Đồ án môn học công nghệ xử lý nước cấp thiết kế hệ thống xử lý nước cấp thành phố quy nhơn, tỉnh bình định

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN – – – – – – –  – – – – – – – ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP THÀNH PHỚ QUY NHƠN, TỈNH BÌNH ĐỊNH GVGD: ThS LÊ THỊ LAN THẢO Sinh Viên Thực Hiện: Nguyễn Thị Ánh Thông 20127143 Nguyễn Long Phú 20127054 Nguyễn Ngọc Hiệp 20127019 Trần Ý Như 20127130 Đinh Ngọc Thùy Trinh 20127151 Lý Châu Gia Thuận 20127145 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .5 ĐẶT VẤN ĐỀ I TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ QUY NHƠN .7 I.1 Điều kiện tự nhiên: I.1.1 Vị trí địa lý I.1.2 Địa hình I.1.3 Khí hậu I.2 Điều kiện kinh tế xã hội: I.2.1 Kinh tế: II Tính tốn cơng suất trạm xử lí: 10 II.1 Nước dung cho dân cư: 10 II.2 Tính tốn lưu lượng nước tiêu dùng .10 II.2.1 Lưu lượng nước sinh hoạt .10 II.2.2 Lưu lượng nước cấp cho bệnh viện đa khoa tỉnh Bình Định 12 II.2.3 Lưu lượng nước dùng cho trường đại học Quy Nhơn 12 II.2.4 Lưu lượng nước dùng cho khách sạn THE CENTRAL 13 II.2.5 Lưu lượng nước cấp cho công nghiệp 13 II.2.6 Lưu lượng nước tưới rửa đường 13 II.2.7 Lưu lượng nước dùng cho chữa cháy 14 II.2.8 Lưu lượng nước rò rỉ 14 II.2.9 Lưu lượng cho thân trạm xử lý .14 III Tổng quan lý thuyết chất lượng nước: 16 III.1 Thành phần chất lượng nước ngầm .16 III.1.1 Nước ngầm cấp cho sinh hoạt: .16 III.1.2 Thành phần, tính chất nước ngầm .17 IV Tổng quan phương pháp xử lý nước cấp 19 IV.1 Các cơng trình thu nước 19 IV.2 Cơng trình vận chuyển nước 19 IV.3 Xử lý nước cấp phương pháp học 19 IV.3.1 Hồ chứa lắng sơ 19 IV.3.2 Song chắn rác lưới chắn rác .19 IV.3.3 Bể lắng cát 20 IV.3.4 Bể lắng 20 IV.3.5 Bể lọc 25 IV.4 Xử lý nước cấp phương pháp hóa lý 29 IV.4.1 Làm thoáng 29 IV.4.2 Clo hóa sơ 30 IV.4.3 Keo Tụ - Tạo Bông 31 IV.4.3 Khử trùng nước .32 V Khử sắt nước ngầm 34 V.1 Trạng thái tồn tự nhiên sắt nguồn nước ngầm 34 V.2 Các phương pháp khử sắt xử lý nước 34 VI Đề xuất công nghệ: 37 VI.1 Phân tích chất lượng nguồn nước .37 VI.1.1 Nguồn nước mặt .37 VI.1.2 Nguồn nước ngầm 37 VI.1.3 Lựa chọn nguồn nước 38 VI.2 Đề xuất công nghệ xử lý .39 VI.3 Thuyết minh công nghệ 40 VII Thiết kế tính tốn hệ thống: .40 VII.1 Tháp làm thoáng cưỡng bức .40 VII.1.1 Diện tích Tháp làm thống cưỡng 40 VII.1.2 Chiều cao tháp làm thoáng cưỡng 41 VII.1.2.1 Chiều cao lớp vật liệu tiếp xúc 41 VII.1.2.2 Chiều cao toàn tháp làm thoáng cưỡng 41 VII.1.3 Hệ thống phân phối nước 41 VII.1.3.1 Ống chính: 41 VII.1.3.2 Ống nhánh: 42 VII.1.3.3 Số lỗ ống nhánh: 42 VII.1.4 Tính hệ thống cung cấp khí 43 VII.2 Bể lắng ngang (Phương án 1) .44 VII.2.1 Thiết kế vùng lắng 44 VII.2.1.1 Tính tốn 44 VII.2.1.2 Kiểm tra 45 VII.2.2 Ngăn phân phối nước đầu bể .46 VII.2.3 Máng thu nước bề mặt cuối bể: 46 VII.2.4 Chiều cao bể lắng 47 VII.3 Tính tốn bể lắng ly tâm .47 VII.3.1 Thiết kế vùng lắng 47 VII.3.2 Kiểm tra thông số: 48 VII.3.3 Máng cưa thu nước .48 VII.3.4 Hệ thống cào bùn 48 VII.5 Hồ cô đặc, nén phơi bùn 48 VII.6 Bể tuần hoàn nước sau rửa lọc 50 VII.7 Bể lọc tinh 50 VII.7.1 Tính toán hệ thống phân phối nước rửa lọc 51 VII.7.2 Tính tốn thu nước rửa: 53 VII.7.3 Tính tốn