Đồ án tốt nghiệp kĩ thuật môi trường tính toán thiết kế trạm cấp nước cho khu công nghiệp nhựt chánh, xã nhựt chánh, huyện bến lức, tỉnh long an công suất 5000m3

Tính tốn thiết kế trạm cấp nước cho Khu Cơng nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An công suất 5000m3/ngày đêm LỜI MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Long An tỉnh nằm khu vực Đồng Sông Cửu Long vùng kinh tế trọng điểm phía Nam Mục tiêu tỉnh đến năm 2020 hoàn thành mục tiêu cơng nghiệp hóa đại hóa trở thành tỉnh công nghiệp Để thực mục tiêu thời gian qua tỉnh Long An tập trung phát triển xây dựng Khu Công nghiệp địa bàn toàn tỉnh nhằm kêu gọi nhà đầu tư ngồi nước đầu tư vào Các Khu cơng nghiệp tập trung nhiều huyện Bến Lức, Đức Hòa, Cần Giuộc,… KCN Đức Hòa 1, 2, 3, KCN Xuyên Á, KCN Tân Đức, KCN Hải Sơn, KCN Thạnh Đức, KCN Nhựt Chánh, KCN Thuận Đạo, KCN Long Hậu,… Trong KCN Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức KCN tập trung tỉnh ưu tiên đầu tư giai đoạn 2010 – 2020 Hiện KCN khẩn trương tiến hành xây dựng hạ tầng kỹ thuật để đáp ứng yêu cầu nhà đầu tư Trong nguồn nước cung cấp cho KCN để phục vụ sản xuất sinh hoạt doanh nghiệp vấn đề cấp thiết địi hỏi phải nhanh chóng giải để sớm đưa KCN vào hoạt động nhằm góp phần giải việc làm cho người dân thực mục tiêu cơng nghiệp hóa tỉnh Hiện nguồn cung cấp nước tạm thời cho KCN nguồn nước từ Nhà máy nước ngầm thị xã Tân An Công ty TNHH 01 thành viên Cấp nước Long An Tuy nhiên để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước lớn tồn KCN đưa vào hoạt động với cơng suất khoảng 5000m3/ngày theo phê duyệt UBND tỉnh Long An việc nghiên cứu đề xuất “tính toán thiết kế xây dựng trạm cấp nước cho KCN Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An, công suất 5000m 3/ngày đêm” hợp lý cần thiết cần sớm triển khai thực Mục tiêu nghiên cứu + Khảo sát trạng cấp nước số liệu nguồn nước khu vực để lựa chọn nguồn nước cung cấp GVHD: TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Trần Thanh Phúc Tính tốn thiết kế trạm cấp nước cho Khu Công nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An công suất 5000m3/ngày đêm + Tính tốn thiết kế xây dựng trạm cấp nước cho KCN Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An, công suất 5000m3/ngày đêm + Đảm bảo nguồn nước cung cấp cho KCN vào họat động Đối tượng nghiên cứu + Đối tượng nghiên cứu: Nguồn nước ngầm khu vực Bến Lức, huyện bến Lức, tỉnh Long An + Vị trí: xã Nhựt Chánh khu vực lân cận huyện Bến Lức, tỉnh Long An Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp điều tra thực nghiệm: Điều tra số liệu ghi chép sẵn có vị trí địa lí, địa hình, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội xã Nhựt Chánh Về chất lượng nguồn nước, tình hình cấp nước sử dụng nước người dân Bên cạnh đo, kết hợp với việc hỏi thăm trực tiếp người dân - Phương pháp thống kê xử lí số liệu: Các kết phân tích thống kê lại dạng bảng điều chỉnh hợp lí - Phương pháp so sánh: So sánh kết phân tích với TCVN 5502 từ xác định tiêu cần phải xử lí - Phương pháp phân tích tổng hợp: Thu thập kiến thức từ tài liệu sau rút phương án xử lí