rộng ngăn nén: Tính tốn hệ thống phân phối nước: - Nước từ bể trộn theo mương dẫn phân phối (vừa đóng vai trị bể tách khí) - Lưu lượng nước phân phối vào máng: q= - Q 3541.6 = 177 (m3/h) = 0.049 (m3/s) = 2.94 (m3/phút) = 2N × 10 Chọn thời gian lưu nước máng phút Thể tích máng phân phối: V m = 2q = x 2.94 = 5.88 (m3) Chọn chiều sâu máng h m = 1m Diện tích mặt cắt máng: sm = - Chiều dài máng: L = 11.5 (m) Chiều rộng máng: bm = - q 0.049 = 0.0049 (m3/s) = No 10 Chọn ống có đường kính: d c = 100mm Tiết diện ống dẫn chính: πd π × 0.12 = 0.00785 (m2) fc = c = - Vận tốc nước chảy ống chính: vc = - s m 5.88 = 0.51 (m) = L 11.5 Trên đường ống ta đặt ống phân phối nước từ máng xuống đáy bể Khoảng cách ống 1m ( theo qui phạm 0.8 – 1.2m) Số ống ống: N o = 10 ống Lưu lượng nước chảy ống: qo = - Vm 5.88 =5.88 (m2) = hm qo 0.0049 = 0.62 (m/s) (theo qui phạm ≤ 0.7 m/s) = f c 0.00785 Mỗi ống lại chia thành ống nhỏ: Khoảng cách ống phụ e p = 1.4m Lưu lượng nước chảy ống nhánh: qn = q 0.0049 = 0.00245 (m3/s) = 2 43 - Chọn đường kính ống nhánh d n = 70mm Tiết diện ống nhánh: πd π × 0.07 = 0.00383 (m2) fn = n = - Vận tốc nước chảy ống nhánh: = q n 0.00245 = 0.44 (m/s) = f n 0.00383 Tính tốn máng thu nước: - Nước sau lắng thu máng cưa đặt bên thành ngăn lắng - Lưu lượng nước cho máng: qm = K Q 0.7 × 0.98 = 0.017 (m3/s) = 4N × 10 Với: K = 0.7: hệ số phân chia lưu lượng ngăn lắng ngăn nén cặn N= 10: số bể lắng Q = 0.98(m3/h): cơng suất trạm - Máng thu có tiết diện hình chữ nhật: - Chiều rộng máng xác định theo công thức thực nghiệm: b mt = 0.9 q mt0.4 = 0.9 x 0.0170.4 = 0.176 (m) - Tốc độ nước chảy m chọn v m = 0.6(m/s) ( theo quy phạm 0.6 – 0.8 m/s) Tiết diện ngang máng thu: f mt = - q mt 0.017 = 0.028 (m2) = 0.6 v mt Chiều sâu hữu ích máng: hmthi = - Chọn chiều cao bảo vệ máng 0.15m Chiều sâu máng thu: h mt = h mthi + 0.15 = 0.15 + 0.15 = 0.3(m) Chiều dài máng: l mt = L = 11.5 (m) Trên máng ta bố trí khe chữ V để thu nước đều, kích thước khe chữ V hình vẽ Số khe chữ V máng: nk = - q mt 0.017 = 0.15 (m) = bm 0.176 L 11.5 = 57.5 (khe) Chọn 58 khe = 0.2 0.2 Chiều cao khe: 44 hk = 10 = (cm) Số khe chữ V 1m máng n= - Lưu lượng nước qua khe chữ V: qv = q mt 0.017 = 0.00029 (m3/s) = nk 58 Với: q mt = 0.017(m3/s): tải trọng máng tràn n k = 58: số khe máng - Chiều cao lớp nước khe chữ V: Theo công thức 10.18/154 – [7] 2  q   0.00029  q = 1.4h → h =  v  =   = 0.034 (m) = 3.4 (cm)