ống phân phối gió 54 VII.7.4 Tổng chiều cao bể lọc tính từ đáy bể: 55 VII.8 Clorator 55 VII.9 Bể chứa 56 VII.10 Trạm bơm cấp – Trạm bơm cấp 58 VIII Bản vẽ thiết kế 60 IX Kết luận kiến nghị 60 X Tài liệu tham khảo 60 LỜI NĨI ĐẦU Con người mơi trường có mới quan hệ mật thiết với Trong lịch sử phát triển người, để giải nhu cầu thiết yếu sống gia tăng dân số cách nhanh chóng thời gian gần gây nhiều tác động cân sinh học hệ sinh thái Thiên nhiên bị tàn phá môi trường ngày xấu đi, ảnh hưởng trực tiếp lên đời sống người, mỹ quan thị lồi động thực vật, việc xây dựng hệ thống thoát nước trạm xử lí nước cấp cho khu dân cư trở thành yêu cầu cần thiết, đặt biệt giai đoạn thị hóa phát triển mạnh mẽ Chúng em sinh viên ngành kỹ thuật môi trường tương lai cần đồ án để tự hình thành khái quát đầu hệ thống xử lí nước, thu thập thêm nhiều kiến thức cho thân Từ có sở tốt để hồn thành tốt cho cơng việc sau Đây lần chúng em làm đồ án, thiếu kinh nghiệm kiến thức, nên khơng tránh khỏi sai xót, mong dạy thêm Thời gian qua nhờ dạy tận tình Lê Thị Lan Thảo giúp chúng em thêm nhiều kiến thức, kỹ chuyên ngành, giúp chúng em hoàn thành xong đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn! ĐẶT VẤN ĐỀ Nước vai trò nhu cầu cần thiết đời sống người sinh vật, tham gia vào hoạt động q trình tự nhiên tác động đến biến đổi sinh vật trái đất, khơng có nước khơng có sống Xã hội ngày phát triển nhu cầu nước người ngày tăng Do nguồn nước sử dụng sinh hoạt người lại phân chia nhiều loại khác nhau: nước cho nhu cầu ăn uống đòi hỏi phải có chất lượng cao, đảm bảo khơng gây ảnh hưởng đến sức khỏe người; nguồn nước dùng cho tắm giặt, rửa yêu cầu thấp Ngồi nước ta nước nông nghiệp nên nhu cầu nước dùng cho sản xuất nơng nghiệp lớn;bên cạnh nước cịn sử dụng cho công nghiệp, giao thông vận tải hoạt động khác… Nước dùng để cấp cho nhu cầu sinh hoạt sản xuất có chất lượng khác bao gồm nước mặt nước ngầm.Các nguồn nước không đáp ứng yêu cầu chất lượng; phải biết thành phần tính chất chúng để tiến hành xử lý nhằm đạt yêu cầu chất lượng,đáp ứng mục đích sử dụng nước Trong mục đích cấp nước cho sinh hoạt người ta thường sử dụng nguồn nước ngầm, có nhiều cơng nghệ xử lý nước ngầm áp dụng để đáp ứng nhu cầu sống người I TỔNG QUAN VỀ THÀNH PHỐ QUY NHƠN Quy Nhơn thành phố ven biển miền Trung Việt Nam trung tâm kinh tế, trị, văn hóa, khoa học kỹ thuật du lịch tỉnh Bình Định Trước thuộc Việt Nam, Quy Nhơn đất người Champa nên xung quanh thành phố tồn nhiều di tích Chăm Sau năm 1975, Quy Nhơn thành thị xã tỉnh trực thuộc tỉnh Nghĩa Bình thức trở thành thành phố vào năm 1986 Đến năm 1989 trở thành tỉnh Bình Định Với phát triển khơng ngừng mình, Quy Nhơn thủ tướng phủ cơng nhận thị loại I trực thuộc tỉnh vào năm 2010 bình chọn điểm đến hàng đầu Đơng Nam Á tạp chí du lịch Rough Guides Anh vào năm 2015 I.1 Điều kiện tự nhiên: I.1.1 Vị trí địa lý Thành phố Quy Nhơn nằm phía Đơng Nam tỉnh Bình Định, phía Đơng biển Đơng, phía Tây giáp huyện Tuy Phước huyện Vân Canh, phía Bắc giáp huyện Tuy Phước huyện Phù Cát, phía Nam giáp thị xã Sơng Cầu tỉnh Phú Yên Quy Nhơn nằm phạm vi tọa độ từ 13°36′ đến 13°54′ vĩ độ Bắc, từ 109°06′ đến 109°22′ kinh độ Đông Cách