đồ án kỹ thuật cấp thoát nước Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm công suất 500m3 ngày

Đồ án môn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm công suất 500m 3 /ngày. CHƯƠNG 1 TOÅNG QUAN VEÀ TÌNH HÌNH CAÁP NÖÔÙC SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 1 Đồ án môn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm công suất 500m 3 /ngày. 1.1. Nhu cầu sử dụng nước - Theo quyết định được phê duyệt năm 2001 của thủ tướng chính phủ về Quy hoạch tổng thể hệ thống cấp nước thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020, thì tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt chi thành phố được định ra như sau - Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt:  Đến năm 2005 là 160 - 180 lít/người/ngày đêm;  Đến năm 2010 là 180 - 200 lít/người/ngày đêm;  Đến năm 2020 là 200 - 220 lít/người/ngày đêm. - Tỷ lệ dân được cấp nước cho năm 2005 là 85%; năm 2010 là 95%; năm 2020 là 100%. - Nhu cầu cấp nước cho thành phố năm 2005 khoảng 1.600.000 m 3 /ngày đêm; năm 2010 khoảng 2.400.000 m 3 /ngày đêm; năm 2020 khoảng 3.450.000 m 3 /ngày đêm. - Chỉ tiêu giảm lượng nước thất thoát, thất thu tiền nước: Đến năm 2005 còn 28%; năm 2010 còn 26%. 1.2. Tình hình cung cấp nước hiện tại - Theo báo cáo “Kế hoạch đầu tư phát triển hệ thống cấp nước và quy hoạch cấp nước ” của tổng công ty cấp nước Sài Gòn thì hiện trạng hệ thống cấp nước của khu vực TpHCM đến cuối năm 2006 như sau:  Về sản xuất nước: Công suất cấp nước Công suất hiện hữu (m 3 /ngày) Sản lượng bình quân năm 2006 (m 3 /ngày) Tổng số 1.236.000 1.060.303 Nguồn nước mặt 1.150.000 987.207 NMN Thủ Đức 750.000 702.400 SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 2 Đồ án môn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm công suất 500m 3 /ngày. NMN Bình An 100.000 100.758 NMN Tân Hiệp 300.000 184.049 Nguồn nước ngầm 86.000 73.096 NMN Tân Bình 60.000 52.816 Các nguồn nước ngầm khác 26.000 20.280 Nguồn [9]. - Như vậy, đến năm 2006, tổng công suất của hệ thống cấp nước thành phố chỉ đạt 1.236.000 m 3 /ngày, chưa đạt đến mức 1.600.000 m 3 /ngày được định ra cho năm 2005 của thủ tướng chính phủ. mặc dù theo định hướng của thủ tướng chính phủ thì đến năm 2010 dân số thành phố mới ở mức 7.880.000 người trong khi đó hiện nay, dân số của thành phố là hơn 8.000.000 người, tính cả người dân nhập cư và làm việc theo mùa vụ. Điều đó cho thấy, hệ thống cấp nước khu vực thành phố Hồ Chí Minh hiện nay thiếu ít nhất 400.000 m 3 nước sạch mỗi ngày để cung cấp cho người dân.  Về cung cấp nước: Khu vực Số hộ dân sử dụng nước sạch năm 2005 Tổng số hộ dân năm 2006 Số hộ dân được sử dụng nước sạch năm 2006 Tỷ lệ (%) Qua HTCN TP 817.088 - 853.451 76.03 Nội thành cũ 604.849 688.049 614.090 89,25 Nội thành mới 169.020 285.253 195.174 68,42 Ngoại thành 43.217 149.164 44.187 29,62 Qua CT Unicef 117.375 - 117.859 10,50 Tổng cộng 934.463 1.122.466 971.310 86,53 Nguồn [9]. - Theo đó, chỉ 86.53% số hộ gia đình ở Thành phố Hồ Chí Minh được cung cấp nước sạch và chủ yếu là ở khu vực nội thành. Điều đó cho thấy, Thành phố Hồ Chí Minh đang ở trong tình trạng thiếu nước sinh hoạt, đặc biệt là ở các khu vực ngoại thành và vùng ven như các huyện Củ Chi, Bình Chánh, Nhà Bè, Cần giờ, quận 7, quận 8, quận Thủ Đức. SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 3 Đồ án môn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm công suất 500m 3 /ngày. Khu vực này chỉ có 29.62% số hộ gia đình được cấp nước sạch từ hệ thống cấp nước thành phố, còn lại hầu hết các hộ gia đình sử dụng nước từ các giếng khoan, từ việc trao đổi mua bán nước ở các vùng có chất lượng nước ngầm không tốt như huyện Nhà Bè, quận 7. Sơ đồ mạng lưới cấp nước của thành phố Hồ Chí Minh. (Nguồn [9]) SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 