Đồ án xử lý nước cấp cho xã Bình Lợi, huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai, công suất 2700 m3

Đồ án xử lý nước cấp dùng nguồn nước mặt. Xử lý nước cấp cho khu dân cư xã Bình Lợi, huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai. Công suất cấp nước thiết kế 2700m3. Mục đính thiết kế : Nước rất cần thiết cho sự sống của con người, trong khi đó nước sạch cung cấp cho những vùng nông thôn nhỏ ,xã nhỏ còn rất ít. Việc đầu tư xây dựng hệ thống cấp nước cho xã sẽ đem lại môi trường sống tốt hơn cho dân cư khu vực, nâng cao được sức khỏe cộng đồng.DỮ LIỆU TẢI VỀ GỒM CÓ : FILE WORD HOÀN CHỈNH TÍNH TOÁN CHI TIẾT + FILE CAD VẼ CAO TRÌNH, MẶT BẰNG TỔNG THỂ VÀ BỂ LẮNG NGANG CHI TIẾT.

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề.

Nước rất cần thiết cho sự sống của con người.Trong khi đó ở những vùng nôngthôn,xã nhỏ thì lượng nước sạch cung cấp cho người dân còn rất ít.Khi mà các côngtrình cấp nước ở khu vực nông thôn được thực hiện thì sẽ có ý nghĩa rất lớn.Điều nàygiúp khắc phục khó khắn về nguồn nước đang ngày càng ô nhiễm,cung cấp nước sạchcho người dân,cải thiện sức khoẻ,cải thiện đời sống và làm giảm các dịch bệnh liênquan đến nguồn nước

Việc đầu tư xây dựng hệ thống cấp nước cho xã Bình Lợi,huyện Vĩnh Cửu,tỉnhĐồng Nai sẽ đem lại môi trường sống tốt hơn cho người dân,qua đó nâng cao đượcsức khoẻ trong cộng đồng và làm hài hoà giữa tăng trưởng và phát triển bền vữnggiữa nông nghiệp và công nghiệp,giữa vùng thành thị và nông thôn

1.2 Mục tiêu đồ án.

Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho xã Bình Lợi,huyện Vĩnh Cửu,tỉnh Đồng Nai đảmbảo về lượng và chất nước trong khu vực

1.3 Nội dung đồ án

- Tìm hiểu về điều kiện tự nhiên,nhu cầu sử dụng nước khu vực xã Bình Lợi.

- Tổng quan các phương pháp xử lí nước cấp

- Tính toán thiết kế các công trình xử lí nước cấp

- Tính toán kinh tế của dự án

- Thực hiện các bản vẽ thiết kế

1.4 Phương pháp thực hiện.

- Thu thập số liệu : Thông qua các số liệu có được thực trạng tại nơi xây dựng công

trình,qua đó có sự đánh giá đúng đắn về các điều kiện ban đầu cũng như trong quátrình xây dựng

- Tổng hợp số liệu : Dựa vào các số liệu thu thập được,chúng ta tiến hành tổng hợpthành một dãy số liệu có tính thống nhất,từ đó có thể đề xuất được một công nghệhợp lý nhất

- Phân tích tính khả thi : Mỗi biện pháp đều có những ưu,khuyết điểm riêng,do đócần dựa vào những tính toán để phân tích cụ thể từng biện pháp và áp dụng vào chínhcông trình của mình

- Tính toán : Sau khi đã có được một công nghệ phù hợp,chúng ta cần tính toánchính xác chi tiết từng công trình và chứng minh được rằng công trình đó là khả thinhất.

- Khai toán kinh tế : Để thấy được mức đầu tư xây dựng công trình,thời gian hoànvốn và chi phí xử lí nước

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI

- Phía Bắc: Giáp với tỉnh Bình Dương

- Phía Nam: Giáp với xã Tân Bình

- Phía Đông: Giáp xã Thạnh Phú

- Phía Tây: Giáp tỉnh Bình Dương

Địa hình trũng trên trầm tích đầm lầy biển: là những vùng đất trũng trên địa bànvới độ cao dao động từ 0,3 đến 2m, có chỗ thấp hơn mực nước biển, thường xuyên

ngập triều, mạng lưới sông rạch chằng chịt, có rừng ngập mặn bao phủ Vật liệu khôngđồng nhất, có nhiều sét và vật chất hữu cơ lắng đọng.

2.1.3 Khí hậu.

Khí hậu xã Bình Lợi là khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo,có 2 mùa tươngphản nhau (mùa khô và mùa mưa) Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 hoặc tháng 4 nămsau (khoảng 5 – 6 tháng), mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 (khoảng 6 – 7 tháng).Khoảng kết thúc mùa mưa dao động từ đầu tháng 10 đến tháng 12

Nhiệt độ không khí trung bình hằng năm từ 25,7 – 26,7 oC Mức độ chênh nhaugiữa các năm không lớn Chênh lệch nhiệt độ cao nhất giữa tháng nóng nhất và lạnh

