Thuyết minh đồ án môn học xử lý nước thiên nhiên

Thuyết minh đồ án môn học xử lý nước thiên nhiên

Gvhd: ThS Nguyn Phng Tho Đồ án xử lý nớc thiên nhiên thuyết minh Đồ án môn học xử lý níc thiªn nhiªn - Phần I Lựa chọn dây chuyền công nghệ Các tiêu chất lợng nớc nguồn trớc xử lý: - to nớc: 21oC - Độ màu theo thang Coban: 15 - Độ kiềm toàn phần: 3,48 mgđl/l - Độ cứng Cacbonat: 3,48 mgđl/l - Độ cứng toàn phần: 4,62 mgđl/l - Độ oxy hoá pemanganat: mg/l - Độ pH: 7,5 - Hàm lợng sắt toàn phần: 16 mg/l - Hàm lợng Fe2+: 15 mg/l - Hàm lợng oxy hoà tan: 10 mg/l - Hàm lợng cặn lơ lửng: Cmax= 13 mg/l, Cmin= mg/l, CTB= mg/l - Hàm lợng ion nớc: Cation: Na+ = 28 mg/l Ca2+ = 86 mg/l Mg2+ = mg/l Anion: HCO3-= 212,4 mg/l SO42- = 52,7 mg/l SiO32- = 2,18 mg/l Cl- = 49,7 mg/l - Hàm lợng hợp chất chứa Nitơ: NH4+= 0,4 mg/l NO2-= 0,1 mg/l NO3-= 0,4 mg/l SVTH Hàm lợng H2S= 0,1 mg/l Gvhd: ThS Nguyn Phng Tho Đồ án xử lý níc thiªn nhiªn - ChØ sè E.Coli: 920 con/l - Coliform tng s (s khun lc/100ml): 70 I Xác định tiêu thiếu: Tổng hàm lợng muối hoà tan Xác định dựa vào công thức: P = ∑ M+ + ∑ A- + 1,4 [Fe2+] + 0,5[HCO3-] + 0,13[SiO32-] Trong đó: + M+: Tổng hỗn hợp ion dơng nớc nguồn không kể Fe2+ M+ = [Na+] + [Ca2+] + [Mg2+] + [NH4+] = 28 +86 + + 0,4 = 118,4 (mg/l) + A-: Tổng hàm lợng ion âm không kể HCO3-, SiO3∑ A-= [SiO42-] +[Cl-] + [NO2-] + [NO3-] = 52,7 + 49,7 + 0,1 + 0,4 = 102,9 (mg/l) ⇒ P = 118,4 + 102,9 + 1,4.15 + 0,5.212,4 + 0,13.2,18 P = 348,78 (mg/l) Hàm lợng CO2 hoà tan Đợc xác định theo biểu đồ Langelier, từ giá trị tham số đà biết: to = 22oC, P = 348,78 mg/l, Ki = 4,02 mg®l/l, pH = 7,3 [CO2] = 16,87 mg/l II Đánh giá chất lợng nớc nguồn Trớc tiên, cần kiểm tra độ xác tiêu cho trớc: - Độ kiềm toàn phần KiTP = [OH-] + [HCO3-] + [CO32-] (mgđl/l) Vì pH = 7,3 [OH-] nhỏ coi = Mặt khác, pH = 7,3< 8,4 nớc có CO2 HCO3-, CO32- nªn [CO32-] = ⇒ KiTP = + 245/61,02 + = 4,02 (mgđl/l) - Độ cứng toàn phần CTP = = SVTH [Ca 2+ ] [ Mg 2+ ] + 20,04 12,16 80,16 12,16 + = (mg®l/l) 20,04 12,16 Đồ án xử lý nớc thiên nhiên Gvhd: ThS Nguyễn Phương Thảo - §é cøng Cacbonat: Ck = [ HCO3−] 245 = =4,02 (mg®l/l) 61,02 61,02 KiTP, CTP, Ck đợc xác định ã Đánh giá chất lợng nớc nguồn: -So sánh với tiêu chuẩn chất lợng nớc mặt, ta thấy nguồn nớc dùng làm nguồn cấp nớc cho trạm xử lý nớc cấp cho ăn uống sinh hoạ.t -So