TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ THỐNG xử lý nước NGẦM CHO HUYỆN AN PHÚ từ năm 2015 đến năm 2023

Đồ án xử lý nước cấp TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC NGẦM CHO HUYỆN AN PHÚ TỪ NĂM 2015 ĐẾN NĂM 2023 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đồ án - Khảo sát trạng cấp nước số liệu nguồn nước khu vực huyện An Phú từ năm 2015 - 2023. - Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cho người dân huyện An Phú - tỉnh An Giang theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT. 1.3 Giới thiệu khu vực thiết kế 1.3.1 Vị trí địa lý 1.3.2 Điều kiện tự nhiên - Huyện An Phú có địa chia làm phần, sông Hậu chạy xuyên chia đôi mảnh đất, đồng thời sau nhiều năm phù sa tích tụ tạo nên cù lao An Phú lên sông chia thành nhánh nhỏ: nhánh phụ bên bờ tây rộng chừng 300 m (gọi sông Bình Di), nhánh bên bờ đông rộng hơn. - Hầu hết diện tích huyện An Phú đồng bằng, có nhiều nơi bị ngập úng thường xuyên, đất đai chủ yếu đất phù sa. Hằng năm, An Phú chịu ảnh hưởng mùa lũ hay gọi mùa nước nổi. Khoảng từ tháng (âm lịch), mực nước sông Mê Kông dâng cao, mưa nhiều kết hợp với lượng nước tích tụ Biển Hồ Campuchia làm gần toàn khu vực chìm biển nước, độ ngập trung bình khoảng 2-3 mét. Thời gian ngập lụt kéo dài lâu, thường khoảng 4-5 tháng nên có ảnh hưởng lớn đến tập quán sinh hoạt, sản xuất người dân. GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm Đồ án xử lý nước cấp + Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 27oC. + Độ ẩm: Độ ẩm trung bình 75 – 80%. + Lượng mưa: Là vùng có lượng mưa hàng năm từ 1.800 – 2.000mm, điều kiện thổ nhưỡng khắc nghiệt nên vùng có trình diễn biến thoái hoá đất xảy mạnh, sản xuất nông - lâm - ngư đòi hỏi phải đầu tư lớn. 1.3.3 Hiện trạng nước ngầm huyện An Phú - Tại huyện An Phú có đến 93,18% (314/337) mẫu nước giếng vượt 10 ppb, có 75,67% mẫu vượt 50 ppb (theo tiêu chuẩn cũ Bộ Y tế), đặc biệt có 3,26% mẫu nước giếng vượt 1000 ppb. - Dân cư An Phú có sử dụng nước ngầm bị ô nhiễm asen có nồng độ asen nước tiểu vượt mức bình thường cao gấp 2,408 lần so với người dân sống Tri Tôn (p < 0,01). - Dân cư An Phú có nồng độ asen tóc vượt mức bình thường cao gấp 56,247 lần so với dân cư sống Tri Tôn (p < 0,01). - Dân cư An Phú sử dụng nước giếng với nồng độ asen 10 ppb có nồng độ asen tóc vượt mức bình thường cao gấp 7,105 lần so với người sử dụng nước giếng với hàm lượng asen nước thấp 10 ppb (p < 0,01). CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan nước ngầm GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm Đồ án xử lý nước cấp 2.1.1 Khái niệm nước ngầm - Nước ngầm nước xuất tầng sâu đất, thường từ 30 – 40m, 60 – 70m, có 120 – 150m, có tới 180m. - Nước ngầm thẩm thấu từ xuống, từ nơi xa chảy về. Dòng nước ngầm xuất lớp đất đá hoàn toàn không thấm nước. Qua lớp đá sỏi bị hấp phụ hết tạp chất nên chất lượng nước ngầm sạch, ổn định. Trữ lượng nước ngầm lớn quan trọng cho cấp nước thành phố nông thôn vùng phèn mặn… Nước ngầm khai thác từ tầng chứa nước đất, chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào thành phần khoáng hóa cấu trúc địa tầng mà nước ngầm thấm qua. Do chảy qua tầng chứa cát granit thường có tính axit chứa chất khoáng. Còn chảy qua tầng chứa đá vôi nước thường có độ cứng độ kiềm hydrocacbonat cao. Đặc điểm chung nước ngầm có khả di chuyển nhanh lớp đất xốp tạo thành mạch nước đất theo địa hình. - Các đặc trưng chung nước ngầm: + Độ đục thấp. + Nhiệt độ thành phần hóa học tương đối ổn định. + Chứa nhiều khoáng chất hòa tan, chủ yếu là: sắt, mangan, canxi, magie flo. + Không có diện vi sinh vật. 2.1.2 Ưu nhược điểm sử dụng nước ngầm - Ưu điểm: + Nước ngầm tài nguyên thường xuyên, chịu ảnh hưởng yếu tố khí hậu (như hạn hán). + Chất lượng nước tương đối ổn định, bị biến động theo mùa nước mặt. GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm Đồ án xử lý nước cấp + Giải vấn đề cấp nước cho vùng hẻo lánh, dân cư thưa thớt, hoàn cảnh nước ngầm khai thác với nhiều công suất khác nhau. + Nước ngầm khai thác hộ dân cư. + Giá thành xử lý nước ngầm nhìn chung rẻ so với nước mặt. - Nhược điểm: + Khai thác