Đồ án xử lý nước cấp xử lý nước ngầm công suất 20000m3ngày đêm

MỤC LỤC SỐ LIỆU BAN ĐẦU - Nguồn nước: nước mặt - Công suất cấp nước: 20000 m 3 /ngày đêm - Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước: QCVN 02:2009/BYT Chi tiêu Đơn vị đo Giá trị Nhiệt độ o C 22 o C pH - 6,7 Độ màu TCU` 145 Độ đục NTU 289 Độ kiềm mg CaCO 3 /l mg/l 87 SS mg/l 111 TS mg/l 250 1 CHƯƠNG I TỎNG QUAN ĐỀ TÀI I ĐÁNH GIÁ CÁC CHỈ TIÊU ĐẦU VÀO Các chỉ tiêu chất lượng nguồn nước ban đầu sẽ được so sánh với QCVN 02:2009/BYT Chi tiêu Đơn vị đo Giá trị QCVN 02:2009 Nhận xét Nhiệt độ o C 22 o C pH - 6,7 6-8,5 Độ màu TCU` 145 15 Xử lý Độ đục NTU 289 5 Xử lý Độ kiềm mg CaCO 3 /l mg/l 29 - SS mg/l 111 - Xử lý TS mg/l 250 - Xử lý Các chỉ tiêu độ màu và độ đục đều vượt quá giới hạn cho phép theo QCVN 02-2009 BYT với giá trị lớn hơn lân lượt là 10 và 60 lần. Như vậy cần sử dụng hóa chất keo tụ để xử lý nước - Xác định lượng hóa chất cần thiết để xử lý nước + Xác định lượng phèn nhôm Khi xử lý nước đục Bảng 1.1 – Liều lượng phèn để xử lý nước đục Hàm lượng cặn của nước nguồn (mg/l) Liều lượng phèn nhôm Al 2 (SO 4 ) 3 không chứa nước (mg/l) Đến 100 25 – 35 101 - 200 30 – 45 201 - 400 40 - 60 104 - 600 45 - 70 601 - 800 55 - 80 801 - 1000 60 - 90 1001 - 1400 65 - 105 (Nguồn: TCXD – 33:2006) 2 Ứng với hàm lượng cặn ban đầu là 250 (mg/l) , liều lượng phèn nhôm không chứa nước được sử dụng là 45 (mg/l) Khi xử lý nước có màu Liều lượng phèn nhôm được xác định theo công thức: P Al = Trong đó: P Al: liều lượng phèn nhôm tính theo sản phẩm không chứa nước: M: Đô màu của nước nguồn = 145 (Pt-Co)  P Al = 48.17 (mg/l) Như vậy lượng phèn nhôm xác định theo độ màu lớn hơn xác định theo độ đục  lựa chọn liều lượng phèn nhôm để xử lý nước là 48,17 (mg/l) + Xác định lượng chất kiềm hóa nước Liều lượng chất kiềm hóa xác định theo công thức D k = (P p /e-K t + 1 )K Trong đó: P k : Hàm lượng chất kiềm hóa (mg/l) P p : Hàm lượng phèn cần để keo tụ (48,17 mg/l) e: Trọng lượng đương lượng của phèn (mg/mgdl) tương ứng là 57 K t : Độ kiềm nhỏ nhất của nước nguồn (mgdl/l) : 1,74 1: độ kiềm dự phòng của nước K: đương lượng gam chất kiềm hóa : 28  D k = 2,94 ( mg/l) Xác định độ ổn định của nước J= pH o - pH s =0,1 Trong đó: pH o - Độ pH của nước, xác định bằng máy đo pH: 6,7 pH s - Độ pH của nước sau khi đã bão hoà Cacbonát đến trạng thái cân bằng tính theo công thức: pH s = f 1 (t) - f 2 (Ca 2+ ) - f 3 (K) + f 4 (P) (6-32) 3 Trong đó: f 1 (t), f 2 (Ca 2+ ),f 3 (K), f 4 (P) là những trí số phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ canxi, độ kiềm, tổng hàm lượng muối trong nước Ta có Nhiệt độ: 22 0 C; Khối lượng ion Ca 2+ 500 mg/l ; Độ kiềm 1,8 (mgdl/l) Muối toàn phần 40 mg/l Tra bảng ta có f 1 = 2, f 2 = 2,8; f 3 = 1,25; f 4 = 8,7  pH s = 6,6  không cần xử lý ổn định nước II LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 2.1 Dựa trên các chỉ tiêu ban đầu của nguồn nước, so sánh với TCVN 33-2006 lựa chọn sơ bộ 2 sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp Sơ đồ 1 Sơ đồ 2 2.2 Tổng quan các công trình trong xử lý nước cấp 4 Trong quá trình xử lí nước cấp, cần phải thực hiện các biện pháp như sau: - Biện pháp cơ học: dùng các công trình và thiết bị làm sạch như: song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc. - Biện pháp hoá học: dùng hoá chất cho vào nước để xử lí nước như: dùng phèn làm chất keo tụ, dùng vôi kiềm hoá nước, cho Clo vào nước để khử trùng. - Biện pháp lí học: dùng các tia vật lí để khử trùng nước như tia tử ngoại, sóng siêu âm. Điện phân nước biển để khử muối. Khử khí CO2 hoà tan trong nước bằng phương pháp làm thoáng. 