Tính toán thiết kế hệ thống nước ngầm Tân Thông Hội Củ Chi TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

Đề tài: Tính tốn thiết kế hệ thống nước ngầm Tân Thơng Hội Củ Chi GVHD: Th.S Nguyễn Hồng Tn SVTH: Nguyễn Tiến Lực MSSV: 710240B LỜI CẢM ƠN  Qua gần năm năm học tập rèn luyện trường Đại 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 “Tính tốn thiết kế hệ thống nước ngầm Tân Thông Hội Củ Chi-” hướng dẫn thầy Th.S Nguyễn Hồng Tn Trong q trình làm luận văn tốt nghiệp, em hiểu 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 c ác 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 giáo Lâm Minh Triết, truyền đạt kiến thức buổi lên lớp đợt tham quan thực tế Em xin chân thành cảm Trần Thi góp ý thiếu sót truyền đạt kinh nghiệm thực tế mà em chưa trãi qua 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 tôi! Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, ngày 01 tháng 01 năm 2008 Sinh viên thực hiện: NGuyễn Tiến Lực NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Chủ nhiệm khoa Tp HCM, ngày tháng năm 2008 Giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Quán ThS Nguyễn Hoàng Tuân NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Tp HCM, ngày tháng năm 2008 Giảng viên hướng dẫn Chủ nhiệm khoa TS Nguyễn Văn Quán KS Nguyễn.TRần Thi MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.3 NÔI DUNG CỦA LUẬN VĂN 1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG NHỮNG CĂN CỨ PHÁP LÝ KỶ THUẬT: 2.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG 2.2 CĂN CỨ PHÁP LÝ – KỶ THUẬT ĐỂ LẬP DỰ BÁO KHẢ THI 2.2.1 CĂN CỨ PHÁP LÝ 2.2.2 CĂN CỨ KỶ THUẬT 2.3 ĐIỀU KIỆN THỰ NHIÊN 2.3,1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 2.3,1,1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 2.3,1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 2.3 ,1,3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 10 2.4 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ – XẢ HỘI 12 2.4,1 DÂN CƯ 12 2.4,2 KINH TẾ 12 2.4 ,3 XẢ HỘI 13 CHƯƠNG 15 TỔNG QUAN VỀ VỀ XỬ LÝ NƯỚC NGẦM VÀ DÂY CHUYỀN ÔNGNGỆ…………… 15 3.1 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ 15 3.2 SO SÁNH PHƯƠNG ÁN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 16 3.2.1 PHƯƠNG ÁN 1: DÂY CHUYỀN CỔ ĐIỂN 16 3.2,2 PHƯƠNG ÁN 16 3.2,2,1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BỂ LỌC: 17 3.2,3 SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN 18 3.2,4 SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 19 3.2.5 NHÀ HOÁ CHẤT 20 CHƯƠNG 21 TÍNH TỐN THIẾT KẾ TỪNG CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 21 4.1 GIẾNG VÀ TRẠM BƠM GIẾNG 21 4.2 THIẾT BỊ OXI HOÁ : 22 4.3 BỂ LỌC SƠ BỘ (BỂ LỌC ĐỢT 1) 24 4.4 BỂ LỌC NHANH (BỂ LỌC ĐỢT 2) 26 4.4,1 XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO BỂ LỌC ĐỢT 27 4.4,2 TÍNH TỐN KÍCH THƯ ỚC MÁNG PHÂN PHỐI NƯỚC VÀO BỂ LỌC VÀ THU NƯỚC RỬA LỌC 27 4,4,3 TÍNH ĐƯỜNG KÍNH ỐNG DẨN NƯỚC RỬA LỌC 27 4,4,4 TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THU NƯỚC ĐÃ LỌC CỦA NGĂN LOC 28 4,4,5 TÍNH TỐN VÀ CHỌN BƠM RỬA LOC 29 4,4,6 TÍNH ÁP LỰC BƠM RỬA LỌC ĐỢT 29 4,5 BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH 29 4,5,1 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH 30 4,5,2 SO SÁNH GIẢI PHÁP DÙNG BỂ CHỨA ĐIỀU HOÀ VỚI GIẢI PHÁP DÙNG ĐÀI 30 4.6 TÍNH TOÁN TRẠM BƠM NƯỚC SẠCH 32 4.7 TÍNH TỐN NHÀ HỐ CHẤT 33 4,7,1 TRẠM PHA CLO 34 4,7,2 TRẠM PHA VÔI 34 4,7,3 THIẾT BỊ TRÔN 35 4.7.4 GIẢI PHÁP XỬ LÝ CẶN……………………………………………………… .38 CHƯƠNG KHAI TOÁN KINH TẾ .39 Tài liệu tham khảo 40 CHƯƠNG : GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu : Cùng với xu hướng phát triển toàn cầu Việt nam bước lên trở thành nước công nghiệp phát triển Thành phố Hồ Chí Minh thành phố lớn nước góp phần quan trọng vào phát triển kinh tế nước Để giử gìn tăng trưởng phát triển bền vững