Nhiệt độ trung bình mùa khô từ 25,4 – 26,7 oC, chênh lệch giữa tháng cao nhất vàtháng thấp nhất là 4,8 oC Nhiệt độ trung bình mùa mưa từ 26 – 26,8 oC So với mùakhô, mức dao động không lớn, khoảng 0,8 oC

Lượng mưa tương đối lớn Mùa khô, tổng lượng mưa chỉ từ 210 – 370 mm chiếm

12 – 145 lượng mưa của năm Mùa mưa, lượng mưa từ 1.500 – 2.400 mm, chiếm 86 –88% lượng mưa của năm Phân bố lượng mưa giảm dần từ phía Bắc xuống phía Nam

2.1.4 Đặc điểm thuỷ văn

Sông Đồng Nai là con sông chính lớn nhất của xã Bình Lợi và cũng là nguồn cungcấp nước chủ yếu cho các hoạt động kinh tế xã hội của vùng Diện tích lưu vực của hệthống sông Đồng Nai tính đến trạm Trị An là: 14.900 km2

Sông Đồng Nai bắt nguồn từ phía Bắc cao nguyên Lâm Viên (Lang Biang), phíaNam dãy Trường Sơn, độ cao các đỉnh núi đầu nguồn đạt trên 2000 m.Các sườn núicao tạo nguồn có độ dốc lớn từ 20 - 25%, đầu nguồn có tọa độ: 1080.42'.10''E và

120.12'.10''N, độ cao trung bình khu vực đầu nguồn khoảng 1700 m (E: kinh tuyếnĐông, N: vĩ tuyến Bắc)

2.2 Điều kiện về kinh tế xã hội.

Trung tâm hành chính xã tại vị trí cũ giữ lại, cải tạo nâng cấp mới, dùng một quỹ đấtkhoảng 1,1676 ha (bao gồm UBND xã hiện hữu) xây dựng các công trình văn hóa thểthao kết hợp như nhà văn hóa, trường tiểu học, tạo thành một cụm trung tâm hànhchính văn hóa của xã tại điểm dân cư số 01.

- Định hướng quy hoạch hệ thống cấp điện : Nguồn cấp: Theo quy hoạch pháttriển điện lực tỉnh Đồng Nai giai đoạn đến 2010 có xét tới 2015, dự kiến trạm110/22/15 KV 40 MVA Thạnh Phú sẽ được nâng cấp thành (40+63) MVA vàonăm 2010 và (63+63) MVA vào năm 2015 lúc đó toàn bộ nhu cầu sử dụng điệncủa xã Bình Lợi cũng như các xã khác của huyện Vĩnh Cửu sẽ được đáp ứng đầyđủ

- Định hướng quy hoạch hệ thống thông tin liên lạc : Kết nối hệ thống tuyến cápquang dọc đường vành đai thành phố Biên Hòa vào bưu điện trung tâm xã và kếtnối với từng điểm dân cư Cáp thông tin dùng lõi 0,5mm

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC CẤP 3.1 Các loại nguồn nước.

Để cung cấp nước sạch,có thể khai thác các nguồn nước thiên nhiên từ nướcmặt,nước ngầm,nước biển.Tùy theo địa hình và các điều kiện môi trường xung quanh

mà các nguồn tự nhiên có chất lượng nước khác nhau

3.1.1 Nước mặt.

Bao gồm nguồn nước từ các ao,hồ,sông,suối.Các đặc trưng của nước mặt là :

 Chứa nhiều chât rắn lơ lửng,hàm lượng chất hữu cơ cao

 Chứa nhiều vi sinh vật

 Có chứa khí hoà tan là oxy

Thành phần và chất lượng của nguồn nước mặt chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố tựnhiên,từ các hoạt động của con người trong quá trình khai thác và sử dụng.Nước mặt

là nguồn nước tự nhiên thường được sử dụng nhưng cũng là nguồn nước dễ bị ônhiễm nhất.Do đó nguồn nước mặt tự nhiên khi muốn đưa vào sử dụng cho sinh hoạthay phục vụ sản xuất cần phải qua công đoạn xử lí

3.1.2 Nước ngầm.

Nước ngầm (hay còn gọi là nước dưới đất) là nguồn nước được khai thác từ cáctầng chứa nước nằm bên dưới mặt đất,chất lượng nước phụ thuộc vào thành phầnkhoáng hoá và cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua.Đặc trưng chủ yếu của nước ngầm

là :

 Độ đục thấp

 Chứa nhiều khoáng chất,chủ yếu là sắt,mangan,canxi,magie

 Không có sự hiện diện của vi sinh vật

 Không có oxy nhưng có các chất khí khác như cacbonic,hirdo sunfua

Nước ngầm ít chịu tác động của con người hơn nên chất lượng nước tốthơn.Những vùng có nhiều chất bẩn,điều kiện phong hoá tốt,lượng mưa lớn thì nướcngầm dễ bị ô nhiễm bởi các khoáng chất hoà tan và các chất hữu cơ