2.2.1 Hồ chứa và lắng sơ bộ Chức năng của hồ chứa và lắng sơ bộ nước thô (nước mặt) là tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tự làm sạch như: lắng bớt cặn lơ lửng, giảm lượng vi trùng do tác động của các điều kiện môi trường, thực hiện các phản ứng oxy hóa do tác dụng của oxy hòa tan trong nước, và điều hòa lưu lượng giữa dòng chảy từ nguồn vào và lưu lượng tiêu thụ do trạm bơm nước thô bơm. 2.2.2 Song chắn rác và lưới chắn rác Được đặt ở cửa dẫn nước vào công trình thu làm nhiệm vụ loại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng trong dòng nước để bảo vệ các thiết bị và nâng cao hiệu quả làm sạch của các công trình xử lý. 2.2.3 Các thiết bị và công trình của quá trinh keo tụ a) Bể trộn: Dùng phương pháp trộn thuỷ lực với bể trộn đứng, đây là loại bể trộn thường được sử dụng phổ biến hiện nay trong trường hợp có dùng vôi sữa để kiềm hoá nước với công suất bất kỳ. Vì chỉ có bể trộn đứng mới đảm bảo giữ cho các phần tử vôi ở trạng thái lơ lửng, làm cho quá trình hoà tan vôi được triệt để. Còn nếu sử dụng bể trộn khác thì vôi sữa sẽ bị kết tủa trước các tấm chắn. Mặt khác, nó có cấu tạo đơn giản, vận hành dễ, chi phí quản lí thấp do dùng năng lượng nước để trộn, phù hợp với quy mô công suất và dây chuyền công nghệ xử lý. 5 b) Ngăn tách khí: Ngăn tách khí cần được thiết kế khi sử dụng bể lắng có ngăn phản ứng đặt bên trong, bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng và bể lọc tiếp xúc. Ngăn tách khí có tác dụng tách khí tránh hiện tượng bọt khí dâng lên trong bể sẽ làm phá vỡ các bông cặn kết tủa tạo thành, ảnh hưởng đến quá trình lắng. c) Bể phản ứng: * Bế phán ứng xoáv: Bể phản ứng xoáy hình trụ: loại bể này thường áp dụng cho trạm xử lí có công suất nhỏ (đến 3000 mVngày), ít khi được xây dựng kết hợp với các kiểu bể lắng khác do cấu tạo phức tạp của vòi phun. Bể phản ứng xoáy hình phễu: có ưu điểm là hiệu quả cao, tổn thất áp lực trong bể nhỏ, do thời gian nước lưu lại trong bể nhỏ nên dung tích bể nhỏ. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là khó tính toán cấu tạo bộ phận thu nước trên bề mặt theo hai yêu cầu là thu nước đều và không phá vỡ bông cặn. Ngoài ra đôi với những bể có dung tích lớn sẽ khó xây dựng, nên chỉ thích hợp đôi với những trạm có công suất nhỏ. * Bế phản ứng vách ngăn: Thường được xây dựng kết hợp với bể lắng ngang. Nguyên lí câu tạo cơ bản của bể là dùng các vách ngăn để tạo ra sự đổi chiều liên tục của dòng nước. Bể có ưu điểm là đơn giản trong xây dựng và quản lí vận hành. