Đồ Án Xử lý Nước Sông Đồng Nai

Thông tin tài liệu

Đồ Án Xử lý Nước Sông Đồng Nai với công suất trên 20.000 m3ngày.đêm.Thuộc Khoa Kỹ Thuật Môi Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Niên Khóa 2012.Với Mức chi Phí hợp lý nhất và công nghệ mới nhất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ---------------o0o--------------- ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ BỂ LỌC NHANH XỬ LÝ NƯỚC SÔNG ĐỒNG NAI CÔNG SUẤT 20.000 M3/NGÀY ĐÊM GVHD: TS. Võ Thanh Hằng SVTH: Nguyễn Hoàng Phương 91102667 Hoàng Thị Thiện 91103358 Tp HCM, Tháng 12/2014 ii LỜI CẢM ƠN Đồ án môn học không những giúp chúng em tổng kết lại kiến thức đã học đồng thời còn cho chúng em một cái nhìn thực tế và nhận thức rõ hơn về ngành mình học. Để đồ án này được hoàn thành, bên cạnh sự nỗ lực của bản thân, chúng em còn nhận được sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô. Chúng em xin bày tỏ lời cám ơn đến cô Võ Thanh Hằng đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, đồng hành cùng chúng em trong quá trình thực hiện và thầy Đặng Viết Hùng đã cung cấp những kiến thức hữu ích để chúng em có thể hoàn thiện đồ án này. Dù đã nỗ lực hết mình nhưng với khả năng, kiến thức và thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi sai sót, khuyết điểm. Rất mong nhận được sự góp ý, nhận xét của thầy cô. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2014 Sinh viên Nguyễn Hoàng Phương Hoàng Thị Thiện iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm … Chữ ký GVHD iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN.........................................................................................................................iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN..................................................................iv MỤC LỤC................................................................................................................................v DANH MỤC BẢNG BIỂU..................................................................................................viii DANH MỤC HÌNH VẼ.........................................................................................................ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT..................................................................................................x CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU.....................................................................................................1 1.1. Đặt vấn đề........................................................................................................................1 1.2. Tính cấp thiết...................................................................................................................1 1.3. Mục tiêu...........................................................................................................................2 1.4. Phạm vi nghiên cứu.........................................................................................................2 1.5. Nội dung đồ án................................................................................................................2 1.6. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................................2 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN ..................................................................................................3 2.1. Giới thiệu chung về lưu vực sông Đồng Nai...................................................................3 2.1.1. Vị trí địa lý...............................................................................................................3 2.1.2. Đặc tính thủy văn của lưu vực sông Đồng Nai [1] ................................................4 2.1.3. Các nguồn gây ô nhiễm trên sông Đồng Nai..........................................................4 2.1.4. Tầm quan trọng........................................................................................................4 2.2. Nhu cầu sử dụng nước ở thành phố Hồ Chí Minh [2] ....................................................5 2.3. Các chỉ tiêu về chất lượng nước sông Đồng Nai năm 2012............................................6 2.3.1. Độ đục......................................................................................................................7 2.3.2. Độ màu.....................................................................................................................7 2.3.3. Pecmanganat...........................................................................................................7 2.3.4. Sắt............................................................................................................................8 2.3.5. E.Coli.......................................................................................................................8 2.3.6. Tổng Coliform..........................................................................................................8 2.3.7. Kết luận....................................................................................................................8 CHƯƠNG 3. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ...............................................................9 v 3.1. Tổng quan các công nghệ xử lý.......................................................................................9 3.1.1. Sơ đồ công nghệ xử lý nước truyền thống ..............................................................9 3.1.2. Quy trình công nghệ xử lý nước tại nhà máy nước Tân Hiệp...............................10 3.2. Lọc trong xử lý nước cấp [5] ........................................................................................11 3.2.1. Lý thuyết lọc...........................................................................................................11 3.2.2. Quá trình lọc chậm ..............................................................................................12 3.2.3. Quá trình lọc nhanh ..............................................................................................13 3.3. Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước sông Đồng Nai..............................................15 3.3.1. Sơ đồ quy trình ......................................................................................................15 3.3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ [6] ...................................................................16 CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ [7] [8]....................................20 4.1. Công trình thu................................................................................................................20 4.1.1. Họng thu nước.......................................................................................................20 4.1.2. Ngăn lắng cát (ngăn thu).......................................................................................21 4.1.3. Tính toán trạm bơm nước thô:...............................................................................22 4.2. Bể trộn cơ khí................................................................................................................23 4.2.1. Hóa chất.................................................................................................................23 4.2.2. Tính toán ...............................................................................................................24 4.3. Bể keo tụ tạo bông.........................................................................................................27 4.3.1. Chức năng..............................................................................................................27 4.3.2. Tính toán................................................................................................................27 4.4. Bể lắng ngang................................................................................................................28 4.4.1. Chức năng..............................................................................................................28 4.4.2. Tính toán................................................................................................................28 4.5. Bể lọc nhanh..................................................................................................................33 4.5.1. Chức năng..............................................................................................................33 4.5.2. Tính toán bể lọc nhanh..........................................................................................33 4.5.3. Tính toán rửa lọc...................................................................................................35 4.6. Bể chứa..........................................................................................................................36 vi 4.6.1. Khử trùng nước......................................................................................................36 4.6.2. Bể chứa..................................................................................................................37 4.7. Bể nén bùn.....................................................................................................................38 4.7.1. Chức năng.............................................................................................................38 4.7.2. Tính toán...............................................................................................................38 CHƯƠNG 5. BỂ LỌC NHANH [7] [8]................................................................................41 5.1. Chức năng......................................................................................................................41 5.2. Tính toán bể lọc nhanh..................................................................................................41 5.3. Tính toán rửa lọc...........................................................................................................42 5.4. Tính toán kinh tế............................................................................................................47 5.5. Kết luận.........................................................................................................................48 TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................49 PHỤ LỤC...............................................................................................................................50 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Số liệu chất lượng nước sông Đồng Nai quý 3 năm 2012.........................................6 Bảng 3.1. So sánh các thông số kỹ thuật của hai quá trình lọc................................................14 Bảng 4.1. Tốc độ lắng của các hạt cát trong dòng chảy...........................................................21 Bảng 4.2. Tốc độ rơi của cặn...................................................................................................28 Bảng 4.3. Trị số K và α phụ thuộc vào tỉ số L/H0....................................................................29 Bảng 4.4. Thông số kích thước bể lắng ngang.........................................................................33 Bảng 5.1. Bảng dự trù chi phí xây dựng và vận hành bể lọc nhanh trong một năm................48 viii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1. Vị trí lưu vực sông Đồng Nai.....................................................................................3 Hình 2.2. Tổng nhu cầu về nước đối với Lưu vực sông Đồng Nai............................................5 Hình 2.3. Tỷ lệ thất thoát (%) của các công ty cấp nước thuộc Tổng công ty Cấp nước Sài Gòn.............................................................................................................................................6 Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ truyền thống...................................................................................9 Hình 3.2. Sơ đồ công nghệ xử lý nước tại nhà máy nước Tân Hiệp........................................10 Hình 3.3. Quá trình lọc chậm...................................................................................................12 Hình 3.4. Sơ đồ xử lý nước bằng bể lọc chậm.........................................................................12 