3.1.3 Nước mưa.

Nước mưa có thể xem như nước cất tự nhiên nhưng không hoàn toàn tinh khiết do

có thể bị ô nhiễm bởi bụi,khí,thậm chí là các vi khuẩn có trong không khí.Khi rơixuống,nước mưa tiếp tục bị ô nhiễm do tiếp xúc với các vật thể khác.Hơi nước chứanhiều khí oxit nitơ hay oxit lưu huỳnh sẽ tạo nên các cơn mưa axit.Nước mưa có thể

dự trự trong các lu chứa có mái che,cần xem xét kỹ nếu sử dụng nguồn này làm nướcsinh hoạt

3.2 Một số phương pháp xử lí nước.

3.2.1 Phương pháp keo tụ tạo bông.

Keo tụ tạo bông cặn là quá trình tạo ra các tác nhân có khả năng kết dính các chấtlàm bẩn nước ở dạng hoà tan hay lơ lửng thành các bông cặn có khả năng lắng đượctrong các bể lắng hay kết dính trên bề mặt của lớp vật liệu lọc với tốc độ nhanh vàkinh tế nhất.Trong kỹ thuật xử lí nước thường dùng phèn nhôm Al2(SO4)3 hay phènsắt FeCl3,FeSO4

Hiệu quả của quá trình tạo bông cặn phụ thuộc vào cường độ và thời gian khuấytrộn để các tác nhân keo tụ và các cặn bẩn va chạm,kết dính vào nhau.Để tăng hiệuquả cho quá trình tạo bông cặn người ta thường thêm vào các chất trợ lắng là polymevào bể phản ứng tạo bông

3.2.2 Phương pháp lắng.

Đây là phương pháp làm giảm hàm lượng cặn lơ lửng trong nước nguồn bằng cácbiện pháp :

 Lắng trọng lực : Các hạt cặn có tỉ trọng lớn hơn nước sẽ lắng xuống đáy bể

 Lực li tâm sẽ tác dụng vào các hạt cặn trong bể lắng li tâm và cyclon thuỷ lựclàm các hạt cặn lắng xuống

 Lực đẩy nổi do các hạt khí dính bám vào các hạt cặn ở bể tuyển nổi

Cùng với việc lắng cặn,phương pháp này còn giảm 90 - 95% vi trùng có trongnước.Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào kết quả của bể phản ứng tạo bôngcặn.Thời gian lưu nước trong bể lắng cũng là chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến hiệuquả của bể.Để đảm bảo lắng tốt thì thời gian lưu nước phải đạt từ 70 - 80% so vớitính toán

Lọc là giai đoạn cuối cùng để làm trong nước triệt để.Hàm lượng cặn sau khi qualọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép (nhỏ hơn hoặc bằng 3mg/l)

Một số loại bể lọc :

 Theo tốc độ lọc : Bể lọc chậm ( 0,1 ÷ 0,5 m/h), bể lọc nhanh ( 5 ÷ 15 m/h)

 Theo chế độ dòng chảy : Bể lọc trọng lực,bể lọc áp lực

 Theo chiều dòng chảy : Bể lọc xuôi, bể lọc ngược, bể lọc hai chiều

Ngoài ra trong quá trình lọc,người ta còn sử dụng thêm than hoạt tính như là mộtlớp vật liệu lọc để hấp thụ màu và mùi có trong nước

3.2.4 Phương pháp khử trùng.

Là phương pháp bắt buộc trong xử lí nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống,Sau cácquá trình xử lí trước,hầu hết các vi trùng đã bị giữ lại,song để tiêu diệt hoàn toàn các

vi trùng gây bệnh thì phải tiến hành khử trùng nước

Có rất nhiều biện pháp khử trùng nước hiệu quả như dùng các chất oxy hoámạnh,các tia vật lý,dùng nhiệt Ở Việt Nam đang sử dụng phổ bíên nhất là các chấtoxy hoá mạnh (thường là clo vì giá thành thấp,dễ sử dụng,vận hành đơn giản.)

3.2.5 Phương pháp khử cứng.

Khử cứng hay còn gọi là làm mềm nước là phương pháp khử các muối Ca,Mg cótrong nước Nước cấp cho một số lĩnh vực công nghiệp như dệt, hoá chất, giấy thìcần phải làm mềm nước Các phương pháp làm mềm nước phổ biến là : Phương phápnhiệt, phương pháp trao đổi ion, phương pháp hoá học

3.3 Xác định nhu cầu dùng nước

3.3.1 Khu vực – phạm vi phục vụ.

Khu vực xã Bình Lợi là một khu vực nhỏ,nhiều hộ dân phải mua nước máy từ cácchi nhánh cấp nước từ nhân,một số khác sử dụng nước giếng khoan.Do đó,việc xâydựng một hệ thống cung cấp nước sạch cho khu vực này là cần thiết.Việc này giúpcải thiện sức khoẻ,nâng cao đời sống văn hoá,tinh thần cho nhân dân.Cải tạo bộ mặtnông thôn,đưa đời sống nông thôn tíên gần đến thành thị

Hệ thống sẽ cấp nước cho toàn bộ xã Bình Lợi,đảm bảo nhu cầu sử dụng nướctrên toàn khu vực

3.3.2 Tiêu chuẩn dùng nước – nhu cầu dùng nước.

Theo quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội xã Bình Lợi,huyện Vĩnh Cửu thìdân số cả xã tính đến năm 2015 là 7211 người,tỉ lệ gia tăng dân số là 0,2% Vì vậy sốdân dự kíến trong vùng đến năm 2025 theo công thức là :

N=7211×(1 ×0,2 %)10=7357 (người)

Theo định hướng phát triển cấp nước đô thị của chính phủ,tiêu chuẩn và nhu cầu

về nước của xã Bình Lợi như sau :

 Tiêu chuẩn dùng nước.