4 Đồ án môn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm công suất 500m 3 /ngày. 1.3. Một số khó khăn trong việc cấp nước của thành phố  Chất lượng nguồn nước mặt đang suy giảm nghiêm trọng - Sông Sài Gòn và Sông Đồng Nai là 2 con sông chính cung cấp nước cho thành phố, nhưng hiện nay, chất lượng nước của cả 2 dòng sông này đều đang bị ô nhiễm nghiêm trọng và chuyển biến theo hướng ngày càng tệ hơn, chất thải kim loại nặng vượt chỉ tiêu nhiều lần, chất hữu cơ vượt mức báo động, các loại thuốc trừ sâu và phân bón, các chỉ tiêu về độ đục, mangan, coliform đều vượt chỉ tiêu cho phép. - Đây thật sự là một khó khăn trong hệ thống cấp nước của thành phố, chất lượng nước không được đảm bảo và nếu tình hình này còn tiếp tục xấu đi thì tình hình thiếu nước sạch để sinh hoạt của người dân thành phố sẽ ngày càng nghiêm trọng hơn.  Tình trạng thất thoát nước - Tình hình thất thoát nước lớn do nhiều nguyên nhân khác nhau như sự mục rỉ đường ống, thi công không đúng kỹ thuật cũng góp phần làm cho việc cung cấp nước khó khăn, người dân thiếu nước sử dụng. Ước tính tỉ lệ thất thoát nước của thành phố năm 2006 – 2007 dao động trong khoảng từ 34 – 38% (tương đương 420.000 m 3 /ngày – 470.000 m 3 /ngày). 1.4. Giới thiệu đề tài và ý nghĩa đề tài - Trong bối cảnh khó khăn về việc cung cấp nước sạch đã nói trên thì thành phố Hồ Chí Minh đã đưa ra chính sách khuyến khích, tạo mọi điều kiện cho các doanh nghiệp tư nhân, các nhà đầu tư và mọi thành phần kinh tế tham gia đầu tư, xây dựng các công trình, nhà máy xử lý, các trạm cung cấp nước sạch cho người dân, đặc biệt là người dân các vùng thiếu nước sạch trầm trọng như Củ Chi, Nhà Bè, Bình Chánh, Cần Giờ - Và đồ án này thực hiện với đề tài: thiết kế hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm với công suất 500 m 3 /ngày cũng là một nghiên cứu khả năng thực hiện các công trình trạm cấp nước nông thôn có quy mô nhỏ để cung cấp nước sạch cho các khu vực SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 5 Đồ án môn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm công suất 500m 3 /ngày. thiếu nước hiện nay của thành phố trong điều kiện nước từ các nhà máy nước không thể đưa đến được. - Trường hợp các nghiên cứu khả thi về kỹ thuật và kinh tế của đồ án cho được kết quả phù hợp thì mô hình các trạm cung cấp nước nông thôn như thế này có thể được thực hiện rộng rãi ở nhiều địa bàn trên thành phố để khắc phục tình trạng thiếu nước sinh hoạt kể trên. SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 6 Đồ án môn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm công suất 500m 3 /ngày. CHƯƠNG 2 - TOÅNG QUAN VEÀ NÖÔÙC NGAÀM SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 7 Đồ án môn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm công suất 500m 3 /ngày. 2. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM 2.1. Thành phần của nước ngầm - Thành phần chất lượng của nước ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc của nước ngầm, cấu trúc địa tầng của khu vực và chiều sâu địa tầng nơi khai thác nước. - Trong nước ngầm thường chứa các anion và các cation, cần chú ý là tổng đương lượng của các cation bằng tổng đương lượng của các anion. Các ion chủ yếu có trong nước ngầm gồm:  Ca 2+ : nước ngầm có thể chứa Ca 2+ với nồng độ cao. CO 2 trong đất do các quá trình thủy phân chất hữu cơ hay do quá trình trao đổi chất của rễ cây sẽ hòa tan trong nước mưa theo phản ứng: CO 2 + H 2 O  H 2 CO 3 H 2 CO 3 sẽ thấm xuống đất và hòa tan CaCO 3 tạo thành Ca 2+ : H 2 CO 3 + CaCO 3  Ca(HCO 3 ) 2  Ca 2+ + 2HCO 3 -  Mg 2+ : chủ yếu là từ các muối magie silicat và CaMg(CO 3 ) 2 , chúng hòa tan chậm trong nước chứa khí CO 2 . Mg 2+ cùng với Ca 2+ tạo nên độ cứng của nước.  