Đang tải... (xem toàn văn)
ðATN Thiết kế trạm xử lý nước cấp xã Ninh Sim, huyện Ninh Hòa, tỉnh Khánh Hòa Công suất 2 000(m3/ngày ñêm) SVTH Trà Thị Bích Hạnh 1 CHƯƠNG MỞ ðẦU 1 ðẶT VẤN ðỀ Xã Ninh Sim – huyện Ninh Hòa – tỉnh Khánh[.]
ðATN: Thiết kế trạm xử lý nước cấp xã Ninh Sim, huyện Ninh Hịa, tỉnh Khánh Hịa Cơng suất 2.000(m3/ngày.đêm) CHƯƠNG MỞ ðẦU ðẶT VẤN ðỀ Xã Ninh Sim – huyện Ninh Hòa – tỉnh Khánh Hòa nhiều xã miền Trung đời sống cịn khó khăn, nằm vùng có khí hậu khơ hạn ðó hạn chế lớn cho xã ñối với tỉnh Khánh Hòa Do việc giữ nước cấp nước ñể phục vụ cho sinh h người dân hoạt động sản xuất đóng vai trị vơ quan trọng cho phát triển vùng Sự phát triển nhanh kinh tế – xã hội xã năm gần ñây, ñã làm cho nhu cầu dùng nước tăng lên nhanh chóng Trong trạm xử lý nước cấp xã khơng đáp ứng đủ cho nhu cầu dùng nước khơng thể đáp ứng nhu cầu cho tương lai Trước tình hình việc xây dựng trạm xử lý nước cho Xã Ninh Sim cần thiết ðó lý tác giả thực ñề tài “Thiết kế trạm xử lý nước cấp Xã Ninh Sim-Huyện Ninh Hịa-tỉnh Khánh Hịa” nhằm đáp ứng nhu cầu nước cấp ñến năm 2020 cho Xã Ninh Sim TÍNH CẤP THIẾT Hiện nay, khả cấp nước có xã nhỏ so với nhu cầu nhân dân, cụ thể theo TCVN 33:2006 thị loại IV tiêu chuẩn nước sinh hoạt 60 (l/người.ngày) người dân cung cấp 20 (l/người.ngày) người dân chủ yếu dùng nước giếng cho việc sinh hoạt Hiện dân số tính tốn năm 2010 10866 người có 35% dân số cấp nước Tuy nhiên vào mùa khô, khả phục vụ hệ thống lại giảm trạm xử lý cũ bị xuống cấp trầm trọng nhu cầu dùng nước lại gia tăng nên trạm xử lý phải hoạt động hết cơng suất nên bị hư hỏng phải bảo trì Thực tế cho thấy khu vực thiếu thốn khó khăn nước sinh hoạt số lượng lẫn chất lượng Vì việc đầu tư xây dựng hệ thống cấp nước cho Xã Ninh Sim việc làm thật cần thiết kịp thời NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG LUẬN VĂN Trong phạm vi thực luận văn tốt nghiệp, nhiệm vụ luận văn Thiết kế trạm xử lý nước cấp xã Ninh Sim, huyện Ninh Hịa, tỉnh Khánh Hịa, cơng suất 2.000m3/ngày.đêm, gồm hạng mục như: SVTH: Trà Thị Bích Hạnh ðATN: Thiết kế trạm xử lý nước cấp xã Ninh Sim, huyện Ninh Hịa, tỉnh Khánh Hịa Cơng suất 2.000(m3/ngày.đêm) - Tổng quan xử lý nước cấp - Giới thiệu Xã Ninh Sim-Huyện Ninh Hòa-Tỉnh Khánh Hòa - Lựa chọn cơng nghệ xử lý - Tính tốn cơng trình đơn vị - Khái tốn giá thành xử lý - Các biện pháp quản lý vận hành - Kết luận kiến nghị PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN -Thu thập tài liệu số liệu phục vụ cho ñề tài - So sánh lựa chọn phương án xử lý theo ñề xuất - Sử dụng cơng thức tốn học để thiết kế kỹ thuật tính kinh tế cho trạm xử lý - Sử dụng phần mềm Autocad ñể thể hệ thống xử lý nước cấp vẽ kỹ thuật SVTH: Trà Thị Bích Hạnh ðATN: Thiết kế trạm xử lý nước cấp xã Ninh Sim, huyện Ninh Hòa, tỉnh Khánh Hịa Cơng suất 2.000(m3/ngày.