6 Nhu cầu dùng nước ngày lớn nhất (k = 1,4) m3/ngày 1030

 Nhu cầu dùng nước.

2 Nước cho dịch vụ,công cộng :

+ Trạm y tế (1300 m2),chỉ tiêu 15 l/người.ngày

+ Trạm mầm non (2020 m2),chỉ tiêu 75 l/người.ngày

(Chỉ tiêu theo diện tích đất 5 m2 /người)

+ Khác ( lấy bằng 15% Qshngày max )

m3/ngày

3530,3154,5

3 Nước tưới cây xanh (159.500 m2),chỉ tiêu 3 l/ m2 m3/ngày 478,5

4 Nước rửa đường (730.500 m2),chỉ tiêu 0,3 l/ m2 m3/ngày 219,2

5 Nước chữa cháy (lưu lượng 10 l/s,kéo dài 3 giờ) m3/đám 108

6 Nước cho tiểu thủ công nghiệp (lấy = 15% Qshngày max) m3/ngày 154,5

7 Công suất hữu ích

Qhữu ích = Qshngày max + Qcc + Qtưới,rửa + Qctcc

(Các chỉ tiêu cấp nước chọn ở bảng trên lấy theo TCXDVN 33 : 2006)

Vậy,công suất của trạm xử lí :

Qml = Qml x Kxl + Qcc = 2485,08 x 1,04 + 108 = 2692,5 m3/ngày

Với Kxl : hệ số tính đến lượng nước cho bản thân trạm xử lý theo TCXDVN, Kxl =1,04 ÷ 1,06

Như vậy,nhu cầu cấp nước của xã Bình Lợi,huyện Vĩnh Cửu,tỉnh Đồng Nai đến năm

2025 làm tròn là 2700 m3/ngày để đảm bảo đủ nước cho các hoạt động của người dântrong xã

3.4 Đề xuất công nghệ xử lý.

3.4.1 Các thông số chất lượng nguồn nước

Nước thô dùng cấp nước cho xã Bình Lợi được lấy từ nguồn nước sông Đồng Nai,cácchỉ tiêu chính được liệt kê trong bảng sau :

Bảng : Số liệu chất lượng nước sông Đồng Nai quý 4/2010

Stt Chỉ tiêu Đơn vị tính Số lượng QCVN 02:2009/BYT

Thuyết minh công nghệ

Nước từ sông Đồng Nai được thu trực tiếp tại công trình thu Sau đó nước thôđược trạm bơm cấp 1 bơm tới trạm xử lí qua ống dẫn nước thô Hóa chất bao gồmchất kiềm hóa (vôi) và chất keo tụ ( Al2(SO4)3) được khuấy trộn đều tại bể trộn đứngtrước khi được chảy vào bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng, nước đi qua lớp cặn lơ lửng

có sẳn sẽ kết hợp và tạo bông cạn tốt hơn, các bông cạn sẽ được giử lại và nước dânglên trên Nước trong sẽ được dẫn qua bể lắng ngang, ở đây dòng chảy di chuyển theophương ngang cặn được kiểm soát tốt và nước thu được bằng hệ thống máng răng cưađưa qua bể lọc nhanh Sau đó được lọc qua lớp vật liệu lọc và chụp lọc, bùn cặn sẽđược giử lại.Quá trình rửa lọc gồm 3 pha: pha khí, pha khí và nước hết hợp và cuốicùng là pha nước Nước rửa lọc được dẫn vào hệ thống thoát nước khu vực Nước saukhi lọc được dẫn qua bể chứa nước sạch và sau đó châm Clorine để khử trùng và điềuchỉnh Clorine sau cho dư từ 0,9 – 1,1 mg/l để đạt tiêu chuẩn của bộ y tế trước khiđược trạm bơm cấp 2 bơm vào mạng lưới phân phối

SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC (P.ÁN 1)

Thuyết minh công nghệ.

Nước từ sông Đồng Nai được thu trực tiếp tại công trình thu Sau đó nước thôđược trạm bơm cấp 1 bơm tới trạm xử lí qua ống dẫn nước thô và tới bể trộn cơ khí ởđây có thể điều chỉnh được lưu lượng và cường độ khuấy trộn Ở đầu bể châm chấtkiềm hóa (vôi) và chất keo tụ ( Al2(SO4)3) để tạo điều kiện cho quá trình keo tụ.Nước thu được dẫn qua bể phản ứng vách ngăn, tại đây bông cặn lớn dần và được giửlại.Nước trong sẽ được dẫn qua bể lắng ngang, ở đây dòng chảy di chuyển theophương ngang cặn được kiểm soát tốt và nước thu được bằng hệ thống máng răng cưađưa qua bể lọc nhanh Sau đó được lọc qua lớp vật liệu lọc và chụp lọc Quá trình rửa