nước ngầm ngày tăng làm cho mực nước hạ thấp xuống, mặt làm cho trình nhiễm mặn tăng lên, mặt khác làm cho đất bị sụp xuống gây hư hại cho công trình xây dựng, nguyên nhân gây tượng sụt lún đất. + Khai thác nước ngầm bừa bãi dẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngầm. 2.1.3 Phân loại nước ngầm - Phân loại theo độ sâu: + Nước ngầm mạch nông: nằm tầng đất mặt, loại nước ngầm không áp. Mực nước nằm độ sâu nhỏ so với mặt đất thay đổi phụ thuộc vào thay đổi thời tiết, chịu ảnh hưởng song, suối, bão, lũ. Có thể sử dụng cấp nước. + Nước ngầm độ sâu trung bình: nằm độ sâu không lớn so với mặt đất, loại nước ngầm không áp. Tương tự nước ngầm mạch nông chất lượng tốt hơn. + Nước ngầm mạch sâu: nằm tầng chứa nước tầng cản nước, nước ngầm có áp. Ưu điểm loại lưu lượng, nhiệt độ tính chất khác tương đối ổn định. Chất lượng tốt nên sử dụng nhiều cấp nước. - Phân loại theo áp lực: GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm Đồ án xử lý nước cấp + Nước ngầm không áp: tồn tầng chứa nước nằm tầng cản nước đầu tiên. Nước ngầm không áp độ sâu không lớn nên chất lượng không tốt. + Nước ngầm có áp: nằm tầng chứa nước kẹp hai tầng cản nước tầng bán thấm – tầng chứa nước bán áp. Nước ngầm có áp thường nằm độ sâu tương đối lớn nên lọc sơ thấm qua lớp đất chịu ảnh hưởng môi trường bên ngoài. Do chất lượng nói chung tốt so với nước ngầm không áp. - Phân loại theo nhiệt độ: + Nước lạnh: nhiệt độ nước 200C. + Nước ấm: nhiệt độ nước 20 – 400C. + Nước nóng: nhiệt độ nước 400C. 2.1.4 Thành phần nước ngầm Nước ngầm có loại khác nhau: - Nước ngầm hiếu khí: Có thể cấp trực tiếp cho người tiêu thụ. - Nước ngầm yếm khí: Trong trình nước thấm qua tầng đất đá, oxy bị tiêu thụ hết, chất hòa tan sắt, mangan tạo thành, nước xuất hiện: NO3-  NH4+ , SO42-  H2S, CO2  CH4, . a. Thành phần vật lý - Độ màu (tính độ màu coban): + Được xác định phương pháp so màu với độ màu coban. + Độ màu nước hợp chất hữu cơ. • • • • Các hợp chất sắt mangan làm cho nước có màu nâu đỏ. Các chất mùn humic gây nước có màu vàng. Nước bị nhiễm thủy sinh nước có màu xanh lá. Nước có màu đen xám nước bị nhiễm nước thải sinh hoạt hay nước thải công nghiệp. - Mùi, vị nước: GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm Đồ án xử lý nước cấp Hàm lượng khí chất hòa tan gây mùi vị nước. Nước thiên nhiên có mùi đất, mùi đặt trưng ammoniac, clophenol, . Amoniac, hydro sunfua .làm cho nước có vị mặn, chua, chát tùy theo thành phần thành phần muối hòa tan nước. - Hàm lượng cặn tan (mg/l): + Được xác định cách lọc thể tích nước nguồn qua giấy lọc đem sấy (105-110oC). + Hàm lượng cặn nước ngầm thường nhỏ 30-50 mg/l, chủ yếu cát mịn đất gây ra. - Hàm lượng chất rắn nước: Gồm có chất rắn vô (các muối hòa tan, chất rắn không tan huyền phù đất cát .), chất rắn hữu (các vi sinh vật, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo chất hữu vô sinh phân, rác, chất thải công nghiệp ). Trong xử lý nước nói đến hàm lượng chất rắn người ta đưa khái niệm: + Tổng hàm lượng cặn lơ lửng TSS (Total Suspended Solid) trọng lượng khô tính miligam phần lại sau bay mẫu nước nồi cách thủy sấy khô 1030C tới trọng lượng khô không đổi mg/l. + Cặn lơ lửng SS (Suspended Solid), phần trọng lượng khô tính mg/l phần lại giấy lọc lọc mẫu nước qua phễu, xấy khô 103-1050C tới có trọng lượng không đổi đơn vị mg/l. + Chất rắn hòa tan DS (Disolved Solid) hiệu tổng lượng cặn lơ lững TSS cặn lơ lửng SS: TDS = TSS – SS + Chất rắn bay VS (Volatile Solid) phần nung 550 0C thời gian định. Phần chất rắn bay hơi, phần lại chất rắn không bay hơi. - Độ dẫn điện: GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm Đồ án xử lý nước cấp + Nước có tính dẫn điện yếu. Độ dẫn điện tăng theo hàm lượng chất khoáng hòa tan nước dao động theo nhiệt độ. + Thông số thường dùng để đánh giá tổng hàm lượng chất hòa tan nước. - Nhiệt độ: Nước ngầm có nhiệt độ tương đối ổn định (17÷270C) b. Thành phần hóa học - Độ pH nước: + Trong nước ngầm có nồng độ ion H + thường dùng để biểu thị tính axit tính kiềm nước. + Khi pH=7 nước có tính trung tính, pH7 nước có tính kiềm. Nguồn nước có độ pH thấp gây khó khăn cho