đêm) CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC CẤP 1.1 CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC CẤP ðể cung cấp nước sạch, ta khai thác từ nguồn nước thiên nhiên (gọi nước thô) nước mặt, nước ngầm nước biển Theo tính chất nguồn nước ta phân loại sau: 1.1.1 Phân loại nguồn nước cấp 1.1.1.1 Nước mặt Nước mặt bao gồm nguồn nước ao, đầm, hồ chứa, sơng, suối,… Do kết hợp từ dòng chảy bề mặt thường xun tiếp xúc với khơng khí nên đặc trưng nước mặt là: - Chứa khí hịa tan, đặc biệt oxy - Chứa nhiều chất rắn lơ lửng (ñối với nước ao, ñầm, hồ xảy q trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng cịn lại nước có nồng độ tương đối thấp chủ yếu dạng keo) - Có hàm lượng chất hữu cao - Có diện nhiều loại tảo, chứa nhiều vi sinh vật 1.1.2.1 Nước ngầm Nước ngầm ñược khai thác từ tầng chứa nước ñất Chất lượng nước phụ thuộc vào thành phần khống hóa cấu trúc địa tầng nước thấm qua - Nước chảy qua ñịa tầng chứa cát granite thường có tính axit chứa chất khống - Nước chảy qua địa tầng chứa đá vơi nước thường có độ cứng độ kiềm hydrocacbonat cao ðặc trưng chung nước ngầm là: - ðộ ñục thấp - Nhiệt ñộ thành phần hóa học tương đối ổn định - Khơng có oxy chứa nhiều khí như: CO2, H2S… - Chứa nhiều khống chất hịa tan chủ yếu: sắt, mangan, canxi, magiê, flo… - Khơng có diện vi sinh vật SVTH: Trà Thị Bích Hạnh ðATN: Thiết kế trạm xử lý nước cấp xã Ninh Sim, huyện Ninh Hịa, tỉnh Khánh Hịa Cơng suất 2.000(m3/ngày.đêm) 1.1.3.1 Nước mưa Nước mưa xem nước cất tự nhiên khơng hồn tồn tinh khiết, nước mưa bị nhiễm khí, bụi vi khuẩn có khơng khí Khi rơi xuống nước mưa tiếp tục bị ô nhiễm tiếp xúc với vật thể khác Hơi nước gặp khơng khí chứa nhiều khí oxit nitơ hay oxit lưu huỳnh tạo nên mưa axit 1.1.2 CÁC CHỈ TIÊU LÝ HÓA SINH HỌC CHÍNH 1.1.2.1 ðộ màu (Pt-Co) ðộ màu gây hợp chất hữu cơ, hợp chất keo sắt, nước thải công nghiệp phát triển rong tảo Nước thiên nhiên thường có độ màu thấp 200 Pt – Co ðộ màu ñược xác ñịnh theo phương pháp so màu với thang màu Cobalt 1.1.2.2 ðộ ñục (NTU) ðộ ñục vật lạ có nước chất huyền phù, hạt cặn ñất cát, vi sinh vật… Nước cấp cho ăn uống thường có độ đục khơng vượt q NTU Hàm lượng chất rắn lơ lửng ñại lượng tương quan ñến ñộ ñục nước 1.1.2.3 Hàm lượng cặn không tan (mg/l) Hàm lượng cặn không tan cát mịn, hạt cát, sét, bùn bị dịng nước xói rửa mang theo chất hữu nguồn gốc động thực vật mục nát hịa tan nước gây Hàm lượng cặn