MỤC LỤC CHƯƠNG I : TỔNG QUAN GIỚI THIỆU 1 I. TỔNG QUAN GIỚI THIỆU NGUỒN NƯỚC 1 1. Tổng quan 1 1. Trữ lượng 2 2. Ưu – nhược điểm khi sử dụng nước ngầm 2 II. TỔNG QUAN – GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN 3 1.1. MỤC TIÊU ĐỒ ÁN 3 1.2. NỘI DUNG THIẾT KẾ CỦA ĐỒ ÁN 3 CHƯƠNG II: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 4 2.1. Tổng quan về phương pháp đang áp dụng 4 1.Công trình thu nước ngầm 4 2.Công trình làm thoáng 4 3. Bể lắng 5 Bể lắng ly tâm: có dạng hình tròn. đường kính từ 5m trở lên. Bể thường được áp dụng để sơ lắng các nguồn nước có hàm lượng cặn cao (>2000mgl) với công suất ≥ 30000 m3 ng thì có hoặc không dùng chất keo tụ 4. Bể lọc 6 5. Khử trùng 6 6. Bể chứa nước sạch 7 7. Keo tụ 7 2.2. Đề xuất phương án xử lý 7 CHƯƠNG III : THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ 11 3.1. Giàn mưa 11 3.2.Bể trộn đứng 14 3.3. Bể phản ứng 16 3.4. Bể lắng ngang tiếp xúc 16 3.5. Bể lọc nhanh 20 3.6. Công trình tôi vôi. 27 3.7. Tính toán sân phơi bùn 29 3.8. Khử trùng nước 30 3.9. Bể chứa nước sạch 30 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ 32 4.1. Diện tích trạm bơm cấp II 32 4.2. Trạm biến thế 32 4.3. Nhà hành chính 32 4.4. Phòng bảo vệ 32 4.5. Phòng cơ khí – kho 32 4.6. Phòng thí nghiệm 32 4.7. Trạm hoá chất 32 4.8. Trạm bơm cấp I 32 4.9. Nhà để xe 32 4.10. Sân thể thao 32 PHẦN V: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH CÁC CÔNG TRÌNH TRONG TXL 33 5.1.Cao trình bể chứa nước sạch 33 5.2.Cao trình bể lọc nhanh 33 5.3.Cao trình bể lắng ngang 33 5.4.Cao trình giàn mưa 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34
ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP LỜI MỞ ĐẦU Nguồn nước có vai trò quan trọng cung cấp cho thể trì sống nên người sông thiếu nước Nước cần cho hoạt động sinh hoạt ,sản xuất công nghiệp,nông nghiệp gắn chặt với nguồn nước - Thiếu nước đất đai khô cằn cối , động vật muôn loài tồn Vai trò nước quan trọng tới đời sống sinh hoạt ,chúng trì cân bầu khí đem lại cho người bầu không khí lành Nhưng đáng tiếc phát triển cách bùng nổ ngành công nghiệp hóa đại hóa kéo theo nguồn nước ngày bị đe dọa - Nguồn nước có nguy cạn kiệt với gia tăng dân số,lũ lụt ,hạn hán đặc biệt nóng lên bầu khí 3/4 diện tích bề mặt trái đất nước 80% nước mặn ,lượng nước chủ yếu bắc cực nam cực tảng băng khổng lồ , chiếm tỷ lệ nhỏ ao hồ ,sông ,suối mạch nước ngầm Đây nguồn nước cho người sử dụng thực tế nguồn nước bị ô nhiễm nước thải ,chất thải Hiện có nhiều nhà máy xử lý nước cấp cho sinh hoạt ăn uống sử dụng dây truyền công nghệ tiên tiến xử lý nước mặt nước ngầm Việc lựa chọn dây truyền công nghệ phù hợp quan trọng phụ thuộc vào chất lượng nước đầu vào, yêu cầu nguồn nước đầu ra, điều kiện kinh tế, kỹ thuật Sau xin đề xuất dây truyền công nghệ hợp lý để xử lý nguồn nước thô cấp cho sinh hoạt SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP MỤC LỤC SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHƯƠNG I : TỔNG QUAN GIỚI THIỆU I TỔNG QUAN GIỚI THIỆU NGUỒN NƯỚC Tổng quan Việt Nam quốc gia có nguồn nước ngầm tiềm trữ lượng lớn, đặc biệt Đồng Bắc Bộ Nam Bộ Tài nguyên nước ven biển vùng đất ngập nước nội địa có tầm quan trọng cao cho việc bảo tồn, trì chức sinh thái đa dạng sinh học đất ngập nước Đối với hệ thống cấp nước cộng đồng nguồn nước ngầm luôn nguồn nước ưa thích Bởi vì, nguồn nước mặt thường hay bị ô nhiễm lưu lượng khai thác phải phụ thuộc vào biến động theo mùa Nguồn nước ngầm chịu ảnh hưởng tác động người Chất lượng nước ngầm thường tốt chất