trình xử lý (pH = - Lg [H+]). + Đại phận nước đất có tính kiềm yếu trung tính. Nước vùng có mỏ khoáng sản kim loại, mỏ than thường có tính axit. - Độ cứng nước: + Các ion Ca2+ Mg2+ nước làm cho nước có tính cứng, gây đóng cặn cacbonat nồi hơi, ấm đun nước. Dùng nước có độ cứng cao sinh hoạt gây lãng phí xà phòng Ca Mg phản ứng với axit béo tạo thành hợp chất khó tan. + Tổng lượng Ca2+ Mg2+ có nước gọi tổng độ cứng. + Phần Ca2+ Mg2+ bị kết tủa đun sôi nước gọi độ cứng tạm thời. + Độ cứng vĩnh cữu biểu thị tổng hàm lượng muối lại Ca Mg có nước. Tùy theo độ cứng, nước phân loại thành: • • • • Độ cứng < 50mg CaCO3/L: nước mềm Độ cứng: 50-150mg CaCO3/L: nước thường Độ cứng: 150-300mg CaCO3/L: nước cứng Độ cứng > 300mg CaCO3/L: nước cứng - Các hợp chất nitơ: GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm Đồ án xử lý nước cấp + Là sản phẩm trình phân hủy hợp chất hữu tự nhiên, chất thải nguồn phân bón mà người trực tiếp gián tiếp đưa vào nguồn nước. Các chất tồn nước dạng nitrit, nitrat, ammoniac. + Nếu nước chứa NH3 nitơ hữu coi nước bị nhiễm bẩn nguy hiểm. Nếu nước chủ yếu có NO 2- nước bị ô nhiễm thời gian dài nguy hiểm hơn. Nếu nước chủ yếu có NO 3- trình oxy hóa kết thúc. + Ở điều kiện yếm khí NO3- bị khử thành N2 bay lên. Amoniac chất gây nhiễm độc trầm trọng cho nước, gây độc cho loài cá. + Nếu nước chứa hàm lượng NO 3- cao se gây bệnh xanh xao trẻ nhỏ dẫn đến tử vong. - Clorua: + Ion Cl- thường nằm dạng hợp chất NaCl. Sự có mặt Cl - nước cao (>250mg/l) làm cho nước có vị chát (mặn). + Nguồn nước ngầm có hàm lượng Clo lên tới 500÷1000 mg/l. sử dụng gây bệnh thận. + Ion Cl- tồn thiên nhiên hòa tan muối khoáng, trình phân hủy hợp chất hữu cơ. - Sunfat SO42-: Ion sunfat thường có nguồn gốc khoáng chất hay hữu cơ. Nước có hàm lượng sunfat 250mg/l có tính độc hại cho sức khỏe người sử dụng. - Các hợp chất axit silic: + Axit silic tồn thiên nhiên dạng hợp chất , dạng keo hay ion hòa tan, mức độ tồn phụ thuộc vào pH nước. Ở pH< 8-11 silic chuyển hóa dạng HSiO3-. GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm Đồ án xử lý nước cấp + Sự tồn hợp chất gây lắng đọng cặn silicat thành ống, nồi hơi, làm tăng khả vận chuyển khả truyền nhiệt. có mặt nồng độ axit silic cao gây khó khăn đến trình xử lý sắt. - Hàm lượng sắt: + Tồn dạng Fe2+ kết hợp với gốc SO42- . Trong nguồn nước ngầm thường tồn dạng keo axit humic silic, dạng muối hòa tan bicacbonac. + Khi tiếp xúc với oxy Fe 2+ bị oxy hóa thành Fe3+ dễ kết tủa màu nâu đỏ. + Với hàm lượng sắt >0.5 mg/l nước có mùi khó chịu, vàng quần áo, hỏng sản phẩm dệt. Ôxy hóa Fe 2+ Fe3+ Nâu đỏ - Hàm lượng mangan: Tồn nước ngầm dạng Mn 2+. Nước ngầm má có hàm lượng Mangan (II) >0,05mg/l gây trở ngại giống sử dụng nước có hàm lượng sắt cao. Thường kết hợp công nghệ xử lý sắt mangan nước. Mn2+ Ôxy hóa Mn4+ Màu đen - Các hợp chất Florua: Thường gặp dạng ion canxi florua, magie florua. Các hợp chất florua bền vững khó bị phân hủy trình tự làm sạch. Hàm lượng florua nước uống từ 1,3mg/l nhỏ 0,7mg/l dễ mắc bệnh loại men răng. - Các hợp chất photpho: Rất gặp nước. Thường tồn dạng H 2PO4-, HPO42-, PO43-, Na(PO4)3 phân hủy chất hữu bị nhiễm bẩn rác giải phóng ion PO43-. - Các kim loại có tính độc cao: GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm Đồ án xử lý nước cấp + Arsen (As). + Crom (Cr). + Thủy ngân (Hg). + Chì (Pb). c. Các tiêu vi sinh - Trong nước thiên nhiên có nhiều loại vi trùng siêu vi trùng, có loại vi trùng nguy hiểm là: kiết lị, thương hàn, dịch tả bại liệt . việc xác định có mặt vi trùng gây bệnh thường khó khăn - tốn nhiều thời gian. Trong thực tế việc xác định số vi khuẩn nước thường xác định E.Coli đặt tính có khả tồn cao vi trùng gây hại - khác. Vi trùng gây bệnh: Vi sinh vật gây bệnh có mặt nước gây tác hại cho mục đích sử dụng nước sinh hoạt. Các vi sinh vật vốn không bắt nguồn từ nước, chẳng cần vật chủ để phát triển sinh sản. Một số vi sinh vật gây bệnh sống thời gian dài nước nguy truyền bệnh tiềm - - tàng. Các loại vi khuẩn nước thường gây bệnh đường ruột như: + Vi khuẩn Shigella spp: gây triệu trứng lị. + Vi khuẩn salmonella typhii: gây sốt thương