hiệu - Phương pháp chuyên gia: Tham khảo, thu thập ý kiến từ chun gia, thầy - Phương pháp tính tốn lựa chọn: Từ q trình phân tích ta lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy, lựa chọn hệ thống nước ngầm cho phù hợp Các kết đạt đề tài + Thu thập, phân tích, tổng hợp số liệu khu vực + Tính tốn thiết kế xây dựng trạm cấp nước cho KCN Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An, công suất 5000m3/ngày đêm Kết cấu đồ án: Gồm có chương: GVHD: TS Lê Hồng Nghiêm SVTH: Trần Thanh Phúc Tính tốn thiết kế trạm cấp nước cho Khu Công nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An công suất 5000m3/ngày đêm - Chương 1: Tổng quan nước cấp phương pháp xử lý nước cấp - Chường 2: Tổng quan Khu Công nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An - Chương 3: Hiện trạng nguồn nước khu vực lựa chọn sơ đồ cơng nghệ xử lý - Chương 4: Tính tốn thiết kế cơng trình Khu Cơng nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An - Chương 5: Dự tốn chi phí giá thành so sánh lựa chọn phương án - Chương 6: Quy trình vận hành quản lý GVHD: TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Trần Thanh Phúc Tính tốn thiết kế trạm cấp nước cho Khu Công nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An công suất 5000m3/ngày đêm CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP AA 1.1.Tầm quan trọng nước cấp Nước nhu cầu cần thiết sinh vật sống trái đất, khơng có nước sống trái đất tồn Nhu cầu dùng nước lớn Vấn đề xử lí nước cung cấp nước sạch, chống ô nhiễm nguồn nước tác động nước thải sinh hoạt nước thải sản xuất vấn đề cần quan tâm hàng đầu Mỗi quốc gia có tiêu chuẩn riêng tiêu chuẩn nước cấp Trong đó, tiêu cao thấp khác nhìn chung tiêu phải đảm bảo an toàn vệ sinh số lượng vi sinh có nước, khơng có chất độc hại làm ảnh hưởng đến sức khỏe người, tiêu pH, độ cứng, độ đục, độ màu, hàm lượng kim loại hòa tan, mùi vị… Các nguồn nước tự nhiên đảm bảo hết tiêu chuẩn chung nước cấp Do đó, tính chất có sẵn nguồn nước hay bị nhiễm nên tùy thuộc vào chất lượng nước yêu cầu chất lượng nước cấp mà cần phải có q trình xử lí cho thích hợp, đảm bảo cung cấp nước có chất lượng nước tốt ổn định chất lượng nước cho nhu cầu sử dụng 1.2 Nguồn nước cấp 1.2.1 Nguồn nước mặt Nguồn nước mặt nguồn nước tự nhiên gần gũi vối người mà nguồn nước mặt dễ ô nhiễm điều kiện môi trường, hoạt động người khai thác sử dụng nguồn nước Nước mặt chủ yếu nước sông nước hồ Chất lượng nước sông phụ thuộc vào nơi có mât độ dân số cao, cơng nghiệp phát triển mà cơng tác quản lí dịng thải khơng trọng nước sơng bị nhiễm chất độc hại, chất hữu ô nhiễm GVHD: TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Trần Thanh Phúc Tính tốn thiết kế trạm cấp nước cho Khu Công nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An công suất 5000m3/ngày đêm Chất lượng nước hồ phụ thuộc vào thời gian lưu, điều kiện thời tiết chất lượng nguồn nước chảy vào hồ nước thải sinh hoạt nước thải cơng nghiệp Ngồi phụ thuộc vào thời tiết khu vực, nơi thiếu ánh sáng mặt trời, điều kiện lưu thông chất thải hữu nhiều Nước sông nước hồ không đảm bảo chất lượng nước cấp