lượng nước mặt nhiều.Trong nước ngầm hạt keo hay hạt lơ lửng vi khuẩn, vi trùng gây bệnh thấp Một số đặc điểm khác nước ngầm nước mặt: Thông số Nhiệt độ Chất rắn lơ lửng Chất khoáng hoà tan Hàm lượng , Khí CO2 hoà tan Khí NH3 Khí S Si N Khí hoà tan Vi sinh vật Nước ngầm Tương đối ổn định Rất thấp Nước mặt Thay đổi theo mùa Thường cao thay đổi theo mùa Ít thay đổi, cao so với Thay đổi tuỳ thuộc vào chất nước mặt lượng đất, lượng mưa Thường xuyên có Rất thấp có nước nước đáy hồ Có nồng độ cao Rất thấp Thường có Có nguồn nước bị nhiễm bẩn Thường có Không có Thường có nồng độ cao Thường có nồng độ trung bình Có nồng độ cao, bị Thường thấp nhiễm phân bón hoá học Thường không tồn Gần bão hoà Chủ yếu vi trùng Nhiều vi trùng, virut gây sắt gây bệnh tảo SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Trữ lượng Hiện nguồn nước ngầm chiếm 35-50% tổng lượng nước cấp sinh hoạt cho đô thị toàn quốc, suy giảm trữ lượng đồng thời bị ô nhiễm nghiêm trọng Nhiều nơi, nguồn nước ngầm phải đối mặt với vấn đề xâm nhập mặn diện rộng, ô nhiễm vi sinh, ô nhiễm kim loại nặng Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh khoan nước đất thiếu quy hoạch kế hoạch bảo vệ nguồn nước Theo báo cáo Tổng cục Môi trường (Bộ Tài nguyên Môi trường), nguồn nước đất Việt Nam phong phú nhờ mưa nhiều Hiện tổng trữ lượng khai thác nước đất toàn quốc đạt gần 20 triệu m3, tổng công suất 300 nhà máy khai thác nguồn nước vào khoảng 1,47 triệu m3/ngày Ưu – nhược điểm sử dụng nước ngầm Ưu điểm : - Nước ngầm nguồn tài nguyên thường xuyên , chịu ảnh hưởng yếu tố khí hậu hạn hạn - Chất lượng nước tương đối ổn định bị biến đổi theo mùa nước mặt - Chủ động vấn đề cấp nước cho vùng xa hẻo lánh, hoàn cảnh - Nước ngầm khai thác nhiều công suất khác Để khai thác nước ngầm sử du ngj nhiều thiết bị : máy bơm, máy nén khí bơm tay thủ công Ngoài nước ngầm khai thác tập trung nhà máy xử lý tập trung , khu công nghiệp hộ dân Đây ưu điểm bật nước ngầm vấn đề cấp nước nông thôn - Giá thành xử lý nước ngầm rẻ nước mặt Nhược điểm : - Một số nguồn nước ngầm tầng sâu hình thành từ hàng nghìn năm, ngày bổ cập nước mưa tầng có khả tái tạo Do tương lai cần phải tìm nguồn nước thay - Việc khai thác nước ngầm với quy mô tần suất lớn làm cho hàm lượng muối tăng lên Từ dẫn đến việc tăng chi phí cho khâu xử lý Mặt khác làm cho mực nước ngầm hạ thấp xuống, kéo theo làm cho đất bị võng xuống, gây hư hại cho công trình xây dựng - Khi nước ngầm khai thác không cách , khai thác cách bừa bãi dễ dẫn tới tình trạng ô nhiễm nước ngầm → Chính nước ngầm nguồn nước lựa chọn đầu vào SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP II 1.1 1.2 - TỔNG QUAN – GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN MỤC TIÊU ĐỒ ÁN Nghiên cứu lựa chọn phương án xây dựng nhà máy nước mang tính khả thi cao, phù hợp với chiến lược bảo vệ môi trường phát triển bền vững Cung cấp đầy đủ nước cho nhu cầu sinh hoạt, công nghiệp tưới tiêu, thương mại, dịch vụ chữa cháy NỘI DUNG THIẾT KẾ CỦA ĐỒ ÁN Lựa chọn công nghệ thích hợp với thông số chất lượng nước đầu vào thuyết minh công nghệ Thiết kế chi tiết công trình xử lý đơn vị Vẽ : +1 Bản vẽ sơ đồ công nghệ +2 Bản chi tiết công trình ( dàn mưa, lắng, lọc, bể chứa… ) +1 Bản vẽ tổng mặt khu xử lý SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP II.1 CHƯƠNG II: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Tổng quan phương pháp áp dụng 1.Công trình thu nước ngầm Công trình thu nước ngầm chia thành loại sau: • Giếng khoan: công trình thu nước nằm mạch sâu