hàn. + Vi khuẩn vibrio cholerae: gây bệnh dịch tả toàn giới, dịch truyền nhanh qua đường nước. Virus bệnh virus gây thường cấp tính giai đoạn tương đối ngắn, virus sản sinh với mức độ cao, liều gây nhiễm thấp giới hạn động vật chủ. 2.1.5 Chất lượng nước đầu Nước cấp dùng cho sinh hoạt phải không màu, không mùi, không chứa chất độc hại, vi trùng tác nhân gây bệnh. Hàm lượng chất hòa tan không vượt giới hạn cho phép. Theo QCVN 01:2009/BYT Cục Y tế dự phòng Môi trường biên soạn. GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 10 Đồ án xử lý nước cấp Ftx = ftx.W Trong ftx diện tích bề mặt đơn vị (m2/m3) than cốc đường kính d= 24mm theo bảng 4.4. Bảng 4.7 Đặc tính lớp vật liệu tiếp xúc Vật liệu Đường kính (mm) Số lượng 1m3 (hạt) 42 14000 Diện tích bề mặt đơn vị (m2/m3) 80,5 43 14000 77 Sỏi, cuội Than cốc dạng cục Nt Nt Nt 41 29 24 Trọng lượng (kg/m2) 455 15250 86 585 27700 110 660 64800 120 600 (Bảng 5-3, Xử lý nước cấp.Nguyễn Ngọc Dung) ftx =120 m2/m3 Ftx= 120*22,32 = 2678,4 m2 Vậy nên sàn tung nước phủ lớp than cốc có d = 24 mm dày 0,31m.  Chiều cao giàn mưa • Thiết kế giàn mưa có sàn tung nước • Khoảng cách sàn 0,8m • Chọn chiều cao ngăn thu nước m Tổng chiều cao giàn mưa là: H = 0,8*4 + + 0,31*4 = 5,44 m 4.3.3 Hệ thống ống phân phối nước  Lưu lượng nước lên ngăn giàn mưa: q = = = 180 m3/h = 50 l/s = 0,05 m3/s  Đường kính ống phân phối nước vào máng nhánh giàn mưa với vận tốc nước chảy ống v = 1,2m/s (giới hạn cho phép 0,8÷1,2m/s) Dc = = = 0,23m = 230mm Chọn đường kính ống 250mm Chiều dài chiều rộng giàn mưa, Lc = 3,6 m GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 39 Đồ án xử lý nước cấp  Khoảng cách trục ống phụ 0,3 m. chiều rộng giàn mưa 3,6. Vậy có n = 2* = 24 máng nhánh ngăn Lưu lượng nước ống nhánh: qp = = 0,02 m3/s Vận tốc nước chảy ống phụ 1,26 m/s (qui phạm v = 1,0÷1,5m/s) Dn = = = 0,14 m =142 mm Chọn đường kính ống phụ 150mm. Tổng diện tích lỗ ống nhánh theo qui phạm 35-40% diện tích ống chính. Chọn 40% Tổng điện tích lỗ phun: S = = 0,02 m2 Đường kính lỗ: d = 20mm  Số lỗ phun ống: = 63,69 lỗ, ta chọn 64 lỗ. 4.3.4 Sàn tung nước - Đặt cách máy phân phối 0,6m. - Sàn làm ván gỗ gồm ván rộng 20 cm, đặt cách 10 cm. - Ống nước rửa sàn tung có d = 20mm với khoảng cách không 10m. - Áp lực vòi phun tối thiểu 10m. - Trang bị ống thoát nước sàn d = 100mm để xả nước tháo rửa giàn mưa 4.3.5 (qui phạm d = 100÷200mm). Hệ thống thu nước Ống thu nước đặt đáy sàn thu nước cao mặt đáy 200mm dể ngăn cặn không cho chảy vào công trình phía sau. Vận tốc nước ống theo qui phạm 1-1,5m/s. chọn 1,5 m/s.  Điện tích ống thu: S = = = 0,33 m Đường kính ống thu D = = = 0,65m Chọn D = 700mm Kiểm tra lại vận tốc V = = = 1,3 m/s 4.4 Bể lắng ngang tiếp xúc  Xác định dung tích bể: W = (m3) Trong đó: Q: Công suất trạm xử lý (m3/h) Q = 43200 (m3/ngày.đêm) = 1800 (m3/h) t : Thời gian nước lưu lại bể từ 30 45 phút chọn t = 30 phút. W = = 900 (m3) GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 40 Đồ án xử lý nước cấp Lấy chiều cao vùng lắng: Hl = 3,0m (quy phạm = 1,5 3,5m)  Diện tích bể lắng tiếp xúc là: F= = = 300 m2 Chia làm bể. Diện tích mổi bể 50m2. Vậy kích thước bể là: L * B = 8*7 = 56m2 Tổng diện tích bể là: 56*6 = 336m2 Theo chiều dài bể L = 8m chia làm ô với kích thướt ô * m (quy phạm = 4m) Chiều cao nhỏ bể (chưa kể độ dốc đáy) là: H = Hl + Hc + H1 + H2 (m) Trong đó: Hl : chiều cao vùng lắng, Hl = 3m Hc: chiều cao lớp cặn bể lắng, lấy Hc = 1m H1 , H2 : chiều cao bảo vệ mức nước lớp cặn bể lắng: (lấy H1 = H2 = 0,5m). Vậy: H = + 1+ 0,5 + 0.5 = 5m. Diện tích cửa sổ hướng dòng lấy 40% diện tích vách ngăn (quy phạm 3050%). Fc.sổ = 0,4 * (3*3,5) = 4,2 m2. Tốc độ dòng nước qua cửa sổ là: Vc.sổ = = 19,84mm/s = 0,01984 m/s. 4.5 Bể lọc nhanh 4.5.1 Tính bể lọc  Tổng diện tích bể lọc trạm xử lý xác định theo công thức: F= GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 41 Đồ án xử lý nước cấp Ở chọn: T = 24 a = lần rửa vbt = m/h lấy theo bảng sau Bảng 4.8 Tốc độ lọc chế độ làm viếc bình thường tăng cường Kiểu bể lọc Bể lọc nhanh lớp vật liệu lọc với cỡ hạt khác Bể lọc nhanh có hai lớp vật liệu lọc Đặc trưng lớp vật