dao ñộng theo mùa, mùa khô nhỏ, mùa lũ lớn Hàm lượng cặn tiêu ñể chọn biện pháp xử lí nguồn nước mặt 1.1.2.4 Các tiêu hóa học a pH: đặc trưng nồng ñộ ion H+ nước (pH = -lg[H+]) Tính chất nước xác định theo giá trị khác pH pH = 7: nước có trung tính, pH < 7: nước mang tính axit, pH > 7: nước có tính kiềm b ðộ cứng (mgCaCO3/l): ñại lượng biểu thị hàm lượng ion canxi magiê có nước Có loại khái niệm độ cứng: độ cứng tồn phần biểu thị tổng hàm lượng ion canxi magiê có nước, độ cứng tạm thời biểu thị tổng hàm lượng muối cacbonat bicacbonat canxi magiê có nước, độ cứng vĩnh cửu biểu thị tổng hàm lượng muối lại canxi magiê nước Nước mềm có độ cứng < 50 mgCaCO3/l, nước trung bình 50 – 150 mgCaCO3/l, nước cứng 150 – 300 mgCaCO3/l, nước cứng > 300 mgCaCO3/l SVTH: Trà Thị Bích Hạnh ðATN: Thiết kế trạm xử lý nước cấp xã Ninh Sim, huyện Ninh Hịa, tỉnh Khánh Hịa Cơng suất 2.000(m3/ngày.đêm) c ðộ kiềm (mgCaCO3/l): độ kiềm tồn phần tổng hàm lượng ion bicacbonat, hydroxyl anion muối axit yếu Người ta phân biệt ñộ kiềm riêng phần như: ñộ kiềm bicacbonat hay độ kiềm hydrat ðộ kiềm nước có ảnh hưởng trực tiếp ñến tốc ñộ hiệu xử lí nước d ðộ Oxy hóa (mg/lO2 hay KMnO4): lượng Oxy cần thiết để oxy hóa hết hợp chất hữu có nước ðộ oxy hố nguồn nước cao, chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn chứa nhiều vi trùng e Fe: nước ngầm, sắt thường tồn dạng Fe2+, kết hợp với gốc bicacbonat, sunfat, clorua, đơi tồn dạng keo axit humic hay keo silic Khi tiếp xúc với oxy tác nhân oxy hoá, ion Fe2+ bị oxy hóa thành Fe3+ kết tủa thành bơng cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ Nước mặt thường chứa Fe3+, tồn dạng keo hữu cặn huyền phù 1.1.2.5 Chỉ tiêu vi trùng Nước thiên nhiên có nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng, rong tảo… ñó có số gây bệnh cần ñược loại bỏ Việc xác định có mặt loại vi trùng gây bệnh thường khó khăn nhiều thời gian đa dạng chủng loại Vì thực tế, người ta sử dụng Ecoli làm vi khuẩn ñặc trưng ñể xác ñịnh mức ñộ nhiễm vi trùng gây bệnh nước Ngoài ra, số trường hợp số lượng vi khuẩn hiếu khí kị khí xác định để tham khảo thêm ñánh giá mức ñộ nhiễm bẩn nguồn nước 1.1.2.6 Tính ổn định nước Nước khơng ổn định gây ăn mịn lắng cặn đường ống, thiết bị vệ sinh Các ngun nhân chính: - Oxy hịa tan cao - Tổng rắn hòa tan cao - pH thấp - ðộ kiềm thấp Hình thành cặn ion Ca, Mg kết hợp với ion nước làm xuất CaSO4, CaCO3, Mg(OH)2, MgCl2 SVTH: Trà Thị Bích Hạnh ðATN: Thiết kế trạm xử lý nước cấp xã Ninh Sim, huyện Ninh Hịa, tỉnh Khánh Hịa Cơng suất 2.000(m3/ngày.