Độ sâu khoan phụ thuộc vào độ sâu tầng chứa nước thường nằm khoảng 20 – 200m lớn Giếng khoan sử dụng rộng rãi trạm xử lý Hiện có loại giếng khoan sử dụng: - Giếng khoan hoàn chỉnh không áp - Giếng khoan không hoàn chỉnh không áp - Giếng khoan hoàn chỉnh có áp - Giếng khoan không hoàn chỉnh có áp Cấu tạo giếng khoan gồm: - Miệng giếng - Ống vách để gia cố bảo vệ giếng - Ống lọc - Ống lắng • Giếng khơi: công trình thu nước ngầm mạch nông, thường không áp áp lực yếu,chỉ áp dụng điểm dùng nước nhỏ hộ gia đình lẻ • Đường hầm thu nước:được áp dụng để thu nước ngầm mạch nông độ sâu tầng chứa nước không 8m cung cấp cho điểm dùng nước với lưu lượng nhỏ • Công trình thu nước ngầm mạch lộ thiên • Công trình thu nước thấm 2.Công trình làm thoáng - Mục đính làm thoáng làm giàu oxy cho nước tăng pH cho nước - Làm thoáng trước để khử CO hòa tan O2 nâng giá trị pH nước Công trình làm thoáng thiết kế với mục đích khử CO lượng CO2 nước cao làm giảm pH mà môi trường pH thấp không tốt cho trình oxy hoá Fe Sau làm thoáng ta châm hóa chất để khử Fe có nước Hóa chất sử dụng clo – chất oxy hóa mạnh để oxy hóa Fe chất hữu có nước, Mn, H2S Ngoài để tạo môi trường thuận lợi cho trình oxy hóa Fe ta phải cho thêm vôi với clo Mục đích cho thêm vôi để kiềm hóa nước giúp cho tốc độ phản ứng oxy hóa Fe diễn nhanh - Có thể làm thoáng tự nhiên làm thoáng nhân tạo + Làm thoáng đơn giản: phun tràn bề mặt bể lọc có chiều cao từ đỉnh tràn đến mực nước cao > 0.6m Hiệu quả: - Khử 30 – 35% CO2 SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP - Tốc độ lọc – 7m/h; d = 0.9 – 1.3mm; Hvll = 1.0 – 1.2m - Cường độ rửa lọc nước 10 – 12l/s.m2 ; khí 20l/s.m2 - Fe ≤ 5mg/l; pH sau làm thoáng > 6.8 + Giàn mưa (làm thoáng tự nhiên) Khử 75 – 80% CO , tăng DO (55% DO bão hòa) Cấu tạo giàn mưa gồm: - Hệ thống phân phối nước - Sàn tung nước (1 – sàn), sàn cách 0.8m - Sàn đỡ vật liệu tiếp xúc chiều dày lớp vật liệu tiếp xúc tầng giàn mưa lấy 0.3 ÷ 0.4m - Sàn ống thu nước + Thùng quạt gió làm thoáng tải trọng cao (làm thoáng cưỡng bức) nghĩa gió nước ngược chiều Khử 85 – 90% CO2, tăng DO lên 70 – 85% DO bão hòa Cấu tạo: - Hệ thống phân phối nước - Lớp vật liệu tiếp xúc Bể lắng - Mục đích bể lắng nhằm lắng cặn nước, làm sơ trước đưa nước vào bể lọc để hoàn thành trình làm nước Trong thực tế thường dùng loại bể lắng sau tùy thuộc vào công suất chất lượng nước mà người ta sử dụng - Bể lắng ngang: Được sử dụng trạm xử lý có công suất >3000m /ng trường hợp xử lý nước có dùng phèn áp dụng với công suất cho trạm xử lý không dùng phèn - Bể lắng đứng: Thường áp dụng cho trạm xử lý có công suất nhỏ (đến 3000 m3 /ng) Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xoáy hình trụ - Bể lắng có lớp cặn lơ lửng: Hiệu xử lý cao bể lắng khác tốn diện tích xây dựng bể lắng có cấu tạo phức tạp ,chế độ quản lý vận hành khó đòi hỏi công trình làm việc liên tục nhạy cảm với dao động lưu lượng nhiệt độ nước Bể áp dụng trạm có công suất đến 3000m3 /ng - Bể lắng ly tâm: có dạng hình tròn đường kính từ 5m trở lên Bể thường áp dụng để sơ lắng nguồn nước có hàm lượng cặn cao (>2000mg/l) với công suất ≥ 30000 m3 /ng có không dùng chất keo tụ Bể lọc - Bể lọc chậm: + Dùng để xử lý cặn bẩn vi trùng có nước bị giữ lại lớp màng lọc Ngoài bể lọc chậm dùng để xử lý nước không dùng phèn không đòi hỏi sử SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP dụng nhiều máy móc thiết bị phức tạp quản lý vận hành đơn giản + Nhược điểm lớn tốc độ lọc nhỏ khó giới hóa tự động hóa trình rửa lọc phải quản lý thủ công