MỤC LỤCMỞ ĐẦU11.1 Điều kiện tự nhiên xã hội31.1.1 Điều kiện tự nhiên31.1.2 Điều kiện xã hội5CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC CHO 6 XÃ TẬP TRUNG THUỘC HUYỆN THUẬN THÀNH VÀ LƯƠNG TÀI TỈNH BẮC NINH GIAI ĐOẠN 2015 202572.1 Xác định công suất nước cho trạm xử lý72.1.1 Lưu lượng nước sinh hoạt72.1.2 Lưu lượng nước cho công nghiệp tập trung72.1.3 Lưu lượng nước tưới cây92.1.4 Lưu lượng nước rửa đường102.1.5 Xác định lưu lượng nước cho các công trình công cộng102.1.6 Qui mô công suất của trạm cấp nước112.2 Thống kê lưu lượng nước tiêu thụ theo giờ trong ngày112.3 Tính dung tích đài nước và bể chưa nước sạch132.4 Tính toán thủy lực mạng lưới cụt172.4.1 Lưu lượng đơn vị dọc đường172.4.2 Lưu lượng dọc đường cho từng đoạn ống172.4.3 Lưu lượng dọc đường về lưu lượng nút192.4.4 Xác định lưu lượng nước của từng đoạn212.4.5 Chọn tuyến bất lợi nhất222.4.6 Lập bảng tính toán thủy lực cho tuyến bất lợi nhất222.4.7 Xác định áp lực yêu cầu ở điểm đầu mạng lưới222.5 Tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước theo mạng vòng233.1 Tính toán lưu lượng trạm xử lý333.1.1 Tổng hàm lượng muối P (mgl)393.1.2 Hàm lượng (CO2)0 hòa tan tự do403.1.3 Tính toán liều lượng hóa chất cần dùng.403.3.3. Kiểm tra sự ổn định của nước sau khi keo tụ bằng phèn.413.2 Tính toán các công trình trong dây chuyền công nghệ theo phương án 142Thiết bị hòa tan, tiêu thụ và định lượng phèn423.2.1 Bể hòa tan phèn423.2.2 . Bể tiêu thụ phèn443.2.3 Công trình thu và trạm bơm cấp 1463.2.4 Bể trộn đứng493.2.5 Bể lắng ngang thu nước bề mặt533.2.6 .Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng.563.2.7 Tính Toán Bể Lọc Nhanh Hai Lớp583.2.8 Tính toán dung tích bể chứa663.2.9 Tính toán lượng Clo để khử trùng673.2.10 Trạm bơm cấp 2683.2.11 Sân Phơi bùn683.3 Tính toán các công trình theo dây truyền công nghệ phương án 2693.3.1 Bể lắng lamen693.4 Tính toán cao trình các công trình trong trạm xử lí723.5 Khái toán kinh tế72KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.73TÀI LIỆU THAM KHẢO74
2015 Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp em nhận quan tâm giúp đỡ nhiệt tình Th.s Vũ Thị Mai Em xin chân thành cảm ơn người tận tình bảo em suốt thời gian em thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Môi Trường – Trường Đại Học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội cho em kiến thức quý báu năm vừa qua , kiến thức tiền để giúp em thực đồ án hành trang đầu cho em bước vào nghiệp Em xin chân thành cảm ơn công ty CP đầu tư công nghệ môi trường Lạc Việt giúp em có trải nghiệm thực tế phương pháp bước thực để thiết kế cho dự án xây dựng nhà máy xử lí nước cấp Dù cố gắng thực đồ án dẫn thầy cô bước đầu em bước vào thực tập làm kĩ sư công nghệ môi trường nên em tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận thông cảm bảo quý thầy cô Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội , ngày tháng .năm 2015 Sinh viên thực Đỗ Thu Trang SVTH : Đỗ Thu Trang MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đồ án cơng trình nghiên cứu thực cá nhân tơi, thực sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức học Các tài liệu tham khảo hồn tồn tài liệu thống công bố Những kết số liệu đồ án chưa công bố hình thức Đồ án dựa hướng dẫn TS Chu Thị Thu Hà – Giảng viên khoa Môi Trường – Trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm cam đoan Sinh viên Đỗ Thu Trang SVTH : Đỗ Thu Trang MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC Đỗ Thu Trang .21 MỤC LỤC 22 MỞ ĐẦU 1.1 Điều kiện tự nhiên xã hội .3 1.1.1 Điều kiện