Nước mặt nguồn nước tự nhiên mà người thường sử dụng dễ bị ô nhiễm Tổ chức y tế Thế Giới đưa số nguồn nhiễm nước mặt sau: - Nước nhiễm bẩn vi trùng, virut chất hữu gây bệnh - Nước nhiễm bẩn chất hữu phân hủy từ động thực vật chất thải nông nghiệp - Nguồn nước nhiễm bẩn chất thải cơng nghiệp, chất thải rắn có chứa chất độc hại sở công nghiệp phenol, xianua, crơm, cađimi, chì, kẽm… - Nguồn nước nhiễm bẩn chất tẩy rửa tổng hợp sinh hoạt công nghiệp - Nguồn nước nhiễm bẩn chất phóng xạ, hóa chất bảo vệ thực vật, hóa chất hữu tổng hợp cơng nghiệp chất dẻo, vải sợi, hóa chất vơ dùng làm phân bón, nguồn nước thải từ nhà may nhiệt điện tất gây ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước mặt Tóm lại, ngồi yếu tố địa hình, thời tiết yếu tố khách quan gây ảnh hưởng đến chất lượng nước bề mặt, phải xét đến yếu tố khác chủ quan tác động người trực tiếp hay gián tiếp vào trình gây ô nhiễm nước bề mặt 1.2.2 Nguồn nước ngầm Nước ngầm chịu ảnh hưởng yếu tố tác động người nước mặt Chất lượng nước ngầm tốt chất lượng nước mặt Thành phần đáng quan tâm nước ngầm tạp chất hòa tan ảnh hưởng điều kiện địa hình, điều kiện địa tầng, thời tiết, q trình phong hóa, sinh hóa khu vực GVHD: TS Lê Hồng Nghiêm SVTH: Trần Thanh Phúc Tính tốn thiết kế trạm cấp nước cho Khu Công nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An công suất 5000m3/ngày đêm Mặt dù vậy, nước ngầm nhiễm bẩn tác động người Các chất thải người động vật, chất thải hóa học, chất thải sinh hoạt, việc sử dụng phân bón hóa học… Tất chất thải theo thời gian ngấm dần vào nguồn nước, tích tụ dần dẫn đến làm hư hỏng nguồn nước ngầm Bảng 1.1: Những điểm khác nước ngầm nước mặt Đặc tính Nhiệt độ Nước mặt Thay đổi theo mùa Nước ngầm Tương đối ổn định Độ đục Thường cao thay đổi theo mùa Thấp hay khơng có Chất khống hồ tan Thay đổi theo chất lương đất, Ít thay đổi, cao nước mặt lượng mưa vùng Fe Mn hố trị II (ở trạng thái hồ tan) Khí CO hoà tan Rất thấp, trừ đáy hồ NH Xuất có nguồn nước Thường có nhiễm bẩn  Thường xuyên có Thường thấp hay gần Thường xuất nồng độ không cao SiO Thường có nồng độ trung bình Thường có nồng độ cao thấp Nitrat Thường thấp Các vi sinh vật Vi trùng (nhiều loại gây bệnh) Các vi khuẩn sắt gây virut loại tảo thường xuất Thường có nồng độ cao phân hóa học Bản chất địa chất có ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học nước ngầm Nước ln tiếp xúc với đất trạng thái bị giữ lại hay lưu thơng đất Nó tạo nên cân nước đất Tại khu vực bảo vệ tốt, có nguồn thải gây nhiễm, nước ngầm nói chung đảm bảo bề mặt vệ sinh có chất lượng ổn định Người ta chia nước ngầm làm loại khác nhau: - Nước ngầm hiếu khí (có ơxy): Thơng thường loại có chất lượng tốt, có trường hợp khơng cần xử lí mà cấp trực tiếp cho người tiêu dùng - Nước ngầm yếm khí (khơng có ơxy): Trong q trình nước thấm qua tầng đất, đá, ôxy bị tiêu thụ Lượng ơxy hịa tan bị tiêu thụ hết, chất hòa tan Fe 2+, Mn2+ tạo thành GVHD: TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Trần Thanh Phúc Tính tốn thiết kế trạm cấp nước cho Khu Cơng nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An công