nặng nhọc Bể lọc chậm thường sử áp dụng cho nhà máy có công suất đến 1000m 3/ng với hàm lượng cặn đến 50mg/l, độ màu đến 50 độ - Bể loc nhanh: Là bể lọc nhanh chiều dòng nước lọc từ xuống có lớp vật liệu cát thạch anh Bể lọc nhanh phổ thông sử dụng dây chuyền xử lý nước mặt có dùng chất keo tụ hay dây chuyền xử lý nước ngầm - Bể lọc nhanh lớp: Có nguyên tắc làm việc giống bể lọc nhanh phổ thông có lớp vật liệu lọc cát thạch anh than antraxit nhằm tăng tốc độ lọc kéo dài chu kỳ làm việc bể - Bể lọc sơ bộ: Được sử dụng để làm nước sơ trước làm triệt để bể lọc chậm Bể lọc làm việc theo nguyên tắc bể lọc nhanh phổ thông - Bể lọc áp lực: Là loại bảo vệ nhanh kín thương chế tạo thép có dạng hình trụ đứng cho công suất nhỏ hình trụ ngang cho công suất lớn Loại bể áp dụng dây chuyền xử lý nước mặt có dùng chất phản ứng hàm lượng cặn nước nguồn lên đến 50mg/l độ đục lên đến 80 với công suất trạm xử lý đến 300m3 /ng hay dùng công nghệ khử sắt dùng ejector thu khí với công suất 1000 / ngày đêm nên ta so sánh với QCVN 01:2009/ BYT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống Chỉ tiêu Nhiệt độ pH Độ màu Độ đục SS Độ kiềm mg CaC/l Hàm lượng C nước vào mạng lưới Hàm lượng sắt tổng số C tự Hàm lượng mangan tổng số Đơn vị đo °C TCU NTU mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Giá trị 5,8 51 62 44 63 7,4 85 0,9 QCVN 01:2009/BYT 6,5-8,5 < 15 chiều cao phần máng HCN: hHCN = H1 = = = 0,383 (m) - Chiều cao phần đáy tam giác: hđ = 0,5 x Bm = 0,5 x 0,59 = 0,295 (m) - Độ dốc đáy máng lấy phía máng tập trung nước i = 0,01 Chiều dày thành máng lấy là: δm = 0,1 m - Chiều cao toàn máng: SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 25 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Hm = hHCN + hđ + δm = 0,383 + 0,295 + 0,1 = 0,8 (m) - Khoảng cách từ bể mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước là: ∆Hm = + 0,25 (m) Trong đó: + L: chiều dày lớp vật liệu lọc, L = 1,4 m + e: độ giãn nở tương đối lớp vật liệu lọc, e = 30% (theo bảng 4.5 – [2]) ∆Hm = + 0,25 = 0,67 (m) Khoảng cách đáy máng dẫn nước rửa phải nằm cao lớp vật liệu lọc tối thiểu 0,1 m Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa là: Hm = 0,8 (m) Vì máng dốc phía máng tập trung với độ dốc i = 0,01; máng dài m nên chiều cao máng phía máng tập trung là: 0,8 + 0,01.7 = 0,87 (m) Vậy ∆Hm phải lấy bằng: 0,8 + 0,1 = 0,9 (m) Nước rửa lọc từ máng thu tràn vào máng tập trung nước - Khoảng cách từ đáy máng thu nước đến đáy máng tập trung nước: hm = 1,75 x + 0,2 (m) Trong đó: + qm: lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước (m3/s), qm = 0,18(m3/s) + A: chiều rộng máng tập trung Chọn A = 0,75 (theo quy phạm không nhỏ 0,6m) + g: gia tốc trọng trường 9,81 (m/s2) hm = 1,75 x + 0,2 = 0,85 (m) - Chọn vận tốc mương nước rửa lọc 0,8 m/s Tiết diện ướt mương rửa lọc là: Fm = = = 0,25 (m) - Chiều cao lớp nước mương tập trung rửa: h = = = 0,43 (m) Vậy ta phải bố trí ống thu nước cách đáy mương 0,43 m c Tổn thất áp lực rửa lọc - Tổn thất áp lực hệ thống phân phối giàn ống khoan lỗ: hp = ξ x + (m) Trong đó: + vo: vận tốc nước chảy đầu ống chính; vo = 1,91 m/s + vn: vận tốc nước chảy đầu ống nhánh; = 1,99 m/s + ξ: hệ số sức cản; ξ = + = + = 18,96 (với kW = 0,35) SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 26 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP hp = 18,96 x + = 3,7 (m) - Tổng tổn thất áp lực qua sàn chụp lọc: hcl = (m) Trong đó: + v: vận tốc chuyển động nước hỗn hợp nước gió qua khe hở chụp lọc (lấy không nhỏ 1,5 m/s), lấy