liệu lọc Đường Hệ số Tốc độ lọc Đường Đường kính khôn Chiều dày chế độ kính kính tương g lớp vật làm việc nhỏ lớn đương đồng liệu lọc bình nhất dtđ (mm) thường vbt (mm) (mm) (mm) K (m/h) 0,5 1,25 0,7-0,8 2-2,2 Cát thạch 5,5-6 anh 700-800 Tốc độ lọc cho phép chế độ làm việc tăng cường vtc (m/h) 6-7,5 0,7 0,8 1,60 2,0 0,8-1,0 1-1,2 1,82,0 1,51,7 1200-1300 1800-2000 7,0-8 8-10 8-10 10-12 0,5 0,8 1,25 1,8 0,7-0,8 1-1,2 2-2,2 2-2,2 Cát thạch 8-10 anh 700-800 Antraxit 400-500 10-12 ( Bảng 4-6, xử lý nước cấp.TS.Nguyễn Ngọc Dung) W = 11 l/s.m2 lấy theo bảng sau Bảng 4.9 Cường độ rửa thời gian rửa lọc Bể lọc lớp thạch anh với đường kính tương đương dtđ, (mm) Độ giản nở tương đối,(%) Quy trình nước rửa lọc Cường độ rửa lọc, W (l/s.m2) Thời gian rửa, (phút) 0,7-0,8 0,9-1,0 1,1-1,2 45 30 20 20 Nước Nước Nước Gió 14-16 16-18 18-20 15-20 7-5 7-5 7-5 6-5 GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 42 Đồ án xử lý nước cấp 0,7-0,8 0,9-1,0 20 1,1-1,2 15 0,7-0,8 0,9-1,0 Bể lọc hai lớp Nước Gió Nước Gió Nước Gió Gió Nước Nước Nước 20 50 8-11 15-20 9-12 15-20 10-13 15-20 15-20 2-3 5-6 15-16 7-5 6-5 7-5 6-5 7-5 3-2 4-3 6-5 8-6 (Bảng 4-5, Xử lý nước cấp.TS.Nguyễn Ngọc Dung) t1 = phút = 0,12 t2 = 0,35 Vậy ta có: : F = = 320 m2 Trong bể lọc, chọn cát lọc có cỡ hạt dtd = 0,7÷0,8mm, hệ số không đồng K = 2÷2,2. Chiều dày lớp cát lọc L = 0,7m (700÷800mm). (Lấy theo bảng 4.5). Số bể lọc cần thiết xác định theo công thức: N =0,5* = 0,5* = 8,9 bể Chọn N = bể Kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường với điều kiện đóng bể để rửa: vtc = vbt* (m/h) = * = 6,75 m/h (nằm khoảng từ 6÷7,5) đảm bảo  Diện tích bể lọc: f = = = 35,6 m2 Chọn kích thước bể là: L*B = 7,5*5 = 37,5 m2 Chiều cao toàn phần bể lọc nhanh: H = hđ + hv + hn + hp (m) Trong đó: hđ: chiều cao lớp sỏi đỡ: hđ = 0,7 m GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 43 Đồ án xử lý nước cấp Bảng 4.10 Kích thước lớp đỡ Cỡ hạt lớp đỡ (mm) 40-20 20-10 10-5 5-2 Chiều dày lớp đỡ (mm) Mặt lớp cao mặt ống phân phối phải cao lỗ phân phối 100mm 100-150 100-150 50-100 hv: chiều dày lớp vật liệu lọc: hv = 0,7 m hn: chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc: hn = m hp: chiều cao phụ: hp = 0,5 m Vậy H= 0,7 + 0,7 + + 0,5 = 3,9m = 4m 4.5.2 Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc - Chọn biện pháp rửa bể gió kết hợp với nước rửa lọc. - Cường độ nước rửa lọc W=11 l/sm2 (QP 9-12 l/s.m2). - Ứng với mức đô nở tương đối lớp vật liệu lọc 20%. - Cường độ gió rửa lọc Wgió = 15t/s.m2 (qui phạm Wgió = 15÷20 - l/s.m2) Lưu lượng nước rửa bể lọc: Qr = = = 0,4125 m3/s = 412,5 l/s Chọn đường kính ống dc = 500mm thép. Chọn tốc độ nước chảy ống là: v0 = 1,2 m/s Kiểm tra lại vận tốc: v = = = 2,1 m/s (Nằm giới hạn cho phép ≤ 2,0 m/s) Lấy khoảng cách ống a = 0,25m (Quy phạm cho phép 0,25-0,3m), số ống nhánh bể lọc: m= *2 dó: B: chiều rộng bể lọc. B = 5m a: khoảng cách ống nhánh. a = 0,25m  m= *2 = * = 40 ống nhánh - Lưu lượng nước rửa lọc chảy ống nhánh: qn = = = 10,3125 l/s = 0,01 m3/s Vận tốc nước chảy ống nhánh cho phép v = 1,8-2m/s. GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 44 Đồ án xử lý nước cấp Chọn = 1,9 m/s (nằm giới hạn v =1,8-2m/s) Đường kính ống nhánh: dn= = = 0,082m  Chọn đường kính ống nhánh dn= 90mm. - Với ống dc = 500mm, tiết diện ngang ống: = = = 0,19625 m2 - Tổng diện tích lỗ lấy 32% diện tích tiết diện ngang ống (qui - phạm 30-35%), tổng diện tích lỗ tính là: = 0,32*0,19625 = 0,0628 m2 Chọn lỗ có đường kính 11mm (qui phạm 10-12mm) Diện tích lỗ: = = 0,000094985 m2 Tổng số lỗ là: n0 = = = 661,2 lỗ = 661 lỗ Số lỗ nhánh: = 18,36 lỗ Trên ống nhánh lỗ xếp thành hai hang so le nhau, hướng xuống nghiên góc 450 so với mặt phẳng nằm ngang. Số lỗ hàng ống nhánh là: = 9,18 lỗ = lỗ Khoảng cách lỗ là: a= = 0,22 m (0,525: đường kính ống nước chính. L = 7,5) 4.5.3 Tính hệ thống dẫn gió rửa lọc: Chọn cường độ gió rửa lọc là: Wgió = 15 m/s, lưu lượng gió tính toán là: Qgió = = 0,5625 m3/s Lấy tốc độ gió ống dãn gió 15 m/s (Quy phạm 15 20 m/s), đường kính ống gió sau: 0,219m = 220 mm  Số ống gió nhánh lấy 40. Lượng gió ống nhánh là: GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 45 Đồ án xử lý nước cấp 0,014 m3/s Đường kính ống gió nhánh là: Đường kính ống gió 219mm, diện tích mặt cắt ngang ống gió là: = m2 Tổng diện tích lỗ lấy 35%, diện tích tiết diện ngang ống gió (Quy phạm 35 40%), = 0,35 . 