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là khôi lượng xây dựng lớn do có nhiều vách ngăn và bể phải có đủ chiều cao để thoả mãn tổn thất áp lực trong toàn bể. * Bế phần ứng cổ lớp căn lơ lửng: Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng thường được đặt ngay trong phần đầu của bể lắng ngang. Bể thường được chia thành nhiều ngăn dọc, đáy có tiết diện hình phễu với các vách ngăn ngang, nhằm mục đích tạo dòng nước đi lên đều, để giữ cho lớp cặn lơ lửng được ổn định. Ưu điểm của bể này là cấu tạo đơn giản, không cần máy móc cơ khí, không tốn chiều cao xây dựng. 6 * Bế phán ứng cơ khí: Nguyên lí làm việc của bể là quá trình tạo bông kết tủa diễn ra nhờ sự xáo trộn của dòng nước trong bể bằng biện pháp cơ khí. Bể có ưu điểm là có khả năng điều chỉnh cường độ khuấy trộn theo ý muôn. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là cần máy móc, thiết bị cơ khí chính xác và điều kiện quản lí vận hành phức tạp, tôn nhiều điện năng nên chỉ thích hợp đôi với những trạm có công suât lớn. Kết luân: qua phân tích như trên ta chọn bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng. 2.2.4 Bể lắng Lắng là quá trình làm sạch cơ bản trong công nghệ xử lý nước. Nước cần xử lý được đưa vào bể và giữ lại đó trong suốt quá trình làm việc. Nhờ diện tích tiết diện bể lớn, tốc độ dòng chảy nhỏ mà quá trình xảy ra trong bể gần như ở trạng thái tĩnh. Dưới tác dụng của lực trọng trường, các hạt cặn có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng của nước bao quanh nó sẽ tự lắng xuống. Có rất nhiều loại bể lắng khác nhau: theo hình dạng chúng có thể có hình dạng chữ nhật, hình vuông hoặc tròn; theo cách đưa nước vào chúng có thể là loại liên tục hoặc gián đoạn; theo hướng dòng chảy, có thể có loại nằm ngang hoặc thẳng đứng. a) Bể lắng ngang - Cấu tạo bể lắng ngang Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật, có thể làm bằng gạch hoặc bê tông cốt thép. (1) Ống dẫn nước từ bể phản ứng sang (2) Máng phân phối nước (3) Vách phân phối đầu bể 7 (4) Vùng lắng (5) Vùng chứa cặn (6) Vách ngăn thu nước cuối bể (7) Máng thu nước (8) Ống dẫn nước sang bể lọc (9) Ống xã cặn - Căn cứ vào biện pháp thu nước lắng người ta chia bể lắng ngang làm hai loại: + Bể lắng thu nước cuối bể: Thường kết hợp với bể phản ứng có vách ngăn hoặc bể phản ứng có lóp cặn lơ lửng. + Bể lắng ngang thu nước bề mặt: Thường kết họp với bể phản ứng có lớp cặn lở lửng. - Ưu điểm: Gọn, có thể làm hố thu cặn ở đầu bể và cũng có thể làm nhiều hố thu cặn dọc theo chiều dài của bể. Hiệu quả xử lý cao. - Nhược điểm: Giá thành cao, có nhiều hố thu cặn tạo nên những vùng xoáy làm giảm khả năng lắng của các hạt cặn, chiếm nhiều diện tích xây dựng. b) Bể lắng đứng - Cấu tạo bể lắng đứng Bể lắng đứng thường có mặt hình vuông hoặc hình tròn, được sử dụng cho trạm có công suất nhỏ. Bể lắng đứng thường kết hợp với bể phản ứng xoay hình trụ. Bể lắng đứng có thể xây bằng gạch hoặc bê tông cốt thép. 8 Sang bể lọc nhanh ( 1 ) Nă ng pliàn ủng xoáy (2) Vũng lắng c 3) V img c liửa cậ n (4) Ông nurớc vào (5) Vòi phun (6) Máng thu (7) Õng nurớc ra (8) Ông xã cặn - Nguyên tắc làm việc Nước chảy vào ống trung tâm giữa bể, đi xuống dưới vào bể lắng. Nước chuyển động theo chiều tò dưới lên trên, cặn rơi từ trên xuống đáy bể. Nước đã lắng trong được thu vào máng vòng bố trí xung quanh thành bể và đưa sang bể lọc. Cặn tích lũy ở vùng chứa cặn được thải ra ngoài theo chu kỳ bằng ống và van xả - Ưu