đêm) Q trình xử lý để giảm tính ăn mịn lắng cặn trước vào mạng lưới phân phối gọi ổn định hóa nước 1.2 MỘT SỐ TIÊU CHUẨN NƯỚC CẤP HIỆN HÀNH - Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống 1329/2002/BYT (Drinking water hygience standards) - TCXD 33/2006 Tiêu chuẩn chất lượng nước dùng để thiết kế cơng trình xử lý nước cấp cho ăn uống sinh hoạt - TCVN 5502/2003 Nước cấp sinh hoạt – Yêu cầu chất lượng (Domestic supply water – Quality requirements) - QCVN 08:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt - QCVN 02:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước sinh hoạt 1.3 CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP Nước thiên nhiên ñược dùng làm nguồn nước cung cấp cho ăn uống sinh hoạt cơng nghiệp có chất lượng khác ðối với nguồn nước mặt thường có độ đục, độ màu hàm lượng vi trùng cao Hầu hết nguồn nước thiên nhiên khơng đáp ứng u cầu mặt chất lượng cho đối tượng dùng nước Chính vậy, trước đưa nước vào sử dụng cần phải tiến hành xử lý Tiêu chuẩn ñã chia nguồn nước mặt nước ngầm dùng làm nguồn nước cấp thành ba loại theo tiêu chất lượng nước thơ sau: - Nước thơ có tiêu chất lượng loại A: ñược áp dụng qui trình xử lý đơn giản: lọc trực tiếp, sát trùng cấp cho người tiêu thụ - Nước thơ có tiêu chất lượng loại B: ñược áp dụng qui trình xử lý truyền thống: pha phèn, khuấy trộn, keo tụ, lắng, lọc, sát trùng cấp cho người tiêu thụ - Nước thơ có tiêu chất lượng loại C: phải áp dụng qui trình xử lý ñặc biệt: khử H2S, khử mangan, làm mềm, khử màu, khử mùi… Nước thơ có tiêu hóa học, sinh học vượt giá trị ghi tiêu chuẩn loại C khơng dùng làm nguồn cấp nước có chứa chất khơng có khả xử lý xử lý q đắt tiền 1.3.1 Cơ học: Dùng cơng trình thiết bị ñể làm nước: song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc SVTH: Trà Thị Bích Hạnh ðATN: Thiết kế trạm xử lý nước cấp xã Ninh Sim, huyện Ninh Hịa, tỉnh Khánh Hịa Cơng suất 2.000(m3/ngày.đêm) 1.3.2 Hóa học: Dùng hố chất cho vào nước ñể xử lí nước phèn làm chất keo tụ, dùng vơi để kiềm hóa nước, cho Clo vào nước ñể khử trùng 1.3.3 Lý học: Dùng tia vật lí để khử trùng nước tia tử ngoại, sóng siêu âm ðiện phân nước biển ñể khử muối Khử khí CO2 hịa tan nước phương pháp làm thống Dây chuyền cơng nghệ xử lý nước cấp áp dụng Cơng trình thu Mạng lưới cấp nước Trạm bơm cấp Trạm bơm cấp Cơng trình xử lý nước Bể chứa nước Hình 1.1 Dây chuyền cơng nghệ xử lý nước cấp áp dụng Trong cơng trình xử lí nước mặt sử dụng chủ yếu cơng trình làm nước khử trùng ðối với nước ngầm, chủ yếu công trình khử sắt khử trùng 1.3.4 Làm nước: Khử ñục khử màu nước, ñược thực hiên bể lắng bể lọc Trong thực tế ñể nâng cao hiệu làm nước, người ta thường cho thêm vào nước chất