thủ đô Hà Nội 1.065 km phía Bắc, cách Thành phố Hồ Chí Minh 650 km phía Nam, cách thành phố Pleiku (Gia Lai) 165 km cách Đà Nẵng 322 km Quy Nhơn cách TP Hồ Chí Minh 400 dặm phía Nam, cách Tuy Hòa 62 dặm, cách thành phố Pleiku 105 dặm cách Đà Nẵng 195 dặm Thành phố Quy Nhơn có 16 phường: Đống Đa, Bùi Thị Xuân, Hải Cảng, Ghềnh Ráng, Ngô Mây, Lê Lợi, Lê Hồng Phong, Nguyễn Văn Cừ, Lý Thường Kiệt, Nhơn Phú, Quang Trung, Nhơn Bình, Trần Hưng Đạo, Thị Nại, Trần Quang Diệu, Trần Phú xã: Nhơn Hải, Nhơn Châu, Nhơn Lý, Nhơn Hội, Phước Mỹ I.1.2 Địa hình Quy Nhơn có nhiều đất khác nhau, đa dạng cảnh quan địa lý núi (Như núi Đen cao 361m), rừng ngun sinh (Khu vực đèo Cù Mơng), gị đồi, đồng ruộng, ruộng muối, bãi, đầm (Đầm Thị Nại), hồ (Hồ Phú Hòa Phường Nhơn Phú phường Quang Trung), Bầu Lác (Phường Trần Quang Diệu), Bầu Sen (Phường Lê Hồng Phong), hồ Sinh Thái (Phường Thị Nại), sông ngịi (Sơng Hà Thanh), biển, bán đảo (Bán đảo Phương Mai) đảo (Đảo Nhơn Châu – Cù lao xanh) Bờ biển Quy Nhơn dài 72 km, diện tích đầm, hồ nước lợ lớn, tài nguyên sinh vật biển phong phú, có nhiều loại đặc sản quý, có giá trị kinh tế cao Các ngành kinh tế thành phố gồm công nghiệp, thương mại, xuất nhập khẩu, dịch vụ cảng biển, nuôi khai thác thuỷ hải sản, du lịch I.1.3 Khí hậu Về khí hậu, Quy Nhơn có mùa rõ rệt: mùa khơ từ tháng đến tháng 9, mùa mưa từ tháng 10 đến tháng năm sau; nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 28 độ C Quy Nhơn biết đến thành phố giàu tài nguyên thiên nhiên: Về tài nguyên đất có bán đảo Phương Mai với diện tích 100 km 2, đầm Thị Nại 50 km2 (trong đó: Quy Nhơn 30 km2, huyện Tuy Phước 20 km), có 30.000ha rừng Khống sản quặng titan (xã Nhơn Lý), đá granít (Trần Quang Diệu, Bùi Thị Xn), có ngư trường rộng, đa loài nhiều loại hải sản có giá trị kinh tế cao; đặc sản có yến sào (sản lượng đứng sau tỉnh Khánh Hòa) Nguồn nước ngầm với trữ lượng lớn (dọc lưu vực sông Hà Thanh bán đảo Phương Mai) bảo đảm cung cấp nước cho thành phố I.2 Điều kiện kinh tế xã hội: - Diện tích: 286 km2 - Dân số: 290.053 người (năm 2019) - Thành thị: 263.892 người (91%) - Nông thôn: 26.161 người (9%) - Mật độ: 1.014 người/km² I.2.1 Kinh tế: Hiện cấu ngành kinh tế Quy Nhơn có chuyển dịch theo hướng tăng tỷ trọng ngành công nghiệp dịch vụ, giảm tỷ lệ ngành nông lâm ngư nghiệp GDP Tỷ trọng nông, lâm, thủy sản - công nghiệp xây dựng - dịch vụ GDP năm 2014 đạt: 5,5% - 47,6% - 46,9% Kim ngạch xuất ước đạt 918,4 triệu USD, kim ngạch nhập ước đạt 608 triệu USD Thu nhập bình quân đầu người năm 2018 6.052 USD/người Theo định 1672/QĐ-TTg 2018 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt, mục tiêu phát triển thành phố phấn đấu đến năm 2025 trở thành thành phố trực thuộc Trung ương, trung tâm vùng duyên hải miền trung Đến năm 2035 trung tâm kinh tế biển quốc gia theo định hướng dịch vụ - cảng biển - công nghiệp - du lịch, trọng tâm dịch vụ - cảng biển tạo sức lan toả đến hệ thống thị tồn tỉnh Bình Định vùng Nam Trung Bộ, Tây Nguyên Phát triển khu kinh tế Nhơn Hội làm động lực quan trọng phát triển kinh tế xã hội Đến năm 2050 thành phố quan trọng hệ thống đô thị quốc gia Đông Nam Á Để đạt mục tiêu trên, nhiều việc phải làm Vì