tương lai Thành phố cần hoạt động đầu tư nhiều cho cơng trình hạ tầng mạng lưới điện , mạng lưới cấp nước , thông tin lien lạc củng đầu tư cho việc bảo vệ môi trường thành phố Mỗi năm , ngaòi người dân định cư lâu năm thành phố cịn tiếp nhân hàng ngàn người nhập cư đến với mục đích lao động ,học tập Do nằm trơng tién trình phát triển thành phố việc phát triển cung cấp đủ nước cho người dân quan trọng Việc phát triển xây dựng nhà máy nước ngầm tân thông hội củ chi GDII nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nước ngày lớn người dân phía tây thành phố , góp phần việc quản lý việc khai thác nguồn nước ngầm hợp lý nhà máy nằm vùng có nguồn nước ngầm trử lượng dồi giao thông thuan lợi gần trung tâm thành phố nên thuân tiên cho việc cho việc xây dựng , khai thác cung cấp nước cho người dân 1.2 Mục tiêu đề tài : Ngiên cứu lựa chon phương án xây dựng nhà máy nước ngầm tân thông hội củ chi mang tính khả thi cao phù hợp với quan điểm bảo vệ môi trường phát triển bền vững - Cung cấp đủ lượng nước đủ cho nhu cầu sinh hoạt , công nghiệp tưới tiêu , thương mại công nghiệp , dịch vụ chửa cháy giảm áp lực cấp nước cho nhà máy nước ngầm hóc- mơn 1.3 Nội dung luận văn : - Qua sở thu thập số liệu khảo sát thực tế củng hướng dẩn của giáo viên em đả đưa phương án xây dựng nhà máy nước ngầm tân thô ng hội củ chi GĐI phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt công nghiệp … - Đề xuất phương án dây chuyền công nghệ trạm xử lý So sánh hiệu kinh tế đặc tính kỹ thuật phương án Tính tốn cơng trình chi tiết vẻ chi tiết 1.4 Phương án thực hiên : - Phương pháp tổng hợp xử lý tài liệu lien quan - Thu thập số liệu khu vực : điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội - Thu thập chất lượng nước ngầm khu vực chuẩn bị xây dựng dự án CHƯƠNG : GIỚI THIỆU CHUNG NHỮNG CĂN CỨ PHÁP LÝ - KỸ THUẬT: 2.1 Địa điểm xây dựng Xã tân thong hội - huyện củ chi – thành phố hồ chí minh 2.2 Căn pháp lý - kỹ thuật để lập báo cáo khả thi : Báo cáo nghiên cứu khả thi xây dựng hệ thống cấp nước ngầm Tân thông hội cu chi công suất 450 m3 / ngày , giai đoạn 1000 m / ngày lập sở pháp lý kỷ thuật sau : 2.2.1 pháp lý - Quyết định số 123/ 1998/ QĐ – TTg ngày 10/07/1998 thủ tướng phủ việc điều chỉnh phê duyệt quy hoạch thành phố hồ chí minh đến năm 2020 - Quyết định số 63/ 1998/ QĐ – TTg ngày 18/03/1998 thủ tướng phủ việc điều chỉnh phê duyệt định hướng phát triển cấp nước đô thị quốc gia đến năm 2020 : - Quyết định UBND Thành phố số 6993 / QĐ –UB QLĐT việc phê duyệt điều chỉnh quy hoạch chung huyện củ chi - Quyết định số 5080/ Q Đ – UB – QLĐT ngày 04/ 09 /1999 chủ tich UBND Thành phố hồ chí minh phê duyệt nhiêm vụ quy hoạch khu dô thị xã Tân thông hội củ chi - Văn 2090/ UB – CNN uỷ ban nhân dân thành phố hồ chí minh ngày 25/ 06/ 2001 việc giao chủ đầu tư cơng trình xây dựng nhà máy khai thác nước ngầm xả tân thông hội - củ chi cho công ty cấp nước sài gòn - Văn số 3365 / UB – ĐT uỷ ban nhân dân thành phố hồ chí minh ngày 21/09/2001 việc cho phép chủ đầu tư định thầu tư vấn lập dự án đầu tư xây dựng nhà máy nước ngầm xã tân thơng hội - huyện củ chi đảm bảo tính khả thi dự án trử lượng , chất lượng nước , kết hợp thăm dò đảm bảo khai thác - Giấy phép thăm dò nước đất số 1817/ QĐ-/ QLN ngày 28/12/2001 trưởng nông nghiệp phát triển nông thôn cho phép cơng ty cấp nước sài gịn thăm dị khai thác nước đất vùng tân thông hội- cu chi - Văn 208/ QLN ngày 17/06/2002 trưởng nông nghiệp phát triển nông thôn việc bổ sung số hạng mục công tác thuộc đề án thăm dò khai thác vùng đất củ chi - Quyết định sở giao thông công chánh số 1442 / QĐ- GT ngày 10/10/2002 việc phê duyệt đề cương khảo sát đánh giá trử lượng chất lượng nước ngầm , thăm dò kết hợp khai thác , lập dự án khả thi nhà máy nước ngầm tân thông hội - củ chi công suất giai đoạn : 1000m3 / ngày - Quyết định phê duyệt dự