lọc gồm 3 pha: pha khí, pha khí và nước hết hợp và cuối cùng là pha nước Nước rửa

lọc được dẫn vào hệ thống thoát nước khu vực Nước sau khi lọc được dẫn qua bể

chứa nước sạch và sau đó châm Clorine để khử trùng và điều chỉnh Clorine sau cho

dư từ 0,9 – 1,1 mg/l để đạt tiêu chuẩn của bộ y tế trước khi được trạm bơm cấp 2 bơm

vào mạng lưới phân phối

- Đơn giản trong xây dựng

và vận hành

- Chi phí thấp do dùng nănglượng nước để trộn

-Điều chỉnh được lưu lượng

- Không cần máy móc cơ khí

- Không tốn chiều cao xâydựng

- Chi phí xây dựng thấp

-Có nhiều vách ngăn tạo ra

sự đổi chiều liên tục củadòng nước

Nhược điểm

- Lớp cạn quá nhiều phải xảcạn

- Nhạy cảm với nguồn nước

-Khối lượng xây dựng lớn

do có nhiều vách ngăn-Có chiều cao bể lớn-Tốn chi phí xây dựng cao

Kết luận: Trên cơ sở so sánh ưu và nhược điểm của 2 phương án trên, đề xuấtcông nghệ xử lí theo phương án 1.

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THÍÊT KẾ CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH 4.1 Công trình thu và trạm bơm cấp 1

4.1.1 Công trình thu nước

Nước trước khi đi qua bơm phải được lượt hết rác và vật trôi nổi bằng cách sử dụngsong chắn rác và lưới chắn rác

 Song chắn rác

* Diện tích song chắn rác: ω1= Q

v nK1K2K3Trong đó:

 Q: lưu lượng tính toán của trạm, Q = 2700 m3/ngđ

 v : Vận tốc tự chảy qua song chắn rác: theo TCXD 33-2006 thì v

Lưới chắn rác là một tấm lưới đan bằng dây thép có đường kính d = 1,5 mm, mắt lưới

5 x 5 mm Lưới chắn rác được đặt ở cửa thông giữa ngăn thu và ngăn hút

Theo sách: “công trình thu nước – trạm bơm cấp thoát nước - Lê Dung” Diện tích

công tác của lưới xác định theo công thức:

ω2= Q

v ×n K1K2K3(m2)

 Q: lưu lượng tính toán của công trình, Q= 2700 m3/ngđ

 v: vận tốc nước chảy qua lưới chắn rác Chọn lưới chắn phẳng v = 0,2 – 0,4m/s Chọn v = 0,4 m/s

 n: số lượng cửa đặt lưới Chọn n= 2

 K1: hệ số thu hẹp tiết diện do các thanh lưới chắn

K1=(a+d a )2=(2,5+1,52,5 )2=2,56

- a: khoảng cách giữa các thanh thép, a= 2,5 mm

- d: đường kính dây đan lưới, d= 1,5 mm

 K2: hệ số co hẹp do rác bám vào lưới chắn, K2 = 1,5

 K3: hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng, K3 = 1,15 ÷ 1,5; chọn K3 = 1,25 (vớithanh tiết diện hình chữ nhật)

375 mm

 Đoạn ống tự chảy

Dùng 2 ống thép dẫn nước vào ngăn thu để đảm bảo công trình làm việc an toàn Vậntốc nước chảy trong ống chọn v = 1 m/s (mục 5.96 TCXDVN 33-2006 v = 0,7 ÷ 1,5m/s)

D=√n × π × v 4 Q =√24 ×3600 ×2 ×3,14 ×1 4 × 2700 =0,14 (m)=140 (mm)

Chọn 2 ống thép D150 mm, tra bảng II trang 42 Nguyễn Thị Hồng Các bảng tính

toán thủy lực NXB Xây Dựng v=0,84 m/s (thỏa quy phạm), i=8,79.

 Ngăn thu – ngăn hút

Trong ngăn thu bố trí song chắn rác, thang lên xuống, thiết bị tẩy rửa

Trong ngăn hút bố trí lưới chắn rác, ống hút của máy bơm cấp một, thang lên xuống,thiết bị tẩy rửa

Trong gian quản lý bố trí thiết bị nâng, thiết bị điều khiển, tẩy rửa, thiết bị vớt rác và

có thể có cả song chắn rác và lưới chắn rác dự trữ Kích thước các ngăn được xácđịnh dựa vào yêu cầu bố trí thiết bị và điều kiện thi công

Theo sách :” công trình thu nước – trạm bơm cấp thoát nước- Lê Dung”

- Chiều rộng ngăn hút tính theo công thức: B2≥ 3Df

Df: đường kính phễu hút ; Df = (1,3 ÷ 1,5) Dh.Chọn Df = 1,3Dh

Dh: đường kính ống hút Ta chọn Dh= 600mm dùng ống thép

Vậy chiều rộng ngăn hút : B2≥ 3 x 1,3 x 0,6 = 2,34m

- Chiều dài ngăn hút chọn AZ = 3m, (quy phạm 1,5 ÷ 3m)