vậy, quyền nhân dân cần có chung tay góp sức xây dựng mục tiêu chung Thương mại - Du lịch - Dịch vụ: Nhìn từ khách sạn FLC Luxury Hotel Quy Nhơn bãi biển Tổng mức bán lẻ hàng hóa doanh thu dịch vụ bình quân tăng 14,3% năm Giá trị kim ngạch xuất năm 2014 đạt 930,4 triệu USD gấp 1,4 lần so với năm 2010 Tổng giá trị kim ngạch xuất năm đạt 9,52 tỷ USD, giá trị kim ngạch nhập đạt 8,764 tỉ USD Sản lượng hàng hóa thơng qua cảng biển năm 2019 đạt 19 triệu tấn, tăng 9% so với năm 2018 Công tác quy hoạch, quảng bá du lịch tăng cường, đến thành phố có 600 khách sạn-khu nghỉ dưỡng du lịch lớn nhỏ, đặc biệt khách sạn FLC Luxury Hotel Quy Nhơn, Avani Quy Nhon Resort & Spa, Anantara Quy Nhon Villas vô số khách sạn sao, Năm 2018 Quy Nhơn đón triệu lượt khách du lịch Năm 2019, Quy Nhơn đón 7,8 triệu lượt khách, tổng doanh thu du lịch ước tính đạt 16.000 tỉ đồng Đầu năm 2020 Quy Nhơn dành danh hiệu "Thành phố du lịch Asean 2020" diễn đàn du lịch ASEAN (ATF) bình chọn "Điểm đến hàng đầu giới" Hostelworld bình chọn Khu cơng nghiệp: KCN Phú Tài KCN Long Mỹ KCN Nhơn Hội A KCN Nhơn Hội B KCN Nhơn Hội C Cụm công nghiệp: CCN Bùi Thị Xuân CCN Nhơn Bình (đang di dời, chuyển đổi thành đất dân sinh đô thị) CCN Quang Trung Nông - Lâm - Ngư nghiệp: Triển khai Chương trình hành động thực Nghị Trung ương (khóa X) nơng nghiệp, nơng dân, nơng thơn chương trình mục tiêu Quốc gia xây dựng nông thôn xã Nhơn Lý, Phước Mỹ, Nhơn Hải, Nhơn Châu đạt kết tích cực, hồn thành xây dựng nông thôn xã Nhơn Lý, Phước Mỹ vào năm 2015 xã Nhơn Hải, Nhơn Châu hoàn thành năm 2020 Giá trị sản xuất ngành nơng, lâm, thủy sản tăng bình qn 3,6% năm 10 II Tính tốn cơng suất trạm xử lí: II.1 Nước dung cho dân cư: Dân số: No= 293000 người (2020) Tốc độ tăng trưởng dân số: a = 1.42% Niên hạn: t =10 => Dân số sau 10 năm sau N = No×(1+ a)t = 293000× (1+1,42%)10= 337.367,84 người II.2 Tính tốn lưu lượng nước tiêu dùng II.2.1 Lưu lượng nước sinh hoạt  Lưu lượng nước sinh hoạt trung bình Qtbsh = qi × N i ×k ng max 200× 337367,84 ×1,3 ×fi = × 0,99 = 86.838,48 (m3/ngđ) 1000 1000 Trong đó: qi: Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt Ni: Số dân tính tốn tương ứng với tiêu chuẩn cấp nước fi: Tỷ lệ dân cấp nước Theo TCXDVN 33:2006 có: fi = 99%, qi = 200 lít /người.ngày, Ni = 337367.84 người Chọn Kng.max = 1,3  Lưu lượng nước sinh hoạt ngày dùng nước lớn Qngày.max = Kngày.max × Qtbsh Theo TCVNXD 33:2006 kngày.max = 1,2 – 1,4 nên ta chọn Kngày.max= 1,3 Qngày.max = Kngày.max × Qtbsh = 1,3 ×86838.48 =112890.02 (m3/ngđ)  Lưu lượng nước sinh hoạt ngày dùng nước Qngày.min = Kngày.min × Qtbsh Theo TCVNXD 33:2006 kngày.min= 0,7 – 0,9 nên ta chọn Kng.min= 0,8 Qngày.min = Kngày.min × Qtbsh = 0,8 × 86838.48 = 69470.79(m3/ngđ) 10 46 Chiều dài máng l= 45/3= 15 (m) Để đảm bảo thu toàn nước toàn máng, khoét thành chữ V có chiều cao cm, đáy 10 cm đặt liên tiếp - Tải lượng thu nước 1m máng: q= Q 303(l/s ) = =3,38 (l/s.m) 2L 2∗45 Chiều cao mực nước khe chữ V: q o= q 0,00338 =1,4 h = 10 10 Rút h= 3,5 cm < cm đặt yêu cầu VII.2.4 Chiều cao bể lắng Ht = H + Hbv + Hcb = + 0,5 +0,5 = (m) Trong đó: Ht: chiều cao tổng bể lắng Hbv: chiều cao bảo vệ lấy bẳng 0,5m Hcb: chiều cao