0,038 = 0,0133m2. Chọn đường kính lỗ gió 3,5 mm (Quy phạm mm), diện tích lỗ gió là: flỗ gió = = 9,61625.10-6 m2 Tổng số lỗ gió là: m = = 1386 lỗ Số lỗ ống gió nhánh là: = 34,65 = 34 lỗ Khoảng cách lỗ là: a = = 0,21 m ( 0,24 : đường kính ống gió chính. 17 số lỗ hang, lỗ gió ống nhánh phải đặt thành hai hàng so le nghiên gốc 45o so với trục thẳng đứng ống. L =7,5) 4.5.4 Tính toán máng phân phối nước lọc thu nước rửa lọc Bể có chiều dài 7,5m, chọn bể bố trí máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác, khoảng cách máng d = 7,5/4 = 1,875 m (quy phạm không lớn 2,2 m). Lượng nước rửa thu vào máng xác định theo công thức: Trong đó: GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 46 Đồ án xử lý nước cấp Qr: lưu lượng nước rửa bể lọc. n: số máng thu nước rửa bể lọc. Chiều rộng máng tính theo công thức: Bm = K(m) Trong đó: a: Tỉ số chiều cao phần chữ nhật (hCN) với nửa chiều rộng máng. Lấy a = 1,3 (quy phạm a = 1,5) K: Hệ số, tiết diện máng hình tam giác K = 2,1 Ta có: Bm = 2,1 = 0,45m  hCN = = 0,3 m Vậy chiều cao phần máng chữ nhật là: 0,3 m. Lấy chiều cao phần đáy tam giác là: h đ = 0,2m. Độ dốc đáy máng lấy phía máng tập trung nước i = 0,01. Chiều dày thành máng lấy là: m = 0,08 m. Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa là: = hCN + hđ + m = 0,3 + 0,2 + 0,08 = 0,58 Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước xác định theo công thức: = + 0,25 (m) Trong đó: L: Chiều dày lớp vật liệu lọc, L = 0,7 m e: Độ dãn nở tương đối lớp vật liệu lọc, lấy theo bảng 4-5, e = 20% Vậy theo quy phạm, khoảng cách đáy máng dẫn nước rửa phải nằm cao lớp vật liệu lọc tối thiểu 0,07 m. GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 47 Đồ án xử lý nước cấp Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa = 0,58 m, máng dốc phía máng tập trung i = 0,01, máng dài 5m (B = 5m) nên chiều cao máng phía máng tập trung là: 0,58 + 0,01*5 = 0,63 m Vậy phải lấy bằng: Nước rửa lọc từ máng thu tràn vào máng tập trung nước Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung xác định theo công thức: Trong đó: qM: lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước (m3/s) qM = Qr = 0,4125 m3/s A: chiều rộng máng tập trung. Chọn A = 0,75 m (quy phạm không nhỏ 0,6m) g: gia tốc trọng trường 9,81 m/s2 Vậy hm = 1,75* + 0,2 = 0,75 m Tính tổn thất áp lực rửa bể lọc nhanh: Tính tổn thất áp lực hệ thống phân phối giàn ống khoan lỗ: Trong đó: v0: tốc độ nước chảy đầu ống chính; v0 = 1,2 m/s vn: tốc độ nước chảy đầu ống nhánh; = 1,9 m/s g: gia tốc trọng trường; g = 9,81 m/s2 : hệ số sức cản; GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 48 Đồ án xử lý nước cấp Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: hđ = 0,22Ls.W (m) Trong đó: Ls: Chiều dày lớp sỏi đỡ; Ls = 0,7 m. W: cường độ rửa lọc; W = 11 l/s.m2 Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc: Trong đó: với kích thước hạt d = 0,5 mm; a = 0,76; b = 0,017 Với a, b: hệ số phụ thuộc vào kích thước hạt Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu lớp cát lọc lấy Vậy tổn thất áp lực nội bể lọc là: 4.6 Khử trùng Phản ứng thủy phân Clo nước xảy sau: Cl2 + H2O  HCl + HOCl HOCl phân ly thành H+ OClHOCl  H+ + OCl- Khử trùng Cl đường ống trước vào bể chứa Liều lượng Cl tiêu thụ C = = = 1,44 (kg/h) Trong đó: Q: lưu lượng (m3/giờ). Q =1800 (m3/giờ). a: liều lượng Cl theo yêu cầu. Theo TCXD 33-2006: liều lượng Clo khử trùng nước nước ngầm a = 0,7 – mg/l. Chọn a = 0,8 mg/l = 0,8 g/m3. Liều lượng Cl tiêu thụ ngày: M= (kg) GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 49 Đồ án xử lý nước cấp Trong đó: C: liều lượng Cl hoạt tính cần thiết giờ. C = 1,44 kg/h T: thời gian hoạt động trạm cấp nước. t = 20 B: hàm lượng Cl hoạt tính có sản phẩm. b=70%  M= =41,14 kg 4.7 Bể chứa nước Thể tích bể chứa: Wbc = Wnm + Wcc Trong đó: Wnm: Lượng nước bể chứa. Dung tích bể chứa 