sánh tiêu với tiêu chuẩn chất lợng nớc cấp cho ăn uống sinh hoạt, ta thấy tiêu nh độ màu, độ oxy hoá, hàm lợng cặn lơ lửng, độ cứng, hàm lợng hợp chất chứa nitơ, H2S, số E.Coli lớn cần đợc xử lý -Nớc nguồn có hàm lợng hợp chất chứa nitơ, H2S lớn Cần tiến hành clo hoá sơ trớc đa nớc vào công trình xử lý - Độ OH KMnO4 = 13 > 0,15 Fe2+ + 3(= 0,15*0,18+3=3,027) nên phải khử Clo - Hàm lợng cặn độ màu lớn tiêu chất lợng nớc cấp cho sinh hoạt nên phải làm nớc khử màu phèn - Độ cứng toàn phần nớc CTP= mgđl/l = 5.2,8=14odH>CTPTC=12odH Tuy nhiên, cho phèn vào, độ cứng giảm nên không cần phải tính toán - pH = 7,3 thuộc khoảng 6,5 đến 8,5 nên đạt tiêu chuẩn nớc cấp cho sinh hoạt - Hàm lợng cặn lơ lửng lớn nên dùng phèn nhôm Al2(SO4)3 để keo tụ - Các tiêu Na+, Ca2+, Mg2+… n»m giíi h¹n cho phÐp - ChØ sè E.Coli = 920 con/l >TC(Lp2 nên lấy Lp = 84,925 mg/l ®Ĩ xư lý níc * KiĨm tra độ kiềm nớc theo yêu cầu keo tụ: SVTH Gvhd: ThS Nguyn Phng Tho Đồ án xử lý nớc thiên nhiên Khi cho phèn vào nớc, pH giảm Đối với phèn Al, giá trị pH thích hợp để trình keo tụ xảy đạt hiệu từ 5,5 đến 7,5 Giả sử, cần phải kiềm hoá nớc để nâng pH lên giá trị phù hợp với yêu cầu xử lý, lợng kiềm đợc tính: Lk = ek*( Lp 100 - Kio + 0,5 )* ep C (mg/l) Trong đó: Lp, lp : liều lợng đơng lợng phèn đa vào nớc Lp = 84,925 mg/l, ep ((Al2(SO4)3) = 57 mgđl/l, ek: đơng lợng kiềm, chọn chất kiềm hoá CaO nên ek = 28 mgđl/l Kio : ®é kiỊm cđa níc ngn, Kio = 4,02 mg®l/l C: nồng độ CaO sản phẩm sử dụng, C = 80% 0,5: độ kiềm dự trữ Lk = 28( 84,925 100 - 4,02 +0,5)* = -71,05 ∆h = -0,5 + + 0,1 + 0,3 + 1,2 + 0,724+ 0,6 = 3,424 (m) - ∑hr : Tæng tæn thÊt ¸p lùc rưa läc: ∑hr = hPP + hVLL+ hđ (m) Theo tính toán ta có: ∑hr = 0,459 + 1,08 + 0,352 = 1,891 (m) - h: Tổng tổn thất đờng ống dẫn nớc rưa läc: ∑h = 1,626 (m) - hdt : ¸p lực dự trữ để phá vỡ kết cấu ban đầu cđa h¹t vËt liƯu läc, lÊy h dt = (m) Tãm l¹i: hB= 3,424 + 1,891 +1,626 + = 8,941 (m) Để tiện cho tính toán, lấy hB = (m) VËy chän b¬m níc rưa läc cã Qr = 0,23328 ( m3/s) áp lực Hr = (m) e ChiỊu cao x©y dùng bĨ läc ChiỊu cao xây dựng bể lọc đợc xác định theo công thøc: Hxd = hk + hS + hd + hl +hn + hBV Trong ®ã: - hk , hS , hd , hl : hệ số đà đợc trình bày - hBV = 0,5 (m) Với SVTH 29 Đồ án xử lý nớc thiên nhiên - Gvhd: ThS Nguyễn Phương Thảo hn : chiỊu cao líp níc trªn vËt