phần chứa bùn lấy 0,5m VII.3 Tính tốn bể lắng ly tâm Xây dựng bể, lưu lượng bể : 4375/4 = 1093,7 m3/h VII.3.1 Thiết kế vùng lắng Tính tốn - Diện tích bề mặt vùng lắng: Q 1,07 F= 0,21× ( u × N ¿ ¿ + π (r + 1)2 = 0,21׿ + π ( 2+1 )2 = 2648 (m2) Trong đó: Q: Lưu lượng nước vào bể (m3/h) u0: Tốc độ lắng cặn, uo = 0.65mm (u0 = 0.4 – 1.5mm) r: Bán kính ống trung tâm (m) N: Số lượng bể - Bán kính bể: 46 47 Rb = - Chiều cao bể lắng: √ √ F 2648 = = 29 (m) π π H= h + i x R = 1,8+ 0,08 x 29 = 3,32 (m ) Trong đó: h: chiều cao vùng lắng: chọn 1,8m i: độ dốc đáy bể: Theo QCVN 33/2006-BXD 0,08 VII.3.2 Kiểm tra thông số: Q 4375 = = 6,7 (mm/s) < 16,3 π∗N∗R∗h π∗4∗29∗1,8 - Tốc độ dòng chảy: v0 = - Bán kính thủy lực bể: RTL= h= 1,8 - Hệ số Reynold: Re= - R TL∗v 0∗p 1,8∗6,7∗999,7 = = 9203.35 < 20000 ¿ ¿ 1000 0,00131 1000 v v0 6,7 ( ) ( ) Hệ số Frouder: Fr= 1000 = 1000 = 0,0000254 > 0,00001 R TL∗9,81 1,8∗9,81 VII.3.3 Máng cưa thu nước Bố trí máng thu nước thành vòng quanh chu vi bể L = π D = 3,14 x 29 = 91(m Trên máng khoét thành khe chữ V cao 5cm , đáy rộng 10cm Trên 1m chiều dài máng khoét thành 10 khe Tổng số lượng khe 910 VII.3.4 Hệ thống cào bùn Hệ thống cào bùn thiết kế theo dạng dầm cầu chạy theo bán kính bể, động đặt ray chạy chu vi bể, tâm đặt khớp xoay 360 o, tốc độ chuyển động vịng / VII.4 Hồ đặc, nén phơi bùn Lượng bùn xả ngày G= Q ( C1−C +C3 ) 1000 = 105000 ( 22,43−5+5 ) =2355,15 kg/ ngày 1000 Trong đó: 47 48 C1: lượng cặn Fe (OH)3 C2: lượng cặn giữ lại bể lọc C3: lượng cặn xả từ trình rửa lọc - Lượng cặn xả tháng =2355,15x3x30=211983,5 kg F= kg/m G3 t 211983,5 = =1927 m a 110 a: diện tích mặt hồ tính theo tải trọng bùn thời gian 3- tháng từ 100-120 - Hồ hình chữ nhật chọn chiều rộng ¼ chiều dài - Chiều rộng 28m chiều dài 70m - Bùn khô 25% tỉ trọng γ=¿1,2t/m3 - Thể tích bùn bể V= 1,011t/m3 - V S Chiều cao lớp bùn h= = Tỉ trọng dung dịch xả cặn ngày: 2355,15 ×100 =588787,5 kg=588,7875 0,4 Thể tích bùn lỗng xả ngày V= - 176,65 × =0,36 m 22× 88 Lượng cặn khơ xả ngày G=2355,15 kg, nồng độ cặn: 0,4 tỉ trọng G 1= - G 211,9835 = =176,65 m γ 1,2 G 588,7875 = =582,96 m3 γ 101 Chiều cao lớp bùn loãng V 582,96 h1 = = =0,3 m S 22× 88 Đáy hồ có lớp sỏi đỡ cỡ hạt 20mm dày 200mm, lớp sỏi thứ hai cỡ hạt 8mm dày 100mm, lớp thứ ba cỡ hạt 2mm dày 100mm - Chiều cao dự trữ 0,5m 48 49 - Tổng chiều cao bể = 0,36+0,3+0,4+0,5=1,56m - Chiều dài ống 66,6 m - Đường kính ống 400 mm - Khoảng cách ống nhánh 1m - Số ống nhánh 128 - Đường kính ống nhánh 150mm Số lỗ ống nhánh 134, ống khoan thành hàng lỗ hướng xuống góc 45o so với phương ngang - Khoảng cách lỗ 200 mm VII.5 Bể tuần hoàn nước sau rửa lọc Lưu lượng tuần hồn Qth ≤ %Q ≤218,75 - Thể tích nước sau rửa lọc W th =V tb × S ×t × n=5× ×8 ×1 ×6=1680 m /ngđ  Qth = W th 1680 = =70 m 24 24 Chọn W th =200 m3/h - Vận tốc nước vào bể 1,8m/s - Thể tích bể điều hịa lưu lượng V =Qth −n ×Qth × t=1680−6 × 200× 1=480 m Trong n: số bể lọc rửa ngày Qth: lưu lượng bơm tuần hoàn (m3/h) t: thời gian hai lần rửa bể thường 0,45-1h - Thiết kế bể tròn cao 5m 49 50 V h - Diện tích bằng: F= = 480 =96 m3 - Đường kính D = 12, H = VII.6 Bể lọc tinh  Bể lọc nhanh chọn lớp vật liệu lọc Cát dày 700mm có: d = 0,5 - 1,25 mm dtd = 0,6 - 0,65 mm  Diện tích bể lọc: F= Q Q = = V T × V bt −3,6 a ×W ×t 1−a ×t 2× V bt (m2) 105000 =899 1 24 ×5−3,6 × ×14 × 0,1− × 1× 3 Q: cơng suất (m3/ngđ) Vbt: tốc độ lọc theo chế độ bình thường (m/h) T: thời gian làm việc ngày đêm (h) W: cường độ rửa lọc (l/s.m2) W= 12-14 l/s.m2 a: số lần rửa lọc ngày đêm chế độ bình thường t1: thời gian rửa lọc (h) t2: thời gian ngừng bể lọc để rửa, kể xả nước lọc đầu (h)  Số bể lọc cần thiết: N = 0,5.