Hình 3.5. Quá trình lọc nhanh..................................................................................................13 Hình 3.6. Sơ đồ xử lý nước bằng bể lọc nhanh........................................................................13 Hình 3.7. Sơ đồ công nghệ xử lý nước sông Đồng Nai...........................................................15 Hình 3.8. Cửa thu nước tại Trạm bơm Hóa An.......................................................................16 Hình 3.9. Bơm trục đứng tại trạm bơm Hóa An......................................................................16 Hình 3.10. Bể trộn cơ khí.........................................................................................................16 Hình 3.11. Các máy trộn trong bể kết bông.............................................................................17 Hình 3.12. Nước đầu ra từ bể lắng...........................................................................................17 Hình 3.13. Bể lọc nhanh..........................................................................................................18 Hình 3.14. Hình tổng quát trạm bơm cấp 2.............................................................................19 Hình 3.15. Hầm kênh xả bùn...................................................................................................19 ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT WTO World Trade Organization - Tổ chức Thương mại Thế giới. DO Dissolved Oxygen - Lượng oxy hòa tan trong nước. BOD5 Biochemical Oxygen Demand – Lượng oxy cần thiết để oxy hóa tất cả chất hữu cơ với thời gian xử lý nước là 5 ngày ở điều kiện nhiệt độ là 20oC. COD Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa hóa học. TSS Total Suspended Solids - Tổng chất rắn lơ lửng. DBPs Disinfection By Products - Sản phẩm phụ của quá trình diệt trùng. QCVN 01:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống. QCVN 02:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt. Tp.HCM Thành phố Hồ Chí Minh. x Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ - Cùng với sự phát triển kinh tế của thế giới, nền kinh tế Việt Nam cũng ngày càng tăng lên đáng kể, Việt Nam đã trở thành một thành viên của WTO trong năm 2007 vừa qua. Khi nền kinh tế phát triển, đời sống người dân được nâng cao thì nhu cầu dùng nước sạch càng tăng. Do đó, vấn đề nước sạch đang là nỗi bức xúc của người dân và việc đầu tư xây dựng một hệ thống xử lý nước sạch để cung cấp cho người dân là một việc làm cần thiết và cấp bách. Thiếu nước sạch hiện nay là tình trạng nghiêm trọng không chỉ đối với nước ta, thành phố ta mà thực sự là vấn đề của toàn cầu. - Nước sạch dùng trong sinh hoạt là nhu cầu không thể thiếu trong cuộc sống ngày nay. Theo Cục Thủy lợi (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) nhu cầu dùng nước tại Việt Nam ngày càng tăng trong khi nguồn cung cấp ngày càng có hạn, khiến Việt Nam có nguy cơ bị xếp vào những quốc gia thiếu nước trên thế giới. Tại nhiều vùng trong cả nước, nguồn nước sinh hoạt cho người dân đang bị thiếu trầm trọng. Họ phải sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm, không đảm bảo vệ sinh dẫn đến nguy cơ mắc các bệnh đường ruột và bệnh ngoài da là rất cao. - Thành phố Hồ Chí Minh là vùng kinh tế trọng điểm phía nam, nơi có nền công nghiệp phát triển cao, dân cư đông đúc. Mặc dù đã có những nhà máy nước lớn nhưng vẫn không đảm bảo cung cấp nước sạch cho người dân nhất là vào mùa khô (khoảng tháng 11 đến tháng 5 năm sau). Nhiều nơi người dân còn phải sử dụng nước chưa qua xử lý, bị ô nhiễm nặng, hoặc phải mua nước chở bằng ghe hay xe tải với giá thành rất cao. Vì vậy, việc cung cấp nước sạch và đảm bảo vệ sinh đang là vấn đề cần phải quan tâm hiện nay, nhất là khi thành phố đang phát triển nhanh chóng. 1.2. TÍNH CẤP THIẾT - Nước là một nhu cầu thiết yếu cho sự sống của con người và sinh vật. Nước sạch được xem như là hàng hóa đặc biệt trong đời sống con người. Việc quy hoạch và xây dựng mô hình xử lý nước phù hợp không những giải quyết được tình trạng khan hiếm nước sạch hiện nay mà còn tạo điều kiện cho người dân có thu nhập thấp cũng có thể sử dụng nước sạch. Ngoài ra, việc triển khai mô hình này còn có thể cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân, giảm bệnh tật, đảm bảo sự bình đẳng giữa các thành phần sử dụng nước, giảm cách biệt giữa thành phố và nông thôn. - Theo chỉ thị “Bảo đảm nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn” số 200/TTg ngày 29/04/1994 của Thủ tướng chính phủ thì “Vấn đề Bảo đảm nước sạch, bảo vệ môi trường ở nông thôn là trách nhiệm của mọi ngành, mọi cấp chính quyền, mọi tổ chức và mọi công dân. Các ngành, các địa phương phải có trách nhiệm cao và chỉ đạo cụ thể để thực hiện cho được chương trình đã xác định. Đây là vấn đề rất cấp bách, phải được tổ chức thực hiện nghiêm túc và thường xuyên”. Và theo chỉ đạo của Uỷ ban Nhân dân Thành phố là đến cuối năm 2014, tỷ lệ hộ dân tại thành phố được cấp nước sạch là 100%. - Xuất phát từ nhu cầu cấp thiết là cần có nguồn nước sạch cho nhân dân sử dụng, đề tài: “Thiết kể bể lọc nhanh xử lý nước sông Đồng Nai công suất 20.000 m 3/ngày đêm” nhằm đáp ứng nhu cầu trên. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 1 Đồ án xử lý nước cấp 1.3. GVHD: TS. Võ Thanh Hằng MỤC TIÊU Tính toán, thiết kế bể lọc nhanh xử lý nước sông Đồng Nai với công suất 20.000 m /ngày đêm. 3 1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đề tài giới hạn trong việc tính toán, thiết kế bể lọc nhanh xử lý nước mặt sông Đồng Nai tại trạm bơm Hóa An – Đồng Nai với công suất 20.000 m3/ngày.đêm. 1.5. NỘI DUNG ĐỒ ÁN - Thu thập, xử lý, đánh giá số liệu nước sông Đồng Nai quý 3 năm 2012. - Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước phù hợp với tính chất nguồn nước và quy chuẩn đầu ra QCVN 02:2009/BYT. - Tính toán, thiết kế bể lọc nhanh xử lý nước mặt sông Đồng Nai có công suất 20.000 m3/ngày.đêm. - Dự toán các chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất và chi phí vận hành bể lọc nhanh. 1.6. - - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp thu thập thông tin: • Tìm hiểu vị trí địa lý, đặc tính thủy văn của hệ thống lưu vực sông Đồng Nai thông qua các tài liệu của Tổng cục Môi trường. • Thu thập thông tin về nhu cầu sử dụng nước ở thành phố Hồ Chí Minh, các chỉ tiêu về chất lượng nước sông Đồng Nai từ các báo cáo của UBND Thành phố Hồ Chí Minh và Trung tâm quan trắc và kỹ thuật Môi trường tỉnh Đồng Nai. • Các quy trình công nghệ trong hệ thống xử lý nước cấp qua internet và các nghiên cứu khác. Phương pháp tổng hợp, phân tích: • Tổng hợp các tài liệu, nghiên cứu về chất lượng, công nghệ xử lý nước sông Đồng Nai. • Phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước sông Đồng Nai quý 3 năm 2012. • Tính toán các công trình đơn vị xử lý nước sông Đồng Nai và dự toán các chi phí liên quan. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 2 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN 2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI 2.1.1. Vị trí địa lý Hình 2.1. Vị trí lưu vực sông Đồng Nai (Nguồn: Tổng cục Môi trường) - Sông Đồng Nai là hệ thống sông lớn thứ hai ở phía Nam, và đứng thứ ba toàn quốc, lưu vực rộng lớn của nó gần như nằm trọn trong địa phận nước ta, chỉ có một bộ phận nhỏ nằm ở Campuchia. - Tổng diện tích lưu vực phần trong nước khoảng 37.330 km 2, chảy qua địa phận các tỉnh: Lâm Đồng, Đăk Lăk, Bình Dương, Bình Phước, Long An, Tây Ninh, Bình Thuận, Đồng Nai và thành phố Hồ Chí Minh. - Sông Đông Nai có hình nan quạt kéo dài từ cuối sườn Tây của dãy Trường Sơn thuộc Nam Trung Bộ, qua hết vùng Đông Nam Bộ đến giáp vùng Đồng Tháp Mười thuộc đồng bằng sông Cửu Long. - Bắt nguồn từ phía Bắc cao nguyên Lâm Viên (Lang Biang), phía Nam dãy Trường Sơn ở độ cao 1.770 m với nhiều đồi núi, thung lũng và sườn núi. - Sông Đồng Nai phía thượng lưu có tên Đa Dung, sau khi hợp lưu với sông Đa Nhim, sông có tên là Đồng Nai Thượng. Từ đó cho tới chỗ hợp lưu với sông Sài Gòn, sông mang tên là Đồng Nai. Ở phía dưới thành phố Hồ Chí Minh, sông chia làm hai nhánh lớn: sông Lòng Tàu chảy vào vũng Cần Giờ và sông Nhà Bè đổ ra biển qua cửa Xoài Rạp. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 3 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng - Sông Đồng Nai gồm nhiều nhánh sông và chảy qua nhiều thác ghềnh, thác cuối cùng là thác Trị An - nơi có hồ nước nhân tạo lớn nhất Việt Nam. - Hướng chảy chính của sông Đồng Nai là Đông Bắc - Tây Nam và Bắc - Nam. 2.1.2. Đặc tính thủy văn của lưu vực sông Đồng Nai [1] - Lưu vực sông Đông Nai nằm trong khu vực đón gió mùa Tây Nam nên lượng mưa ở đây khá phong phú, lượng mưa trung bình năm khoảng 2.100 mm, tương ứng với khối lượng nước mưa khoảng 84 tỷ m3. Lượng mưa có xu hướng giảm dần từ Bắc xuống Nam, từ Đông Bắc xuống Tây Nam. - Tương ứng với hai mùa khí hậu (mùa khô, mùa mưa) thì mùa khô trùng với mùa cạn, mùa mưa trùng với mùa lũ. Về cơ bản, mùa mưa bắt đầu từ tháng V đến hết tháng X, có năm mưa sớm hơn vào nửa cuối tháng IV, cũng có năm kết thúc muộn hơn vào nửa đầu tháng XI; mùa khô từ tháng XII năm trước cho đến tháng VI năm sau. - Hằng năm, lưu vực sông Đồng Nai, không kể sông Sài Gòn và sông Vàm Cỏ, tải ra biển khoảng trên 22 tỷ m3 nước, ứng với môđun dòng chảy khoảng 30 l/s.km 2. Vùng thượng nguồn sông Bé, sông Đồng Nai dòng chảy chỉ đạt 15 – 20 l/s.km 2. Hệ số dòng chảy bình quân từ 0,4 – 0,5 vào loại khá so với lưu vực phía Nam và trong cả nước. Lưu lượng trung bình từ 20 – 500 m3/s, lưu lượng cao nhất trong mùa lũ lên tới 10.000 m3/s. - Mùa lũ trên lưu vực sông Đồng Nai thường là từ tháng VII đến tháng X hoặc tháng XI và có lượng nước chiếm khoảng 80 – 85% tổng lượng nước cả năm. 2.1.3. Các nguồn gây ô nhiễm trên sông Đồng Nai - Trong quá trình phát triển, công nghiệp hóa – hiện đại hóa, các địa phương trên lưu vực sông Đồng Nai đã và đang tiếp tục đối mặt với vấn đề ô nhiễm các nguồn nước với xu hướng ngày một gia tăng, đặc biệt là ở khu vực hạ lưu của hệ thống sông này. Không chỉ dừng lại ở vấn đề là việc thải bỏ các chất thải sinh hoạt và công nghiệp với số lượng lớn, tải lượng ô nhiễm cao vào nguồn nước, môi trường nước của hệ thống sông Đồng Nai còn bị tác động mạnh bởi việc khai thác đất trên lưu vực; bởi việc phát triển thủy điện, thủy lợi với sự hình thành các hồ chứa, đập dâng và việc vận hành hệ thống này; bởi việc khai thác tài nguyên khoáng sản; bởi các hoạt động nông nghiệp… và vấn đề phát triển giao thông vận tải thủy với tiềm ẩn nhiều rủi ro và sự cố môi trường. - Môi trường nước của hệ thống sông này đang chịu tác động trực tiếp của các nguồn thải từ 116 khu đô thị với các quy mô khác nhau, 47 khu công nghiệp – khu chế xuất, trên 57.000 cở sở sản xuất công nghiệp với nhiều quy mô khác nhau, 73 bãi rác, hàng nghìn cơ sở chăn nuôi quy ô công nghiệp, hàng chục bến cảng và nhiều nguồn thải khác. 2.1.4. Tầm quan trọng - Hệ thống sông Đồng Nai giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội của 11 tỉnh, thành phố. Hệ thống này vừa là nguồn cũng cấp nước sinh hoạt và hầu hết các hoạt động kinh tế trên lưu vực, vừa là môi trường tiếp nhận và vận chuyển các nguồn thải trên lưu vực. - Chức năng cung cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất công nghiệp vốn là chức năng quan trọng hàng đầu của hệ thống sông Đồng Nai, hiện đang bị đe dọa trực tiếp bởi Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 4 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng hoạt động của chính các khu đô thị và khu công nghiệp trên lưu vực, bởi các chất thải đang được đổ trực tiếp vào nguồn nước. 2.2. NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH [2] - Nước là nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật và sự sống trên Trái Đất. Ngày nay, với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự gia tăng dân số nhanh đã là cho các nguồn nước bị cạn kiệt và ô nhiễm trầm trọng. Vì thế, con người phải biết xử lý các nguồn nước cấp để đủ số lượng và đảm bảo đạt chất lượng cho sinh hoạt và sản xuất công nghiệp. - Nước là nhu cầu không thể thiếu được trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày cũng như trong hoạt động sản xuất công nghiệp. Trong sinh hoạt, nước cấp dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, các hoạt động công cộng... Trong hoạt động sản xuất công nghiệp, nước cấp dùng cho các quá trình là lạnh, sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước giải khát, rượu bia... - Hiện nay, nhu cầu nước cho sinh hoạt, công nghiệp và dịch vụ (chưa kể nước cho nông nghiệp và các dịch vụ khác) của thành phố Hồ Chí Minh là 1,7 triệu m 3/ngày tương ứng với số dân khoảng 9 triệu người. - Hằng năm, hệ thống sông Đồng Nai cung cấp 15 tỷ m3 nước và là nguồn nước ngọt chính của thành phố Hồ Chí Minh. Ngoài ra, mỗi ngày thành phố khai thác khoảng 500.000 m3 nước ngầm, tương ứng với khoảng 200 triệu m3/năm. Hình 2.2. Tổng nhu cầu về nước đối với Lưu vực sông Đồng Nai (Nguồn: Hội thảo về Cuộc sống Đô Thị C40 Sự Ứng Phó về Nước và Khí Hậu cho Thành phố Hồ Chí Minh, 2010) - Theo báo cáo của UBND thành phố, tính đến cuối năm 2013, công suất phát nước bình quân ước đạt 1,65 triệu m3/ngày, đạt 98,72% kế hoạch và bằng 99,86% so với năm 2012. Tỷ lệ thất thoát nước giảm còn 34,03%. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 5 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Hình 2.3. Tỷ lệ thất thoát (%) của các công ty cấp nước thuộc Tổng công ty Cấp nước Sài Gòn [3] - Ước tính đến năm 2025 dân số dự kiến của thành phố sẽ là 10 triệu người thường trú và 2,5 triệu người vãng lai cho toàn bộ 24 quận huyện. Với sự gia tăng dân số đáng kể này thì lượng nước sạch cung cấp cho người dân cũng phải tăng theo, dự báo đến năm 2015 là 2,7 triệu m3/ngày, năm 2025 là 3,55 triệu m3/ngày. Nhưng với hiện trạng cung cấp nước như hiện nay và đi kèm với vấn đề biến đổi khí hậu thì khả năng cấp đủ nước trong tương lai sẽ rất khó. 2.3. CÁC CHỈ TIÊU VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG ĐỒNG NAI NĂM 2012 - Để đánh giá chất lượng nước, người ta đưa ra các chỉ tiêu về chất lượng nước như sau: • Các chỉ tiêu vật lý cơ bản: nhiệt độ, độ màu, độ đục, mùi… • Các chỉ tiêu hóa học: pH, độ cứng, độ kiềm, sắt, mangan... • Các chỉ tiêu vi sinh: E.Coli, tổng Coliform… Bảng 1.1. Số liệu chất lượng nước sông Đồng Nai quý 3 năm 2012 STT Thông số 1 pH 2 DO 3 Đơn vị Đầu vào QCVN QCVN 02:2009/BYT 01:2009/BYT 6,9 6,0 – 8,5 6,5 – 8,5 mg/l 4,5 - - COD mg/l 15 - - 4 BOD5 mg/l 10 - - 5 TSS mg/l 180 - 1.000 6 Độ đục NTU 172 5 2 Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 6 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng 7 Độ màu Pt-Co 150 15 - 8 Độ kiềm mgCaCO3/l 20 - - 9 Độ cứng mgCaCO3/l 20 350 300 - - Không có mùi vị lạ Không có mùi, vị lạ 10 Mùi vị 11 Amoniac (NH3) mg/l 1,1 3 - 12 Clorua ( Cl-) mg/l 15 300 250 13 Nitrit ( NO2-) mg/l 0,09 - 3 14 Nitrat (NO3-) mg/l 10 - 50 15 Pecmanganat mg/l O2 6,4 4 2 16 Sắt mg/l 3,34 0,5 0,3 17 E.Coli MPN/100ml 4.500 0 0 18 Coliform MPN/100ml 6.600 50 0 (Nguồn: Báo cáo kết quả quan trắc chất lượng nước sông Đồng Nai quý 3 năm 2012 của Trung tâm Quan trắc và kỹ thuật Môi trường tỉnh Đồng Nai).  Nhận xét về nguồn nước sông Đồng Nai: 2.3.1. Độ đục Qua số liệu bảng 1.1, ta thấy chỉ tiêu độ đục không đạt cả hai quy chuẩn; gấp 34,4 lần so với quy chuẩn về nước sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT và gấp 86 lần so với quy chuẩn về nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT. 2.3.2. Độ màu Nhìn vào bảng 1.1, ta thấy chỉ tiêu độ màu vượt ngưỡng cho phép gấp 10 lần so với quy chuẩn về nước sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT. 2.3.3. Pecmanganat Theo bảng 1.1, ta thấy chỉ tiêu Pecmanganat không đạt cả hai quy chuẩn; gấp 1,6 lần so với quy chuẩn về nước sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT và gấp 3,2 lần so với quy chuẩn về nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 7 Đồ án xử lý nước cấp 2.3.4. GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Sắt Từ bảng 1.1, ta thấy được chỉ tiêu sắt vượt giới hạn cho phép của hai quy chuẩn; gấp 6,68 lần so với quy chuẩn về nước sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT và gấp 11,3 lần so với quy chuẩn về nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT. 2.3.5. E.Coli Qua số liệu bảng 1.1, ta thấy chỉ tiêu E.Coli không đạt quy chuẩn; vượt 4.500 MPN/100ml so với quy chuẩn về nước sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT và quy chuẩn về nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT. 2.3.6. Tổng Coliform Từ số liệu bảng 1.1, ta thấy chỉ tiêu tổng Coliform vượt cả hai quy chuẩn; gấp 132 lần so với quy chuẩn về nước sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT và vượt 6.600 MNP/100ml so với quy chuẩn về nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT. 2.3.7. Kết luận - Chất lượng nước sông Đồng Nai ngày càng thay đổi theo chiều hướng xấu. Ô nhiễm hàm lượng chất hữu cơ tăng nhanh (hàm lượng BOD, COD), ô nhiễm do các chất dinh dưỡng (hợp chất Nitơ, Photpho), ô nhiễm do dầu mỡ… Cùng với nền nông nghiệp Việt Nam đang phát triển mạnh nên việc tiêu dùng thuốc trừ sâu, diệt cỏ, nấm bệnh và phân bón ngày càng được sử dụng nhiều hơn. Những chất độc hại này rất khó phân hủy, bền với thời gian và ít biến đổi tính chất… khiến cho việc xử lí chúng rất khó. Ngoài ra, nước sông còn bị ô nhiễm do chăn nuôi (nước vệ sinh chuồng trại, tắm rửa gia súc..), ô nhiễm do chất thải từ sự cố giao thông vận tải thủy, các bến cảng hay dầu cặn từ các khu kho cảng… Và nhất là việc vứt bỏ rác bừa bãi xuống sông và các kênh rạch. - Dựa vào số liệu chất lượng nước sông đã tổng hợp được, kết hợp các kiến thức đã học và các tài liệu tham khảo từ đó lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp phù hợp cho tình hình hiện nay và tương lai. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 8 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng CHƯƠNG 3. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 3.1. TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Sau đây là một số sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước mặt đạt tiêu chuẩn nước sinh hoạt, ăn uống được sử dụng phổ biến ở Việt Nam hiện nay: 3.1.1. - Sơ đồ công nghệ xử lý nước truyền thống Dùng để xử lý nguồn nước có chỉ tiêu chất lượng nước đạt loại B hay tốt hơn. Nguồn nước mặt đầu vào Phèn Trộn Bể phản ứng Lắng Xả cặn Lọc Clo Tiếp xúc khử trùng Cung cấp Lắng nước rửa lọc Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ truyền thống [4] - Nguồn nước mặt được dẫn vào bể trộn để tiến hành trộn với phèn. Sau đó, nước được dẫn qua bể phản ứng để tiến hành quá trình keo tụ tạo bông. Tại bể lắng, các bông cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ - tạo bông sẽ lắng xuống và được loại bỏ khỏi nước. Tiếp theo, nước sẽ chảy qua bể lọc, bể lọc có tác dụng giữ lại các hạt cặn nhỏ không lắng được. Sau khi qua bể lọc, nước sẽ vào bể khử trùng để thực hiện quá trình clo hóa rồi cấp cho người sử dụng. - Phần nước rửa lọc được lắng tại một bể riêng, rồi được dẫn lên bể phản ứng để thực hiện lại quá trình xử lý. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 9 Đồ án xử lý nước cấp 3.1.2. GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Quy trình công nghệ xử lý nước tại nhà máy nước Tân Hiệp Sông Sài Gòn Trạm bơm nước thô Hòa Phú Châm vôi Châm clo Công trình thu nước sông Hầm chắn rác Nhà bơm nước thô Bể phân chia lưu lượng Châm vôi Châm PAC Bể trộn Xả bùn Bể lắng trong Nhà máy xử lý nước Tân Hiệp Nước rửa lọc Bể lọc nhanh Châm flo Hầm chứa nước sau lọc Châm clo Bể chứa nước sạch Hồ chứa nước thải Hệ thống phân phối Trạm bơm nước sạch Hình 3.2. Sơ đồ công nghệ xử lý nước tại nhà máy nước Tân Hiệp [4] Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 10 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng - Tại trạm bơm nước thô Hòa Phú: Nguồn nước sông Sài Gòn được cho qua song chắn rác để loại bỏ những vật nổi có kích thước lớn và lưới chắn rác để loại bỏ những vật nổi có kích thước nhỏ hơn. Tại đây, nước được châm thêm clo để khử bớt rong rêu và một số loại vi khuẩn. - Tại nhà máy xử lý nước Tân Hiệp: 3.2. • Nước được bơm vào bể phân chia lưu lượng thông qua trạm bơm cấp 1. Sau đó, nước sẽ chảy vào bể trộn, được châm thêm PAC và vôi để thực hiện quá trình keo tụ - tạo bông. Tiếp theo, các bông cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ - tạo bông sẽ lắng xuống nhờ tác dụng của trọng lực và được loại bỏ khỏi nước. • Sau đó, nước sẽ chảy qua bể lọc. Tại bể loc, các cặn lơ lửng không lắng được sẽ bị giữ lại. Cuối cùng, nước sẽ được khử trùng tại bể chứa nước sạch rồi được phân phối tới người sử dụng nhờ trạm bơm cấp 2. LỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC CẤP [5] 3.2.1. Lý thuyết lọc - Lọc nước là quá trình xử lí tiếp theo quá trình lắng, nó có nhiệm vụ giữ lại các hạt cặn nhỏ hơn trong nước không lắng được ở bể lắng, do đó làm trong nước một cách triệt để hơn, với mức độ cao hơn và làm giảm đáng kể lượng vi trùng trong nước. - Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc: • Kích thước hạt lọc và sự phân bố cỡ hạt trong các lớp vật liệu lọc. • Kích thước, hình dạng, trọng lượng riêng, nồng độ và khả năng kết dính của cặn bẩn lơ lửng trong nước. • Tốc độ lọc, chiều cao, thành phần của lớp vật liệu lọc và tổn thất áp lực của quá trình lọc. • Nhiệt độ và độ nhớt của nước. - Các loại vật liệu lọc thường sử dụng: Cát thạch anh, than, sỏi, xỉ, thủy tinh…Trong đó, cát được sử dụng rộng rãi nhất do giá thành rẻ, lại có sẵn và hiệu suất khá cao. - Yêu cầu chung đối với vật liệu lọc: - • Tính năng hóa học ổn định. • Độ bền cơ tốt, không bị nát vụn. • Cỡ hạt thích hợp, rẻ tiền. Về cơ bản, có thể phân bể lọc thành 2 loại: lọc nhanh, lọc chậm. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 11 Đồ án xử lý nước cấp 3.2.2. GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Quá trình lọc chậm Hình 3.3. Quá trình lọc chậm - Áp dụng khi nguồn nước có chất lượng loại A, độ đục nhỏ hơn hoặc bằng 30 mg/l tương đương với 15 NTU, hàm lượng rong, rêu, tảo và độ màu thấp. - Cơ chế: Ngăn giữ cơ học và phân hủy sinh học. - Ưu điểm: Chất lượng nước lọc cao; không đòi hỏi nhiều máy móc, thiết bị phức tạp; công trình đơn giản, tốn ít ống và thiết bị thi công dễ; quản lý và vận hành đơn giản. - Nhược điểm: Diện tích lớn; giá thành xây dựng cao; chiếm nhiều đất do vận tốc lọc nhỏ; khó cơ khí hóa và tự động hóa quá trình rửa lọc. Clo Nước mặt Bể lọc chậm Bể tiếp xúc khử trùng Cấp cho người tiêu thụ Hình 3.4. Sơ đồ xử lý nước bằng bể lọc chậm - Nước mặt được đưa vào bể lọc chậm, qua bể tiếp xúc để khử trùng rồi cấp cho người sử dụng. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 12 Đồ án xử lý nước cấp 3.2.3. GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Quá trình lọc nhanh Hình 3.5. Quá trình lọc nhanh - Áp dụng nguồn nước có chất lượng loại A theo tiêu chuẩn nước cấp, nước có độ đục nhỏ hơn hoặc bằng 10 NTU, tương đương 20 mg/l. - Cơ chế: Ngăn giữ cơ giới và hấp thụ bề mặt. - Ưu điểm: Tốc độ lọc lớn gấp vài chục lần so với bể lọc chậm; diện tích xây dựng nhỏ; quá trình rửa lọc được cơ giới hóa. - Nhược điểm: tốn ống và thiết bị; tăng chi phí vận hành. Phèn Nước mặt Bể chứa Đưa vào bể chứa/xả ra Bể lọc nhanh Clo Bể tiếp xúc khử trùng Cấp cho người tiêu thụ Lắng nước rửa lọc Hình 3.6. Sơ đồ xử lý nước bằng bể lọc nhanh - Nước được đưa vào bể chứa để tiến hành quá trình keo tụ - tạo bông bằng phèn. Sau đó, phần nước trong sẽ qua bể lọc nhanh. Tại bể khử trùng, nước được bổ sung clo để khử khuẩn rồi cấp cho người sử dụng. Phần nước rửa lọc được đưa vào lại bể chứa hoặc xả thẳng ra ngoài. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 13 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Bảng 3.1. So sánh các thông số kỹ thuật của hai quá trình lọc STT Thông số kỹ thuật Lọc cát chậm Lọc cát nhanh 1 – 10.000 Max: 100 1 Bề mặt bể lọc (m2) 2 Chiều sâu cột nước trên bề mặt (m) 0,8 – 1,8 1–3 3 Chiều cao lớp vật liệu lọc (m) 0,6 – 1,0 0,5 – 2,5 4 Đường kính hạt (mm) 0,1 – 0,5 0,5 – 5,0 5 Hệ số đồng đều 2,0 – 5,0 1,5 6 Trở lực lọc (m cột nước) 1,0 – 2,0 3,0 7 Vận tốc lọc (m/h) 0,05 – 0,5 3,0 – 20,0 8 Thời gian lọc 1 đến 6 tháng 1 đến 3 ngày 9 Cách rửa lọc Bỏ lớp trên Dòng rửa lọc 10 Lượng nước rửa (theo nước thu được sau lọc) 0,2% – 0,6% 1% – 6% Chi phí lọc 11 12 13 - Xây dựng Cao hơn Thấp hơn - Vận hành Thấp hơn Cao hơn Ưu điểm Chất lượng nước lọc cao; không đòi hỏi nhiều máy móc, thiết bị phức tạp; công trình đơn giản, tốn ít ống và thiết bị thi công dễ; quản lý và vận hành đơn giản. Tốc độ lọc lớn gấp vài chục lần so với bể lọc chậm; diện tích xây dựng nhỏ; quá trình rửa lọc được cơ giới hóa. Nhược điểm Diện tích lớn; giá thành xây dựng Tốn ống và thiết bị; cao; chiếm nhiều đất do vận tốc lọc tăng chi phí vận hành. nhỏ; khó cơ khí hóa và tự động hóa quá trình rửa lọc. (Nguồn: Giáo trình Xử lý nước cấp, Đặng Viết Hùng, 2011) Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 14 Đồ án xử lý nước cấp 3.3. GVHD: TS. Võ Thanh Hằng ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC SÔNG ĐỒNG NAI Dựa vào tính chất của nước đầu vào và các yêu cầu của nước đầu ra ở bảng 1.1, ta thấy các chỉ tiêu cần phải quan tâm và được xử lý bao gồm: độ đục, độ màu, Pecmanganat, sắt, E.Coli và Tổng Coliform. Từ đó, đề xuất quy trình công nghệ xử lý như sau: 3.3.1. Sơ đồ quy trình Nguồn nước mặt đầu vào Công trình thu (Song chắn rác, ngăn lắng cát, trạm bơm cấp 1…) (1) Vôi Đầu dò pH PAC Clo hóa sơ bộ Bể trộn cơ khí (2) Sân phơi bùn ùn Bể nén bùn (8) Bể keo tụ - tạo bông (3) Xả bùn Bể lắng ngang (4) Bể lọc nhanh (5) Tuần hoàn Clo, NH3 Bể chứa nước sạch (6) Trạm bơm cấp 2 (7) Rửa lọc Mạng lưới cấp nước Hình 3.7. Sơ đồ công nghệ xử lý nước sông Đồng Nai Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 15 Tưới cây xanh trong nhà máy Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng 3.3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ [6] (1) Công trình thu Nguồn nước mặt trước khi vào ngăn lắng cát và ngăn thu được qua song chắn rác để loại trừ các vật nổi có kích thước lớn và qua lưới chắn rác để loại trừ vật nổi có kích thước nhỏ hơn có thể gây tổn hại cho bơm và các công trình xử lý phía sau. Hình 3.8. Cửa thu nước Hình 3.9. Bơm trục đứng (2) Bể trộn cơ khí - Nước từ trạm bơm cấp 1 sẽ được dẫn vào bể trộn có tiết diện vuông. Tại đây nước được clo hóa sơ bộ ở dạng tự do, quá trình cho clo vào nước để oxy hóa phá hủy các hợp chất hữu cơ để khử màu và ngăn chặn sự phát triển của rong rêu trong các bể phản ứng, bể lắng, bể lọc, đường ống dẫn nước. - Nước đi từ dưới lên sẽ trộn đều với dung dịch PAC, vôi sữa, tại đây sẽ diễn ra quá trình keo tụ tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính các chất lơ lửng trong nước tạo thành bông cặn có kích thước lớn. Hình 3.10. Bể trộn cơ khí Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 16 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng (3) Bể keo tụ - tạo bông Tại bể này, nước chảy theo kiểu zizac tạo sự thay đổi về tốc độ và tạo ra hiệu quả khuấy trộn với các cường độ chậm dần. Các hạt cặn chuyển động lệch nhau nên dễ va chạm và kết dính với nhau tạo thành bông cặn. Sau thời gian lưu là 30 phút, nước sau quá trình tạo bông sẽ gom về một mương và mương này cũng có tác dụng phân phối nước đến bể lắng ngang. Hình 3.11. Các máy trộn trong bể kết bông (4) Bể lắng ngang Tại bể lắng ngang, các hạt bông cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ - tạo bông sẽ được lắng xuống theo tác dụng của trọng lực và loại bỏ ra khỏi nƣớc. Trong bể lắng ngang có đặt hệ thống cào cặn tự động và cặn được xả ra ngoài bằng ống xả cặn rồi gom về bể nén bùn. Hình 3.12. Nước đầu ra từ bể lắng (5) Bể lọc nhanh Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 17 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Nước từ bể lắng tự chảy đến bể lọc bằng ống dẫn và phân phối vào mỗi bể lọc bằng các máng phân phối để nước được phân phối đều. Bể lọc có nhiệm vụ giữ lại các hạt cặn nhỏ và vi khuẩn mà bể lắng không có khả năng giữ và loại bỏ các chất hữu cơ ra khỏi nước. Vật liệu lọc được dùng là cát thạch anh 1 lớp, có đường kính hạt từ 0,5 đến 1,25 mm và một lớp sỏi đỡ. Nước sau khi qua lớp vật liệu lọc, lớp sỏi đỡ được thu vào hệ thống xiphông. Hệ thống này có tác dụng điều chỉnh tốc độ lọc. Nước sau đó tràn vào bồn chứa dưới xiphông và được đưa đến bể chứa. Hình 3.13. Bể lọc nhanh (6) Bể chứa Tại bể chứa, nước được khử trùng. Hóa chất khử trùng là cloramine, được tạo ra từ sự kết hợp của clo với amonia được châm thêm vào trong nước. Khử trùng bằng clo với ưu điểm là ổn định chlorine dư trong mạng lưới phân phối và rất hiệu quả trong vệc kiểm soát sự tái phát triển của vi khuẩn. (7) Trạm bơm cấp 2 Sau đó nước được bơm vào hệ thống phân phối. Trạm bơm cấp 2 sẽ bơm nước từ bể chứa vào mạng lưới phân phối nước của các xã, thị trấn để phân phối nước đến hộ gia đình. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 18 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Hình 3.14. Hình tổng quát trạm bơm cấp 2 (8) Hệ thống rửa lọc và xử lý bùn Ta sử dụng chế độ rửa bể lọc bằng nước. Nước rửa lọc được tuần hoàn lại vào bể lắng ngang. Bùn cặn từ bể lắng sẽ dẫn đến bể nén bùn rồi đem phơi, bùn sau ép sẽ được thu gom và đem đi chôn lấp hợp vệ sinh. Hình 3.15. Hầm kênh xả bùn Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 19 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ [7] [8] Dựa vào quy trình công nghệ đề xuất ở chương 3 và tính chất nguồn nước đầu vào, chất lượng nước đầu ra được thể hiện trong bảng 1.1, ta tính toán các công trình đơn vị. Các công trình đơn vị được tính toán trong chương này bao gồm: Công trình thu, bể trộn cơ khí, bể keo tụ - tạo bông, bể lắng ngang, bể lọc nhanh, bể chứa … 4.1. CÔNG TRÌNH THU - Công trình thu (bằng bê tông) được xây dựng bên sông Đồng Nai để có thể thu nước thô từ song Đồng Nai trong mọi điều kiện lưu lượng nước với công suất 20.000 m3/ngày.đêm tương ứng với 0,2315 m3/s. Công trình thu đặt ở lòng sông, trạm bơm đặt trên bờ. Thiết kế 1 ống tự chảy, đường kính ống là 1.000 mm, làm bằng bê tông cốt thép. - Công trình thu bao gồm: Họng thu nước, ngăn lắng cát (ngăn thu) và trạm bơm. 4.1.1. Họng thu nước - Đầu họng thu đặt song chắn để loại trừ vật nổi kích thước lớn. Thanh song chắn có tiết diện hình tròn, đường kính 10 mm, khoảng cách giữa hai thanh chắn 50 mm. Khung thép hàn có thể lắp dễ dàng để làm sạch và thay thế khi cần thiết. - Diện tích song chắn xác định theo công thức: F1 = K1 Q (m2) v (1) Trong đó: • Q: Lưu lượng cần thu, Q = 0,2315 m3/s; • v: Tốc độ nước chảy qua cửa thu, v < 0,6 m/s, chọn v = 0,5 m/s để tránh hiện tượng kéo rác vào ống; • K1: Hệ số thu hẹp diện tích cho các dây làm lưới choán chỗ và rác bám, K 1 = 1,5 – 1,6; chọn K1 = 1,5. Từ công thức (1) ta có: F1 = 1,5 × 0, 2315 = 0,69 (m2) 0,5 Vậy chọn kích thước của song chắn là 0,8 x 0,8 m. - Phía ngoài cửa thu đặt phao nổi để chắn rác nổi như lục bình, các hộp xốp… Phao nổi được đặt trước song chắn rác. - Khoảng cách giữa các thanh chắn là 50 mm để ngăn xác súc vật và những rác có kích thước lớn. - Mép dưới cửa thu nước đặt cao hơn đáy song 0,5 m. Mép trên cửa thu đặt ngập 0,3 m. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 20 Đồ án xử lý nước cấp 4.1.2. GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Ngăn lắng cát (ngăn thu)  Ống dẫn nước vào ngăn thu: - Vận tốc nước chảy trong ống dẫn là V = 0,7 – 1,5 m/s, chọn V = 1,2 m/s. - Chọn chiều dài ống L = 70 m. - Đường kính ống dẫn được xác định theo công thức: D= 4×Q 4 × 0, 2315 = = 0, 4965m π ×V π × 1, 2 Chọn D = 0,5 m.  Ngăn lắng cát (ngăn thu): - Ngăn lắng cát có cấu tạo như một mương lắng hình chữ nhật, có vai trò giữ lại các hạt cát có kích thước d = 0,4 mm. - Chọn vận tốc chảy ngang của dòng là 0,3 m/s. Bảng 4.1. Tốc độ lắng của các hạt cát trong dòng chảy Đường kính hạt (cm) Vận tốc lắng tĩnh của hạt Uo (cm/s) 0,005 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,1 0,2 0,3 0,5 1,0 0,2 0,7 2,3 4,0 5,6 7,2 15 27 35 47 74 Vận tốc lắng của hạt Uo (cm/s) khi vận tốc dòng chảy ngang vng = 30 cm/s 0 0 1,6 3,0 4,5 6,0 13 25 33 45 65 Vận tốc chảy ngang tới hạn (cm/s) 15 20 27 32 3,8 42 60 83 100 130 190 Vận tốc lắng của hạt Uo (cm/s) khi vận tốc dòng chảy ngang tới hạn 0 0,5 1,7 3,0 4,0 5,0 11 21 26 33 (Nguồn: Bảng 2-1/Tính toán các công trình xử lý và phân phối nước cấp – Trịnh Xuân Lai) - Tra bảng 4.1, ứng với vận tốc dòng chảy ngang vng = 0,3 m/s vận tốc lắng của hạt cát có đường kính d = 0,4 mm là Uo = 4,5 cm/s = 0,045 m/s. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 21 - Đồ án xử lý nước cấp - GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Diện tích bề mặt cần thiết của ngăn lắng cát xác định theo công thức: F = L× B = - Q 0, 2315 = = 5,14m 2 Uo 0, 045 Diện tích mặt cắt ngang của ngăn lắng cát được xác định theo công thức: F1 = H × B = Q 0, 2315 = = 0, 77 m 2 vng 0,3 Chọn chiều rộng ngăn lắng cát: B = 1 m, ta có: - Chiều dài ngăn lắng cát: L= F 5,14 = = 5,14m. B 1 Chọn L = 5,2 m. - Chiều sâu của ngăn lắng cát: H= F1 0, 77 = = 0, 77 m . B 1 Chọn H = 0,8 m. - Vậy ngăn lắng cát có kích thước : L × B × H = 5, 2 ×1× 0,8m - Lưới chắn đặt cuối ngăn lắng cát vào buồng thu có mắt lưới 5 x 5 mm, đường kính d = 1,5 mm. 4.1.3. Tính toán trạm bơm nước thô: - Trạm bơm nước thô được xây dựng trên bờ, trạm bơm được xây dựng theo kiểu nửa nổi nửa chìm. - Trạm bơm có kích thước: B x L x H = 2 m x 2,5 m x 4 m. - Công suất trạm bơm: N= γ ×Q× H 102η (2) Trong đó: • Q: Công suất, Q = 0,2315 m3/s; • H: Áp lực của bơm, chọn H = 45 m; • γ : Khối lượng thể tích của nước, γ = 1000kg / m3 ; • η : Hiệu suất bơm, lấy η = 80% . Từ công thức (2) ta có: Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 22 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng N= - 4.2. 1000 × 0, 2315 × 40 = 113, 4804kW 102 × 0,8 Trạm bơm được lắp đặt gồm 3 bơm (2 bơm công tác, 1 bơm dự phòng) công suất mỗi bơm 150 Hp. Thời gian làm việc mỗi bơm là 8 giờ, chạy luân phiên 2 bơm. BỂ TRỘN CƠ KHÍ 4.2.1. Hóa chất - Ta dùng chất keo tụ là PAC (Poly Aluminium Chloride) là loại phèn nhôm tồn tại ở dạng cao phân tử (polyme). Công thức phân tử là [Al2(OH)nCl6-n]m. - Hiện nay PAC được sản xuất lượng lớn và sử dụng rộng rãi ở các nước tiên tiến để thay thế cho phèn nhôm sunfat trong xử lý nước thải và nước cho sinh hoạt. Điển hình là nhà máy nước cấp Thủ Đức với công suất 750.000 m 3/ngày cũng đang dùng PAC thay cho phèn nhôm khô. - Có 2 loại PAC: - • PAC rắn: dạng rắn, bột màu trắng ngà ánh vàng, hòa tan trong nước. Người sử dụng chỉ cần pha PAC bột thành dung dịch 10% hoặc 20% bằng nước trong. Ở điều kiện bảo quản thong thường (bao kín, để nơi khô ráo, nhiệt độ phòng) có thể giữ lâu dài. • PAC dạng lỏng: có màu nâu vàng, có thể đựng trong chai hoặc can nhựa để bảo quản lâu dài. Liều lượng PAC sử dụng cho 1 m3 nước sông, ao, hồ là: • 1 – 4 g PAC đối với nước đục thấp (50-400 mg/l). • 5 – 6 g PAC đối với nước đục trung bình (500 – 700 mg/l). • 7 – 10 g PAC đối với nước đục cao (800 – 1200 mg/l). - Liều lượng chính xác được xác định bằng thử nghiệm trực tiếp đối với nguồn cần xử lý. Sau khi lắng trong, nếu dùng để uống cần đun sôi hoặc cho nước khử trùng theo liều lượng hướng dẫn. - Ta chọn sử dụng PAC dạng lỏng vì có nhiều ưu điểm hơn phèn nhôm khô: • Không phải pha chế, tốn thời gian và chi phí công nhân. • Dễ quản lí chất lượng và nồng độ sử dụng. • Hiệu quả lắng cao hơn 4 – 5 lần, thời gian keo tụ nhanh. Tăng độ trong của nước, kéo dài chu kỳ lọc, tăng chất lượng nước sau khi lọc. • Ít làm biến động độ pH của nước nên có thể không cần bổ sung vôi như khi sử dụng phèn nhôm khô. • Không cần hoặc dùng rất ít chất trợ lắng, không cần thiết các thiết bị và thao tác phức tạp. • Có khả năng loại bỏ các chất hưu cơ tan và không tan cùng kim loại nặng tốt hơn phèn sunfat. • Giảm thể tích bùn khi xử lý. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 23 Đồ án xử lý nước cấp • • • - GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Liều lượng sử dụng thấp, bông cặn to, dễ lắng. Ít ăn mòn thiết bị. Khoảng hoạt động pH rộng (pH = 5 – 8,5). Do đó ở pH này các ion kim loại nặng bị kết tủa và chìm xuống đáy hoặc bám vào các hạt keo tạo thành. Hướng dẫn sử dụng khi dùng PAC: • Pha chế dung dịch 5% - 10% châm vào nước cần xử lý. • Liều lượng xử lý nước mặt: 1 – 10 g/m3 PAC tùy theo độ đục của nước thô. • Liều lượng xử lý nước thải (nhà máy giấy, dệt, nhuộm…) từ 20 – 200 g/m 3 PAC tùy theo hàm lượng chất lơ lửng và tính chất của nước thải. • Hàm lượng PAC chuẩn được xác định thực tế đối với mỗi loại nước cần xử lý. Lưu ý: PAC có hiệu quả rất mạnh ở liều lượng thấp, nên việc cho quá nhiều PAC sẽ làm hạt keo tan ra. 4.2.2. Tính toán  Tính toán lượng PAC: - Nguồn nước có hàm lượng cặn lơ lửng là 189,74 mg/l nên ta chọn 1,5 g PAC sử dụng cho 1 m3 nước sông. Lượng PAC dùng trong 1 ngày: 20.000 m3/ngày x 1,5 g/m3 = 30.000 g/ngày = 30 kg/ngày - Dạng PAC lỏng ngoài thị trường có nồng độ là 10% PAC, ta cần pha loãng ra dùng cho xử lý nguồn nước với nồng độ là 5% PAC. - Thể tích bể tiêu thụ dung dịch PAC tính theo công thức (TCVN 33-2006): Wh = Q×n× p ( m3 ) 10.000bh × γ (3) Trong đó: • Q: Lưu lượng nước xử lý (m3/h), Q = 833,3333 m3/h; • n: thời gian giữa hai lần hòa trộn, lấy n = 12 h (do Q= 20.000 m3/ngày); • p: Liều lượng PAC dự tính cho vào nước (g/m3), p = 1,5 g/m3; • bh: Nồng độ dung dịch PAC trong bể tiêu thụ (%), Chọn bh = 5%; • γ: Khối lượng riêng của dung dịch, γ = 1 T/m3. Từ công thức (3) ta được: Wh = 833,3333 × 12 ×1,5 = 0,3m3 10.000 × 5 ×1 - Chọn chiều cao an toàn cho bề hòa trộn là 0,5 m. (Theo tiêu chuẩn chọn chiều cao an toàn nằm trong khoảng 0,3 – 0,5 m). - Chọn kích thước bể là 0,5 m x 0,5 m x (0,7 + 0,5) m, Wh = 0,3 m3.  