suất 5000m3/ngày đêm 1.3 Các tiêu nước cấp 1.3.1 Các tiêu vật lý 1.3.1.1 Nhiệt độ nước (0C, 0K) Nhiệt độ nguồn nước đại lượng phụ thuộc điều kiện môi trường khí hậu Đây yếu tố khơng nhỏ ảnh hưởng đến q trình xử lí nước 1.3.1.2 Độ màu (Pt – Co) Độ màu nước thiên nhiên để thể tồn hợp chất humic (mùn) chất bẩn nước tạo nên Độ màu nước cấp xác định cách so màu mắt thường hay máy so màu quang học với thang màu tiêu chuẩn Đơn vị đo màu Pt–Co 1.3.1.3 Mùi vị Một số chất khí chất hịa tan nước có mùi Nước thiên nhiên thường có mùi đất, mùi đặc trưng hóa học ammoniac, mùi Clophenol Nước khơng vị có vị mặn chát tùy theo hàm lượng muối khoáng hòa tan 1.3.1.4 Độ đục (NTU) Độ đục nước đặc trưng cho tạp chất phân tán dạng hữu hay vơ khơng hịa tan hay keo có nguồn gốc khác Nguyên nhân gây mặt nước bị đục tồn loại bùn, acid silic, hydroxit sắt, hydroxit nhôm, loại keo hữu cơ, vi sinh vật, phù du thực vật Độ đục thường đo máy so màu quang học dựa sở thay đổi cường độ ánh sáng qua lớp nước mẫu Đơn vị độ đục xác định theo phương pháp NTU NTU tương ứng với 0.58 mg foocmazin lít nước 1.3.1.5 Hàm lượng chất rắn nước Hàm lượng chất rắn nước bao gồm có chất rắn vơ (các muối hịa tan, chất rắn khơng tan huyền phù, đất cát…), chất rắn hữu (các vi sinh vật, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, chất thải sinh hoạt, cơng nghiệp) Trong xử lí nước, hàm lượng chất rắn có khái niệm sau: GVHD: TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Trần Thanh Phúc Tính tốn thiết kế trạm cấp nước cho Khu Cơng nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An công suất 5000m3/ngày đêm - Tổng hàm lượng cặn lơ lửng TSS (total suppended solid) - Cặn lơ lửng SS (Suppended Solid) - Chất rắn hòa tan DS ( Dissolved Solid ): DS = TDS – SS - Chất rắn hóa VS (Volatile Solid) 1.3.2 Các tiêu hóa học 1.3.2.1 Hàm lượng ơxi hịa tan (DO) Ô xy hòa tan nước phụ thuộc vào yếu tố nhiệt độ, áp suất, đặc tính nguồn nước bào gồm thành phần hóa học, vi sinh thủy sinh Ơxy hịa tan nước khơng tác dụng với nước mặt hóa học 1.3.2.2 Độ pH pH số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có dung dịch Thường biểu thị cho tính acid hay tính kiềm nước Và độ pH nước có liên quan đến diện số kim loại khí hịa tan nước Ở độ pH < 5, tùy thuộc vào điều kiện địa chất, số nguồn nước chứa Sắt, Mangan nhơm dạng hịa tan Và số loại khí CO 2, H2S tồn dạng tự nước Tính chất dùng để khử hợp chất Sunfua Cacbonat có nước biện pháp làm thống Ngồi tăng pH có thêm tác nhân oxi hóa, kim loại hòa tan nước chuyển thành dạng kết tủa dễ dàng tách khỏi nước biện pháp lắng, lọc Độ pH nước có ý nghĩa quan trọng q trình lý, hố xử lý hóa chất Q trình có hiệu tối ưu khoảng pH ấn định điều kiện định 1.3.2.3 Độ kiềm nước Độ kiềm toàn phần tổng hàm lượng ion Hydrocacbonat, Cacbonat, Hydroxyt Anion muối axit yếu Do hàm lượng muối axit yếu có nước nhỏ nên độ kiềm toàn phần đặc trưng tổng hàm lượng ion sau: K t = [OH  ] + [CO 2 ] + [HCO  ] GVHD: TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Trần Thanh Phúc Tính tốn thiết kế trạm cấp nước cho Khu Công nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An