510% tổng số nước sản xuất ngày. Chọn dung tích bể chứa 10% tổng lượng nước sản xuất ngày. Dung tích bể chứa là: Wnm = 10%* 43200 = 4320m3 Wcc: lượng nước cần thiết để chữa cháy bể chứa. Chọn kiểu nhà hỗn hợp tầng không phụ thuộc bậc chịu lửa lượng nước cần thiết cho việc chữa cháy 30 l/s. Lượng nước cần thiết đám cháy xảy giờ: Wcc = 30*3*60*60 = 324000 l/s = 324m3 ⇒ Wbc = 4320 + 324 = 4644m3 Chọn chiều cao mực nước bể chứa 4m, chiều cao an toàn 0,3m. Tổng diện tích bể chứa là: S = = = 1161m2 Ta chia làm bể chứa, diện tích bể là: = 290,25 = 290,5m2 Chọn kích thước bể là: ⇒ L*B*H = 18*17*4,3 4.8 Xử lý bùn cặn GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 50 Đồ án xử lý nước cấp Sử dụng hệ thống bể nén bùn trọng lực. Nén bùn trọng lực thực công trình có cấu tạo giống bể nén ly tâm. Bùn loãng đưa vào ống cấp bùn tâm bể. Dưới tác dụng trọng lực, bùn lắng kết chặt lại. Sau nén bùn rút đáy bể bơm hút bùn để dẫn công trình xử lý tiếp theo. Chọn tải trọng bề mặt bể nén bùn là: a = 20 kg/m2.ngày Ta thiết kế bể nén bùn: F 540 Đường kính bể nén bùn: D = = 26,23 m CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận - Lựa chọn công nghệ, phương án phù hợp. Phân tích ưu nhược điểm đề xuất phương án xử lý thích hợp với tính chất đặc trưng nước ngầm. - Tính toán thiết kế công trình. - Triển khai vẽ chi tiết cho toàn hệ thống xử lý. GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 51 Đồ án xử lý nước cấp - Dựa vẽ xây dựng hệ thống xử lý nước ngầm cho huyện An Phú, tiết kiệm kinh phí cho huyện. 5.2. Kiến nghị - Huyện An Phú cần có sách quan tâm tới vấn đề quản lý mạch nước ngầm. - Nhà nước cần hỗ trợ vốn để huyện An Phú nhanh chóng triển khai dự án. - Cần quan tâm đầu tư nhiều vào việc xử lý nước ngầm để cung cấp nước cho người dân huyện. - Thực tốt vấn đề quy hoạch, thiết kế hệ thống xử lý nước ngầm cho phù hợp với quy hoạch chung huyện công suất phải đáp ứng đủ cho nhu cầu phát triển tương lai. - Khi thi công xây dựng cần có biện pháp thi công an toàn, đảm bảo chất lượng vật liệu xây dựng theo yêu cầu kỹ thuật. - Bảo đảm công tác quản lý vận hành theo hướng dẫn kỹ thuật. - Thường xuyên quan trắc chất lượng nước cấp xử lý đầu vào để kiểm tra xem lưu lượng chất lượng có đạt điều kiện xử lý đảm bảo chất lượng đầu phù hợp với quy chuẩn. - Cần tăng cường kiểm soát vấn đề môi trường xung quanh mạch nước ngầm tránh làm ô nhiễm. - Trong trình xử lý cần chọn cách xử lý thích hợp để đạt hiệu mặt kinh tế môi trường. - Đề nghị mở lớp tập huấn rộng rãi, tuyên truyền, nâng cao ý thức sử dụng nước tiết kiệm mục đích, chống thất thoát. GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 52 Đồ án xử lý nước cấp TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. TS.Nguyễn Ngọc Dung. 2010. Xử lý nước cấp. Hà Nội. NXB Xây dựng. 2. Lê Thị Cẩm Chi. Kỹ thuật xử lý nước cấp. Trường Đại học An Giang. 3. https://www.academia.edu 4. http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-tinh-toan-thiet-ke-he-thong-xu-ly-nuoc- ngam 5. http://vi.wikipedia.org 6. Bộ xây dựng. Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 53 Đồ án xử lý nước cấp 7. Trường ĐH An Giang. Đồ án luận văn tốt nghiệp sinh viên 8. TS.Trịnh Xuân Lai. 2002.Xử lý nước cấp. NXB Khoa học kỹ thuật GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 54 [...]... khuẩn/100ml 3.3 Yêu cầu sau xử lý GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 5 25 Đồ án xử lý nước cấp Để đáo ứng nhu cầu dùng cho sinh hoạt và sản xuất cần loại bỏ các cặn bẩn, các cặn hòa tan trong nước, sắt hòa tan, giúp nước có độ tinh khiết nhất định Vì vậy nước sau khi sử lý của nhà máy xử lý nước ngầm huyện An Phú phải đạt QCVN01:2009/BYT 3.4 Mục tiêu lựa chọn công nghệ xử lý - Tiêu chuẩn nước dùng sinh hoạt QCVN01:2009/BYT... dựng, lắp đặt hệ thống Chi phí vận hành nhà máy thấp nhất Vận hành đơn giản dễ bảo trì bảo dưỡng Kiến trúc xây dựng, lắp đặt phù hợp với yêu cầu chung của nhà máy Thuận tiện cho việc nâng công suất nhà máy khi có nhu cầu thay đổi lớn 3.5 Đề xuất công nghệ xử lý Đưa ra giải pháp công nghệ hợp lý cho hệ thống xử lý nước ngầm tai huyện An Phú đã tiến hành