Thiết bị khuấy trộn: Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 24 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng - Bể được khuấy trộn bằng máy trộn cánh quạt, dung tích bể khuấy trộn được tính ở trên là Wh = 0,3 m3. - Chọn số vòng quay của cánh quạt là 60 vòng/phút. - Chiều dài cánh quạt: lcq = 0, 45 × b = 0, 45 × 0,5 = 0, 225m Vậy chiều dài toàn phần của cánh quạt: 0,225 x 2 = 0,45m. - Diện tích mỗi cánh quạt thiết kế là 0,15 m2 cánh quạt/1 m3 PAC trong bể. f cq = 0,15 × Wh = 0,15 × 0,3 = 0, 045m 2 - Chiều rộng cánh quạt: 1 f 0, 045 bcq = × cq = = 0,1m 2 lcq 2 × 0, 225 - Năng lượng khuấy trộn cần thiết: P = k × ρ × n3 × Dkh5 (W) Trong đó: • • k: Hệ số sức cản của nước, phụ thuộc kiểu cánh khuấy, k = 1,08 đối với cánh khuấy kiểu phẳng hai cánh; ρ : Khối lượng riêng của dung dịch, ρ = 1000 kg/m3; • n: Số vòng quay trong 1 giây, n = 1 vòng/s; • Dkh: Đường kính cánh khuấy, Dkh = 0,45 m. ⇒ P = 1, 08 × 1.000 ×13 × 0, 455 = 20W  Tính toán bể trộn và thiết bị khuấy trộn: a) Chức năng Trong bể trộn lượng hóa chất được cho vào thường chiếm một tỷ lệ rất nhỏ so với lượng nước xử lý. Vì vậy cần phải khuấy trộn để phân phối nhanh và đều các hóa chất ngay khi chúng được cho vào nước. Nhằm đạt được hiệu quả xử lý cao nhất. b) Tính toán • Chọn bể trộn tròn đường kính D, với Q = 20.000 m3/ngày.đêm = 0,2315 m3/s. • Nhiệt độ t = 30oC. • Chọn gradien vận tốc G = 800 s-1. • Thời gian lưu: T = 20 s. • Tỷ lệ giữ chiều cao và chiều rộng: H:D = 2:1. • Thể tích bể trộn V = T x Q = 20 x 0,2315 = 4,63 m3. Ta có: Hoàng Thị Thiện – 91103358 1,4 m 2,8 m Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 25 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng  π D2 3 V = H × 4 = 4, 63m  H 2  =  D 1  H = 2,8m ⇒  D = 1, 4m - Dùng máy khuấy tuabin bốn cánh nghiêng góc 45 o hướng lên trên để đưa nước từ dưới lên. Đường kính cánh khuấy Dkh = 0,7 m (Dkh = D/2). Trong bể đạt bốn tấm ngăn chuyển động xoáy của nước, chiều cao tấm chắn hch = 2,8 m, rộng 0,14 m (= 1/10 D). - Máy khuấy đặt cách đáy một khoảng h = Dkh =0,7 m. - Chiều rộng cánh khuấy bằng 1/5 × Dkh = 0,14 m. - Chiều dài cánh khuấy bằng 1/4 × Dkh = 0,18 m. - Năng lượng cần thiết để cánh khuấy chuyển động được trong nước của mỗi bể: P = µ ×V × G 2 (4) Trong đó: • G: Gradient vận tốc (s-1); • µ : Độ nhớt động lực của nước (N.s/m2), ở 30oC nên µ = 0,8.10−3 N.s/m2; • V: Thể tích một bể trộn (m3). Từ (4) ta có: P = 0,8 ×10−3 × 4, 63 × 8002 = 2370,56 J / s = 2370,56W - Tốc độ quay của cánh khuấy: n= 3 P K × ρ × Dkh5 (5) Trong đó: • P: Năng lượng cần thiết, P = 2370,56 W; • K: Hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy, lấy theo số liệu của Rushton, tuabin bốn cánh nghiêng góc 45o , K = 1,08; • ρ : Khối lượng riêng của nước, ρ = 1000kg / m3 ; • Dkh : Đường kính cánh khuấy, Dkh = 0,7 m. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 26 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Từ (5) ta có: n= - 3 2370,56 = 2,35 vòng/s = 140 vòng/phút. 1, 08 ×1000 × (0, 7)5 Kiểm tra hệ số Reynold: NR = Dkh2 × n × ρ 0, 7 2 × 2 ×1000 = = 1.225.000 ? 10.000 µ 0,8 ×10−3 ⇒ Đạt chế độ chảy rối. - Hiệu suất động cơ η = 0,8, công suất động cơ: N= P 2,37 = = 2,96kW η 0,8 ⇒ Ta chọn động cơ 4 Hp. 4.3. BỂ KEO TỤ TẠO BÔNG Giả sử nồng độ cặn lơ lửng không thay đổi khi qua bể trộn và bể keo tụ tạo bông (tức là không lắng). 4.3.1. - Chức năng Nước cần xử lý và PAC sau khi đã được hòa trộn trong bể hòa trộn sẽ được đưa sang bể phản ứng (bể keo tụ tạo bông). Bể có chức năng hoàn thành quá trình keo tụ, tạo điều kiện cho quá trình tiếp xúc và kết dính giữ các hạt keo và cặn bẩn trong nước để tạo nên những bông cặn để được giữ lại trong bể lắng. 4.3.2. Tính toán - Lưu lượng Q = 20.000 m3/ngày.đêm = 0,2315 m3/s. - Chọn thời gian lưu nước trong bể là t = 20 phút (quy phạm 10-30 phút). - Dung tích bể keo tụ tạo bông: V = Q × t × 60 = 0, 2315 × 20 × 60 = 277,8m3 - Xây dựng 2 bể phản ứng với kích thước chiều rộng và cao là: 3,6 m x 3,6 m. ⇒ Tiết diện ngang của một ngăn: f = 3,6 x 3,6 = 12,96 m2 - Chiều dài bể: 3,6 m L= 3,6 m V 277,8 = = 10, 7 m n × f 2 ×12,96 10,7 m - Theo chiều dài bể, chia bể làm 3 buồng bằng vách ngăn hướng dòng nước theo phương thẳng đứng. - Chiều dài mỗi buồng: l = L 10, 7 = = 3, 6m 3 3 Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 27 Đồ án xử lý nước cấp - GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Tổng diện tích bản cánh lấy bằng 15% diện tích mặt cắt ngang bể (quy phạm 15 – 20%). ⇒ fc = f × 15 15 = 12,96 × = 1,944m 2 100 100 1,944 = 0, 486m 2 . 4 - Diện tích một bản cánh là: - Chọn chiều dài cánh 3m. - Chiều rộng bản cánh là: - Chọn tốc độ quay của guồng khuấy: ở buồng đầu vk = 5 vòng/phút, buồng giữa vk = 4 vòng/phút, buồng cuối vk = 3 vòng/phút. 4.4. 0, 486 = 0,162m 3 BỂ LẮNG NGANG Nồng độ cặn đầu vào là 189,74 mg/l. 4.4.1. Chức năng Bể lắng ngang có nhiệm vụ làm sạch sơ bộ nguồn nước trước khi đưa nước vào bể lọc để hoàn thành quá trình làm trong nước. Tại đây cặn bẩn được lắng xuống đáy gần như hoàn toàn trước khi nước đi qua bể lọc. 4.4.2. Tính toán  Bể lắng Lưu lượng nước đưa vào bể: Q = 20.000 m 3/ngày.đêm = 833,33 m3/h = 0,2315 m3/s. Bảng 4.2. Tốc độ rơi của cặn Đặc điểm nguồn nước và phương pháp xử lý Tốc độ rơi của cặn uo (mm/s) 1) Xử lý nước có dung phèn: - Nước đục ít (hàm lượng cặn < 50 mg/l) 0,35 – 0,45 - Nước đục vừa (hàm lượng cặn 50 – 250 mg/l) 0,45 – 0,5 - Nước đục (hàm lượng cặn 250 – 2500 mg/l) 0,5 – 0,6 2) Xử lý nước không dung phèn, nước đục 0,12 – 0,15 (Nguồn: Bảng 3-2 – trang 77 – Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung) Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 28 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Bảng 4.3. Trị số K và α phụ thuộc vào tỉ số L/Ho L/H 10 15 20 25 K 7,5 10 12 13,5 α 1,33 1,5 1,67 1,82 (Nguồn: Bảng 3-1 – Trang 76 – Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung) - Theo bảng 4.2.1, hàm lượng cặn của nguồn là 180 mg/l nên chọn uo = 0,5 mm/s. - Chọn tỉ lệ L/Ho = 15, theo bảng 4.2.2 ta có K = 10, α = 1,5. - Vận tốc trung bình của dòng nước trong bể tính theo công thức (3-21)/trang 76/Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung: vtb = K × uo = 10 × 0,5 = 5mm / s - Diện tích mặt bằng bể tính theo công thức: F =α × Q 833,333 = 1,5 × = 694, 44m 2 3, 6 × uo 3, 6 × 0,5 Chọn số bể N = 3 bể. - Chọn chiều cao vùng lắng Ho = 2,5 m (Quy phạm 2,5 – 3,5 m). - Diện tích mỗi bể: f = - Chiều rộng mỗi bể tính như sau: B= - F = 231, 48m 2 . 3 Q 833,33 = = 6, 2m , lấy B = 6 m. 3, 6 × vtb × H 0 × N 3, 6 × 5 × 2,5 × 3 Chiều dài của mỗi bể: L= f 231, 48 = = 38,58m , lấy L = 39 m. B 6 Vậy thiết kế 3 bể lắng, kích thước mỗi bể là: L x B x H = 39 m x 6 m x 2,5 m 6m 2,5 m 39 m Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 29 Đồ án xử lý nước cấp - GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Thời gian lưu nước: T= H × f 2,5 × 231, 48 = = 0, 7 giờ. Q 833,333  Thiết kế vùng phân phối nước vào - Nước từ bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng chuyển sang bể lắng cần được phân phối đều trên toàn bộ diện tích bể lắng để tránh gây ra hiện tượng ngắn dòng và tránh tạo ra các xoáy nhỏ làm cho dòng chảy trong vùng lắng không ổn định. - Ta đặt các vách ngăn có đục lỗ ở đầu mỗi bể cách tường 1,5 m (Quy phạm là 1 – 2 m). Hàng lỗ cuối cùng nằm cao hơn mức cặn tính toán là 0,3 m (Quy phạm là 0,3 – 0,5 m kể từ mặt trên của vùng chứa cặn). - Vận tốc nước qua lỗ vách ngăn lấy bằng 0,5 m/s (TCVN 33:2006). - Diện tích công tác của vách ngăn phân phối nước vào bể: Fn = B × ( H o − 0,5) = 6 × (2,5 − 0,5) = 12 m 2 - Lưu lượng nước tính toán qua mỗi bể là: qn = - 0, 2315 = 0, 077m3 / s 3 Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn phân phối nước vào là: ∑ f lo1 = - qn 0, 077 = = 0,154m 2 vlo 0,5 Lấy đường kính lỗ ở vách ngăn phân phối là d 1 = 0,06 m (Quy phạm d = 0,05 – 0,15 m). - π d 2 π × 0, 062 Diện tích của một lỗ: f lo1 = = = 0, 00283m 2 4 4 - Tổng số lỗ ở vách ngăn phân phối nước: n1 = ∑ f lo1 f lo1 = 0,154 = 54,5 lỗ 0, 00283 Chọn n1 = 60 lỗ. - Bố trí: ta bố trí 12 hàng dọc và 5 hàng ngang, với tổng số lỗ đục là 12 x 5 = 60 lỗ. • Khoảng cách giũa các trục lỗ theo hàng dọc là: (2,5 – 0,5) : 5 = 0,4 m. • Khoảng cách giữa các trục lỗ theo hàng ngang là: 6 : 12 = 0,5 m.  Thiết kế ngăn thu nước - Thiết kế ngăn thu nước tương tự ngăn phân phối, thiết kế cách ngăn thu nước ở cuối bể, trên vách ngăn được đục lỗ tròn cho nước đi qua. - Vận tốc nước qua lỗ vách ngăn lấy bằng 0,5 m/s (TCVN 33:2006). Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 30 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng - Chọn độ cao làm việc thấp nhất của vách ngăn thu nước so với mặt trên của vùng lắng cặn là 1,5 m (Quy phạm khoảng cách tới tường bể 0,5 – 1,5 m). - Diện tích công tác của vách ngăn thu nước: Fn = B × ( H o − 1,5) = 6 × (2,5 − 1,5) = 6 m 2 - Lưu lượng nước tính toán qua mỗi bể là: qn = - 0, 2315 = 0, 077m3 / s 3 Diện tích cần thiết của các lỗ ở vách ngăn thu nước là: ∑ f lo1 = qn 0, 077 = = 0,154m 2 vlo 0,5 - Lấy đường kính lỗ ở vách ngăn thu là d1 = 0,06m (Quy phạm d = 0,05 – 0,15 m). - π d 2 π × 0, 062 Diện tích của một lỗ: f lo1 = = = 0, 00283m 2 4 4 - Tổng số lỗ ở vách ngăn thu nước: n1 = - ∑ f lo1 f lo1 = 0,154 = 54,5 lỗ, chọn n1 = 60 lỗ 0, 00283 Bố trí: ta bố trí 12 hàng dọc và 5 hàng ngang, với tổng số lỗ đục là 12 x 5 = 60 lỗ. • Khoảng cách giũa các trục lỗ theo hàng dọc là: (2,5 – 1,5) : 5 = 0,2 m. • Khoảng cách giữa các trục lỗ theo hàng ngang là: 6 : 12 = 0,5 m.  Thiết kế vùng xả cặn - Việc xả cặn dự kiến tiến hành theo chu kì với thời gian giữa hai lần xả cặn T = 24 giờ (T = 6 – 24 giờ theo TCVN 33:2006). - Thể tích phần chứa cặn của một bể lắng là: Wc = T × Q × (Cm − C ) N ×δ Trong đó: • C: hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi lắng, C = 12 mg/l; • T: Thời gian làm việc giữa hai lần xả cặn, T = 24 h; • Q: Lưu lượng nước đưa vào bể, Q = 833,33 m3/h; • N: số bể lắng ngang, N = 3; • δ: Nồng độ trung bình của cặn đã nén chặt lấy theo bảng (3 – 3) trang 78, Xử lí nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung, δ = 30.000 g/m3. • Cm: Hàm lượng cặn trong nước đưa vào bể lắng Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 31 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Cm = Cn + KP + 0, 25M + v Với:  Cn: Hàm lượng cặn đầu vào, Cn = 189,74 mg/l;  P: Liều lượng phèn tính theo sản phẩm không ngậm nước (g/m 3), chọn P = 50 g/m3;  K: Hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết của phèn sử dụng, đối với phèn nhôm không sạch K = 1;  M: Độ màu của nước nguồn (độ) thanh màu platin – côban, M = 150 Pt – Co;  v: Liều lượng vô kiềm hóa nước, v = 0. → Cm = 189, 74 + 1× 50 + 0, 25 ×150 + 0 = 277, 24 mg/l ⇒ Wc = 24 × 833,33 × (277, 24 − 12) = 58,94m3 3 × 30.000 -Chiều cao trung bình của vùng chứa nén cặn: Hc = Wc 58,94 = = 0,18m f 321, 48 -Lưu lượng xả cặn cho mỗi bể là: qc = K p × Wc T = 1,5 × 58,94 = 0,15m3 / s 10 × 60 Trong đó: - • Kp: Hệ số pha loãng, khi xả cặn cơ giới Kp = 1,5; • T: Thời gian xả cặn, T = 10 phút. Vận tốc nước chảy trong ống không nhỏ hơn 1 m/s. Chọn v = 1,5 m/s để tính toán (Theo mục 6.96 TCXD 33-2006). -Tiết diện ống xả cặn: Fc = qc 0,15 = = 0, 01m 2 v 1,5 → Đường kính ống xả cặn: D = 0, 01× 4 = 0,113m = 113mm π Chọn D = 120 mm. -Đáy bể dốc 2% về phía đầu bể. Chiều cao vào cuối bể: Hc= Ho + hm + hbv= 2,5 + 1+ 0,5 =4 m Trong đó: - • Ho: chiều cao vùng chứa nén cặn của bể lắng; • hm: Chiều cao hố thu cặn, lấy hm= 1 m. Chiều cao đầu bể: Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 32 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Hñ= Hc + i ×L + hm = 4 + 0.02×39+ 1= 5,8 m Trong đó: • • L: chiều dài từ cuối bể đến hố thu cặn, L = 39 m; hm: chiều cao hố thu cặn, hm = 1 m. Bảng 4.4. Các thông số kích thước bể lắng ngang Các thông số Kí hiệu Số lượng Đơn vị Số bể lắng Lưu lượng nước qua bể Diện tích bề mặt bể Chiều cao đầu bể Chiều cao cuối bể Chiều rộng bể Chiều dài bể Thời gian lưu nước cho 1 bể Thể tích vùng chứa cặn Đường kính ống xả cặn N Q F Hđ Hc Bb Lb T W Dống 3 833,33 321,48 5,8 4 6 39 0,7 58,94 120 bể m3/h m2 m m m m giờ m3 mm Thời gian giữa hai lần xả cặn T 24 giờ 60 lỗ 60 lỗ Số lỗ cần đục trên vách ngăn n1 phân phối Số lỗ cần đục trên vách ngăn thu n2 nước 4.5. Vật liệu Bê tông cốt thép PVC BỂ LỌC NHANH 4.5.1. Chức năng Thiết kế bể lọc nhanh nhằm lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước mà chưa được giữ lại ở bể lắng. Đây là giai đoạn cuối cùng để làm trong nước triệt để. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép. 4.5.2. Tính toán bể lọc nhanh - Lưu lượng nước đưa vào bể: Q = 20.000 m3/ngày.đêm = 833,333 m3/h = 0,2315 m3/s. - Tổng diện tích bể lọc của trạm xử lý xác định theo công thức: F= Q T × vbt − 3, 6W × t1 − at2 × vbt (m ) 2 Trong đó: • Q: Công suất trạm xử lý (m3/ngày đêm), Q = 20.000 m3/ngày.đêm; Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 33 Đồ án xử lý nước cấp • • • • • • GVHD: TS. Võ Thanh Hằng T: Thời gian làm việc của trạm trong một ngày đêm (giờ), T = 24 giờ; vbt : Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường (m/h), ở đây bể lọc nhanh có 2 lớp vật liệu lọc, chọn vbt =8m/h, (Theo bảng 4-6 – trang 139 – Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung); a: Số lần rửa mỗi bể trong một ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường. Chọn a = 2, điều kiện rửa lọc hoàn toàn tự động; W: Cường độ nước rửa lọc (l/s.m2) với bể lọc nhanh 2 lớp vật liệu lọc rửa nước thuần tuý thì 15 ÷ 16 l/s.m 2. Chọn bằng W = 15 l/s.m 2 (Theo bảng 4-5 – trang 128 – Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung ); t1: Thời gian rửa lọc (giờ), chọn t1 = 8 phút = 0,133 giờ; t2: Thời gian ngừng bể lọc để rửa (giờ), t2 = 0,35 giờ (TCXDVN 33:2006). Vậy ta tính được tổng diện tích bể lọc của trạm xử lý là : F= - 20.000 = 111, 6m 2 24 × 8 − 3, 6 × 15 × 0,133 − 2 × 0,35 × 8 Số bể lọc cần thiết xác định theo công thức: N = 0,5 F = 0,5 × 111, 6 = 5,3 bể Chọn N = 6 bể. - Kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường với điều kiện đóng một bể để rửa: vtc = vbt . N (m/h) N − N1 Trong đó: • • vbt: Tốc độ lọc bình thường (m/h); N1: Số bể lọc ngừng làm việc để sửa chữa; ⇒ vtc = 8 × 6 = 9, 6m / h nằm trong khoảng (8 – 12 m) → Đảm bảo. 6 −1 Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 34 Đồ án xử lý nước cấp - GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Diện tích mỗi bể lọc là: f = F 111, 6 = = 18, 6m 2 N 6 Chọn kích thước bể là: L x B = 5 x 3,8 m ⇒ f = 19m 2 - Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh xác định theo công thức: H = h d + hv + h n + hp Trong đó: • • • • • hd: Chiều cao lớp sỏi đỡ (hd ≥ 0,3 m), chọn hd = 0,7 m; hv: Chiều dày lớp vật liệu lọc gồm than Antraxít và cát thạch anh, hv = L1 + L2 = 0,8 + 0,5 = 1,3 m; hn: Chiều cao lớp nước trên lớp vật liệu lọc (hn ≥ 2m), lấy hn = 2 m; hp: Chiều cao lớp bảo vệ của bể lọc (0,3 ÷ 0,5 m), lấy hp = 0,5 m. Vậy chiều cao bể là: H = hd + hv + hn + hp = 0,7 + 1,3 + 2 + 0,5 = 4,5 m 3,8 m 4,5 m 5m  Tính đường ống từ bể lắng sang bể lọc nhanh - Đường kính ống dẫn nước từ bể lắng sang các bể lọc nhanh được tính theo công thức: D= 4×Q π ×v Trong đó : • • - Q: Lưu lượng đầu vào, Q = 833,33 m3/h ; v: Vận tốc nước trong đường ống, chọn v = 1 m/s. Thay các giá trị vào công thức trên ta có : D= - 4 × 833,33 =0,54m π ×1× 3600 Vậy chọn ống dẫn nước từ bể lắng sang máng phân phối nước của bể lọc có đường kính là D = 550 mm. 4.5.3. Tính toán rửa lọc  Xác định hệ thống phân phối nước rửa Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 35 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Chọn biện pháp rửa bằng nước. - Cường độ nước rửa lọc W = 15 l/s.m2 (Theo quy phạm là 15 ÷16 l/s.m2, ứng với mức độ nở tương đối của lớp vật liệu lọc là 50%) (Theo bảng 4-5 – trang 128 – Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung ). - Lưu lượng nước rửa của một bể lọc là: Qr = f × W 19 × 15 = = 0, 285m3 / s 1000 1000 - Chọn vận tốc nước chảy trong ống nước rửa lọc là v c = 1,8 m/s (Quy phạm 1,5 – 2 m/s theo TCVN 33:2006). - Đường kính ống chính: Dc = 4S 4 × 0, 285 = = 0,448 m. π 1,8 × π Chọn đường kính ống chính: Dc = 450 mm. - Lấy khoảng cách giữa các ống nhánh là 0,28 m (theo quy phạm 0,25 ÷ 0,3 m). - Số ống nhánh của một bể lọc sẽ là: m = 2× ⇒ vc = 4.6. B 3,8 = 2× = 27 ống nhánh 0, 28 0, 28 Q Q 0, 285 = = = 1, 79 2 m/s S π Dc π × 0, 452 4 4 BỂ CHỨA 4.6.1. Khử trùng nước - Khử trùng nước là khâu bắt buộc cuối cùng trong quá trình xử lý nước ăn uống, sinh hoạt. - Dùng clorine để khử trùng. - Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết sử dụng trong một giờ được tính theo công thức: mCl2 = Q×a (kg/ h) 1000 Trong đó: • • Q: Lưu lượng nước nguồn cử lý (m3/h), Q = 833,333m3/h a: Liều lượng Clo hoạt tính (lấy theo TCVN 33:2006, tiêu chuẩn 6.163, trang 54), chọn a = 3 mg/l = 3 g/m3. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 36 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Vậy lượng Clo cần thiết là: mCl2 = 833,333 × 3 = 2,5(kg/ h) 1000 - Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết dùng để khử trùng trong một ngày là: 2,5 x 24 = 60kg. - Với tỉ số khối lượng Cl2/N = 4 (Quy phạm 3 – 5) thì: mN = - 4 = 60 = 15kg 4 Suy ra lượng amonia cần thiết là: mNH3 = - mCl2 mN ×17 15 ×17 = = 18, 2kg 14 14 Để định lượng Clo, ta lắp thiết bị là Clorator. Để định lượng amonia ta dùng Ejector. 4.6.2. Bể chứa Bể chứa được chia thành nhiều ngăn tạo thành dòng chảy lưu thông trong bể, tránh các vùng nước chết trong bể, đồng thời phải đảm bảo đủ thời gian tiếp xúc giữa nước và chất khử trùng. Thời gian tiếp xúc giữ dung dịch Clo với nước láy 30 phút. - Vậy thể tích tối thiểu của bể chứa là: Wtoithieu = Q × t = 833,333 × 0,5 = 416, 7 m3 - Dung tích bể chứa: Wbc = Wđh + Wcc + Wvs Trong đó: • Wđh: Dung tích phần điều hoà của bể chứa, dựa vào phương pháp lập bảng ta ước lượng được dung tích như sau: Wđh = 15% .Qngày đêm =15% x 20.000 = 3000 m3 • Wcc3h : Dung tích nước cần cho việc chữa cháy trong 3 giờ. Chọn kiểu nhà hỗn hợp các tầng không phụ thuộc bậc chịu lửa: Wcc3h =10l/s x 10-3 x 3600s/h x 3h/ đám cháy = 108 m3 Vậy: Wbc = Wđh + W3hcc = 3000 + 108 = 3108 m3 Chọn chiều cao công tác của bể là 5 m, chiều cao an toàn 0,5 m. 3108 = 621, 6m 2 5 - Tổng diện tích của bể là: Stong = - Thiết kế thành 3 bể bằng nhau, diện tích mỗi bể là: Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 37 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng S= 621, 6 = 207, 2m 2 3 - Mỗi bể chia làm 3 ngăn, diện tích mỗi ngăn: 69 m2. - Chọn kích thước mỗi ngăn là: L x B = 11,5 x 6 m. 6m 5,5 m 11,5 m 4.7. BỂ NÉN BÙN 4.7.1. Chức năng Thu cặn từ bể lắng, ép bớt nước trước khi đưa ra sân phơi bùn. Bể nén bùn được xây dựng nhằm giảm khối tích của các công trình xử lý bùn phía sau. 4.7.2. - Tính toán Lượng cặn khô xả ra sau một ngày đêm từ bể lắng được tính theo công thức: W1 = Q × (Cm − C ) , kg 1000 Trong đó: • Cm: Hàm lượng cặn trong nước vào bể lắng, đã tính ở bể lắng, C m = 277,24 mg/l; • C: Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau lắng (10 – 12 mg/l), chọn C = 12 mg/l. ⇒ W1 = - 20.000 × (277, 24 − 12) = 5304,8kg /ngày.đêm 1000 Tải trọng dung dịch cặn đưa vào bể nén bùn có giá trị 15 – 25 kg SS/m2.ngàyđêm. Chọn tải trọng chất rắn tổng cộng q0 = 25 kg/m2.ngày.đêm. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 38 Đồ án xử lý nước cấp - GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Diện tích bể nén bùn được xác định theo tải trọng cặn là: Sbể = - W 5304,8 = = 212,19m 2 q0 25 Nếu kể cả diện tích buồng phân phối trung tâm: S = 212,19 x 1,1 = 233,41m2 Chia làm 2 bể, diện tích mỗi bể: s = - Đường kính trong của 1 bể nén bùn là: D= - S 233, 41 = = 116, 71m 2 2 2 4× s 4 ×116, 71 = = 12, 2m π π Đường kính ống phân phối trung tâm là: DTT = 0,2D = 0,2 x 12,19 = 2,4 m - Đường kính phần loe của ống trung tâm: Dloe = 1,35DTT = 1,35 x 2,4 = 3,3 m - Đường kính tấm chắn: Dchắn = 1,3Dloe = 1,3 x 3,3 = 4,3 m - Chiều cao phần lắng của bể lắng bùn đứng: hlang = v1 × t Trong đó: • v1: Vận tốc chuyển động của bùn lắng trong bể, lấy v1 = 0,05 mm/s; • t: Thời gian lưu bùn, chọn t = 12 giờ. Vậy chiều cao phần lắng trong bể lắng bùn là: hlang = 0, 05 ×10−3 × 12 × 3600 = 2,16m - Đáy bể được xây dựng hình chop cụt, với đáy lớn có đường kính 12,2 m và đáy bể được chọn 3 m, góc nghiêng của đáy so với phương ngang 35 0, nên chiều cao phần đáy bể được tính: 1 hd = × ( 12, 2 − 3) × tg 350 = 3, 2m 2 Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 39 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng Chọn chiều cao bảo vệ hbv = 0,4 m Vậy chiều cao tổng cộng của bể nén bùn là: Htc = hlang + hd + hbv = 2,16 + 3,2 + 0,4 = 5,8 m 12,2 m 5,8 m - Lưu lượng bùn thải ra từ bể nén trong một ngày đêm là: Q2 = Q1 × ( 100 − P1 ) (m3/ngày.đêm) 100 − P2 Trong đó: • Q1: Lưu lượng bùn trước khi nén, Q1 = Qc = 176,83 m3/ngày.đêm; Qc = Với: Q × (Cm − C ) 20.000 × (277, 24 − 12) = = 176,83 m3/ngày.đêm (bể lắng) δ 30.000 • P1: Độ ẩm bùn lúc ban đầu, P1 = 98%; • P2: Độ ẩm bùn sau khi nén, P2 = 95% Vậy sau một ngày đêm lượng bùn thải ra từ bể nén bùn là: Q2 = - 176,83 × ( 100 − 98 ) = 70, 73 m3/ngày.đêm 100 − 95 Lượng nước ép bùn thu được từ bể nén bùn sau một ngày đêm là: Q3 = Q1 – Q2 = 176,83 – 70,73 = 106,1 m3/ngày.đêm Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 40 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng CHƯƠNG 5. BỂ LỌC NHANH 5.1. [7] [8] CHỨC NĂNG Thiết kế bể lọc nhanh nhằm lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước mà chưa được giữ lại ở bể lắng. Đây là giai đoạn cuối cùng để làm trong nước triệt để. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép. 5.2. TÍNH TOÁN BỂ LỌC NHANH - Lưu lượng nước đưa vào bể: Q = 20.000 m3/ngày.đêm = 833,333 m3/h = 0,2315 m3/s. - Tổng diện tích bể lọc của trạm xử lý xác định theo công thức: F= Q T × vbt − 3, 6W × t1 − at2 × vbt (m ) 2 Trong đó: • Q: Công suất trạm xử lý (m3/ngày đêm), Q = 20.000 m3/ ngày.đêm; • • T: Thời gian làm việc của trạm trong một ngày đêm (giờ), T = 24 giờ; vbt : Tốc độ lọc tính toán ở chế độ làm việc bình thường (m/h), ở đây bể lọc nhanh có 2 lớp vật liệu lọc, chọn vbt =8m/h, (Theo bảng 4-6 – trang 139 – Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung). a: Số lần rửa mỗi bể trong một ngày đêm ở chế độ làm việc bình thường, chọn a = 2, điều kiện rửa lọc hoàn toàn tự động W: Cường độ nước rửa lọc (l/s.m2) với bể lọc nhanh 2 lớp vật liệu lọc rửa nước thuần tuý thì 15 ÷ 16 l/s.m2. Chọn bằng W = 15 l/m.s2 (Theo bảng 4-5 – trang 128 – Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung); t1: Thời gian rửa lọc (giờ), chọn t1 = 8 phút = 0,133 giờ; t2: Thời gian ngừng bể lọc để rửa (giờ), chọn t2 = 0,35 giờ (TCXDVN 33:2006). • • • • Vậy ta tính được tổng diện tích bể lọc của trạm xử lý là : F= - 20.000 = 111, 6m 2 24 × 8 − 3, 6 × 15 × 0,133 − 2 × 0,35 × 8 Số bể lọc cần thiết xác định theo công thức: N = 0,5 F = 0,5 × 111, 6 = 5,3 bể Chọn N = 6 bể. - Kiểm tra lại tốc độ lọc tăng cường với điều kiện đóng một bể để rửa: vtc = vbt . N (m/h) N − N1 Trong đó: • vtc: Tốc độ lọc tăng cường (m/h) • N1: Số bể lọc ngừng làm việc để sửa chữa Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 41 Đồ án xử lý nước cấp ⇒ vtc = 8 × - GVHD: TS. Võ Thanh Hằng 6 = 9, 6m / h nằm trong khoảng (8 - 12 m) → Đảm bảo. 6 −1 Diện tích mỗi bể lọc là: f = F 111, 6 = = 18, 6m 2 N 6 Chọn kích thước bể là: L x B = 5 x 3,8 m ⇒ f = 19m 2 - Chiều cao toàn phần của bể lọc nhanh xác định theo công thức: H = h d + h v + hn + h p Trong đó: • hd: Chiều cao lớp sỏi đỡ (hd ≥ 0,3 m), chọn hd = 0,7 m; • hv: Chiều dày lớp vật liệu lọc gồm than Antraxít và cát thạch anh, hv = L1 + L2 = 0,8 + 0,5 = 1,3 m; • hn: Chiều cao lớp nước trên lớp vật liệu lọc (hn ≥ 2 m), lấy hn = 2 m; • hp: Chiều cao lớp bảo vệ của bể lọc (0,3 ÷ 0,5 m), lấy hp = 0,5 m. Vậy chiều cao bể là: H = hd + hv + hn + hp= 0,7 + 1,3 + 2 + 0,5 = 4,5 m  Tính đường ống từ bể lắng sang bể lọc nhanh - Đường kính ống dẫn nước từ bể lắng sang các bể lọc nhanh được tính theo công thức: D= 4×Q (m) π ×v Trong đó: • • Q: Lưu lượng đầu vào, Q = 833,33 m3/h ; v: Vận tốc nước trong đường ống, chọn v = 1 m/s. Thay các giá trị vào công thức trên ta có: D= 4 × 833,33 =0,54m π ×1× 3600 Vậy chọn ống dẫn nước từ bể lắng sang máng phân phối nước của bể lọc có đường kính là D = 550 mm. 5.3. TÍNH TOÁN RỬA LỌC  Xác định hệ thống phân phối nước rửa Chọn biện pháp rửa bằng nước. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 42 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng - Cường độ nước rửa lọc W = 15 l/s.m2 (Theo quy phạm là 15 ÷16 l/s.m2, ứng với mức độ nở tương đối của lớp vật liệu lọc là 50%) (Theo bảng 4-5 – trang 128 – Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung). - Lưu lượng nước rửa của một bể lọc là: Qr = f × W 19 × 15 = = 0, 285m3 / s = 285 l/s 1000 1000 - Chọn vận tốc nước chảy trong ống nước rửa lọc là v c = 1,8m/s (Quy phạm 1,5 – 2m/s theo TCVN 33:2006). - Đường kính ống chính: Dc = 4S 4 × 0, 285 = = 0,448 m. π 1,8 × π Chọn đường kính ống chính: Dc = 450 mm. - Lấy khoảng cách giữa các ống nhánh là 0,28m, (theo quy phạm 0,25 ÷ 0,3 m). - Số ống nhánh của một bể lọc sẽ là: B 3,8 m = 2× = 2× = 27 ống nhánh 0, 28 0, 28 Q Q 0, 285 ⇒ vc = = = = 1, 79 2 m/s S π Dc π × 0, 452 4 4 Lưu lượng nước rửa lọc chảy trong mỗi ống nhánh là: Q 285 qn = r = = 10,56l / s m 27 Chọn đường kính ống nhánh dn = 80mm bằng thép, thì vận tốc nước chảy trong ống nhánh là: vn = 2 m/s (nằm trong giới hạn cho phép 1,8 – 2,0 m/s). Với ống chính là 0,45 m, thì tiết diện ngang của ống là: π d 2 π × 0, 452 Ω= = = 0,16m 2 4 4 Tổng diện tích lỗ lấy bằng 35% diện tích cắt ngang (Theo quy phạm cho phép là 30 – 35%), tổng diện tích lỗ tính được là: ω = 0,35 × 0,16 = 0, 056m 2 Chọn lỗ có đường kính 12 mm (Quy phạm 10 – 12 mm), diện tích 1 lỗ sẽ là: π × 0, 0122 ωlo = = 0, 000113m 2 4 Tổng số lỗ sẽ là: 0, 056 no = = 495 lỗ 0, 000113 - - - - - Số lỗ trên mỗi ống nhánh sẽ là: 495/27 = 18,3 lỗ. - Trên mỗi ống nhánh, các lỗ xếp so le nhau, hướng xuống phía dưới và nghiêng góc 45o so với mặt phẳng nằm ngang. Số lỗ trên mỗi hàng của ống nhánh sẽ là: 18,3/2 = 9 lỗ. Chọn chiều dài ống nhánh là 1.475 mm. - Khoảng cách giữa các tâm lỗ: Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 43 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng a= L 1475 = = 160mm 9 9  Tính toán máng phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc: - Bể có kích thước L × B = 5 m × 3,8 m, chọn mỗi bể bố trí 2 máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác, khoảng cách giữa các máng sẽ là d = 3,8/2 = 1,7 m (Quy phạm không được lớn hơn 2,2 m). - Lượng nước rửa thu vào mỗi máng xác định theo công thức: qm = W × d × l (l/s) Trong đó: • W: Cường độ rửa lọc, W= 15 l/s.m2; • d: Khoảng cách giữa các tâm máng, d = 1,7 m; • l: chiều dài của máng, l = 5 m.  qm = 15 × 1, 7 × 5 = 127,5 l/s = 0,13 m3/s - Chiều rộng máng tính theo công thức: qm2 Bm = K 5 (m) (1,57 + a)3 Trong đó: • a: Tỉ số giữa chiều cao phần chữ nhật (hCN) với nửa chiều rộng của máng, lấy a = 1,2 (Quy phạm a = 1 – 1,5); • K: Hệ số đối với tiết diện máng hình tam giác K = 2,1. Ta có: 0,132 Bm = 2,1× 5 = 0,5m (1,57 + 1, 2)3 h B × a 0,5 × 1, 2 a = CN ⇒ hCN = m = = 0,3m Bm 2 2 2 - Vậy, chiều cao phần máng hình chữ nhật là: hCN = 0,3 m. Lấy chiều cao phần đáy tam giác là: hđ = 0,2 m. Độ dốc đáy máng lấy về phía máng tập trung nước là i = 0,01. - Chiều dày bản thành máng lấy là: δ m = 0, 08m . Chiều cao toàn phần của máng thu nước rửa là: H m = hCN + hd + δ m = 0,3 + 0, 2 + 0, 08 = 0,58m Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép trên máng thu nước xác định theo công thức: L×e ∆H m = + 0, 25 (m) 100 Trong đó: • L: Chiều dài lớp vật liệu lọc, L = 1,3m; • e: Độ giãn nở tương đối của lớp vật liệu lọc, lấy theo bảng 4 – 5, trang 124, sách Xử lý nước cấp – Nguyễn Ngọc Dung), e = 50%; Vậy, ta có: Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 44 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng 1,3 × 50 + 0, 25 = 0,9m 100 Theo quy phạm, khoảng cách giữa đáy dưới cùng của máng dẫn nước rửa phải nằm cao hơn lớp vật liệu lọc tối thiểu là 0,07m. Chiều cao toàn phần của máng thu nước là Hm = 0,58 m, độ dốc i = 0,01, dài 5 m nên chiều cao máng ở phía cửa ra là: Hm + i × L = 0,58 + 0,01 × 5 = 0,63 m Nước rửa 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: qM2 3 hm = 1, 75 + 0, 2 (m) gA2 Trong đó: • qM: Lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước (m3/s), qM = 0,285 m3/s; • A: Chiều rộng của máng tập trung. Chọn A = 0,75 m (Quy phạm không được nhỏ hơn 0,6 m); • g: Gia tốc trọng trường bằng 9,81 m/s2. Vậy: 0, 2852 hm = 1, 75 × 3 + 0, 2 = 0, 63m 9,81× 0, 752 ∆H m = - -  Tính toán tổn thất áp lực khi rửa bể và bơm rửa  Tổn thất áp lực trong hệ thống phân phối bằng giàn ống khoan lỗ: hp = ξ × vc2 + vn2 2g Trong đó: • vc: Tốc độ nước chảy ở đầu ống chính, vc = 1,96 m/s; • vn: Tốc độ nước chảy ở đầu ống nhánh, vn = 2 m/s; • g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2; 2, 2 2, 2 + 1 = 18,96 (với Kw là tỉ số giữa ξ : Hệ số sức cản, ξ = 2 + 1 = • Kw 0,352 tổng diện tích lỗ trên ống hoặc trên máng và diện tích tiết diện ngang của ống hoặc máng chính, Kw = 0,35). 1,962 22 ⇒ hp = 18, 96 × + = 3,92m 2 × 9,81 2 × 9,81  Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: hđ = 0,22LsW Trong đó: • • L: chiều dày lớp sỏi đỡ, h = 0,7 m; W: Cường độ rửa ngược, W = 15 l/s.m2. ⇒ hđ = 0,22 x 0,7 x 15 = 2,31m Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 45 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng  Tổn thất áp lực trong lớp vật liệu lọc hvl = ( a + b × W ) × L × e Trong đó: • L: chiều dày lớp vật liệu lọc, L=1,3 m; • W: cường độ rửa lọc, W = 15 l/s.m2; • e: độ nở tượng đối của lớp vật liệu lọc, e = 0,5; • a, b: các hằng số phụ thuộc vào vật liệu lọc. Với kích thước hạt d = 0,5 – 1 mm, a = 0,76, b = 0,017. ⇒ hvl = (0, 76 + 0, 017 × 15) × 1,3 × 0,5 = 0, 66 m  Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu của lớp cát lọc: Lấy hbm = 2 m  Vậy tổn thất áp lực trong nội bộ bể lọc sẽ là: ht = hp + hđ + hvl + hbm = 3,92 + 2,31 + 0,66 + 2 = 8,89m Áp lực công tác cần thiết của máy bơm rửa lọc được xác định theo công thức: Hr = hhh + hô + ht + hcb Trong đó: • hhh: Là độ cao hình học từ cột mực nước thấp nhất trong bể chứa đến mắng thu nước rửa (m). hhh = H + hch – hN + ∆H = 4,5 + 3 – 2 + 0,9 = 6,4 m • H: Chiều cao bể lọc, H = 4,5 m; • hch: Độ chênh mực nước giữa bể lọc và bể chứa, chọn hch = 3 m; • hN: chiều cao lớp nước trong bể, hN = 2 m; • ∆H: khoảng cách từ lớp vật liệu đến mép máng, ∆H = 0,9 m; • hô: Tổn thất áp lực trên đường ống dẫn nước từ trạm bơm nước rửa đến bể lọc; hô = i × l Với:  l: Chiều dài ống dẫn nước rửa lọc, giả sử l = 100 m;  i: Tổn thất đơn vị. Với lưu lượng nước rửa lọc Q r = 0,285 m3/s, đường kính ống nước rửa lọc D = 450 mm, vận tốc v c = 1,79 m/s, ta có tổn thất đơn vị trên 1 m đường dài ống với ống bê tông cốt thép: 0,19 0,19 i= 0, 000802  3,51  1 + ÷ D1,19  v  = 0, 000802  3,51  × 1+ 0, 451,19  1, 79 ÷  = 2,55 ×10−3 m Vậy hô = 2,55 ×10−3 ×100 = 0, 26m • • ht: Tổn thất áp lực trong nội bộ bể lọc, ht = 8,89 m; hcb: Tổn thất áp lực cục bộ ở các bộ phận nối ống và van khóa, xác định theo công thức: v2 hcb = ∑ ξ 2g Giả sử trên đường ống dẫn nước rửa lọc có các thiết bị phụ tùng như: 2 cút 900 ξ = 0,98, 2 van khóa ξ = 0,26, 2 ống ngắn ξ = 1. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 46 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng 1, 792 = 0, 73m Vậy hcb = (2 × 0,98 + 2 × 0, 26 + 2 ×1) × 2 × 9,81 ⇒ Hr = 6,4 + 0,26 + 8,89 + 0,73 =16,28m - Công suất bơm: γ × Qr × H r 1000 × 0, 285 × 16, 28 N= = = 56,86kW = 76 Hp 102η 102 × 0,8 Trong đó: • Qr: Lưu lượng nước rửa lọc, Q = 0,285 m3/s; • Hr: áp lực bơm, Hr = 16,28 m; • γ : Khối lượng thể tích của nước, γ = 1000 kg/m3; • η : Hiệu suất bơm, lấy η = 80% . - Tỉ lệ nước rửa so với lượng nước vào bể lọc: W × f × t1 × 60 × N × 100 P= (%) Q × T0 × 1000 Trong đó: • W: Cường độ rửa lọc, W = 15 l/s.m2; • f: Diện tích 1 bể lọc (m2), f = 19 m2; • N: Số bể lọc, N = 6; • Q: Công suất trạm xử lý, Q = 833,33 m3/h; • T0: Thời gian công tác giữa hai lần rửa bể. T 24  8 10  T0 = − (t1 + t2 + t3 ) = −  + 0,35 + ÷ = 11,35 giờ a 2  60 60  Với:  T: Thời gian công tác của bể trong 1 ngày, T = 24 h;  a: Số lần rửa bể trong 1 ngày, a = 2;  t1, t2, t3: Thời gian rửa, thời gian chết của bể và thời gian xả nước lọc đầu (giờ) . 15 × 19 × 8 × 60 × 6 ×100 = 8, 7% Vậy: P = 833,33 ×11,35 ×1000 5.4. - TÍNH TOÁN KINH TẾ Sau khi tính toán thiết kế bể lọc nhanh, ta khái quát chi phí xây dựng và vận hành bể như sau: Bảng 5.1. Bảng dự trù chi phí xây dựng và vận hành bể lọc nhanh trong một năm STT Tên công trình 1 Bể lọc nhanh 2 Sỏi đỡ Số lượng Đơn giá Thành tiền 6 bể 65.000.000 đ/bể 390.000.000 đồng 2.235 bao 60.000 đồng/bao 50 kg 134.100.000 đồng Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 47 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng 3 Cát thạch anh 1.995 bao 60.000 đồng/bao 40 kg 119.700.000 đồng 4 Than Antraxit 2.736 bao 300.000 đồng/bao 25 kg 820.800.000 đồng 5 Đường ống 1 hệ thống 300.000.000 đồng/hệ thống 300.000.000 đồng Lượng tiêu thụ/năm Đơn giá (đồng) Thành tiền 2754 kW 2.000 đồng/kW 5.500.000 đồng STT 6 Tên công việc Điện rửa lọc Tổng 5.5. 1.770.100.000 đồng KẾT LUẬN - Thành phố Hồ Chí Minh sử dụng nguồn nước được cấp từ nước sông và nước ngầm. Nguồn nước sông Đồng Nai với trữ lượng dồi dào, được dùng để cấp nước cho thành phố trong nhiều năm nay. Nhưng hiện nay nó đang đứng trước thực trạng là ngày càng bị ô nhiễm hữu cơ và vi sinh từ các nguồn thải của các nhà máy hoạt động ven sông, chất thải sinh hoạt của người dân, lượng chất thải ngày càng tăng lên làm nguồn nước càng thêm ô nhiễm. - Đối với nguồn nước ngầm thì trữ lượng có hạn. Hiện nay việc khai thác tiêu dùng các nguồn nước ngầm với các giếng khoan, giếng đào tại các hộ gia đình quá mức, không hợp lý dẫn tới tình trạng suy giảm nguồn nước ngầm đồng thời làm cho tầng đất bên dưới bị sụt lún. Trong tương lai tới nguồn nước ngầm sẽ không còn khai thác và chỉ còn dùng nguồn nước sông để cấp nước cho các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của Tp. Hồ Chí Minh. - Đứng trước thực trạng như hiện nay thì việc xây dựng và nâng cấp các nhà máy nước đang là vấn đề cấp thiết. Ngoài việc đó ra, chúng ta còn cần phải cố gắng bảo vệ nguồn nước sông bằng cách tuyên truyền, nâng cao nhận thức của người dân, có những chính sách phát triển hợp lý… - Đồ án môn học là nội dung tổng hợp lại những kiến thức em đã học trên lý thuyết và thực tế, nó đã giúp em tiếp thu và củng cố thêm kiến thức đã học được. Trong khuôn khổ đồ án, với kinh nghiệm, kiến thức và thời gian có hạn nên quá trình làm vẫn còn nhiều thiếu sót, nhóm em mong nhận được sự đóng góp quý báu cùng lời chỉ dẫn tận tình của các thầy cô để chúng em hoàn thiện thêm vốn kiến thức của mình. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 48 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tổng cục môi trường (2011), Tài liệu “Đặc điểm địa hình lưu vực sông Sài Gòn - Đồng Nai”. [2] Lâm Minh Triết, Võ Lê Phú (2014). Đánh giá ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến lưu lượng, chất lượng và khả năng xâm nhập mặn nguồn nước sông Sài Gòn và đề xuất các giải pháp ứng phó thích hợp, STINFO, 7, 16 – 17. [3] Võ Anh Tuấn (2013). Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật – công nghệ nhằm chống thất thoát nước cho hệ thống cung cấp nước sạch TP.HCM. Tạp Chí Phát Triển KH & CN, M1 – 2013, 17. [4] Nguyễn Đức Tiệp, Nguyễn Anh Tú (2013). Thiết kế hệ thống xử lý nước sông Đồng Nai công suất 150.000 m3/ngày.đêm”. Đồ án xử lý nước cấp, Đại học Bách Khoa Tp.HCM. [5] Đoàn Thị Huỳnh Liên, et al (2014). Quá trình lọc. Tiểu luận môn Cơ sở Công nghệ môi trường, Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM. [6] Võ Quốc Việt (2012). Tổng công ty cấp nước Sài Gòn (SAWACO). Báo cáo thực tập, Đại học Sài Gòn Tp.HCM. [7] Trịnh Xuân Lai (2004). Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp. Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội. [8] Nguyễn Ngọc Dung (2011). Xử lí nước cấp. Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 49 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng PHỤ LỤC  QCVN 01:2009/BYT - QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĂN UỐNG: ST T Tên chỉ tiêu Đơn vị Giới hạn tối đa cho phép Phương pháp thử Mức độ giám sát TCVN 6185 - 1996 (ISO 7887 - 1985) hoặc SMEWW 2120 A Cảm quan, hoặc SMEWW 2150 B và 2160 B A A I. Chỉ tiêu cảm quan và thành phần vô cơ Màu sắc 2. (*) TCU 15 - Không có mùi, vị lạ Mùi vị(*) NTU 2 TCVN 6184 - 1996 (ISO 7027 - 1990) hoặc SMEWW 2130 B - Trong khoảng 6,5-8,5 TCVN 6492:1999 hoặc SMEWW 4500 - H+ A Độ cứng, tính theo CaCO3(*) mg/l 300 TCVN 6224 - 1996 hoặc SMEWW 2340 C A 6. Tổng chất rắn hoà tan (TDS) (*) mg/l 1000 SMEWW 2540 C B 7. Hàm lượng Nhôm(*) mg/l 0,2 TCVN 6657 : 2000 (ISO 12020 :1997) B 3. Độ đục 4. (*) pH 5. 