công suất 5000m3/ngày đêm 1.3.2.4 Độ cứng nước Độ cứng nước đại lượng biểu thị hàm lượng ion Canxi Magiê có nước Trong kỹ thuật xử lý nước sử dụng loại độ cứng: - Độ cứng tạm thời - Độ cứng toàn phần - Độ cứng vĩnh cửu Dùng nước có độ cứng cao sinh hoạt gây lãng phí xà phịng Canxi Magiê phản ứng với axit béo tạo thành hợp chất khó hịa tan Trong sản xuất, Canxi Magiê tham gia phản ứng kết tủa khác gây trở ngại cho quy trình sản xuất 1.3.2.5 Các hợp chất chứa Nitơ Quá trình phân huỷ chất hữu tạo Amoniac, Nitrit, Nitrat Vì vậy, hợp chất chứa nitơ có nước kết trình phân hủy hợp chất hữu có tự nhiên, chất thải, nguồn phân bón mà người trực tiếp hay gián tiếp đưa vào nguồn nước Do đó, hợp chất thường xem chất thị dùng để nhận biết mức độ nhiễm bẩn nguồn nước Khi nước bị nhiễm phân bón hay nước thải, nguồn nước chủ yếu NH4 (nước nguy hiểm) Nước chủ yếu NO nguồn nước bị ô nhiễm thời gian dài (nước nguy hiểm hơn) Nước chủ yếu NO3 q trình oxy hố kết thúc (nước nguy hiểm hơn) Việc sử dụng rộng rải loại phân bón làm cho hàm lượng Nitrat nước tự nhiên cao Ngoài ra, cấu trúc địa tầng số đầm lầy, nước thường bị nhiễm Nitrat 1.3.2.6 Các hợp chất Photpho Trong nước tự nhiên thường gặp photphat Khi nguồn nước bị nhiễm bẩn rác hợp chất hữu trình phân huỷ giải phóng ion PO 3- sản phẩm q trình tồn dạng: H2PO4-; HPO42-; PO43GVHD: TS Lê Hoàng Nghiêm SVTH: Trần Thanh Phúc Tính tốn thiết kế trạm cấp nước cho Khu Công nghiệp Nhựt Chánh, xã Nhựt Chánh, huyện Bến Lức, tỉnh Long An công suất 5000m3/ngày đêm Nguồn Photphat đưa vào môi trường nước từ nước thải sinh hoạt, nước thải số ngành công nghiệp, phân bón dùng đồng ruộng Photphat khơng thuộc loại độc hại người Nhưng tồn chất với hàm lượng cao nước gây cản trở trình xử lý Đặc biệt hoạt động bể lắng 1.3.2.7 Các hợp chất Sắt, Mangan Trong nước mặt thường chứa Sắt (III) tồn dạng keo hữu hay cặn huyền phù với hàm lượng không lớn Trong nước ngầm, Sắt thường tồn dạng sắt hoá trị (II) kết hợp với gốc Hydrocacbonat, Sunfat, Clorua (Fe(HCO 3)2; FeSO4; FeCl2) Đôi tồn dạng keo Axit Humic, hay keo Silic, keo lưu huỳnh Sự tồn dạng Sắt nước phụ thuộc vào pH điện oxy hóa khử nước Cũng Sắt, Mangan thường có nước ngầm Nhưng với hàm lượng lớn 0.5mg/l nguyên nhân gây cho nước có mùi kim loại 1.3.2.8 Các chất khí hồ tan Các loại khí hồ tan thường gặp nước thiên nhiên khí Cacbonic (CO 2), khí Oxy (O2) Sunfua Dihydro (H2S) Hàm lượng CO2 hoà tan nước cao thường làm cho nước có tính ăn mịn bê tơng ngăn cản việc tăng pH nước Trong nước mặt Sunfua Dihydro oxy hóa thành dạng Sunfat Do vậy, có mặt khí H2S nước chứng tỏ nguồn nước mặt bị nhiễm bẩn có q thừa chất hữu chưa phân huỷ, tích tụ đáy nguồn nước Hàm lượng khí H2S hoà tan nước nhỏ 0.5mg/l tạo cho nước có mùi khó chịu làm cho nước có tính ăn mịn kim loại 1.3.2.9 Clorua (Cl-) Muối khống hay bị ảnh hưởng trình nhiễm mặn tầng chứa nước ngầm hay đoạn sông gần biển Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao gây mắc bệnh thận cho người sử dụng Ngoài nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực bêtơng GVHD: TS Lê Hồng Nghiêm SVTH: Trần Thanh Phúc 10