điểm: Thiết kế nhỏ gọn, diện tích đất xây dựng không nhiều, thuận tiện trong việc xả bùn hoặc tuần hoàn bùn. - Nhược điểm: Hiệu quả xử lý không cao bằng bể lắng ngang, chi phí xây dựng tốn kém, hiệu suất xử lý không cao. c) Bể lắng tiếp xúc ( bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng) - Nguyên tắc hoạt động Nước sau khi trộn với phèn hoặc hóa chất khác, tiếp xúc với cặn đã lắng của bể lắng sẽ đẩy nhanh quá trình tạo ra bông cặn của các chất bẩn có trong nước. Có hai loại kết cấu của bể lắng tiếp xúc. Loại thứ nhất: Kiểu bể có quá trình tạo bông và lắng xảy ra đồng thời. Khi nước chuyển động tò dưới lên trên đi qua lớp cặn với tốc độ đủ lớn để giữ cặn trong tình trạng lơ lửng, nhưng bé hơn tốc độ lắng tự do của từng bông cặn trong môi trường tĩnh, để những bông cặn này không cuốn ra khỏi bể. 1) Ống phân phối nước vào bể 2) Ngăn lắng 3) Tầng bảo vệ 4) Ống dẫn nước sang bể lọc 5) Cửa sổ thu cặn (6)Ngăn chứa nén cặn (7) Ống xá cặn {&). ủng thu nưóc trong ờ ngăn nén cặ 9 Loại thứ hai: Kiểu bể có quá trình phản ứng tạo bông cặn và lắng tách rời, ngăn phản ứng đặt ở tâm bể lắng. Nước và hóa chất được trộn lẫn trong bể phản ứng, tại đây hỗn hợp các hạt cặn và nước được đưa sang bể lắng theo hướng dưới lên các hạt cặn tiếp xúc với nhau và tạo các bông cặn và lắng xuống. - Ưu điểm: + Hiệu quả xử lý cao, it tốn diện tích xây dựng - Nhược điẻm + Kết cấu phức tạp, tốn chi phí xây dựng + Chế độ quản lý chặt chẽ, đòi hỏi công trình làm việc suốt ngày đêm + Nhạy cảm với sự giao động về lưu lượng và nhiệt độ của nước d) Bể lắng ly tâm - Cấu tạo bể ly tâm Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn, đường kính từ 5m trở lên, thường dùng đe sơ lắng nguồn nước có hàm lượng cặn cao, Co>2000mg/l. 10 1. Ông dần vảo 2 Máng thu nước 3 cánh gạt bùn 4 Hệ théng cào bùn 5 Ồng dẫn nước sang bế lọc 6 Ống xa cặn [...]... ly bng 1,3 U0: Tc ri ca cn trong b lng (mm/s) U0 = 0,6 Chn theo bng 6.9 TCVN 33-2006 c im nc ngun v phng Tc ri ca cn U 0 phỏp x lý (mm/s) Nc ớt c, cú mu x lý bng 0,35 - 0,45 phốn 0,45 - 0,5 Nc c va x lý bng phốn 0,5 - 0,6 Nc c x lý bng phốn 0,08 - 0,15 Nc c, khụng x lý bng phốn F = = 501,54 (m2) Chn chiu cao ca vựng lng ( Htb ) l 3 (m) ( quy phm l 3-4 m ) Vn tc trung bỡnh ca dũng chy phn u ca... cụng tỏc qun lý v nú ó tr thnh loi b lc c bn, c s dng ph bin trong cỏc trm cp nc trờn th gii hin nay Tuy nhiờn nú cú nhc im l tụn ụng v thit b, tng chi phớ qun lý (nht l chi phớ in nng cho vic ra b) c) B lc tip xỳc B lc tip xỳc s dng trong dõy chuyn cụng ngh x lý nc mt cú dựng cht phn ng i vi ngun nc cú hm lng cn n 150mg/l v mu n 150o (nc h) vi cụng sut bt k hoc kh st trong nc ngm cho trm x lý cú cụng... tr ng (cho cụng sut nh) v hỡnh tr ngang (cho cụng sut ln) c s dng trong dõy chuyn x lý nc mt cú dựng cht phn ng khi hm lng cn ca nc ngun n 50mg/l, mu n 80o vi cụng sut trm x lý n 3000m3/ngy + Do b lm vic di ỏp lc, nờn nc cn x lý c a trc tip tũ trm bm cap I vo b, ri a trc tip vo mng li khụng cn trm bm cap II 13 - B lc ỏp lc cú th ch to sn trong xng Khi khụng cú iu kin ch to sn cú th dựng thộp tm hn,... th nht 2.3 Thuyt minh s cụng ngh T trm bm cp 1, nc c a n b trn ca nh mỏy x lý qua h thụng ụng dn nc thụ Ti b