toán sở xây dựng số 182 /SXD –KT ngày 05/12/2002 khảo sát đánh giá chất lượng trử lượng nước ngầm , thăm dò kết hợp khai thác, lập dự án khả thi , dự án xây dựng nhà máy 2.2.2 Căn kỷ thuật : - Quy chuẩn xây dựng việt nam xây dựng ban hành kèm theo định số 182/BXD-CSXD ngày 14/12/1996 - Tiêu chuẩn thiết kế “ Cấp nước - mạng lưới bên ngồi cơng trình ” TCXD 3385 - Tiêu chuẩn TCVN 5501:91 – yêu cầu chất lượng nước cấp - Tiêu chuẩn 5294: 1995 chất lượng nước – quy tắc chọn lựa đánh giá chất lượng nước uống , nước sinh hoạt - TCVN 5574:1991 - kết cấu bê tong cốp thép - chất lượng thiết kế - Tiêu chuẩn nghành : 22 TCN 211- 93 giao thông vận tải - Tiêu chuẩn ISO 2531/1998 2.3 Điều kiện tự nhiên 2.3.1 Vị trí địa lý điều kiên tự nhiên 2.3.1.1 vị trí địa lý - Khu vực dự án thuộc ngoại vi thành phố hồ chí minh , thuộc địa bàn xả tân thông hội củ chi giới hạn toạ độ : từ 10036,36” đến 100 45, 45” vĩ bắc từ 106032,10” đến 1060 ,20”kinh độ đông 2.3.1.2 Đặc điểm địa chất cơng trình : Qua việc khoan khảo sát địa chất cơng trình khu vực địa tầng mô tả đánh giá + Lớp 1a : Sét pha nhiều bột màu xám trắng , vàng nhạt vệt Trạng thái cứng kết cấu chặt Bề dày 3.2m , giá trị N(SPT) lớp 20 búa + a = Tỷ số chiều cao phần chữ nhật với nửa chiều rộng máng, lấy 1,5 + K = 2,1 hệ số cấu tạo máng hình cạnh Do bể lọc có diện tích nhỏ nên cấu tạo tiết diện máng hình chữ nhật cho đơn giản B = 2,1 0,00405 (1,57 + 1,5) = 0,118 m Lấy an toàn B máng = 0,14 m Chiều cao máng : H máng = 1,5 x ( 0,14 m : ) = 0,105 m Lấy tròn H máng = 0,12 m 4.4 Bể lọc nhanh ( lọc đợt ) Nước lọc từ bể lọc đợt bề mặt thu vào máng tiết diện B x H = 0,15 x 0,14 m để tự chẩy sang bể lọc nhanh Tính diện tích lọc : F= Q TVbt − 3.6Wt1 − at 2Vbt (m2) (VI-20) Q : Cơng suất hữu ích trạm 1.050 m3/ngđ T : Thời gian làm việc trạm ngày đêm 24h V bt : Tốc độ lọc tính tốn chế độ làm việc bình thường m/h a : Số lần rửa ngăn lọc ngày đêm chế độ làm việc bình thường :1 lần W : Cường độ nước rửa nươc túy 14 L/s.m2 t : Thời gian rửa ngăn lọc phút/ngăn x ngăn = 18 phút = 0,3 h t : Thời gian ngừng bể lọc để rửa 0,35 h F LỌC = 1.050 24 x5 − 3.6 x14 x0,3 − 1x0,35 x5 = 10,18 m2 Cấu tạo bể lọc gồm ngăn Diện tích lọc ngăn : f = FLOC = 10,18 m2 : = 3,4 m2 Kích thước bên ngăn lọc đợt (để tiện hợp khối nên ngăn lọc đợt có chiều rộng chiều rộng ngăn lọc đợt 1) : a x b = 2,0 x 1,7 m 26 Nhằm tiết kiệm diện tích xây dựng, chi phí xây dựng quản lý thuận tiện – Bể lọc đợt cấu tạo hợp khối với bể lọc đợt Cụm lọc hợp khối có kết cấu bê tơng cốt thép với kích thước ngồi : A x B = 6,8 x 4,1 m 4.4.1 Xác định chiều cao bể lọc đợt : - Chiều cao bảo vệ : h = 0,4 m - Chiều cao lớp nước mặt cát lọc : h = 1,2 m - Chiều cao lớp vật liệu lọc : h = 1,2 m - Chiều dày sàn đặt chụp lọc : h = 0,1 m - Chiều cao lớp nước sàn chụp lọc : h = 0,5 m Tổng chiều cao bể lọc đợt : H ĐỢT = 3,4 m 4.4.2 Tính tốn kích thước máng phân phối nước vào bể lọc thu nước rửa lọc : -Vật liệu lọc cát thạch anh có bọc lớp dioxytmangan Loại cát cung cấp từ nhà máy nước ngầm Hoc mơn Do nước ngầm có chứa lượng nhỏ mangan nên trình lọc nhà máy nước ngầm Hoc Môn cát thạch anh bị bao bọc lớp dioxytmangan Lớp dioxytmangan ngày dày khiến cỡ hạt lớn dần vượt tiêu chuẩn đường kính vật liệu lọc bị xúc khỏi bể để loại bỏ Những hạt cát chứa dioxytmangan nhà máy nước ngầm Hoc Mơn có đường kính 0,7 ÷ 1,6 mm Đường kính tương đương d td = 0,8 – 1,0 mm - Căn theo bảng VI – 14 tiêu chuẩn thiết kế độ nở vật liệu lọc 30% ; cường độ rửa nước : q RỬA NƯỚC = 14 -16 L/s.m2; thời gian rửa từ – phút Chọn q RỬA = 14 L/s.m2 ứng với thời gian rửa phút Bảng VI-14: Loại vật liệu lọc bể lọc Bể lọc nhanh lớp vật liệu lọc: d td = 0.7 – 0.8 d td = 0.8 – d td = - 1.2 Bể lọc nhanh lớp vật liệu lọc Độ nở tương đối Cường độ rửa bể Thời gian rửa bể vật liệu lọc(%) lọc (l/s-m2) lọc (phút) 45 30 25 50 12 – 14 14 – 16 16 – 18 13 – 15 6–5 7–6 - Theo Tiêu chuẩn thiết kế khỏang cách tim máng thu nước rửa lọc L ≤ 2,2 m Do chiều rộng ngăn lọc có 2,0 m nên cần đặt máng trung tâm có tiết diện chữ nhật để thu nước rửa lọc Chiều rộng máng xác định theo công thức : 27 B=K q m2 (1,57 + a ) (m) (VI-25) Trong đó: q m = lưu lượng nước rửa lọc thu vào máng : q L/s = 0,0476 m3/s m = 14 L/s m2 x 3,4 m2 = 47,6 a = Tỷ số chiều cao phần chữ nhật với nửa chiều rộng máng, lấy 1,5 K = 2,1 hệ số cấu tạo máng hình cạnh Do bể lọc có diện tích nhỏ nên cấu tạo tiết diện máng hình chữ nhật cho đơn giản B = 2,1 0,0476 (1,57 + 1,5) = 0,317 m ≈ 0,32 m Chiều cao máng : H máng = 1,5 x ( 0,32 : 2) = 0,24 m Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước rửa lọc tính xác định theo cơng thức: h= He + 0.25 100 Trong đó: H: (VI-27) Chiều cao lớp vật liệu lọc (m) e = 30% độ nở tương đối lớp vật liệu lọc h= 1,2 x30 + 0.25 = 0,61 m 100 4.4.3 Tính đường kính ống dẫn nước rửa lọc :với V RỬA = 1,5 m/s Diện tích tiết diện ống : m2 RỬA LỌC = q RỬA : V RỬA = 0,0476 m3/s : 1,5 m/s = 0,0317 → đường kính ống dẫn nước rửa lọc : d RỬA = 0,201 m Chọn ống thép DN 200 Tốc độ nước rửa lọc chẩy ống : - Tính đường kính ống tập trung nước lọc chẩy vào bể chứa V = 1,2 m/s Diện tích tiết diện ống : = Q : V = 43,75 m3/h : 1,2 m/s = 0,01215 m3/s : 1,2 m/s = 0,0101 m2 → đường kính ống d = 0,113 m Chọn ống thép DN 125 28 4.4.4 Tính đường kính ống thu nước lọc ngăn lọc : Diện tích tiết diện ống : = Q : V = 14,58 m3/h : 1,0 m/s = 0,00405 m3/s : 1,0 m/s = 0,00405 m2 → đường kính ống d = 0,071 m Chọn ống thép DN 80 • Để chất lượng nước xử lý ổn định suốt thời gian vận hành trạm cấp nước cần ổn định tốc độ lọc Sử dụng thiết bị van tự động ổn định tốc độ lọc kiểu rơ le phao Phao đặt mực nước làm việc ngăn lọc Các thông số kỹ thuật van tự động điều chỉnh tốc độ lọc : Đường kính danh nghĩa : DN 100 Cài đặt chế độ tự động ổn định tốc độ nước chẩy từ ngăn lọc vào ống tập trung DN 80 với V KHÔNG ĐỔI = Q NGĂN : VAN TỰ ĐỘNG = 0,00405 m3/s : 0,00503 m2 = 0,805 m/s Chọn van tự động điều chỉnh tốc độ lọc có đường kính danh nghĩa DN 80 Cài đặt tốc độ tự động ổn định V KHÔNG ĐỔI = 0,8 m/s 4.4.5 Tính tốn & chọn bơm rửa lọc Trạm có cơng suất nhỏ, lượng nước rửa lọc trạm xử lý nước mặt chiếm khoảng 5% công suất ngày Đối với nước ngầm khoảng 3% Việc kết hợp gió nước để rửa bể lọc tiết kiệm phần nhỏ phạm vi tỷ lệ 3% Do khơng có ý nghĩa kinh tế tiết kiệm nguồn nước nên hầu hết trạm cấp nước cục có cơng suất nhỏ rửa lọc nước túy Nước rửa ngăn lọc đợt lấy từ bể chứa nước Cường độ rử a q RỬA = 14 L/m2.s Diện tích rửa ngăn lọc : f LỌC = 3,4 m2 Lưu lượng rửa ngăn lọc : Q RỬA = q RỬA x f LỌC = 14 L/m2.s x 3,4 m2 = 47,6 L/s = 171,36 m3/h = 0,0476 m3/s Tính đường kính ống dẫn nước rửa lọc : Diện tích tiết diện ống dẫn : = Q RỬA : V = 0,0476 m3/s : 1,5 m/s = 0,0317 m2 → đường kính ống dẫn nước rửa lọc : d = 0,201 m Chọn ống thép Dn 200 4.4.6 Tính áp lực bơm rửa bể lọc đợt : 29 - Tổn thất lớp vật liệu lọc lấy chiều dày lớp cát lọc ( theo TCTK ) h = 1,2 m Tổn thất áp lực h(m) hệ thống phân phối có đáy trung gian có chụp lọc xác định theo công thức : h2 = 1.5 V2 = = 0,23 m gµ 2 x9.8 x0.5 Trong : V : Tốc dộ chuyển động nước qua khe hở chụp lọc : 1,5m/s Hệ số lưu lượng chụp lọc ì = 0.50 Đối với chụp lọc có khe hở h : độ chênh lệch mực nước bể lọc bơm rửa va mực nước thấp bể chứa : h = m h : Tổng tổn thất đường ống dẫn gồm ống hút ống đẩy bơm rửa lọc lấy tiêu chuẩn tổn thất trạm bơm h = m Áp lực cần thiết bơm rửa lọc : ọn áp lực bơm rửa H BƠM RỬA = h + h + h + h = 1,2 + 0,23 + + = 8,43 m ch lọc H BƠM RỬA = 12 m Chọn bơm rửa lọc có thơng số kỹ thuật : Q BƠM = 172 m3/h ; H BƠM = 12 m Chọn loại bơm ly tâm trục đứng có kích thước gọn vàbệ bơm nhỏ Tiêu chuẩn kỹ thuật : ISO 2858 ( DIN 24255 ) (Tham khảo biểu đồ đặc tính kỹ thuật bơm hãng Grundfos ) - Chọn