v = m/s + µ: hệ số lưu lượng chụp lọc Đối với chụp lọc khe hở µ = 0,5 => hcl = = 0,82 (m) - Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: hđ = 0,22Ls W (m) Trong đó: + Ls: chiều dày lớp sỏi đỡ, Ls = 0,7 m + W: cường độ nước rửa lọc, W = 15 l/s.m2 => hđ = 0,22 x 0,7 x 15 = 2,31 (m) - Tổn thất áp lực qua vật liệu lọc: hvl = (a + b.W) L.e Trong đó: + a, b thông số phụ thuộc đường kính tương đương vật liệu lọc, a = 0,76; b = 0,017 + W = 15 l/s.m2 + e = 30% + L: chiều dày lớp cát lọc, L = 1,4 m => hvl = (0,76 + 0,017 x 15) x 1,4 x 0,3 = 0,43 (m) - Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu lớp cát lọc lấy hbm = m => Vậy tổng tổn thất áp lực trình rửa lọc là: Σh = hp + hcl + hđ + hvl + hbm = 3,7 + 0,82 + 2,31 + 0,43 + = 9,26 (m) e Tính toán chọn bơm rửa lọc Áp lực bơm rửa lọc: Hr = hhh + hô + hp + hđ + hvl + hbm + hcb (m) Trong đó: + Σh = hp + hcl + hđ + hvl + hbm = 9,26 m + hhh: độ cao hình học từ cốt mực nước thấp bể chứa đến mép máng thu nước (m), hhh = + – + 0,67 = 7,67( m) • 6: chiều sâu mực nước bể chứa (m) m: độ chênh lệch mực nước bể lọc bể chứa; m • 2: chiều cao lớp nước bể lọc (m) • 0,67: khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến mép máng (m) SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 27 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP + hô: tổn thất áp lực đường ống dẫn nước từ trạm bơm nước rửa đến bể lọc (m) Giả sử chiều dài đường ống dẫn nước rửa lọc l= 100m Đường kính ống dẫn nước rửa lọc D = 600 mm, Qr = 399 l/s Tra bảng tính toán thủy lực: 1000i = 3,62 Vậy hô = i.l = 3,62 x 10-3 x 100 = 0,4(m) + hcb: tổn thất áp lực cục phận nối ống van khóa: hcb = Σξ x (m) Giả sử đường ống dẫn nước rửa lọc có thiết bị, phụ tùng sau: cút 90 o, van khóa, ống ngắn hcb = (2 x 0,98 + 0,26 + 2,1) x = 0,8 (m) Vậy: Hr = 9,26 + 7,67 + 0,4 + 0,8 = 18,13 (m) Với Qr = 399 l/s Hr = 18,13m, chọn máy bơm nước rửa lọc phù hợp Ngoài máy bơm rửa lọc công tác, phải chọn máy bơm dự phòng Thông số bể lọc nhanh Số bể Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Chiều rộng máng thu nước rửa lọc Chiều cao máng thu nước rửa lọc Số chụp lọc Đường kính ống phân phối nước rửa lọc Đường kính ống phân phối gió rửa lọc Đơn vị Bể m m m m m mm mm Giá trị 3,8 5,6 0,59 0,87 1064 600 200 3.6 Công trình vôi Kích thước rọ vôi : = = = 0,058 Trong đó: : lượng vôi chứa rọ ( thường từ 50-80 kg) ρ : khối lượng riêng vôi 1200 kg/ Lượng vôi nguyên chất cho vào nước 50 mg/l Liều lượng thị trường cần dùng lấy 1,25 lần lượng vôi nguyên chất Nên lượng vôi thị trường cần dùng : 50 × 1,25 = 62,5 mg/l Lượng vôi cần thiết : G = = 26 kg Chọn khoảng cách hai lần hoà trộn 8h Lượng vôi cần dùng 8h : = G × 8= 26 × 8= 208 kg Số rọ cần thiết cho lần hoà trộn : SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 28 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP = = = 3,5 rọ R ọ làm thép không rỉ, đáy rọ đan lưới thép 5×5 mm Thời gian mẻ 10 phút, thời gian đưa vôi vào phút Vậy mẻ cần 15 phút Sau lần lên xả cặn Thời gian cần thiết để hết rọ vôi: t= × 15 = 105 phút = 1,75 Tính toán thiết bị pha trộn vôi: = Q: lưu lượng nước xử lý Q= 3800 /ngđ = 158,3 /h =0,044 /s n: thời gian lần hoà tan, n=8h : lượng vôi tính toán : nồng độ dung dịch vôi thùng hoà trộn = 5% γ: khối lượng riêng dung dịch γ = tấn/ → = = 1,27 Bể thiết kế theo dạng hình tròn, đường kính đáy bể phải lấy chiều cao công tác bể : d = h = = → d= = = 1,17 m Đáy bể có hình chóp góc nghiêng 45˚ = = 0,585 m Thể tích hình nón : = = = 0,21 Thể tích phần hình trụ : = = 1,27 – 0,21 = 1,06 Chiều cao công tác phần hình trụ: = = = 0,99 m Máy bơm định lượng vôi : chọn bơm định lượng kiểu màng Lượng vôi sữa cần dùng : = = = 0,16 /h SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 29 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP - - - 3.7 Tính toán sân phơi bùn Số lượng bùn tích lại bể lắng sau ngày: G1 = (kg) Trong đó: + G1: trọng lượng cặn khô tích lại bể lắng sau ngày (kg) + Q: lưu lượng nước xử lý, Q = 3800 (m3/ngđ) + C2: hàm lượng cặn nước khỏi bể lắng, lấy 10 (g/m 3) + C1: hàm lượng cặn nước vào bể lắng, ta có: C1 = C*max= 70,95 (mg/l) G1 = = 232 (kg) Số lượng bùn tích lại bể lọc sau ngày: G2 = (kg) Trong đó: + G2: trọng lượng cặn khô tích lại bể lọc sau ngày (kg) + C2: hàm lượng cặn nước khỏi bể lọc, lấy (g/m 3), tiêu chuẩn không lớn g/m3 + C1: hàm lượng cặn nước vào bể lọc, lấy lượng cặn khỏi bể lắng, C1 = 10 g/m3 G2 = = 26,6 (kg) Vậy tổng lượng cặn khô trung bình xả ngày: G = G1 + G2 = 232 + 26,6 = 258,6 (kg) Tính sân phơi bùn có khả giữ bùn tháng: Lượng bùn khô tạo thành sau tháng là: Gkhô = 258,6 x 30 x =15516 (kg) = 15,516(tấn) Thiết kế sân phơi bùn hình vuông có tổng diện tích 400 m2 Sau phơi, bùn đạt đến độ ẩm 60% nên khối lượng bùn khô sau phơi: gkhô = Gkhô x = 15,516 x = 38,79 (tấn) Lấy tỷ trọng bùn độ ẩm 60% 38,79 (tấn/m3), thể tích bùn khô: Vkhô = = = 32,33 (m3) Chiều cao bùn khô sân là: hkhô = = = 0,08 (m) Trong thực tế, cặn tạo thành đưa sân phơi nằm hỗn hợp với nước có độ ẩm 95% nên tổng lượng bùn loãng xả từ khổi bể lắng lọc ngày là: gloãng = x 100 = x 100 = 5,172 (tấn/ngđ) Lấy tỷ trọng bùn độ ẩm 95% 1,02 (tấn/m 3), thể tích bùn loãng xả ngày là: Vloãng = = = 5,07 (m3) Chiều cao bùn loãng sân là: SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 30 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP - hloãng = = = 0,013 (m) Vậy chiều dày lớp bùn sân phơi là: Hsân = hkhô + hloãng = 0,08 + 0,013 = 0,093 (m) Lấy chiều cao dự trữ = 0,13 m, chiều dày lớp sỏi đáy h đáy = 0,3 m, chiều cao thành máng sân phơi là: 0,093 + 0,13 + 0,3 = 0,52 (m) Thiết kế sân gồm ngăn phơi bùn có chiều cao 0,52 m, diện tích ô 5× 2,5 m 3.8 Khử trùng nước Liều lượng clo khử trùng lấy 1mg/l =10 -3kg/m3(Theo TCVN 33:2006: lượng clo 0,7 – mg/l) Lượng clo cần dùng Trong đó: Q: Lưu lượng nước xử lí (m3/h) Q = 158,3 (m3/h) a: liều lượng clo hoạt tính (lấy theo tiêu chuẩn TCVN 33:2006) a = 10-3 kg/m3 Lượng nước tính toán clorator làm việc lấy 0,6 m3 cho 1kg clo (Theo TCXDVN 33:2006) Lưu lượng nước cấp cho trạm clo: Liều lượng clo cần thiết dùng để khử trùng ngày là: 3.9 Bể chứa nước Thể tích thiết kế bể chứa nướcWBC = Wđh + Wcc3h + Wbt (m3) Trong đó: WBC : Dung tích bể chứa nước (m3) Wđh : Dung tích điều hoà bể chứa (m3) Wcc : Lượng nước dự trữ chữa cháy (m3) Wbt : Lượng nước dự trữ cho thân trạm (m3) a Thể tích điều hòa bể chứa : Wđh = 10%Qngđ = 10% 3800 = 380 (m3) b Lượng nước dự trữ cháy 3h Trong đó: Wcc qcc n : Lượng nước dự trữ cho chữa cháy (m3) : Tiêu chuẩn nước cho đám cháy, theo TCVN 2622-1995 (Bảng 12), số dân từ 100.000 200.000 người, nhà xây hỗn hợp loại tầng không phụ thuộc vào bậc chịu lửa: qcc = 30 l/s : Số đám cháy xảy đồng thời, n = SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 31 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Thay số: c Lượng nước dự trữ cho thân trạm Wbt = 5%Qngđ = 5% 3800 = 190(m3) Thể tích thiết kế bể chứa nước WBC = Wđh + Wcc3h + Wbt =380 + 648 + 190 = 1218 (m3) Bố trí hai bể chứa, bể có dung tích: W = 2000 m3 Chọn chiều sâu bể chứa: h = m