√ F = 0,5.√ 899= 15 (bể)  Lấy 16 bể  Diện tích bể lọc: f= F 899 = =56,1875 (m2) N 16 50 51 Thiết kế bể: x m  Tốc độ lọc tính theo chế độ tăng cường: Vtc = Vbt× N 15 = 5× = 5,36 (m/h) N−1 15−1 VII.7.1 Tính tốn hệ thống phân phối nước rửa lọc  Lưu lượng nước rửa lọc: Qr = f×W = 56,1875 × 14 = 730,4 (l/s) = 0,7304 (m3/s)  Ống hệ thống phân phối lấy dc=600mm, dày 20mm, vận tốc vc=2m/s (cho phép 1-2m/s)  Ống nhánh lấy dn =100mm, dày 7mm, vận tốc =1,9m/s (cho phép 1,8-2,2m/s)  Chọn khoảng cách ống nhánh khoan lỗ 0,35m (cho phép 0,25-0,35m)  Số ống nhánh cần thiết: n= ×2 = 46 (ống) 0,35  Lưu lượng nước qua ống nhánh: qn = 730,4 = 16 (l/s) 46  Chiều dài ống nhánh: l=  7−0,62 = 3,19 (m) Ống nhánh hàn vào tim ống chính, chiều cao từ đáy bể đến tim ống nhánh = 620/2 = 310  Tổn thất áp lực qua lỗ hệ thống phân phối để đảm bảo độ phân phối 95%: H = A× 2 vc v 22 1,92 + 1,25×A n = 12× +1,25× 12 × = 5,21(m) 2× 9,81 2× 9,81 2g 2g Chọn A = 12 51 52  Đường kính lỗ chọn d = 10mm  Diện tích lỗ: flỗ = π × Rn2 = 3,14 ×0,52 = 0,785 (cm2) d 10  Tỷ số δ = =¿1,43 Tra bảng hệ số lưu lượng chọn µ = 0,68  Tổng diện tích lỗ ống nhánh: Q 0,780 ∑ f = µ √ gH = 0,68 √2 × 9,81×5,21 = 0,11 (m2) = 1100 (cm2)  Tổng số lỗ cần thiết: n = ∑f f lỗ 1100 = 0,785 = 1402 (lỗ) 1402  Số lỗ ống nhánh: n = 46 = 31 (lỗ)  Lấy 32 lỗ  Bố trí lỗ thành hàng đối xứng nhau, lỗ hướng xuống góc 450 so với phương ngang 3,19  Khoảng cách tim lỗ = 32 ×2 = 0,2 (m) = 200 (mm) VII.7.2 Tính tốn thu nước rửa:  Chiều rộng máng: √ qm √ 2 0,208 B=K = 2,1 = 0,60 (m) (1,57+1,5)3 (1,57+a) 5 Máng có đáy hình tam giác lấy a=1,5; K=2,1 qm: lưu lượng nước rửa tháo qua máng: qm =W× d ×l= 14 × × = 208 (l/s) = 0,208 (m3/h) W: cường độ rửa lọc (l/s.m2) d: khoảng cách tâm máng (m) l: chiều dài máng (m)  Chiều cao phần chữ nhật: h =0,75; B=0,45 (m)  Chiều cao toàn máng: h =1,25 B=0,75 (m) 52 53  Máng có độ dốc 1% phía cuối Chiều cao cuối máng: h = 0,75 + = 0,83 (m) 100  Chiều cao phần chữ nhật phía cuối máng: h = 0,45 + = 0,53 (m) 100  Khoảng cách từ mép máng đến mặt lớp vật liệu lọc: ∆ H m= L e 0,7 x 45 + 0,25 = + 0,25 = 0,57 (m) 100 100 L: chiều dày lớp vật liệu lọc e: độ dãn nở lớp vật liệu lọc  Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung: √ hm =1,75 qm g A + 0,2 = (m) A: chiều rộng máng tập trung, A = 1m g: gia tốc trọng trường VII.7.3 Tính tốn ống phân phối gió  Lưu lượng gió cần thiết rửa bể lọc: qgió = Wgió × f =17×56,1875 = 955,2 l/s = 955,2 (m3/s) Wgió: cường độ gió rửa (l/s.m2) (cho phép 15 – 20 l/s.m2) f: diện tích bể lọc (m2)  Tốc độ ống dẫn gió vào chọn v = 20m/s (15 – 20m/s) Q 0,9552  Diện tích tiết diện ống gió vào: fv = V = 20 = 0,04776 (m2)  Đường kính ống gió vào: √ √ Dv = f = × 0,04776 = 0,247 (m) π 3,14  Chọn ống d = 250mm 53 54 qg  Gió phân phối bể theo ống qc = = (m3/s) 955,2 = 477,6 (l/s) = 0,4776 Q 0,4776  Tiết diện ống chính: fc= V = 20 = 0,0239 m2 √ √  Đường kính ống chính: Dc = 4f × 0,0239 = = 0,175 (m) π 3,14  Chọn ống d = 200mm  Các ống nhánh đặt cách 350 mm Tổng số ống nhánh cần thiết cho ống n= ×2 = 46 (ống) 0,35 477,6  Lưu lượng gió vào ống qn = 46 =10,38 (l/s) = 0,01038 m3/s  Vận tốc ống nhánh chọn v = 25m/s Q 0,01038 = 0,0004152 (m2) 25  Diện tích tiết diện cần thiết ống nhánh: f = V = √ √  Đường kính ống nhánh: d = 4f × 0,0004152 = = 0,023 (m) π 3,14  Chọn ống d = 25mm  Vận tốc gió qua lỗ phân phối chọn 25m/s (cho phép 20 – 25m/s)  Tổng diện tích lỗ cần thiết: Q ∑ f lỗ = v = 0,4776 = 0,019104 (m2) = 191,04 (cm2) 25  Lỗ chọn đường kính d = 3mm (cho phép – 5mm) Diện tích lỗ: f = 3,14.R2 = 0,07065 (cm2) 191,04  Tổng số lỗ cần thiết: n = 0,07065 = 2704 (lỗ) 2704  Số lỗ ống nhánh: n = 46 = 60 (lỗ) 7−0,64 −0,2  Chiều dài ống nhánh: l = = 1,49 (m) 54 55  Bố trí lỗ thành hàng đối xứng nhau, lỗ hướng xuống góc 450 so với phương ngang  Khoảng cách lỗ: (1,49/60) ×2 = 0,05 (m) = 50 mm VII.7.4 Tổng chiều cao bể lọc tính từ đáy bể: H= Hđ + HL + Hn + Hbv= 0,4 + 0,7 + 1,9 + 0,5 = 3,5 (m) Hđ: chiều cao lớp đỡ HL: chiều cao lớp vật liệu lọc Hn: chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc (cho phép 1,5 – 2m) Hbv: chiều cao dự trữ (chiều cao từ mặt nước đến mặt bể lọc) VII.7 Clorator Lượng Clo sử dụng ngày = 1g/m × Q = 105000g (theo TCVN 33 :2006/BXD lượng Clo lấy từ 0,7-1mg/l xử lý nước ngầm) Lượng Clo sử dụng giờ: 4375g/h = 4,375kg/h Dòng nước áp lực từ bơm đến, qua ejecter, tạo chân không clorator Nhờ độ chênh lệch áp lực trước sau van chân không làm cho màng nằm rãnh chân không di chuyển, nén lị xo để mở van an tồn cửa vào Khí clo từ bình chứa qua hệ van an toàn giảm áp lực, lọc qua lọc giữ lại clo nước cịn lại khí clo, vào rãnh chân không, định lượng qua rotamet, tiếp vào óng dẫn chân không hút vào rãnh ejector, theo đường óng dẫn nước áp lực đến nơi hịa trộn với nước Khi ejector không làm việc, clorator khơng cịn chân khơng, độ chênh áp khơng, màng giãn ra, lị xo khơng bị nén, van an tồn cửa đóng lại, tồn hệ thống ngừng làm việc Để cấp nước cho ejector hoạt động, lưu lượng áp lực nước trước ejector, thường dùng máy bơm riêng, lấy nước từ bể chứa nước bơm Chọn bơm cấp nước cho ejector có lưu lượng 5000l/h áp lực đầu vào 3,5 bar (chọn theo bảng) 55 56 Chọn bình chứa Clo lỏng có dung tích 2000l Một bình sử dụng 20 ngày Trạm clorator Tổ hợp thiết bị gồm bình đựng clo, cân, ống cloratorr lắp ráp thành hệ thống đặt hai phòng để định lượng clo vào nước gọi trạm clo Do tính độc hại clo, trạm phải cách li với môi trường xung quanh cửa kính có hệ thống thơng gió riêng Trong trạm có clorator, đường dẫn clo, bình clo lỏng dặt bàn Diện tích trạm clrator tính theo tiêu chuẩn 3m cho clorator 4m2 cho bàn cân Trạm phải thơng gió thường xuyên quạt tầng suất tuần hoàn 12 tuần hoàn/h trạm bố trí cuối hướng gió trạm đặt clorator hoạt động dự phòng VII.8 Bể chứa Do chế độ làm việc khác trạm bơm cấp I trạm bơm cấp II nên cần phải xây dựng bể chứa nước để dự trữ lượng nước trạm bơm cấp I bơm