các chỉ tiêu sinh, hóa, lý của nguồn nước ngầm tại... công trình xử lý nước ngầm Chất khử trùng Từ trạm bơm Giếng tới Giàn mưa hay thùng quạt gió Bể lắng đứng Bể lọc nhanh Bể chứa nước sạch Hình 2.1 Sơ đồ quy trình xử lý nước ngầm A) Các loại giếng khoan - Giếng khoan: là công trình thu nước ngầm mạch sâu Độ sâu khoang phụ thuộc vào độ sâu tầng chứa nước, thường nằm trong khoảng 20-200m, đôi GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 5 13 Đồ án xử lý nước cấp khi... ống dẫn nước từ bể lọc sang bể chứa hoặc đưa trực tiếp vào bể chứa, để khử trùng hiệu quả thời gian tiếp xúc giữa nước và clo tối thiểu là 30 phút Ngoài ra có thể dùng ôzôn, các tia vật lý, sóng siêu âm để tiệt trùng 3.2 Thông số thiết kế - Thành phần nước ngầm cần xử lý: pH, Fe, Coliform Thành phần các chất ô nhiễm trong nước ngầm tại huyện An Phú được khảo sát và lấy mẫu từ các giếng khoan của khu... nguồn nước khó khăn khi tănng giảm lưu lượng nước đầu vào - Tóm lại qua việc so sánh ta thấy phương án 1 là hợp lý Chọn phương án - Ưu điểm 1 làm phương án tính toán Hệ thống xử lý của nhà máy bao gồm: Giàn mưa - bể lắng đứng tiếp xúc Bể lọc nhanh Bể chứa nước sạch GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 5 29 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 5 30 Đồ án xử lý nước cấp CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT... 207471,2392 2021 210168,3653 2022 212900,554 2023 215668,2612 Dân số ước tính từ năm 2015 đến năm 2023 là 215670 dân 4.2 Tính giếng khoan 4.2.1 Lưu lượng cần cho hệ thống cấp nước QTB ngày = Qsh + D = +D Với Qsh : lượng nước dùng cho nhu cầu ăn uống (m3/ngày đêm) D : lượng nước tưới cây, rửa đường, dịch vụ đô thị, công nghiệp, thất thoát nước (m3/ngày đêm)  Lượng nước dùng cho nhu cầu ăn uống sinh hoạt: với... Nhóm 5 30 Đồ án xử lý nước cấp CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 4.1 Dự đoán dân số Theo thống kê của cục dân số ở huyện An Phú thì số dân năm 2014 là 192000 người Với tỷ lệ gia tăng là 1,3% Vậy dân số ước lượng từ năm 2014 đến năm 2023 là: Dân số = dân số ban đầu * (1+tỷ lệ gia tăng) Bảng 4.1 Dân số từ năm 2014 đến năm 2023 Năm Dân số 2014 192000 2015 194496 2016 197024,448 2017 199585,7658 2018 202180,3808... trộn đứng Sơ đồ công nghệ Tuyến ống góp nước thô Bể lắng ngang Cặn từ bể lắng khử trùng bằng clo Mạng lưới phân phối Trạm bơm cấp II GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 5 Bể chứa Bể lọc nhanh 27 Cung cấp nước rửa lọc Hợp đồng với đơn vị có chức năng xử lý Sân phơi bùn Hồ lắng nước thải Đồ án xử lý nước cấp - Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Quá trình xử lý nước được diễn ra như sau: - Nước từ các giếng ống bơm... Bể lọc nhanh được sử dụng trong dây chuyền khử sắt của nước ngầm Trong quá trình lọc nhanh, nước cần xử lý đi qua lớp hạt có kích thước - trung bình lớn, vận tốc cao Nguyên lý làm việc: + Khi lọc: nước được dẫn từ bể lắng sang, qua máy phân khối vào bể lọc, qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ vào hệ thống thu nước trong và được đưa về bể chứa nước sạch + Khi rửa: nước rửa do bơm hoặc đài nước nước cung... GVHD: Lê Thị Cẩm Chi SVTH: Nhóm 5 34 1,0 1,0 Đồ án xử lý nước cấp Qgiờ.min = * 0,425 = 379,3 (m3/h) 4.2.4 Tính công suất thiết kế giếng Qthiết kế = (m3/giờ) Trong đó: Qmax.ngày =34807 T : thời gian bơm cấp 1 hoạt động, 20 giờ/ngày.đêm Qthiết kế = = 1740,35 (m3/giờ) = 1800 (m3/giờ) 4.2.5 Thiết kế giếng Các thông số cần thiết để thiết kế - Công suất thiết kế: 1800 (m3/giờ) = 43200 (m3/ngày đêm) = 500 l/s . nước và số liệu nguồn nước khu vực huyện An Phú từ năm 2015 - 2023. - Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm cho người dân huyện An Phú - tỉnh An Giang theo quy chuẩn kỹ. Đồ án xử lý nước cấp TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC NGẦM CHO HUYỆN AN PHÚ TỪ NĂM 2015 ĐẾN NĂM 2023 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đồ án - Khảo sát hiện trạng cấp nước. trình xử lý nước ngầm Hình 2.1 Sơ đồ quy trình xử lý nước ngầm A) Các loại giếng khoan - Giếng khoan: là công trình thu nước ngầm mạch sâu. Độ sâu khoang phụ thuộc vào độ sâu tầng chứa nước,