bơm CLM 125 – 242 Tại điểm công tác với Q = 172 m3/h tra biểu đồ H = 12 m Hi u sut ỗ = 70% Cụng suất động điện : N = 7,5 KW sử dụng điện pha : x 380 – 415 V Đường kính ống hút, ống đẩy : D HÚT = D ĐẨY = 125 mm Kích thước chân đế máy bơm A x B = 250 x 380 mm Trọng lượng tổ bơm M = 174 KG 4.5 Bể chứa nước : 4.5.1 Xác định dung tích bể chứa nước Nhiệm vụ bể chứa nước : Điều hòa lưu lượng dây chuyền xử lý trạm bơm nước cụ thể điều hòa lưu lượng nước từ bể lọc đợt trạm bơm nước Dự trữ nước chữa cháy Dự trữ nước rửa bể lọc đợt khơng dùng đài rửa ngăn ngăn lọc lại ngưng hoạt động 30 a – Dung tích điều hịa Tính tốn hệ số khơng điều hịa Trạm cấp nước Tân thông Hội trạm cục dân số dùng nước Lưu lượng nước tính tốn ngày dùng nước nhiều Q ngày (m3/ngày) tính theo cơng thức : Q ngày.max = K ngày.max x Q ngày tb Q ngày.min = K ngày.min x Q ngày tb Hệ số dùng nước khơng điều hịa ngày kể đến cách tổ chức đời sống xã hội , chế độ làm việc xí nghiệp, mức độ tiện nghi, thay đổi nhu cầu dùng nước theo mùa lấy sau: K ngày.max K ngày.min = = 1,4 0,9 Lưu lượng tính tốn q m3/h, xác định theo cơng thức : Qngay max q giờ.max = K giờ.max x q giờ.min = K giờ.min x 24 Qngay 24 = 1,4 x = 0,9 x 1400 = 81,67 m3/h 24 900 = 33,75 m3/h 24 Hệ số dùng nươc không điều hòa giờ, K xác định theo biểu thức : α max x K giờ.max = K giờ.min = α β max x β α : Hệ số kể đến mức độ tiện nghi cơng trình, chế độ làm việc xí nghiệp điều kiện địa phương khác sau: α max = 1,4 α = 0,6 β : Hệ số kể đến số dân khu dân cư lấy theo bảng III-2 31 Bảng III-2 Số dân (1000người) β max β I 10 20 50 100 300 0,10 1,8 1,6 1,4 1,3 0,15 0,20 0,25 0,4 1,2 0,5 1,15 1,1 0,6 0,7 1,05 0,85 Với dân số gần 4000 ngưới chọn hệ số max = 1,6 : >100 1 = 0,2 K giờ.max = 1,4 x 1,6 = 2,24 K giờ.min = 0,6 x 0,2 = 0,12 Giờ dùng nước trung bình Q TRUNG BÌNH : 1000 m3/ngày : 24 h/ngày = 41,67 m3/h = 4,17% Giờ dùng nước lớn : Q GIỜ MAX = 41,67 m3/h x 2,24 = 93,34 m3/h Giờ dùng nước thấp : Q GIỜ Min = 41,67 m3/h x 0,12 = m3/h Như lượng nước sử dụng dùng nước cao điểmvà thấp điểm có chênh lệch lớn ( gần 19 lần ) Việc dùng đài để điều hòa cần dung tích lớn ( so với cơng suất trạm ) 4.5.2 So sánh giải pháp dùng bể chứa để điều hòa với giải pháp dùng đài : Với dung tích chi phí xây dựng đài nước đương nhiên đắt bể chứa phải đặt cao Để đủ áp lực cấp nước ( cao độ bầu đài ) hay áp lực bơm phải lớn áp lực yêu cầu Như lượng điện để bơm nước dự trữ vào đài tương đương với lượng bơm trực tiếp cho hộ tiêu thụ Chế độ bơm trạm bơm nước theo với nhu cầu cấp nước Sử dụng thiết bị biến tần cho trạm bơm khắc phục tình trạng Khi hộ tiêu thụ dùng nước , áp lực đầu mạng tăng, từ tín hiệu biến tần làm giảm tần số dòng điện ( < 50 HZ ) động điện Vòng quay động giảm dẫn đến lưu lượng áp lực bơm giảm theo Khi giảm đến giới hạn tự động tắt bớt máy bơm để lưu lượng áp lực phù hợp với nhu cầu ngược lại hộ tiêu thụ dùng nhiều nước ; biến tần điều khiển động tăng vòng quay tăng tần số Khi tăng trở lại đến 50 HZ mà áp lực đầu mạng thiếu biến tần điều khiển mở thêm maý bơm Một biến tần cho phép điều khiển đến maý bơm Do tự động thay đổi tần số dòng điện vào máy bơm nên công su ất máy bơm thay đổi khơng làm giảm hiệu suất Vì dùng biến tần điều khiển máy bơm việc cung cấp lưu lượng áp lực nước theo sát nhu cầu mà tiết kiệm điện Căn theo cơng : ( bể chứa + biến tần ) = đài - Dùng biến tần có nghĩa bể chứa sử dụng đài điều hòa Do chưa xây dựng biểu đồ dùng nước có hệ số K GIỜ = 2,24 nên khơng thể tính xác 32 dung tích điều hịa Chọn dung tích điều hịa bể chứa 15% Q NGÀY : V ĐIỀU HÒA = 15% x 1000 m3/ngày = 150 m3 - Tính dung tích dự trữ nước rửa bể lọc đợt : Lưu lượng bơm rửa lọc 172 m3/h Thời gian rửa ngăn lọc t MAX = phút Dung tích dự trữ nước rửa lọc : V RỬA LỌC = 172 m3/h : 60’ x 7’/ngăn lọc x ngăn lọc = 40,1 m3 Tính trịn 40 m3 - Tính dung tích dự trữ nước