trn, cỏc hoỏ cht l phốn, vụi c chõm vo vi liu lng tu thuc vo iu kin nc ngun Nc sau khi ó c trn u vi hoỏ cht s chy qua mỏng dn nc vo ca b phn ng cú lp cn l lng, ng thi khớ cng c tỏch ti mỏng ny, giỳp nõng cao hiu qu x lý ca cỏc cụng trỡnh phớa sau, Nc c phõn phụi vo 6 ngn phn ng bng 6 mỏng phõn... di + n gin hoỏ dõy chuyn cụng ngh x lý nc - Nhc im: + Tc lc b hn ch nờn din tớch b lc ln + H thng phõn phi hay b tc, nht l trong trng hp trong nc cha nhiu vi sinh vt hay phự du rong to d) B lc ỏp lc - Cu to + B lc ỏp lc l mt loi b lc nhanh kớn, thng c ch to bng thộp cú dng hỡnh tr ng (cho cụng sut nh) v hỡnh tr ngang (cho cụng sut ln) c s dng trong dõy chuyn x lý nc mt cú dựng cht phn ng khi hm lng...- Nguyờn lý lm vic Ngun nc i vo xiclon phn trờn theo phng tip tuyn vi tit din ngang v quay xung quanh trc ca xiclon ri i vo ng thu t trờn nh ng trc vi xiclon Cn b vng ra thnh xiclon trt xung di i vo cụn thu ri... CễNG NGH I TNH TON KCH THC CC CễNG TRèNH 1.1 Cỏc thit b v cụng trỡnh ca quỏ trỡnh keo t 1.1.1 B hũa trn - Dung tớch b ho trn tớnh theo cụng thc: W1 = q.n.p (m 3 ) 10.000b h 16 Trong ú: q: Lu lng nc x lý (m3/h) q = 833,33 (m3/h) p: Liu lng hoỏ cht d tớnh cho vo nc (g/m 3) p = 48,17 (g/m3) n: S gi gia 2 ln ho tan i vi trm cụng sut: n = 9 (theo TCXD 33-2006 , q= 10.000 -50.000 m 3/ngy; n = 8 12 gi bh:... t ng ng ỏp lc chy ngc t di lờn trờn qua lp cỏt lc v vo phu thu, chy theo ng thoỏt nc ra xung mng thoỏt nc di sn nh - u im: + Gn, lp t nhanh v d ỏp ng + Tc lc ln v tit kim din tớch - Nhc iờm: + Khi x lý nc sụng ó ỏnh phốn v qua lng phi dựng bm bm vo b lc ỏp lc, cỏnh bm lm phỏ v bụng cn nờn hiu qu kộm + Do b lc kớn, khi ra khụng quan sỏt c nờn khụng khng ch c lng cỏt mt i, b lc lm vic kộm hiu qu dn... (m) Chiu cao vựng nộn cn gia b l 0,6 + ( )= 0,65 (m) - Chiu cao tng cng ca b lng ngang l Hb = Hcn + Hlng + Hbo v = 0,65+3+0,3 = 3,95 (m) - Lng nc dựng cho vic x cn b lng tớnh bng phn trm lu lng nc x lý l = x 100 % = 1,4 % ( Kp: h s pha loóng 1,5 vi x cn bng thy lc) - Dung tớch cha cn ca 1 ngn Wc 1 ngn = Wc/ 6 = 15,8 (m3) Thi gian x cn l 15 phỳt ( quy phm 10-20 phỳt) - Lu lng cn 1 ngn l qcn 1 ngn =... cho b lc nhanh Thit k b lc nhanh mt lp vt liu lc l cỏt thch anh vi c ht 0,5-1,25 (mm), Chiu dy lp vt liu l 0,8 (m) H s khụng ng nht K = 1,5, Vtb = 6 (m/h), Vtc = 7 (m/h) - Din tớch cỏc b lc ca trm x lý F= Q TVtb 3,6aWt 1 at 2V tb Trong ú: Q - Cụng sut hu ớch ca trm (m 3/ngy) Q = 20000 (m3/ngy) T - Thi gian lm vic ca trm trong mt ngy ờm (h) T = 24 (h) Vtb - Tc lc tớnh toỏn ch lm vic bỡnh thng . keo tụ để xử lý nước - Xác định lượng hóa chất cần thiết để xử lý nước + Xác định lượng phèn nhôm Khi xử lý nước đục Bảng 1.1 – Liều lượng phèn để xử lý nước đục Hàm lượng cặn của nước nguồn. không cần xử lý ổn định nước II LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 2.1 Dựa trên các chỉ tiêu ban đầu của nguồn nước, so sánh với TCVN 33-2006 lựa chọn sơ bộ 2 sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp Sơ đồ 1 Sơ đồ 2 2.2. Phần máng thu nước Thu nước bằng máng vòng có lỗ ngập trong nước. Nước chảy trong máng đến chỗ ống dẫn nước ra khỏi bể theo hai hướng ngược chiều nhau, vì vậy lưu lượng nước tính toán của máng