đến trạm bơm cấp II không bơm hết bổ sung lượng nước thiếu trạm bơm cấp II bơm nhiều Lượng nước từ đường ống cấp nước là: Qb = 4.17% Qngđ  Khi trạm bơm cấp II làm việc theo cấp: Từ 23 - 1h: chạy bơm = 3.3% Qngđ Từ - 6h và 20 - 23h: chạy bơm = 3,8% Qngđ Từ 6-20h: chạy bơm = 4.5% Qngđ 56 57 Bảng Xác định thể tích điều hịa bể chứa nước (tính theo % Qngđ)             Lưu lượng từ trạm bơm cấp I Lưu lượng từ trạm bơm cấp II Lượng nước vào bể Lượng nước bể     Giờ 0_1 1_2 2_3 3_4 4_5 5_6 6_7 7_8 8_9 9_10 10_11 11_12 12_13 13_14 14_15 15_16 16_17 17_18 18_19 19_20 20_21 21_22 22_23 23_24 Tổng cộng   4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.17 4.16 4.16 3.3 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 3.8 3.8 3.8 3.3 100 100   0.86 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0 0 0 0 0 0 0 0.37 0.37 0.36 0.86 b 0 0 0 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0 0 Dung tích bể tính theo công thức W t =W đh+W CC +W bt (m3) 57 Lượng nước lại bể   Theo bảng 3, dung tích điều hịa lớn bể chứa 4,25 % Qngđ đ   2.45 2.81 3.17 3.53 3.89 4.25 3.92 3.59 3.26 2.93 2.6 2.27 1.94 1.61 1.28 0.95 0.62 0.29 -0.04 -0.37 0.37 0.73 1.59 58  W bđh thể tích điều hịa bể chứa nước W bđh = 105000 × 4,25% = 4463 (m3)  Wcc: thể tích chứa lượng nước để dập tắt đám cháy phạm vi thiết kế 3h  Chọn nhà hỗn hợp tầng không phụ thuộc bậc chịu lửa nên lưu lượng đám cháy qcc = 60 l/s  Wcc = qcc ×n × 3× 3600 = 1944 (m3/ngày) 1000  Wbttxl: lượng nước dự trữ cho thân trạm xử lý Wbttxl = 5790 (m3)  Vậy tổng dung tích bể chứa nước là: b b W t = W đh + Wcc + Wbttxl =4463 + 1944 + 5790 = 12197 (m3) Chọn chiều cao bể (m), chiều rộng 45 (m), chiều dài 56 (m), chiều cao bảo vệ (m) VII.9 Trạm bơm cấp – Trạm bơm cấp Trạm bơm cấp 1: Trạm bơm cấp I làm việc theo chế độ bậc điều hòa suốt ngày đêm 4.17%Qngđ Qh = Qngd 105000 = = 4375 m3 /h 24 24 Chọn 32 bơm giếng khoan làm việc song song: Q1 bơm = 4375 = 138 m3/h = 38 l/s 32 Trạm bơm cấp 2: Căn vào biểu đồ tiêu thụ nước chọn chế độ bơm trạm bơm cấp II gồm cấp:  Từ 23-1h: chạy bơm = 3.3% Qngđ  Từ 1-6h và 20-23h : chạy bơm = 3,8% Qngđ  Từ 6-20h : chạy bơm = 4.5% Qngđ 58 59 Gọi lưu lượng máy bơm a (m3/h)  bơm làm việc đồng thời: α = 0,88  bơm làm việc đồng thời: α = 0,9 QB = 96504,4 ( m3/ngđ) = 4021 (m3/h) Ta có : × 14 × 0,88 × a + × × 0,9 × a + × × × a = 96504,4  a = 1808.6 (m3/h) Chọn bơm có lưu lượng 500 l/s, đặt bơm hoạt động bơm dự phòng VIII Bản vẽ thiết kế IX Kết luận kiến nghị Các thông số vận hành thay đổi theo thực tế X Tài liệu tham khảo  TS Trịnh Xuân Lai: Xử lý nước cấp cho sinh hoạt Công nghiệp 59 60  TS Nguyễn Ngọc Dung: Xử lý nước Cấp 60 ... nước 38 VI.2 Đề xuất công nghệ xử lý .39 VI.3 Thuyết minh công nghệ 40 VII Thiết kế tính toán hệ thống: .40 VII.1 Tháp làm thoáng cưỡng bức .40... vậy, nước ngầm lựa chọn làm nguồn nước cho hệ thống xử lý VI.2 Đề xuất công nghệ xử lý Trạm bơm cấp Tháp làm thoáng cưỡng bức Bể lắng ngang Bể lắng ly tâm Bể tuần hoàn Bể lọc... MẠI DỊCH VỤ TỔNG HỢP THIÊN ÂN Địa chỉ: Lô B1A, QL1A, Khu công nghiệp Phú Tài, Phường Trần Quang Diệu, Thành phố Quy Nhơn, Tỉnh Bình Định Quy mơ: 2000 cơng nhân Tiêu chuẩn dùng nước: 25 l/người