8. (*) Hàm lượng Amoni (*) mg/l 3 SMEWW 4500 - NH3 C hoặc B SMEWW 4500 - NH3 D 9. Hàm lượng Antimon mg/l 0,005 US EPA 200.7 C 10. Hàm lượng Asen tổng số mg/l 0,01 TCVN 6626:2000 hoặc SMEWW 3500 - As B B 11. Hàm lượng Bari mg/l 0,7 US EPA 200.7 C 12. Hàm lượng Bo tính chung cho cả Borat và Axit boric mg/l 0,3 TCVN 6635: 2000 (ISO 9390: 1990) hoặc SMEWW 3500 B C 13. Hàm lượng Cadimi mg/l 0,003 Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 TCVN6197 - 1996 (ISO 5961 - 1994) hoặc Hoàng Thị Thiện – 91103358 C 50 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng SMEWW 3500 Cd 14. Hàm lượng Clorua (*) mg/l 250 300(**) TCVN6194 - 1996 (ISO 9297 - 1989) hoặc SMEWW 4500 - Cl- D A C 15. Hàm lượng Crom tổng số mg/l 0,05 TCVN 6222 - 1996 (ISO 9174 - 1990) hoặc SMEWW 3500 - Cr - 16. Hàm lượng Đồng tổng số(*) mg/l 1 TCVN 6193 - 1996 (ISO 8288 - 1986) hoặc SMEWW 3500 - Cu C 0,07 TCVN 6181 - 1996 (ISO 6703/1 - 1984) hoặc SMEWW 4500 CN- C mg/l 1,5 TCVN 6195 - 1996 (ISO10359 - 1 - 1992) hoặc SMEWW 4500 - F- B mg/l 0,05 SMEWW 4500 - S2- B mg/l 0,3 TCVN 6177 - 1996 (ISO 6332 - 1988) hoặc SMEWW 3500 - Fe A B 17. Hàm lượng Xianua mg/l 18. Hàm lượng Florua 19. Hàm lượng (*) sunfur 20. Hàm lượng Sắt tổng số (Fe2+ + Fe3+)(*) Hydro 21. Hàm lượng Chì mg/l 0,01 TCVN 6193 - 1996 (ISO 8286 - 1986) SMEWW 3500 - Pb A 22. Hàm lượng Mangan tổng số mg/l 0,3 TCVN 6002 - 1995 (ISO 6333 - 1986) 23. Hàm lượng Thuỷ ngân tổng số mg/l 0,001 TCVN 5991 - 1995 (ISO 5666/1-1983 - ISO 5666/3 -1983) B 24. Hàm lượng Molybden mg/l 0,07 US EPA 200.7 C C A 25. Hàm lượng Niken mg/l 0,02 TCVN 6180 -1996 (ISO8288 -1986) SMEWW 3500 - Ni 26. Hàm lượng Nitrat mg/l 50 TCVN 6180 - 1996 (ISO 7890 -1988) A 27. Hàm lượng Nitrit mg/l 3 TCVN 6178 - 1996 (ISO 6777-1984) A 28. Hàm lượng Selen mg/l 0,01 TCVN 6183-1996 (ISO C Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 51 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng 9964-1-1993) 29. Hàm lượng Natri mg/l 200 TCVN 6196 - 1996 (ISO 9964/1 - 1993) B 30. Hàm lượng Sunphát (*) mg/l 250 TCVN 6200 - 1996 (ISO9280 - 1990) A 31. Hàm lượng Kẽm(*) mg/l 3 TCVN 6193 - 1996 (ISO8288 - 1989) C 32. Chỉ số Pecmanganat mg/l 2 TCVN 6186:1996 hoặc ISO 8467:1993 (E) A II. Hàm lượng của các chất hữu cơ a. Nhóm Alkan clo hoá 33. Cacbontetraclorua µg/l 2 US EPA 524.2 C 34. Diclorometan µg/l 20 US EPA 524.2 C 35. 1,2 Dicloroetan µg/l 30 US EPA 524.2 C 36. 1,1,1 - Tricloroetan µg/l 2000 US EPA 524.2 C 37. Vinyl clorua µg/l 5 US EPA 524.2 C 38. 1,2 Dicloroeten µg/l 50 US EPA 524.2 C 39. Tricloroeten µg/l 70 US EPA 524.2 C 40. Tetracloroeten µg/l 40 US EPA 524.2 C b. Hydrocacbua Thơm 41. Phenol và dẫn xuất của Phenol µg/l 1 SMEWW 6420 B B 42. Benzen µg/l 10 US EPA 524.2 B 43. Toluen µg/l 700 US EPA 524.2 C 44. Xylen µg/l 500 US EPA 524.2 C 45. Etylbenzen µg/l 300 US EPA 524.2 C 46. Styren µg/l 20 US EPA 524.2 C 47. Benzo(a)pyren µg/l 0,7 US EPA 524.2 B c. Nhóm Benzen Clo hoá 48. Monoclorobenzen µg/l 300 US EPA 524.2 B 49. 1,2 - Diclorobenzen µg/l 1000 US EPA 524.2 C 50. 1,4 - Diclorobenzen µg/l 300 US EPA 524.2 C 51. Triclorobenzen µg/l 20 US EPA 524.2 C Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 52 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng d. Nhóm các chất hữu cơ phức tạp 52. Di (2 - etylhexyl) adipate µg/l 80 US EPA 525.2 C 53. Di (2 - etylhexyl) phtalat µg/l 8 US EPA 525.2 C 54. Acrylamide µg/l 0,5 US EPA 8032A C 55. Epiclohydrin µg/l 0,4 US EPA 8260A C 56. Hexacloro butadien µg/l 0,6 US EPA 524.2 C III. Hoá chất bảo vệ thực vật 57. Alachlor µg/l 20 US EPA 525.2 C 58. Aldicarb µg/l 10 US EPA 531.2 C 59. Aldrin/Dieldrin µg/l 0,03 US EPA 525.2 C 60. Atrazine µg/l 2 US EPA 525.2 C 61. Bentazone µg/l 30 US EPA 515.4 C 62. Carbofuran µg/l 5 US EPA 531.2 C 63. Clodane µg/l 0,2 US EPA 525.2 C 64. Clorotoluron µg/l 30 US EPA 525.2 C 65. DDT µg/l 2 SMEWW 6410B, hoặc SMEWW 6630 C C 66. 1,2 - Dibromo Cloropropan µg/l 1 US EPA 524.2 C 67. 2,4 - D µg/l 30 US EPA 515.4 C 68. 1,2 - Dicloropropan µg/l 20 US EPA 524.2 C 69. 1,3 - Dichloropropen µg/l 20 US EPA 524.2 C 70. Heptaclo epoxit µg/l 0,03 71. Hexaclorobenzen µg/l 1 US EPA 8270 - D C 72. Isoproturon µg/l 9 US EPA 525.2 C 73. Lindane µg/l 2 US EPA 8270 - D C 74. MCPA µg/l 2 US EPA 555 C 75. Methoxychlor µg/l 20 US EPA 525.2 C 76. Methachlor µg/l 10 US EPA 524.2 C 77. Molinate µg/l 6 US EPA 525.2 C 78. Pendimetalin µg/l 20 US EPA 507, US EPA 8091 C và - 3 heptaclo Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 SMEWW 6440C Hoàng Thị Thiện – 91103358 C 53 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng 79. Pentaclorophenol µg/l 9 US EPA 525.2 C 80. Permethrin µg/l 20 US EPA 1699 C 81. Propanil µg/l 20 US EPA 532 C 82. Simazine µg/l 20 US EPA 525.2 C 83. Trifuralin µg/l 20 US EPA 525.2 C 84. 2,4 DB µg/l 90 US EPA 515.4 C 85. Dichloprop µg/l 100 US EPA 515.4 C 86. Fenoprop µg/l 9 US EPA 515.4 C 87. Mecoprop µg/l 10 US EPA 555 C 88. 2,4,5 - T µg/l 9 US EPA 555 C µg/l 3 SMEWW 4500 - Cl G B SMEWW 4500Cl hoặc US EPA 300.1 A IV. Hoá chất khử trùng và sản phẩm phụ 89. Monocloramin 90. Clo dư mg/l Trong khoảng 0,3 - 0,5 91. Bromat µg/l 25 US EPA 300.1 C 92. Clorit µg/l 200 SMEWW 4500 Cl hoặc US EPA 300.1 C 93. 2,4,6 Triclorophenol µg/l 200 SMEWW 6200 hoặc US EPA 8270 - D C 94. Focmaldehyt µg/l 900 SMEWW 6252 hoặc US EPA 556 C 95. Bromofoc µg/l 100 SMEWW 6200 hoặc US EPA 524.2 C Dibromoclorometan µg/l 100 SMEWW 6200 hoặc US EPA 524.2 C 97. Bromodiclorometan µg/l 60 SMEWW 6200 hoặc US EPA 524.2 C 98. Clorofoc µg/l 200 SMEWW 6200 C 99. Axit dicloroaxetic µg/l 50 SMEWW 6251 hoặc US EPA 552.2 C 100. Axit tricloroaxetic µg/l 100 SMEWW 6251 hoặc US EPA 552.2 C 101. Cloral hydrat (tricloroaxetaldehyt) µg/l 10 SMEWW 6252 hoặc US EPA 8260 - B C 96. Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 54 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng 102. Dicloroaxetonitril µg/l 90 SMEWW 6251 hoặc US EPA 551.1 C 103. Dibromoaxetonitril µg/l 100 SMEWW 6251 hoặc US EPA 551.1 C 104. Tricloroaxetonitril µg/l 1 SMEWW 6251 hoặc US EPA 551.1 C 105. Xyano clorit (tính theo CN-) µg/l 70 SMEWW 4500J C V. Mức nhiễm xạ 106. Tổng hoạt độ α pCi/l 3 SMEWW 7110 B B 107. Tổng hoạt độ β pCi/l 30 SMEWW 7110 B B 0 TCVN 6187 - 1,2 :1996 (ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc SMEWW 9222 A 0 TCVN6187 - 1,2 : 1996 (ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc SMEWW 9222 A VI. Vi sinh vật 108. Coliform tổng số Vi khuẩn/ 100ml 109. E.coli hoặc chịu nhiệt Vi khuẩn/ 100ml Coliform Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 55 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS. Võ Thanh Hằng  QCVN 01:2009/BYT - QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĂN UỐNG: TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa cho phép I 1 2 3 4 5 Màu sắc Mùi vị Độ đục Clo dư pH 6 Hàm lượng Amoni 7 Hàm lượng sắt tổng số (Fe2+ + Fe3+) 8 Chỉ số Pecmanganat 9 Độ cứng tính theo CaCO3 Phương pháp thử Mức độ giám sát A II TCU 15 15 TCVN 6185 – 1996 (ISO 7887 – 1985) hoặc SMEWW 2120 - Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ Cảm quan hoặc SMEWW 2150 B và 2160 B A 5 TCVN 6184 – 1996 (ISO 7027 – 1990) hoặc SMEWW 2130 B A NTU 5 mg/l Trong khoảng 0,3 - 0,5 - Trong khoảng 6,0 - 8,5 Trong TCVN 6492 – 1999 khoảng hoặc SMEWW 4500 6,0 – 8,5 – H+ A 3 SMEWW NH3C SMEWW NH3D A mg/l mg/l mg/l mg/l Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 0,5 4 350 - 3 SMEWW 4500 Cl hoặc US EPA 300.1 4500 – hoặc 4500 – A 0,5 TCVN 6177 – 1996 (ISO 6332 – 1988) hoặc SMEWW 3500 - Fe B 4 TCVN 6186 – 1996 hoặc ISO 8467 – 1993 (E) A - TCVN 6224 – 1996 hoặc SMEWW 2340 C B Hoàng Thị Thiện – 91103358 56 Đồ án xử lý nước cấp 10 Hàm lượng Clorua 11 Hàm lương Florua 12 Hàm lượng Asen tổng số GVHD: TS. Võ Thanh Hằng mg/l mg/l mg/l 13 Coliform tổng số Vi khuẩn/ 100ml 14 E.Coli hoặc Coliform chịu nhiệt Vi khuẩn/ 100ml Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 300 1,5 0,01 50 0 - TCVN 6194 – 1996 (ISO 9297 – 1989) hoặc SMEWW 4500 – Cl- D A - TCVN 6195 – 1996 (ISO 10359 – 1 – 1992) hoặc SMEWW 4500 – F- B 0,05 TCVN 6626 – 2000 hoặc SMEWW 3500 – As B B 150 TCVN 6187 – 1,2 – 1996 (ISO 9308 – 1,2 – 1990) hoặc SMEWW 9222 A 20 TCVN 6187 – 1,2 – 1996 (ISO 9308 – 1,2 – 1990) hoặc SMEWW 9222 A Hoàng Thị Thiện – 91103358 57 [...]... việc tính toán, thiết kế bể lọc nhanh xử lý nước mặt sông Đồng Nai tại trạm bơm Hóa An – Đồng Nai với công suất 20.000 m3/ngày.đêm 1.5 NỘI DUNG ĐỒ ÁN - Thu thập, xử lý, đánh giá số liệu nước sông Đồng Nai quý 3 năm 2012 - Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước phù hợp với tính chất nguồn nước và quy chuẩn đầu ra QCVN 02:2009/BYT - Tính toán, thiết kế bể lọc nhanh xử lý nước mặt sông Đồng Nai có công... thuật Môi trường tỉnh Đồng Nai • Các quy trình công nghệ trong hệ thống xử lý nước cấp qua internet và các nghiên cứu khác Phương pháp tổng hợp, phân tích: • Tổng hợp các tài liệu, nghiên cứu về chất lượng, công nghệ xử lý nước sông Đồng Nai • Phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước sông Đồng Nai quý 3 năm 2012 • Tính toán các công trình đơn vị xử lý nước sông Đồng Nai và dự toán các chi phí liên quan... được cấp nước sạch là 100% - Xuất phát từ nhu cầu cấp thiết là cần có nguồn nước sạch cho nhân dân sử dụng, đề tài: “Thiết kể bể lọc nhanh xử lý nước sông Đồng Nai công suất 20.000 m 3/ngày đêm” nhằm đáp ứng nhu cầu trên Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 1 Đồ án xử lý nước cấp 1.3 GVHD: TS Võ Thanh Hằng MỤC TIÊU Tính toán, thiết kế bể lọc nhanh xử lý nước sông Đồng Nai với công... 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 3 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS Võ Thanh Hằng - Sông Đồng Nai gồm nhiều nhánh sông và chảy qua nhiều thác ghềnh, thác cuối cùng là thác Trị An - nơi có hồ nước nhân tạo lớn nhất Việt Nam - Hướng chảy chính của sông Đồng Nai là Đông Bắc - Tây Nam và Bắc - Nam 2.1.2 Đặc tính thủy văn của lưu vực sông Đồng Nai [1] - Lưu vực sông Đông Nai nằm trong khu vực đón gió mùa Tây... 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 2 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS Võ Thanh Hằng CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LƯU VỰC SÔNG ĐỒNG NAI 2.1.1 Vị trí địa lý Hình 2.1 Vị trí lưu vực sông Đồng Nai (Nguồn: Tổng cục Môi trường) - Sông Đồng Nai là hệ thống sông lớn thứ hai ở phía Nam, và đứng thứ ba toàn quốc, lưu vực rộng lớn của nó gần như nằm trọn trong địa phận nước ta, chỉ có một bộ phận nhỏ nằm... xử lý nước cấp phù hợp cho tình hình hiện nay và tương lai Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 8 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: TS Võ Thanh Hằng CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 3.1 TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Sau đây là một số sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước mặt đạt tiêu chuẩn nước sinh hoạt, ăn uống được sử dụng phổ biến ở Việt Nam hiện nay: 3.1.1 - Sơ đồ công nghệ xử lý. .. dãy Trường Sơn ở độ cao 1.770 m với nhiều đồi núi, thung lũng và sườn núi - Sông Đồng Nai phía thượng lưu có tên Đa Dung, sau khi hợp lưu với sông Đa Nhim, sông có tên là Đồng Nai Thượng Từ đó cho tới chỗ hợp lưu với sông Sài Gòn, sông mang tên là Đồng Nai Ở phía dưới thành phố Hồ Chí Minh, sông chia làm hai nhánh lớn: sông Lòng Tàu chảy vào vũng Cần Giờ và sông Nhà Bè đổ ra biển qua cửa Xoài Rạp Nguyễn... quá trình rửa lọc (Nguồn: Giáo trình Xử lý nước cấp, Đặng Viết Hùng, 2011) Nguyễn Hoàng Phương – 91102667 Hoàng Thị Thiện – 91103358 14 Đồ án xử lý nước cấp 3.3 GVHD: TS Võ Thanh Hằng ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC SÔNG ĐỒNG NAI Dựa vào tính chất của nước đầu vào và các yêu cầu của nước đầu ra ở bảng 1.1, ta thấy các chỉ tiêu cần phải quan tâm và được xử lý bao gồm: độ đục, độ màu, Pecmanganat,... nghệ xử lý nước tại nhà máy nước Tân Hiệp Sông Sài Gòn Trạm bơm nước thô Hòa Phú Châm vôi Châm clo Công trình thu nước sông Hầm chắn rác Nhà bơm nước thô Bể phân chia lưu lượng Châm vôi Châm PAC Bể trộn Xả bùn Bể lắng trong Nhà máy xử lý nước Tân Hiệp Nước rửa lọc Bể lọc nhanh Châm flo Hầm chứa nước sau lọc Châm clo Bể chứa nước sạch Hồ chứa nước thải Hệ thống phân phối Trạm bơm nước sạch Hình 3.2 Sơ đồ. .. 10.000 m3/s - Mùa lũ trên lưu vực sông Đồng Nai thường là từ tháng VII đến tháng X hoặc tháng XI và có lượng nước chiếm khoảng 80 – 85% tổng lượng nước cả năm 2.1.3 Các nguồn gây ô nhiễm trên sông Đồng Nai - Trong quá trình phát triển, công nghiệp hóa – hiện đại hóa, các địa phương trên lưu vực sông Đồng Nai đã và đang tiếp tục đối mặt với vấn đề ô nhiễm các nguồn nước với xu hướng ngày một gia tăng,

Ngày đăng: 19/10/2015, 11:40

Xem thêm: Đồ Án Xử lý Nước Sông Đồng Nai