chữa cháy : Xã Tân Thông Hội nằm tr ong khu vực hệ thống tưới Kênh Đông với nhiều kêng mương bao bọc Cách trạm cấp nước khoảng 70 – 80 m có hồ chứa với mặt nước Theo tiêu chuẩn phịng chữa ch nguồn nước nà đước phép sử dụng để chữa cháy Vì bể chứa phép dự trữ nước chữa chaý 10 ‘ Với tiêu chuẩn lưu lượng chữa cháy Lít/s dung tích dự trữ 10 phút : Lít/s x 60 s x 10 = 3.000 lít = m3 Để nâng cao độ an toàn kéo dài thời gian bắt đầu dùng nước chữa chaý mạng đường ống 30 phút dung tích dự trữ để chữa cháy m3 Tổng dung tích bể chứa nước : V BỂ CHỨA = V ĐIỀU HÒA + V RỬA LỌC + V CHỮA CHÁY = 150 + 40 + = 199 m3 Tính trịn : V BỂ CHỨA = 200 m3 4.6 Tính tốn trạm bơm nước - Giờ dùng nước thâp vào ban đêm khỏang từ đến K GIỜ MIN = 0,12 Như tiêu thụ : 0,12% x 4giờ x = 0,96% - Hai hệ số tính đến chênh lệch lại ( dự báo tối đa chênh lệch gấp đơi ) Căn lượng nước tiêu thụ tối đa : V MAX = 0,96% x 1000 m3 = 9,6 m3 Do lượng nước dùng từ đến nên trạm bơm nước ngưng hoạt động Chọn bơm đáp ứng với dùng nước nhiều với K GIỚ MAX = 2,24 → Q GIỜ MAX = 93,34 m3/h - Chọn bơm làm việc song song cao điểm Lưu lượng bơm : Q BƠM = Q GIỜ MAX : = 93,34 m3/h : = 46,67 m3/h ≈ 47 m3/h - Căn theo tính tốn mạng lưới đường ống cấp nước dùng nước lớn áp lực yêu cầu : H YÊU CẦU = 28 m Chọn bơm có thơng số : 33 Q BƠM = 47 m3/h - H BƠM = 28 m - Chọn bơm ly tâm trục đứng ( tham khảo theo catalog hãng bơm Grundfos ( Đan mạch ) mã hiệu LP 80 – 160 – 164 Công suất động N = 7,5 KW Sử dụng điện pha x 380 – 415 V.Tra đồ thị đặc tính bơm với Q = 47 m 3/h → P = 30 m Hiu sut ca bm : ỗ = 68% - Hiu sut ca ng c : ỗ = 89% Đường kính ống hút ống đẩy bơm : D HÚT = D ĐẨY = 80 mm Kích thước đế tổ bơm : 235 x 235 mm 4.7 Tính tốn nhà hóa chất : 4.7.1 Trạm pha Clo ( Tính tốn cho đợt với cơng suất 2.000 m3 /ngày ) - Tiêu chuẩn sát trùng nguồn nước ngầm : m = mg/L = g/m3 = 0,001 KG/m3 Lượng Clo cần để sát trùng ngày : M = m x Q NGÀY = 0.001 KG/m3 x 1.000 m3/ngày = KG/ngày = Kg/ngày : 20h/ngày = 0,05 KG/h Khi có dịch cần tăng cường khử trùng nguồn nước CLo Tiêu chuẩn lấy an toàn mg/Lít nước = g/m Lượng CLo hoạt tính tính tốn an tồn dùng ngày : Kg/ngày = 0,1 Kg/h Để sử dụng cho đợt với công suất 2.000 m3/ngày Chọn thiết bị Clorator có cơng suất 0,5 Kg/h Lượng Clo sử dụng tháng tối đa : M x 30 ngày = KG/ngày x 30 ngày = 60 Kg/tháng Dùng bình Clo loại 50 KG Số bình Clo dùng tối đa tháng : ≈ bình Đặt thiết bị tự động chuyển đổi cho bình Clo Cịn bình dự trữ kho Như với số lượng bình Clo 50 Kg đủ dự trữ để làm việc tối thiểu tháng Phòng đặt thiết bị định lượng Clo thiết kế kín Vách ngăn kính khung nhơm để dễ quan sát từ bên ngồi Cơng nhân vận hành vào cần thiết Lượng Clo dư nước đầu trạm bơm nước ( nước bể chưá nước ) kiểm soát đồng hồ đo Clo Mục đích đảm bảo lượng Clo dư đầu nguồn cung cấp nước khống chế mức từ 0,3 mg/L H O đến < 0,5 mg/L Trong phòng đặt đầu dò cuả thiết bị đo nồng độ Clo bị rò rỉ khơng khí Khi q tiêu chuẩn cho phép tự động phát tín hiệu báo động đèn , cịi để cơng nhân vận hành khơng vào phòng Dùng tia nước phun trần để trung hồ Clo có cố Ngồi cịn trang bị mặt nạ phịng độc để cơng nhân giải cố 34 - Tính chọn bơm cấp nước cho ejector Tiêu chuẩn cấp nước cho Ejector : 0,6 m3/1 KG Clo Lưu lượng bơm cấp nước : Q EJECTOR = 0,1 KG/h x 0,6 m3/KG = 0,06 m3/h Chọn bơm cấp nước cho ejector : Q = 0,1 – 0,2 m3/h ; H = 30 – 35 m ; N = 300 W350 W Ong dẫn dung dịch Clo dùng ống HDPE Tính đường kính ống : aOng dẫn dung dịch Clo đến ống dan nước từ bể lọc đến bể chưá : Xác định lưu lượng truyền dẫn ( tính an tồn cho đợt ): q = 0,2 m3/h = 0.0000555 m3/s Chọn tốc độ chẩy ống V = 0,8 m/s → f = Q /V = 0,0000555 /0,8 = 0,000069 m2 → D = 0,00937 m ≈ DN 10 mm Do đường kính ống q nhỏ khó tìm thị trường nên chọn ống HDPE - DN 15 4.7.2 Trạm pha vơi Nguồn nước ngầm có tiêu bình qn độ pH < 6,5 Trong pha Clo độ Ph tiếp tục giảm