Na + : Na + được hình thành chủ yếu từ phương trình: 2NaAlSi 3 O 3 + 10H 2 O  Al 2 Si 2 (OH) 4 + 2Na + + 4H 4 SiO 3 Ngoài ra, Na + còn có nguồn gốc từ NaCl, Na 2 SO 4 là những muối có độ hòa tan lớn trong nước biển.  Fe 2+ : các ion Fe 2+ được hình thành từ các lớp đất đá được hòa tan trong nước trong điều kiện yếm khí như sau: 4Fe(OH) 3 + 8H +  4Fe 2+ + O 2 + 10H 2 O Khi không bị vi sinh vật tiêu thụ cho các quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong đất (hợp chất humic), sắt hóa trị 3 Fe(OH) 3 sẽ bị khử thành sắt hóa trị 2 là Fe 2+ . SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 8 Đồ án môn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm công suất 500m 3 /ngày.  Mn 2+ : được hòa tan trong nước từ các tầng đất đá ở điều kiện yếm khí, theo phương trình: 6MnO 2 + 12H +  Mn 2+ + 3O 2 + 6H 2 O  NH 4 + : các ion amôn NH4+ có trong nước ngầm có nguồn gốc từ các chất thải rắn và nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, chất thải chăn nuôi, phân bón hóa học và trong quá trình vận động của nitơ.  HCO 3 - : Thường được tạo ra trong nước nhờ quá trình hòa tan của đá vôi khi có mặt CO 2 : CaCO 3 + CO 2 + H 2 O  Ca 2+ + 2HCO 3 -  SO 4 2- : các ion sunfat có nguồn gốc từ CaSO 4 .7H 2 O hoặc do quá trình oxy hóa FeS 2 trong điều kiện ẩm với sự có mặt của O 2 như sau: 2FeS 2 + 2H 2 O +7O 2  2Fe 2+ + 4SO 4 2- + 4H +  Cl - : các ion Cl - có nguồn gốc từ quá trình phân ly muối NaCl hoặc nước thải sinh hoạt. 2.2. Các phương pháp cơ bản xử lý nước ngầm - Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước cần dựa vào các yếu tố sau:  Chất lượng nước nguồn  Chất lượng nước yêu cầu sau xử lý phụ thuộc vào mục đích của đối tượng sử dụng.  Công suất của nhà máy nước  Điều kiện kinh tế kỹ thuật.  Điều kiện của địa phương. SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 9 Đồ án môn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm công suất 500m 3 /ngày. - Công nghệ xử lý nước ngầm thường được áp dụng: - Bảng sau tóm tắt các quá trình cơ bản xử lý nước ngầm và mục đích của các quá trình đó: Quá trình xử lý Mục đích - Làm thoáng - Lấy oxy từ không khí để oxy hóa sắt và mangan hóa trị II hòa tan trong nước. - Khử khí CO 2 nâng cao pH của nước để đẩy nhanh quá trình oxy hóa và thủy phân sắt và mangan trong dây chuyền công nghệ khử sắt và mangan. - Làm giàu oxy để tăng thế oxy hóa khử của nước, khử các chất bẩn ở dạng khí hòa tan trong nước. - Clor hóa sơ bộ - Oxy hóa sắt và mangan hòa tan ở dạng cá c phức chất hữu cơ. SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 10 [...]... SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 17 Đồ án mơn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cơng suất 500m3/ ngày CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 18 Đồ án mơn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cơng suất 500m3/ ngày 3 LỰA CHỌ N CƠNG NGHỆ XỬ LÝ 3.1.Chất lượng nước đầu vào - Ta xem xét nguồn nước ngầm có các chỉ tiêu chất lượng như sau: ... TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 23 Đồ án mơn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cơng suất 500m3/ ngày 4 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH 4.1.Cơng suất thiết kế - Cơng suất thiết kế của hệ thống được tính như sau: Qh = Qng T Trong đó : Qh : cơng suất thiết kế của hệ thống tính theo giờ (m 3/h) Qng : cơng suất thiết kế của hệ thống tính theo ngày (m 3 /ngày) ... 