Diện tích mặt cắt ngang bể chứa: Fbc = 2000/5 = 400 m2 Kích thước bể chứa: Chọn chiều dài: l = 25 m Chọn chiều rộng: b = 400/25 = 16 m Chiều cao từ mực nước đến thành bể: 0.5 m Chiều cao tổng cộng bể chứa: Hbc = + 0.5 = 5.5 Thông số bể chứa Số bể Chiều dài Chiều rộng Chiều cao SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Đơn vị Bể m m m Page 32 Giá trị 25 16 5,5 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ 4.1 Diện tích trạm bơm cấp II Với công suất 3800 m3/ngđ , ta lấy S = 60 m2, kích thước 10 x m 4.2 Trạm biến Lấy theo quy phạm kích thước: x = 15 m2 4.3 Nhà hành Kích thước 60 x = 30 m2 4.4 Phòng bảo vệ Lấy theo Bảng 6.28 TCXD 33 2006 kích thước: x 2,5= 10 m2 4.5 Phòng khí – kho kích thước: 3,5 x 2,5 m = 8,75 m2 4.6 Phòng thí nghiệm Kích thước 10 x m = 40 m2 4.7 Trạm hoá chất Kích thước 3,5 x 2,5 m = 8,75 m2 4.8 Trạm bơm cấp I Kích thước ×4 =20 m2 4.9 Nhà để xe Kích thước × 1,5 = m2 4.10 Sân thể thao Kích thước 140× 70 =9800 m2 SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 33 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP PHẦN V: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH CÁC CÔNG TRÌNH TRONG TXL Chọn cốt mặt đất nơi xây dựng bể chứa nước trạm xử lý Ztr = 6,00 5.1.Cao trình bể chứa nước 20 × 20 × 6m Bể chứa nước có dung tích Wbc = 2400 m3 với kích thước Xây bể kiểu chìm, bể xây chìm đất m Cốt đáy bể chứa Z dbc = Z tr − = − = 3m Z nbc = Z dbc + H nbc = + = 9m Cốt mực nước bể chứa Z dn = Zn + 0.5 = + 0.5 = 9,5m Cốt đỉnh bể chứa Trong H nbc : Chiều cao mực nước bể chứa 5.2.Cao trình bể lọc nhanh Tổn thất áp lực bể lọc ht =3m Tổn thất áp lực từ bể lọc sang bể chứa Cốt đáy bể lọc Zdbl = Znbc + 0.5 = + 0.5 = 9.5 m Cốt nước bể lọc H bc = 0,5m (theo TCVN 33:2006) Z nbl = 9,5 + 5,6 − 0,25 = 14,8m Trong H: Chiều cao bể lọc; H = 5,6m 1.5 chiều cao dự phòng 5.3.Cao trình bể lắng ngang Tổn thất áp lực từ bể lắng sang bể lọc lấy 0,5m (Theo TCVN 33:2006: 0,5 – 1m) Cốt mực nước cuối bể lắng Z nl = Z nbl + 0,5 = 14,8 + 0,5 = 15,3m Z dl = Z nl − hlang + 0,3 = 15,3 − 3,8 + 0,5 = 12m Cốt đáy bể lắng Trong hlang hlang : chiều cao bể lắng (m); = 3,8m 0,3: chiều cao dự phòng 5.4.Cao trình giàn mưa Cốt đáy giàn mưa : Zđáy giàn = 16 m SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 34 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP Cốt đỉnh giàn mưa Zđỉnh giàn = : Zđáy giàn + hgiàn = 16 + 3,12= 19,12m SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 35 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Xây Dựng - TCXDVN 33:2006, “Cấp nước – mạng lưới đường ống công trình – tiêu chuẩn thiết kế” [2] Nguyễn Ngọc Dung, “Xử lý nước cấp” – NXB Xây dựng SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 36 [...]... lớp vật liệu lọc Giai đoạn cuối cùng của quá trình xử lý nước là khử trùng chất khử trùng được dùng là Clo dạng lỏng cùng với nước được chứa và trộn đều bằng các vách ngăn trong bể nước sạch và phân phối ra mạng lưới cấp nước nhờ trạm bơm cấp II SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 12 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHƯƠNG III : THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ...ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP - So sánh phương án lựa chọn Sosánh Ưu điểm Phương án 1 Phương án 2 Dàn mưa Thùng quạt gió + Dễ vận hành + Áp dụng cho những công suất + Việc duy tu ,bảo dưỡng và vệ sinh vừa và nhỏ định kì cũng không gặp nhiều khó + Hệ số khử khí C02 trong thùng khăn quạt gió cao đến 90 – 95% Nhược điểm Dàn mưa tạo tiếng ồn khi hoạt động, + Thùng quạt gió khó vận... i = 0,01; máng dài 7 m nên chiều cao của máng ở phía máng tập trung là: 0,8 + 0,01.7 = 0,87 (m) Vậy ∆Hm sẽ phải lấy bằng: 0,8 + 0,1 = 0,9 (m) Nước rửa lọc từ máng thu tràn vào máng tập trung nước - Khoảng cách từ đáy máng thu nước đến đáy máng tập trung nước: hm = 1,75 x + 0,2 (m) Trong đó: + qm: lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước (m3/s), qm = 0,18(m3/s) + A: chiều rộng của máng tập trung... ngược chiều nhau nên lưu lượng nước của máng thu nước là: = = =79,15 /h Diện tích tiết diện máng với vận tốc nước chảy trong máng =0,6 m/s là: = = = 0,037 Chọn chiều rộng máng = 0,25m Chiều cao lớp nước tính toán trong máng : = = = 0,148 m Chọn = 0,2m Độ dốc của máng về phía ống tháo nước ra lấy bằng 0,02 tổng diện tích các lỗ ngập thu nước ở thành máng với tốc độ nước chảy qua lỗ = 1m/s là: ∑= = = 0,044... nhanh Quá trình lọc nước là quá trình cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định để giữ lại trên bề mặt hoặc lớp khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và một phần vi sinh vật có trong nước Sau một thời gian làm việc lớp vật liệu lọc bị SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 11 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP trít lại làm tốc độ lọc giảm Để phục hồi lại khả năng làm việc của bể... 2 ngăn, chiều rộng mỗi ngăn = 1.5 m Hệ thống phân phối nước vào bể Để phân phối và thu nước đều trên toàn bộ diện tích bề mặt bể lắng ta đặt các vách ngăn có đục lỗ ở đầu và cuối bể Thiết kế hàng lỗ cuối cùng nằm cao hơn mức cặn tính toán là 0.3 (m) – theo quy phạm là 0.3÷0.5 (m) Đặt vách ngăn phân phối nước vào bể cách đầu bể một khoảng 1.5 (m) – theo quy phạm là 1÷ 2 (m) Diện tích của vách ngăn phân... 26,4 2 4.4 3 4.1 0.057 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP - Đáy bể lắng giữa các ống có cấu tạo hình lăng trụ với góc nghiêng giữa các cạnh là 30o Khoảng cách giữa các ống không lớn hơn 3m Vận tốc qua lỗ lấy bằng 1.5m/s Khoảng cách giữa các lỗ lấy 500mm, đường kính lỗ lấy bằng 30 mm Đường kính ống thu cặn lấy D = 200mm SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 21 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP - - 3.5 Bể lọc nhanh... 0,83 m/s thỏa mãn điều kiện v= 0.8 -1.2 m/s Ống nhánh - Theo mục 6.111/TCXD 33-2006 , khoảng cách giữa các ống nhánh là 250-350 mm; chọn 350 mm Vậy số ống nhánh cần thiết là: nhánh SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 13 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP → Lưu lượng ở mỗi ống nhánh: qn = (m3/s) → Đường kính ống nhánh : Trong đó vn là vận tốc nước chảy trong ống lấy theo mục 6.111/TCXD 33-2006;... GVHD: Phạm Đức Tiến Page 29 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP - - - 3.7 Tính toán sân phơi bùn Số lượng bùn được tích lại ở bể lắng sau 1 ngày: G1 = (kg) Trong đó: + G1: trọng lượng cặn khô tích lại ở bể lắng sau 1 ngày (kg) + Q: lưu lượng nước xử lý, Q = 3800 (m3/ngđ) + C2: hàm lượng cặn trong nước đi ra khỏi bể lắng, lấy bằng 10 (g/m 3) + C1: hàm lượng cặn trong nước đi vào bể lắng, ta có: C1 = C*max=... 4.8 Trạm bơm cấp I Kích thước 5 ×4 =20 m2 4.9 Nhà để xe Kích thước 4 × 1,5 = 6 m2 4.10 Sân thể thao Kích thước 140× 70 =9800 m2 SVTH: Nguyễn Thị Hằng ĐH3CM2 GVHD: Phạm Đức Tiến Page 33 ĐỒ ÁN XỬ LÝ NƯỚC CẤP PHẦN V: TÍNH TOÁN CAO TRÌNH CÁC CÔNG TRÌNH TRONG TXL Chọn cốt mặt đất tại nơi xây dựng bể chứa nước sạch của trạm xử lý Ztr = 6,00 5.1.Cao trình bể chứa nước sạch 20 × 20 × 6m Bể chứa nước sạch có