phản ứng (phèn nhôm, phèn sắt) Khi dây chuyền cơng nghệ xử lí nước mặt có cơng trình bể trộn bể phản ứng 1.3.4.1 Quá trình keo tụ Trong nước tự nhiên thường chứa hạt cặn Công nghệ xử lý nước lắng lọc loại bỏ cặn có kích thước lớn 10-4 mm Cịn hạt có kích thước nhỏ 10-4 mm khơng thể tự lắng ñược Phải dùng biện pháp xử lý học kết hợp với biện pháp hóa học, tức cho vào nước cần xử lý chất phản ứng, để tạo hạt keo có khả dính kết lại với dính kết hạt cặn lơ lửng có nước, tạo thành bơng cặn lớn lắng Yếu tố ảnh hưởng đến q trình keo tụ: nhiệt độ, thành phần ion nước, hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, mơi trường phản ứng,… Hóa chất sử dụng trình keo tụ: SVTH: Trà Thị Bích Hạnh ðATN: Thiết kế trạm xử lý nước cấp xã Ninh Sim, huyện Ninh Hòa, tỉnh Khánh Hịa Cơng suất 2.000(m3/ngày.đêm) - Phèn nhơm Al2(SO4)3.18H2O Thành phần – 17% Al2O3 dạng tinh thể lỏng, có màu trắng - Phèn sắt FeSO4.7H2O (thường dùng loại phèn cần kết hợp với làm mềm nước) hay Fe2(SO4)3.9H2O có màu xanh trắng - Có thể dùng kết hợp phèn sắt phèn nhôm (gọi kết tủa hỗn hợp) Tỷ lệ hỗn hợp phèn sắt phèn nhôm tương ứng 1:1 2:1 Hiện hầu hết cơng trình xử lý nước mặt Việt Nam thường sử dụng phèn nhôm làm chất keo tụ tính an tồn q trình xử lý nước an tồn chất lượng nước sau xử lý cho người sử dụng Mặt khác phèn nhơm sản phẩm có bán rộng rãi thị trường, giá thành rẻ làm hạ giá thành nước thương phẩm phù hợp với yêu cầu người sử dụng 1.3.4.2 Quá trình lắng Lắng nước giai ñoạn làm sơ trước ñưa nước vào bể lọc để hồn thành q trình làm nước Theo phương chuyển động dịng nước qua bể, người ta chia thành loại bể lắng sau: - Bể lắng ngang: nước chuyển ñộng theo chiều ngang từ ñầu bể ñến cuối bể - Bể lắng ñứng: nước chuyển ñộng theo chiều ñứng từ lên - Bể lắng li tâm: nước chuyển ñộng từ trung tâm bể phía ngồi - Bể lắng lớp mỏng: gồm kiểu tùy theo hướng chuyển ñộng lớp nước cặn: dòng chảy ngang, nghiêng chiều nghiêng ngược chiều - Bể lắng có lớp cặn lơ lửng: lắng qua mơi trường hạt, nước chuyển động từ lên 1.3.4.3 Quá trình lọc Quá trình lọc nước cho nước ñi qua lớp vật liệu lọc ñể giữ lại bề mặt khe hở lớp vật liệu lọc hạt cặn vi trùng có nước Q trình lọc nước đặc trưng hai thơng số là: tốc độ lọc chu kỳ lọc Công nghệ lọc phong phú - Phân loại theo áp lực: lọc hở lọc kín - Phân loại theo vật liệu lọc: lọc cát, lọc nổi, lọc qua lớp vật liệu ñặc biệt… SVTH: Trà Thị Bích Hạnh ðATN: Thiết kế trạm xử lý nước cấp xã Ninh Sim, huyện Ninh Hịa, tỉnh Khánh Hịa Cơng suất 2.000(m3/ngày.