Cần nâng độ Ph để nước đảm bảo tiêu chuẩn Ph = 6,5 ÷ 8,5 Mặt khác muốn oxy hoá sắt hai độ Ph cuả nguồn nước cần pH > 6,8 > Dùng vơi để kiềm hố nước có ưu điểm : Giá thành nguyên liệu thấp so với soda , xút - Nguyên liệu tinh can xi hydroxyt Ca(OH) Để có Ca(OH) dùng bể để vôi sống ( CaCO + H O ) → Ca(OH) + CO ↑ - Hiện nayhầu hết nhà máy xử lý nước có cơng suất vừa lớn dùng vơi bột ( có cơng ty chun cung cấp vơi bột từ nguồn đá vơi phía Bắc nên hàm lượng vơi tính theo sản phẩm CaO cao đến 90% – 92%) Trong nguồn vơi phía Nam đạt từ 50 – 60% Trạm cấp nước Tân Thơng Hội trạm cấp nước cục có cơng suất nhỏ Với lượng vôi tinh sử dụng ngày có 60 Kg nhỏ, ý nghĩa kinh tế nhỏ Vì dùng vơi sữa đóng thùng có bán sẵn thị trường ( loại khơng pha a dao ) thuận tiện quản lý tránh bụi dùng vơi bột - Tính lượng vơi cần dùng ngày : Kiềm hóa nước vôi, liều lượng vôi xác định theo công thức: Dv = 28( Fe 2+ CO2 + ) 28 22 (mg/l) (VI-37) Trong đó: Fe 2+ lượng sắt hóa trị nước ngầm mg/l ; 35 F MAX ++ = mg/L CO hàm lượng CO tự nước nguồn mg/l ; CO MAX = 20 mg/L Dv = 28( 20 + ) = 29,45 mg/L ≈ 30 mg/L = 30 g/m H O 28 22 - Trạm có cơng suất nhỏ nên sử dụng vôi sữa thị trường ( loại không pha a dao ) Nồng độ vơi sữa đóng thùng thị trường khoảng 50 % Lượng vôi sữa cần dùng tối đa ngày : M NGÀY = 30 g/m3 x 1.000 m3/ngày : 50% = 60.000 gram/ngày = 60 KG/ngày Nồng độ bể tiêu thụ vôi sữa 10 % Nồng độ dung dịch vôi sữa bể hòa trộn 4% Thời gian hòa trộn 20 lần Đợt công suất nâng lên gấp lần khơng cần nâng cơng suất trạm pha vơi mà cần hịa trộn 12 lần Cấu tạo bể tiêu thụ ( làm việc , dự phịng ) Lượng vơi sữa sử dụng ngày là120 KG/ngày + Dung tích bể hịa trộn tính theo cơng thức : W1 = q.n p 10.000bh γ 50.20.30 = 0,3 m3 10.000.10.1 (m3) = Trong đó: q : lưu lượng nước xử lí(m3/h) p :liều lượng hóa chất dự tính cho vào nước 30(g/m3) n :số lần hòa tan n = 20 h b h :Nồng độ dung dịch hóa chất thùng hịa trộn tính 10% γ : Khối lượng riêng dung dịch lấy T/m3 + Dung tích bể tiêu thụ tính theo công thức : W2 = W1 bh bt (m3) = W2 = 0,3.10 = 0,6 m3 Đặt bể tiêu thu bồn inox dung tích 0,8 m3 Trong :b t : Nồng độ dung dịch hóa chất thùng tiêu thụ tính 5% 36 Nước hồ trộn vơi lấy từ đường ống áp lực cuả trạm bơm Dùng ống PVC – DN 50 Hồ trộn dung dịch vơi sưã bể hịa trộn bể tiêu thụ máy khuấy - Chọn bơm để bơm dung dịch vơi từ bể hịa trộn sang bể tiêu thụ : V = 0,3 m3 Chọn thời gian bơm 10 phút lưu lượng bơm : Q BƠM = V : t = 300 Lít : ( 10’ x 60”) = 0,5 L/s Áp lực bơm : H = – 10 m Đặt bơm: làm việc , dự phịng Bơm cịn dùng để bơm vơi sữa từ bể chứa vơi sữa vào bồn hịa trộn - Dung dịch vôi sữa nồng độ 10% từ bể tiêu thụ bơm vào nguồn nước thô ( trước thiết bị trôn ) bơm định lượng Xác định lưu lượng bơm : Với khối lượng 0,6 m3 = 600 lít bơm định lượng bơm 20 h/ngày Lưu lượng bơm : Q = 600 Lít/ngày : 20h/ngày = 30 Lít/h ; H = 30 m + Xác định dung tích bể dự trữ vơi sữa nồng độ 50% Đợt công suất 1.000 m3/ngày sử dụng 60 Kg vôi sữa / ngày Đợt sử dụng 120 Kg vôi sữa ngày Do gần nguồn cung nên dung tích bể chứa vơi sữa cần tính dự trữ tháng cho cơng suất đợt : V BỂ = 60 Kg/ngày x 30 ngày = 1.800 Kg Lấy hệ số thể tích vơi sữa 1,4 m3/tấn dung tích bể : 1,8 Tấn x 1,4 m 3/T = 2,52 m3 Bể dự trữ vôi sữa kết cấu bê tơng cốt thép có kích thước : A x B x H = 1,4 x x 1,2 m ( Kể chiều cao bảo vệ ) 4.7.3 Thiết bị trộn : Trộn dung dịch vôi sưã vào nước nguồn thiết bị bầu trộn theo kiểu vành chắn Tốc độ qua bầu trộn : V BẦU TRỘN = 0,5 m/s Diện tích tiết diện bầu trộn : F B.TRỘN = Q : V BẦU TRỘN = 50 m3/h : ( 3.600 x 0,5 ) = 0,028 m2 → D = 0,189 m Cấu tao bầu trộn có đường kính DN 200 Bầu trộn có vách ngăn Khoảng cách vách ngăn L = 1,5 D = 1,5 x 0,2 m = 0,3 m Tổn thất qua vách ngăn theo tiêu chuẩn thiết kế : h = 0,13 m Cấu tạo lỗ qua vách ngăn d 20 mm Tính lưu lượng qua lỗ theo công thức : q LỖ = µω gxh = 0,72 x 