6177-1996 (ISO 6332- A 19 Đồ án mơn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cơng suất 500m3/ ngày 1988) 4 Hàm lượng mg/l 0,5 Mangan 5 Ðộ ơxy hố TCVN 6002-1995 (ISO 6333 - A 1986) mg/l 2 Chuẩn độ bằng KMnO4 A Nguồn [6] 3.3.Lựa chọn cơng nghệ xử lý - Như đã nói trên, nguồn nước trên chủ yếu là bị nhiễm sắt, do đó, cơng nghệ lựa chọn để xử lý là cơng nghệ khử sắt truyền thống bằng làm thống, tiếp theo là... trong 1 ngày là: SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 32 Đồ án mơn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cơng suất 500m3/ ngày M= 4.2.5 - C X b t = 0.0225 X 20 = 0.643 (kg ) 0.7 Bể chứa Bể chứa thường là cơng trình cuối cùng trong hệ thống xử lý nước cấp trước khi đưa vào mạng lưới phân phối, có nhiệm vụ là:  Điều hòa lưu lượng nước vào và ra do chênh lệc cơng suất giữa trạm bơm nước nguồn. .. 90402549 15 Đồ án mơn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cơng suất 500m3/ ngày - Thường trong cơng nghệ xử lý nước, người ta sử dụng cơng nghệ lọc sâu, và cơng nghệ lọc sâu được phân chia theo tốc độ lọc và thời gian hồn ngun giữa 2 lần lọc thành lọc nhanh và lọc chậm  Lọc nhanh: nước cần xử lý đi qua lớp vật liệu lọc có kích thước trung bình lớn, vật tốc rất cao, vận tốc lọc từ 2-15 m/h... lượng nguồn nước Ngồi ra, còn có 2 q trình phụ để nâng hiệu quả xử lý nguồn nước, đó là q trình keo tụ và kiềm hóa - Quy trình cơng nghệ như sau: 3.4.Sơ đồ cơng nghệ và thuyết minh sơ đồ cơng nghệ - Với quy trình cơng nghệ được lựa chọn như trên, các cơng trình đơn vị được lựa chọn để thiết kế như sau: SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 20 Đồ án mơn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm. .. tiếp theo Đồng thời, CO 2 cũng được loại ra khỏi nước giúp cho pH của nước tăng lên, thuận lợi cho q trình khử sắt SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 24 Đồ án mơn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cơng suất 500m3/ ngày - Cuối cùng, nước được thu gom ở ngăn chứa nước của dàn mưa và được dẫn sang bể lắng bằng hệ thống ống thu nước, còn phần cặn sắt kết tủa trong q trình làm thống sẽ... xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cơng suất 500m3/ ngày Nước thơ DÀN MƯA Vơi Chất keo tụ BỂ LẮNG NGANG BỂ LỌC NHANH Cặn lắng Nước rửa lọc Chất khử trùng BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH Trạm bơm, đi phân phối SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 21 Đồ án mơn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cơng suất 500m3/ ngày - Thuyết minh cơng nghệ: Nước được khai thác từ các giếng khoan đầu tiên sẽ được đưa... MSSV: 90402549 12 Đồ án mơn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cơng suất 500m3/ ngày  Làm thống cưỡng bức Có thể làm thống cưỡng bức với lưu lượng tưới từ 30 – 40 m 3/h Lượng khơng khí tiếp xúc lấy từ 4 – 6 m3 cho 1 m3 nước Lượng oxy hòa tan sau làm thống bằng 70% lượng oxy hòa tan bão hòa Hàm lượng CO2 sau làm thống giảm 75% c Khử sắt bằng hóa chất: Khi hàm lượng sắt q cao đồng thời tồn tại... theo, nước được đưa qua bể lọc nhanh để loại bỏ cặn lơ lửng còn lại Cuối cùng, nước được bổ sung chất khử trùng là chlorine để tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh có trong nước Như vậy, q trình xử lý nước đã hồn thành, nước lúc này được dẫn về bể chứa và chờ phân phối đến người sử dụng SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 22 Đồ án mơn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cơng suất 500m3/ ngày . 90402549 9 Đồ án môn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm công suất 500m 3 /ngày. - Công nghệ xử lý nước ngầm thường được áp dụng: - Bảng sau tóm tắt các quá trình cơ bản xử lý nước ngầm. 90402549 17 Đồ án mơn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cơng suất 500m 3 /ngày. CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ SVTH: |Nguyễn Thị Minh Thùy MSSV: 90402549 18 Đồ án môn học Hệ thống xử lý. Thùy MSSV: 90402549 3 Đồ án môn học Hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm công suất 500m 3 /ngày. Khu vực này chỉ có 29.62% số hộ gia đình được cấp nước sạch từ hệ thống cấp nước thành phố,