đêm) - Phân loại theo tốc ñộ lọc: lọc nhanh lọc chậm Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình lọc: - Kích thước hạt lọc phân bố cỡ hạt lớp vật liệu lọc - Kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng, nồng độ khả dính kết cặn bẩn lơ lửng nước xử lý - Tốc ñộ lọc, chiều cao lớp lọc, thành phần lớp vật liệu lọc ñộ chênh áp lực dành cho tổn thất chu kỳ lọc - Nhiệt ñộ ñộ nhớt nước 1.3.5 Khử sắt ðược thực cơng trình làm thống tự nhiên (dàn mưa), làm thống nhân tạo (thùng quạt gió), bể lắng tiếp xúc, bể lọc 1.3.6 Khử trùng Khử trùng nước khâu bắt buộc cuối trình xử lý nước cấp Nước thiên nhiên chứa nhiều vi sinh vật vi trùng, nước sau xử lý học, hóa học đạt tiêu hóa lý nước Vì cần phải khử trùng nước trước phân phối cho hộ tiêu thụ Chất khử trùng ñược ñưa vào ñường ống dẫn nước từ bể lọc sang bể chứa ñưa trực tiếp vào bể chứa ðể khử trùng có hiệu phải bảo ñảm thời gian tiếp xúc Clo nước tối thiểu 30 phút Các biện pháp khử trùng nước có hiệu sử dụng: - Khử trùng chất oxi hóa mạnh (khử trùng Clo hợp chất Clo, khử trùng Clo NH3) - Khử trùng tia vật lý - Khử trùng siêu âm - Khử trùng phương pháp nhiệt - Khử trùng ion kim loại nặng… SVTH: Trà Thị Bích Hạnh ðATN: Thiết kế trạm xử lý nước cấp xã Ninh Sim, huyện Ninh Hịa, tỉnh Khánh Hịa Cơng suất 2.000(m3/ngày.đêm) CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ XÃ NINH SIM – HUYỆN NINH HỊA – TỈNH KHÁNH HỊA 2.1 Các điều kiện tự nhiên 2.1.1 Vị trí địa lý Khu vực nghiên cứu lập quy hoạch nằm trung tâm xã Ninh Sim, huyện Ninh Hịa, giới hạn sau: - Phía bắc giáp sơng Cái Ninh Hịa - Phía tây giáp khu qn đồng mía thơn Lam Sơn - Phía Nam giáp suối Búng - Phía ðơng giáp Cầu Dục Mỹ 2.1.2 ðặc điểm địa hình Xã Ninh Sim nằm bùng ngã ba sông, nơi hợp lưu suối Búng sơng Cái Ninh Hịa, thuộc lưu vực sơng Cái nằm thung lũng, địa hình có dạng ñồng bằng, tương ñối phẳng cao so với mực nước ngập lũ sơng Cái Vì vậy, phần lớn đất đai khơng bị ngập lũ sơng, ngoại trừ số khu vực nhỏ ven suối, khe tự thủy, mưa lớn thường bị ngập, nhiên thường thời gian gắn 2.1.3 Khí hậu Nằm miền duyên hải miền Trung khu vực nghiên cứu có ảnh hưởng khí hậu đại dương, nhiệt đới nóng ẩm, khơng lạnh khí hậu miền Bắc, vùng nắng nhiều, thuận lợi cho việc xây dựng ñiểm dân cư, khu vực nghỉ dưỡng, thích hợp với loại cơng nghiệp ngắn ngày - Nhiệt độ khơng khí: + Trung bình năm : 26.5 0c + Trung bình năm lớn : 29.80c + Trung bình năm nhỏ : 23.780c - Mưa: Theo số liệu thống kê tỉnh Khánh Hịa mùa mưa tháng 9, kết thúc vào tháng 12 chủ yếu tập trung tháng 9, 10, 11 chiếm 85% năm + Lượng mưa trung bình năm :1271 mm + Lượng mưa ngày lớn : 486 mm xảy ngày 1/10/1986 + Lượng mưa ngày lớn : 496,5 mm ( 10/1986) - ðộ ẩm: SVTH: Trà Thị Bích Hạnh 10