0,000314 x9,81x0,13 = 0,000361 m /s µ = 0,72 : Hệ số tổn thất qua thành mỏng ω = 0,000314 m2 diện tích lỗ có đường kính 20 mm 2g = x 9,81 h = 0,13 m tổn thất cục cuả lỗ D 20 37 - Tổng số lỗ cần khoan cho vách ngăn : n = Q : q LỖ = 50 m3/h : ( 3600 x 0,000361 m3/s ) = 38,47 lỗ ≈ 39 lỗ Bầu trộn làm thép không rỉ dày mm Đặt bầu trộn song song (1 làm việc, dự phịng cọ rửa cặn vơi) Bầu trộn cấu tạo thaó lắp đơn giản để làm vệ sinh bám cặn cacbonat 4.7.4 Giải pháp xử lýcặn : -Tổng hàm lượng tạp chất tối đa nước nguồn 35 mg/Lít = 35 g/m3 - Dự kiến tổng hàm lượng tạp chất nước nguồn tăng tối đa đến 50g/m3 - Chu kỳ rửa lọc lần /ngày tổng cặn khơ xả ngày : 50 g/m3 x 1000 m3/ngày = 50.000 gam/ngày = 50 Kg/ngày - Nồng độ trung bình cặn nén trong24 8.000 g/m3= Kg/m3(theo bảng VI 8) - Khối lượng cặn nén ngậm nước : V CẶN = 50 Kg.ngày : Kg/m3 = 6,25 m3/ngày - Khối lượng cặn nén tích lũy năm : V CẶN/NĂM = 6,25 m3/ngàyx 350 ngày/năm = 2.187,5 m3.Tính trịn V CẶN/NĂM = 2.200 m3 - Hồ tự nhiên sau trạm cấp nước có diện tích mặt nước F HỒ = = 20.000 m2 - Sau môt năm xả cặn hồ chiều cao lớp cặn tăng lên : h CẶN/NĂM = VCAN / NAM 2200m = 0,1 m = FHO 20000m Thực tế cặn nén năm có nồng độ > Kg/m3 ; có nghĩa chiều cao lớp cặn thực tế < 0,1 m Như sau xả cặn hồ nhiều năm cần nạo vét cặn hồ Việc xả cặn hồ tự nhiên trí quyền địa phương mơi trường nhằm giảm thiểu chi phí đầu tư cơng nghệ xử lý cặn 38 CHƯƠNG : KHÁI TOÁN KINH TẾ: KHÁI TỐN KÍNH PHÍ ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TRẠM CẤP NƯỚC NGẦM TÂN THÔNG HỘI - HUYỆN CỦ CHI ĐỢT CÔNG SUẤT : 1.000 M3/NGÀY TT HẠNG MỤC I HỆ THỐNG CẤP NƯỚC THÔ Giếng trạm bơm giếng CỘNG I : TRẠM XỬ LÝ Thiết bị ô xy hoá sắt Fe +2 Cum hợp khối bể lọc đợt + đợt Thiết bị trộn CỘNG II : CÁC CƠNG TRÌNH PHỤ TRỢ Trạm bơm nước + bơm rửa Bể chứa nước V = 150 m3 Đường ống kỹ thuật ( đồng hồ nước điện từ ) Nhà hóa chất Nhà quản lý, phịng thí nghiệm, nghỉ giao ca Điện động lực, chiếu sáng, điều khiển, chống sét San , thoát nước , đường nội , xanh Cổng tường rào CỘNG III : ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC SẠCH Ống uPVC D 150 - 960 m Ống uPVC D 100 - 1050 m Ống uPVC D 80 - 840 m Ống uPVC D 50 - 580 m CỘNG IV : CỘNG : ( I + II + III + IV ) Dự phịng phí : 5% ( I+ II + II + IV ) II III 10 11 12 IV 13 14 15 16 17 Đ/ỐNG TỔNG KINH PHÍ DỰ ÁN : Tổng kinh phí dự án : 2.646.000.000 đồng VN ( Hai tỷ, sáu trămbốn mươi sáu triệu đồng VN ) 39 Đơn vị tính : 1.000.000 đồng VN THIẾT BỊ XÂY LẮP CỘNG 30 30 180 180 210 210 40 30 10 80 10 100 115 50 130 15 195 140 10 50 250 60 160 670 160 180 70 220 180 40 60 50 960 300 190 120 470 240 200 60 50 1630 110 70 40 18 238 238 50 60 30 10 150 930 44 28 16 97 1352 204 158 86 37 485 2520 11.9 46.5 67.6 126 249.9 976.5 1419.6 2646 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Dung Cơng trình thu nước trạm bơm cấp thoát nước NXB Xây dựng 2003 Lê Dung Sổ tay máy bơm NXB Xây dựng 2001 Lê Thị Dung Máy bơm trạm bơm cấp thóa nước NXB Khoa học kỹ thuật 2002 Lewis A Rossman Epanet Users mannual 11 - 2000 Lê Đình Hồng Hướng dẫn sử dụng chương trình Epanet 7-2002 Nguyễn Ngọc Dung Cấp nước đô thị NXB Xây dựng 2003 Nguyễn Ngọc Dung Xử lý nước cấp NXB Xây dựng 2003 Nguyễn Thị Hồng Các bảng tính tốn thủy lực NXB Xây dựng 2001 Nguyễn Văn Tín & CTV Cấp nước – Tập NXB Khoa học kỹ thuật 2001 10.Trần Đức Hạ & CTV Cơ sở hóa học q trình xử lý nước cấp nước thải NXB Khoa học kỹ thuật 2002 11.Trần Hiếu Nhuệ & CTV Cấp thoát nước NXB Khoa học kỹ thuật 1996 12.Trịnh Xuân Lai Cấp nước – Tập NXB Khoa học kỹ thuật 2002 13.Trịnh Xn Lai Tính tốn thiết kế cơng trình hệ thống cấp nước NXB Khoa học kỹ thuật 2002 14.Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 33 : 2006 15.Quy hoạch chung Xây dựng Đô thị Ngã Hai Hàm Mỹ - Huyện Hàm Thuận Nam – Tỉnh Bình Thuận Viện quy hoạch Đơ thị - Nơng thôn - Bộ Xây dựng – 2006 40