Do B1 và B2 tính toán chênh nhau không nhiều, để dễ thi công ta lấy B1 = B2 =2,5m

Với kích thước này đảm bảo thuận lợi cho việc lên xuống ngăn thu, ngăn hútbằng thang.

 b: hệ số kể đến lượng nước dùng cho các nhu cầu chưa tính hết và lượng nước

dự phòng cho rò rỉ, thất thoát trên mạng lưới Chọn b = 1,1

 c: hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý Chọn c = 1,01

 Q ngđ max: Lưu lượng dùng nước lớn nhất, Qngđ max=2700(m3

Lưu lượng qua mỗi bơm:

Chọn ống hút làm bằng thép có D = 175 mm Tra bảng II trang 43 Nguyễn Thị

Hồng Các bảng tính toán thủy lực NXB Xây Dựng, 1000i = 9,95 Vậy 2 ống

hút được đặt song song (1 ống hút của máy bơm dự phòng), có độ dốc tối thiểu

i = 0,0096 cao về phía máy bơm

Chọn ống đẩy làm bằng thép có D = 200 mm Tra bảng II trang 43 Nguyễn Thị

Hồng Các bảng tính toán thủy lực NXB Xây Dựng, 1000i = 6,16 Vậy ống đẩy có độ

dốc tối thiểu i = 0,0062 cao về phía máy bơm

(từ máy bơm đến đường ống đẩy chung)

Để đảm bảo an toàn bố trí 2 bơm (1 làm việc, 1 dự phòng) Lưu lượng qua mỗiống đẩy 0,0642 =0,032(m3/s)

Đối với ống đẩy có D = 300 ÷ 800 mm, vận tốc nước trong ống đẩy v = 1,2 ÷1,8 m/s Chọn v = 1,8 m/s

Đường kính ống đẩy Dđ=√4 × Q π × v =√4 ×0,03125 3,14 × 1,8 =0,15 (m)

Chọn ống đẩy làm bằng thép có D = 150 mm Tra bảng II trang 42 Nguyễn

Thị Hồng Các bảng tính toán thủy lực NXB Xây Dựng, 1000i = 8,79 và v = 0,84 m/s

ZTr: cao độ mực nước trên bể trộn ZTr = 9,6(m) Chiều cao từ mặt đất lên bểtrộn là 3,3 m và cao độ mặt đất là 6,3 m.

Zh: cao độ mực nước thấp nhất tại ngăn hút, Zh = +3,5 (m) Cao độ ngăn hútthấp hơn MNTN 1,5m

Tính H2: tổn thất áp lực trên ống đẩy (h1) và tổn thất cục bộ qua bơm và cácphụ tùng (h2)

 H2=h1+h2=2,13+0,15=2,28 (m)

H3: chiều cao lớp nước bể trộn, H3 = 3,3 (m)

H4: là áp lực tự do ra khỏi tuyến ống vào bể trộn, lấy H4 = 1 (m)

Lượng phèn nhôm để xử lý độ màu

Với độ màu 37,lượng phèn nhôm cần thiết để xử lý là :

P2¿4 ×√M=4 ×√37=24,3(mg/l)

Với M : Độ màu của nước nguồn tính bằng độ theo thang màu Platin – Côban

Từ 2 số liệu trên,chọn lượng phèn cần thiết cho xử lý Pp = 33 (mg/l)

Lượng phèn dùng cho 1 ngày

G= a× Q

1000 × P=

33× 2700 1000× 0,25=356,4 (kg /ngày)

Trong đó :

a : Liều lượng phèn cần thiết cho xử lý : a = 33 mg/l

Q : Lưu lượng nước cần xử lý Q = 2700 m3/ngđ

Phèn thị trường chứa P = 25% Al2(SO4)3 tính theo sản phẩm không ngậm nước

Dùng phương pháp dự trữ phèn ướt,thời gian dự trữ 10 ngày

=> Lượng phèn dự trữ trong 10 ngày : G10 = 10 x 356,4 = 3,564 (tấn)

Ta cần thùng chứa phèn dự trữ, thể tích thùng được tính với chỉ tiêu 1,5 m3 cho mộttấn phèn cục được dự trữ nên thể tích thùng cần dùng :

Wkp = G10 x 1,5 = 3,564 x 1,5 = 5,35 (m3)Chọn 2 thùng có dung tích 3 m3

Q : Lưu lượng nước xử lí Q =2700 m3/ngày = 112,5 m3/h

n : Thời gian giữa 2 lần hòa tan phèn , n= 12 giờ (trạm có công suất từ 1200 –

10000 m3/ngđ )

Pp : Liều lượng phèn cực đại cho vào nước , Pp = 33 mg/l = 33 g/m3

bp : Nồng độ dung dịch phèn trong thùng hòa trộn (%) ,chọn bp = 5%

 : Khối lượng riêng của dung dịch , chọn  = 1 tấn/m3

 Wp = 112,5×12 ×33 10000 ×5 ×1 = 0,89 m3

Ta thiết kế 1 bể có diện tích hình tròn,dáy hình chóp có 4 cạnh đều nhau và nghiêngmột góc 45o ,dung tích 0,89 m3

Đường kính của 1 bể lấy bằng chiều cao công tác của bể.