liƯu läc (m) Hxd = 1+ 0,1+ 0,3 + 1,2 + + 0,5 ⇒ Hxd = 5,1 (m) 500 5400 Líp níc trªn vËt liƯu läc 2000 Líp vËt liƯu läc 760 1200 300 100 5100 Lớp vật liệu đỡ Sàn chụp lọc 1000 SVTH Hầm thu nớc 30 Gvhd: ThS Nguyn Phng Tho Đồ ¸n xư lý níc thiªn nhiªn bĨ chøa níc s¹ch ThiÕt kÕ bĨ chøa níc s¹ch cã dung tÝch = 20% Qtrạm dung tích bể: 20 Wbể = × 36000 = 7200 (m3) 100 ThiÕt kÕ bể vuông, bể có dung tích 3600 (m3/ngđ) với chiều cao bể 4,5 (m) Diện tích bĨ lµ: F1bĨ = 3600 = 800 (m2) 4,5 VËy kích thớc bể 28,3ì 28,3 800 (m2) - Tỉng chiỊu cao cđa bĨ lµ : HB = HNB + Hbv Trong : Hbv :Chiều cao bảo vÖ ,lÊy Hbv = 0,5m HB = 4,5 + 0,5 = 5m 10 Tính toán kho chuẩn bị clo a) Tính lợng Clo cần dùng: - Lợng clo cần thiết xác định theo công thức : qCl2 = Q.LCl 1000 (kg/h) Trong : Q :Công suất trạm ; Q = 36000m3/ngđ = 1500m3/h LCl :Lợng clo cần thiết để khử trùng LCl = LClSơ + LClKhư trïng LClS¬ bé =18,608 mg/l = 18,608g/m3 LClKhư trïng :Lợng clo dùng để khử trùng nớc trớc dẫn nớc vào bể chứa nớc sạch.Lấy theo tiêu chuẩn: Với níc mỈt LClKhư trïng = 3mg/l = 3g/m3 LCl = 18,608 + = 21,608g/m3 - Lỵng clo khư trïng giê lµ: qClo = 1500.21,608 = 32,412 (kg/h) 1000 lợng clo tiêu thụ ngđ 777,888kg/ngđ, tháng 23,34T/tháng b) Tính số Cloratơ - Cloratơ dùng để định lợng clo vào nớc - Chọn loại cloratơ chân không SVTH 31 Đồ án xử lý níc thiªn nhiªn Gvhd: ThS Nguyễn Phương Thảo - Lợng clo tiêu thụ ngày : C = qClo.24 = 32,412.24 = 777,888 (kg/ngđ) - Dùng bình Clo lỏng có dung tích 500 (l) ,năng suất bốc Clo S = kg/h_m2 điều kiện bình thờng - Số lợng bình làm việc đồng thời : 32,412 = bình - Số bình Cloratơ dự trữ bình - Mỗi bình đợc đặt lên bàn cân - Sơ đồ trạm clo đợc thể hình SVTH 32 Đồ án xư lý níc thiªn nhiªn Gvhd: ThS Nguyễn Phương Thảo Phần Iii Tính toán cao trình công nghệ Tính toán cao trình công nghệ dựa vào tổn thất công trình tổn thất đờng ống dẫn nớc tới công trình - Đảm bảo nớc trạm tự chảy - Lấy cốt mặt đất đáy bÓ läc b»ng 0.00m - BÓ läc nhanh: - Từ cốt mặt đất bể lọc = 0, chiều cao toµn bé bĨ läc = 5,1m Mùc níc bể cách thành bể 0,5m Cốt mực nớc cao nhÊt bÓ läc: Z2 = 5,1 - 0,5 = 4,6m - BĨ chøa níc s¹ch: Mùc níc cao nhÊt bĨ chøa níc s¹ch: Z1 = Z2 - hèngB.läc-BC - hB.läc Trong ®ã : Z1 :Cèt mùc níc cao nhÊt bĨ chøa níc s¹ch hèngB.läc-BC :Tỉn thất áp lực đờng ống dẫn từ bể lọc đến bể chứa nớc Có thể