tự nhiên .3 1.1.2 Điều kiện xã hội 2.1.3 Lưu lượng nước tưới Bảng 1: Tính tốn lưu lượng nước tiêu thụ theo khu vực ngày .12 Bảng 1.1 : Bảng xác định dung tích điều hòa đài nước 13 Bảng 1.4 : Bảng tính tốn lưu lượng nút đoạn ống 18 2.5 Tính tốn thủy lực mạng lưới cấp nước theo mạng vòng 21 Bảng 1.7 : lưu lượng dọc đường khu vực : .23 Bảng 1.8 lưu lượng nút: .24 Bảng 1.9 : Bảng lưu lượng nút , áp lực cột áp mạng lưới vịng tính theo dùng nước lớn 26 Bảng 1.10 Bảng lưu lượng nút , áp lực cột áp mạng lưới vịng tính theo có cháy .28 3.1 Tính tốn lưu lượng trạm xử lý 30 Tổng công suất thiết kế 31 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý 31 Chất lượng nước nguồn 31 Lựa chọn công nghệ 32 Các tiêu thiếu nước nguồn 35 3.1.1 Tổng hàm lượng muối P (mg/l) 35 3.1.2 Hàm lượng (CO2)0 hòa tan tự 36 3.1.3 Tính tốn liều lượng hóa chất cần dùng 36 3.3.3 Kiểm tra ổn định nước sau keo tụ phèn 37 3.2 Tính tốn cơng trình dây chuyền cơng nghệ theo phương án 38 SVTH : Đỗ Thu Trang MSV : DC00101423 Đồ án tốt nghiệp 2015 Thiết bị hòa tan, tiêu thụ định lượng phèn 38 3.2.1 Bể hòa tan phèn 38 Bảng 3.2 : Các thông số thiết kế bể hòa tan : (chiều cao bảo vệ 0,3m) 39 3.2.2 Bể tiêu thụ phèn .39 Bảng 3.3 : Các thông số thiết kế bể tiêu thụ phèn : (chiều cao bảo vệ 0,3m) 40 3.2.3 Cơng trình thu trạm bơm cấp 42 Lưới chắn rác 43 Ngăn thu 44 Ngăn hút 44 3.2.4 Bể trộn đứng 45 Sơ đồ cấu tạo .45 Bảng 3.4 Các thông số thiết kế bể trộn đứng 48 3.2.5 Bể lắng ngang thu nước bề mặt .48 Bảng 3.5 : Thông số xây dựng bể lắng ngang thu nước bề mặt .51 3.2.6 Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng .52 Bảng 3.6 : Các thông số xây dựng bể phản ứng tạo 53 3.2.7 Tính Tốn Bể Lọc Nhanh Hai Lớp 53 Bảng 3.7 : Các thông số xây dựng bể lọc nhanh .61 3.2.8 Tính tốn dung tích bể chứa 61 Bảng 3.9 : Các thông số xây dựng bể chứa nước .62 3.2.9 Tính tốn lượng Clo để khử trùng 62 3.2.10 Trạm bơm cấp .63 3.2.11 Sân Phơi bùn 64 3.3 Tính tốn cơng trình theo dây truyền công nghệ phương án 64 3.3.1 Bể lắng lamen 64 3.4 Tính tốn cao trình cơng trình trạm xử lí .67 3.5 Khái toán kinh tế 67 SVTH : Đỗ Thu Trang MSV : DC00101423 Đồ án tốt nghiệp 2015 Đỗ Thu Trang .21 MỤC LỤC 22 MỞ ĐẦU 1.1 Điều kiện tự nhiên xã hội .3 1.1.1 Điều kiện tự nhiên .3 1.1.2 Điều kiện xã hội 2.1.3 Lưu lượng nước tưới Bảng 1: Tính tốn lưu lượng nước tiêu thụ theo khu vực ngày .12 Bảng 1.1 : Bảng xác định dung tích điều hịa đài nước 13 Bảng 1.4 : Bảng tính tốn lưu lượng nút đoạn ống 18 2.5 Tính tốn thủy lực mạng lưới cấp nước theo mạng vòng 21 Bảng 1.7 : lưu lượng dọc đường khu vực : .23 Bảng 1.8 lưu lượng nút: .24 Bảng 1.9 : Bảng lưu lượng nút , áp lực cột áp mạng lưới vịng tính theo dùng nước lớn 26 Bảng 1.10 Bảng lưu lượng nút , áp lực cột áp mạng lưới vịng tính theo có cháy .28 3.1 Tính toán lưu lượng trạm xử lý 30 Tổng công suất thiết kế 31 Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý 31 Chất lượng nước nguồn 31 Lựa chọn công nghệ 32 Các tiêu thiếu nước nguồn 35 3.1.1 Tổng hàm lượng muối P (mg/l) 35 3.1.2 Hàm lượng (CO2)0 hòa tan tự 36 3.1.3 Tính tốn liều lượng hóa chất cần dùng 36 3.3.3 Kiểm tra ổn định nước sau keo tụ phèn 37 3.2 Tính tốn cơng trình dây chuyền cơng nghệ theo phương án 38 Thiết bị hòa tan, tiêu thụ định lượng phèn 38 SVTH : Đỗ Thu Trang MSV : DC00101423 Đồ án tốt nghiệp 2015 3.2.1 Bể hòa tan phèn 38 Bảng 3.2 : Các thông số thiết kế bể hòa tan : (chiều cao bảo vệ 0,3m) 39 3.2.2 Bể tiêu thụ phèn .39 Bảng 3.3 : Các thông số thiết kế bể tiêu thụ phèn : (chiều cao bảo vệ 0,3m) 40 3.2.3 Cơng trình