Chọn chiều cao bảo vệ : hbv = 0,3 (m)

=> Vậy chiều cao tổng cộng của bể : H = h + h ct+ hbv = 0,5 + 0,97 + 0,3 = 1,77 (m)

Vậy kích thước xây dựng bể hoà trộn phèn : D x H = 1m x 1,77m

Để hòa tan phèn cục thì dùng máy khuấy loại cánh quạt phẳng có :

Số vòng quay : 30 vòng/phút

Số cánh quạt là 2 cánh

Chiều dài cánh khuấy tính từ trục quay lấy = 0,45 chiều rộng bể

Lcánh khuấy = 0,45 × 1= 0,45 m

 Chiều dài toàn phần của cánh quạt là :0,9m

Diện tích bản cánh lấy bằng 0,1 m2/m3 dung tích bể

Sbc = 0,1 ×0,89 = 0,089 m2

Chiều rộng mỗi cánh quạt : bcq = 12×0,089

0,45 = 0,1 m

Tại đáy thiết kế ống xã cặn có đường kính D150 (Tiêu chuẩn ống xã cặn

ρ : Trọng lượng thể tích của dung dịch được khuấy trộn, ρ=1000 kg/m3

h : Chiều cao cánh quạt, h = bcq = 0,1 m

n : Số vòng quay của cánh quạt trong 1 giây, n = 30/60 = 0,5 ( vòng / giây)

d : Đường kính của vòng tròn do đầu cánh quạt tạo ra khi quay, d = 0,9 m

z : Số cánh quạt trên trục cánh khuấy,z = 1

τ: Hệ số hữu ích của động cơ truyền động, chọn τ =80 %

Hòa trộn đều dung dịch phèn trong bể tiêu thụ,ta chọn phương pháp dùng khí nénvới cường độ sục khí trong bể tiêu thụ là 3÷5 l/sm2 , chọn 5 l/sm2

b1 : Nồng độ dung dịch trong bể hòa trộn, b1 = 5%

b2 : Nồng độ dung dịch bể tiêu thụ, b2 = 5% ( Quy phạm 4÷10%)

Bể có tiết diện hình vuông,có tường đáy nghiêng một góc là (45o÷50o).Chọn α = 45o

Chiều cao đáy của bể

hd = B x i = 1,04 x 0,2 = 0,21 (m)Thể tích đáy của bể

Wth = 1,77 – 0,18 = 1,59 (m3)Chiều cao công tác phần thân của bể

h ct=W th

B2 =

1,591,32= 0,94 (m)Chọn chiều cao bảo vệ : hbv = 0,3 (m)

Q : Lưu lượng nước cần xử lí (m3/h)

P : Liều lượng phèn sử dụng (mg/l)

b1 : Nồng độ dung dịch phèn trong bể tiêu thụ, b1 = 5%

Chọn bơm định lượng kiểu màng cơ học có lưu lượng thay đổi từ 0 – 0,15 m3/h.Trạm bố trí 2 máy,một máy làm việc,1 máy dự phòng

4.2.2.Hóa chất nâng pH (Vôi).

4.2.2.1.Tính liều lượng vôi để kiềm hóa và ổn định nước.

Hóa chất dùng để kiềm hóa là CaO

Kiểm tra khả năng keo tụ của nước nguồn

P k=e1.(Pp e2 −K t+1).100

C

¿28.(3357−0,24 +1).100

80

¿46,8 (mg/l)

Trong đó :

Pk: Hàm lượng chất kiềm hóa (mg/l)

Pp: Hàm lượng phèn nhôm dùng để keo tụ = 33 mg/l

e1,e2 : Trọng lượng đương lượng của chất kiềm hóa và phèn (mgdl/l)

Chất kiềm hóa là CaO có e1 = 28

Chất keo tụ là Al2(SO4)3 có e2 = 57

( Lấy theo điều 6.15 TCXDVN 33 : 2006)

Kt:Độ kiềm nhỏ nhất của nước nguồn (mgđl/l) , Kt = 1250=0,24

1 : Độ kiềm dự phòng

C : Tỷ lệ chất kiềm hóa nguyên chất có trong sản phẩm sử dung C = 80%

Kiểm tra pH của nước sau kiềm hoá.

Độ kiềm của nước sau khi pha phèn và kiềm hóa vôi ở trên

Kt : Độ kiềm của nước sau khi kiềm hóa

Ko : Độ kiềm của nước nguồn , Ko= 0,24 meq/l

K t=0,24−33

57+

46,8

28 =¿ 1,33 (mgđl/l)

Tính toán độ ổn định của nước.

Độ ổn định nước được đánh giá theo chỉ số bão hoà I

 f2 ( Ca2+) : Hàm số hàm lượng của ion Ca2+ trong nước

 f3(Kt) : Hàm số độ kiềm của nước

 f4(P) : Hàm số tổng hàm lượng muối của nước

Với nhiệt độ t = 270C, ta được :

 Phải châm thêm vôi để khắc phục

Trong trường hợp này : J < 0, pH0 < 8,4 < pHs  Dk = e×( χ + ξ + χξ) ×Kt×100

N = 0,05 x 112,5 x 24 = 135 kg/ngày.