lấy sơ bé hèngB.läc-BC = 1m hB.läc :Tỉn thÊt ¸p lùc néi bé bÓ läc hB.läc = 2,5m VËy Z1 = 4,6- 1- 2,5 = 1,1 m 3- BĨ l¾ng ngang: - Mực nớc cao bể lắng ngang : Z3 = Z2 + hốngB.lắng-B.lọc + hB.lắng Trong : hốngB.lắng-B.lọc :Tổn thất áp lực đờng ống dẫn từ bể lắng đến bể - lọc Lấy sơ hốngB.lắng-B.lọc = 0,7m (quy phạm 0,5 ữ 1m) hB.lắng :Tổn thất áp lực nội bể lắng hB.lắng = 0,6m VËy Z3 = 4,6+ 0,7 + 0,6 = 5,9m - Bể phản ứng zíc zắc ngang: - Cốt mực nớc cao bể phản ứng Z4 = Z3 + hốngB.p-B.lắng + hP Trong : hốngB.p-B.lắng :Tổn thất áp lực đờng ống dẫn từ bể phản ứng đến bể lắng Vì bể phản ứng lion với bể lắng nên hốngB.p-B.lắng = 0m SVTH 33 Đồ ¸n xư lý níc thiªn nhiªn Gvhd: ThS Nguyễn Phương Thảo hP :Tỉn thÊt ¸p lùc néi bé bĨ ph¶n øng hP = 0,4m VËy Z4 = 5,9 + 0,4 = 6,3 m 5- BĨ trén: Cèt mùc níc cao nhÊt bĨ trén lµ: Z5 = Z4 + hBT_Bf + hBT hBT_Bf : tỉn thÊt tõ bĨ trén ®Õn bĨ ph¶n øng, hBT_Bf = 0,4m hBT: tỉn thÊt bÓ trén, hBT = 0,3m  Z5 = 6,3 + 0,4 +0,3 = 7m SVTH 34 Gvhd: ThS Nguyễn Phng Tho Đồ án xử lý nớc thiên nhiên Phần IV Tính toán mặt trạm xử lí Diện tích trạm khử trùng : - Trạm khử trùng đợc đặt cuối hớng gió - Diện tích trạm khử trùng lấy theo tiêu chuẩn : - 3m2 cho Cloratơ *Trạm có Cloratơ làm việc Cloratơ dự trữ - 4m2 cho cân bàn (có cân bàn) Vậy tổng diện tích trạm : F = 9.3 + 7.4 = 55 m2 - Tr¹m đợc chia làm gian : *Một gian chứa Cloratơ cã diƯn tÝch :f1 = 27m2 *Mét gian chøa b×nh Clo láng cã diÖn tÝch :f2 = 28 m2 Diện tích sân phơi cát - Diện tích sân phơi phải đảm bảo phơi toàn lợng cát bể lọc ,chiều dày lớp cát phơi 0,2m - ThĨ tÝch khèi c¸t bĨ läc b»ng diƯn tÝch bể nhân với chiều dày lớp vật liệu lọc: VB = FB.HB = 29,16.1,2 = 35m3 - DiƯn tÝch s©n phơi cát thể tích khối cát chia chiều dày lớp cát phơi: S = - 35 = 175 m2 0,2 0,2 :Chiều dày lớp cát phơi (m) Chọn sân phơi cát bố trí bên bể lọc - → S1s©n = 175 = 87,5 m2 - Kích thớc sân : Diện tích trạm bơm cấp II với công suất trạm Q = 36000m3/ngđ ta lÊy STBII = 150m2 Tr¹m biÕn thÕ - LÊy theo quy ph¹m KÝch thíc (4 x 4)m = 16m2 Phòng bảo vệ - Trạm có Q =36000m3/ngđ lÊy Sbv = 10m2 KÝch thíc (5 x 2)m 6.Nhµ hµnh chÝnh S = 120m2 kÝch thíc (6 x 20)m Nhà khí - kho - Lấy theo quy phạm S = 30m2.Kích thớc (6 x 5)m Mặt quy hoạch trạm xử lí đợc thể hình vẽ Phòng thí nghiệm hoá nớc Diện tích 42m2 KÝch thíc lµ (6 x 7)m - SVTH 35