4.2.2.2.Bể hòa trộn vôi sữa.

Thể tích bể hòa trộn vôi sữa

W v=10000.b Q n L V

P 1ρ (m3)

Trong đó :

Q : Lưu lượng nước xử lí Q =2700 m3/ngày = 112,5 m3/h

n : Thời gian giữa 2 lần hòa tan phèn , n= 12 giờ (trạm có công suất từ 1200 –

10000 m3/ngđ )

LV : Liều lượng vôi dự tính cho vào nước , P = 48,42 mg/l = 48,42 g/m3

bp : Nồng độ dung dịch vôi trong thùng hòa trộn (%) ,chọn bp = 5%

 : Khối lượng riêng của dung dịch vôi sữa, chọn  = 1,5 tấn/m3

h= D

2 ×tg 45

0

=0,5¿m)Thể tích phần đáy bể

¿0,13(m3)

Chọn chiều cao bảo vệ : hbv = 0,3 (m)

=> Vậy chiều cao tổng cộng của bể : H = h + h ct+ hbv = 0,5 + 0,95 + 0,3 = 1,75 (m)

Vậy kích thước xây dựng bể hoà trộn vôi sữa : D x H = 1m x 1,75 m

Để hòa tan vôi ta dùng máy khuấy trộn cánh quạt phẳng có

Số vòng quay : 40 vòng/phút

Số cánh quạt là 2 cánh

Chiều dài cánh khuấy tính từ trục quay lấy = 0,45 chiều rộng bể

Lcánh khuấy = 0,45 ×1 = 0,45 m

Chiều dài toàn phần của cánh quạt là : 0,9 m

Diện tích bản cánh lấy bằng 0,1 m2/m3 dung tích bể

ρ : Trọng lượng thể tích của dung dịch được khuấy trộn, ρ=1000 kg/m3

h : Chiều cao cánh quạt, h = b = 0,11 m

n : Số vòng quay của cánh quạt trong 1 giây, n = 40/60 = 0,67 ( vòng / giây)

d : Đường kính của vòng tròn do đầu cánh quạt tạo ra khi quay, d = 0,9 m

z : Số cánh quạt trên trục cánh khuấy,z = 1

τ:Hệ số hữu ích của động cơ truyền động, chọn τ =80 %

Vậy N = 0,5 ×1000

0,8 × 0,11 ×0,67

3× 0,94×1 = 13,57 (kW)Chọn ống châm vôi có đường kính 30 mm

4.2.2.3.Bể tiêu thụ vôi sữa.

Dung tích bể tiêu thụ vôi :

Wv : Dung tích bể hòa trộn vôi sữa W1 = 0,872 m3

bv : Nồng độ vôi trong bể hòa trộn, b1 = 10%

bt : Nồng độ dung dịch trong bể tiêu thụ, b2 = 5% ( Quy phạm 4÷10%)

Đường kính của bể lấy bằng chiều cao công tác của bể

h= D

2 ×tg 45

0

=0,5¿m)Thể tích phần đáy bể

¿0,13(m3)Thể tích phần thân hữu ích

Chọn chiều cao bảo vệ : hbv = 0,3 (m)

=> Vậy chiều cao tổng cộng của bể : H = h + h ct+ hbv = 0,5 + 0,95 + 0,3 = 1,75 (m)

Vậy kích thước xây dựng bể tiêu thụ vôi sữa : D x H = 1m x 1,75 m

Lưu lượng dung dịch vôi cần thiết để đưa nước vào trong 1 giờ

qv = 1000× p Q × a

Trong đó

 Q : Lưu lượng nước xử lí 112,5 ( m3/h)

 a : Liều lượng vôi cần thiết mg/l

Dùng phương pháp khử trùng nước bằng clo lỏng.

Sử dụng thiết bị phân phối clo là Clorator

Sử dụng 2 Clorator để châm Clorine ( 1 công tác , 1 dự phòng) loại 0-4 kg/h

Lượng Clo cần dùng để khử trùng nước : Theo Đ 6.162- TCVN 33 : 2006 (2÷3) mg/lđối với nước mặt.Do chỉ số Coliform khá cao của nước nguồn,chọn LCl= 3mg/l

Lượng Clo cần dùng trong 1 giờ : Qtb = Q x LCl= 112,5 x 3x10-3 = 0,34 (kg/giờ)

4.3 Tính toán các công trình đơn vị.

4.3.1.Bể trộn đứng.

Nhiệm vụ : Bể trộn đứng có nhiệm vụ là trộn đều hoá chất với nước,giữ cho các phần

tử vôi,phèn ở trạng thái lơ lửng,làm cho quá trình hòa tan vôi,phèn được thực hiệntriệt để.Quá trình hòa trộn phải được tiến hành rất nhanh chóng trong một khoảngthời gian rất ngắn trước lúc tạo thành những bông cặn

Thiết kế 1 bể có tiết diện hình vuông,phía dưới là hình chóp,có 4 cạnh bằng nhau