thu trạm bơm cấp 42 Lưới chắn rác 43 Ngăn thu 44 Ngăn hút 44 3.2.4 Bể trộn đứng 45 Sơ đồ cấu tạo .45 Bảng 3.4 Các thông số thiết kế bể trộn đứng 48 3.2.5 Bể lắng ngang thu nước bề mặt .48 Bảng 3.5 : Thông số xây dựng bể lắng ngang thu nước bề mặt .51 3.2.6 Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng .52 Bảng 3.6 : Các thông số xây dựng bể phản ứng tạo 53 3.2.7 Tính Tốn Bể Lọc Nhanh Hai Lớp 53 Bảng 3.7 : Các thông số xây dựng bể lọc nhanh .61 3.2.8 Tính tốn dung tích bể chứa 61 Bảng 3.9 : Các thông số xây dựng bể chứa nước .62 3.2.9 Tính toán lượng Clo để khử trùng 62 3.2.10 Trạm bơm cấp .63 3.2.11 Sân Phơi bùn 64 3.3 Tính tốn cơng trình theo dây truyền cơng nghệ phương án 64 3.3.1 Bể lắng lamen 64 3.4 Tính tốn cao trình cơng trình trạm xử lí .67 3.5 Khái toán kinh tế 67 SVTH : Đỗ Thu Trang MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU Giống khơng khí ánh sáng , nước phần thiếu người Trong trình hình thành lên sống trái đất nước mơi trường nước đóng vai trị quan trọng Nước tham gia vào trình tái chế giới hữu nguồn gốc hình thành tích lũy chất hữu sơ sinh tượng quang hợp tác động ánh sáng mặt trời kết hợp với nước khơng khí , có phản ứng hóa học thực bắt buộc phải có mặt nước Với người nước khơng thể thiếu dù ngày nước dung môi chứa nhiều chất giúp dẫn muối vào Một tòa nhà , chung cư hay cụm dân cư xây dựng lên trạng thiếu nước vấn đề phổ biến Việt Nam nước 80% nông thôn có 40% sử dụng nước cho nhu cầu ăn uống Với quốc gia phát triển gặp vấn đề thiếu nước Chính phủ ngày quan tâm tới vấn đề xây dựng cơng trình cung cấp nước phục vụ nhân dân đảm bảo nhu cầu ăn uống thiết yếu em chọn đề tài ‘’ thiết kế xây dựng nhà máy xử lí nước cấp cho xã thuộc huyện Thuận Thành Lương Tài tỉnh Bắc Ninh giai đoạn 2015- 2025 với công suất 24000m3/ngđ ‘’ - Phương pháp nghiên cứu + Phương pháp thu thập số liệu : Thu thập số liệu vầ khu dân cư , tìm hiều thành phần tính chất nguồn gốc nước thơ số liệu cần thiết khác + Phương pháp nghiên cứu lí thuyết “ tìm hiều cơng nghệ xử lí nước cho khu dân cư qua tài liệu chuyên ngành công nghệ áp dụng Việt Nam + Phương Pháp so sánh : So sánh ưu , nhược điểm cơng nghệ xử lí có đề xuất cơng nghệ xử lí nước phù hợp + Phương pháp tốn sử dụng cơng thức tốn hoạc để tính tốn cơng trình đơn vị hệ thống xử lí nước cấp dự tốn kinh phí xây dựng , vận hành trạm xử lí SVTH : Đỗ Thu Trang MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp + Phương pháp đồ họa : Dùng phần mềm autocad để mơ tả kiến trúc cơng trình đơn vị hệ thống xử lí nước cấp - Ý nghĩa khoa học thực tiễn Xây dựng xử lí nước cấp nhằm giải vấn đề thiếu nước sinh hoạt người dân Góp phần nâng cao đời sống người dân xúc tiến phát triển kinh tế vùng Khi trạm xử lí hoàn thành vào hoạt động nơi để doanh nghiệp sinh viên tham quan học tập SVTH : Đỗ Thu Trang MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ XÃ TẬP TRUNG THUỘC HUYỆN THUẬN THÀNH VÀ LƯƠNG TẢI TỈNH BẮC NINH 1.1 Điều kiện tự nhiên xã hội 1.1.1 Điều kiện tự nhiên Khu vực dự án nằm địa phận hai huyện Thuận Thành Huyện Lương Tài tỉnh Bắc Ninh Trong xã Mão Điền, Hoài Thượng, Trạm Lộ, Ninh Xá, Nghĩa Đạo thuộc huyện Thuận Thành xã Bình Định thuộc huyện Lương Tài Về địa giới hành chính, khu vực dự án có vị trí sau: - Phía Đơng phía Bắc: giáp sơng Đuống, xã Lãng Ngâm, Quảng Phú, Đại Bái huyện Lương Tài - Phía Tây: giáp xã Gia Đông, thị trấn Hồ, xã Nguyệt Đức huyện Thuận Thành - Phía Nam: giáp xã Lương Tài, xã Cẩm Hưng huyện Cẩm Giàng, Hải Dương - Khí hậu Với đặc điểm vùng đồng Bắc Bộ nên khu vực dự án mang đặc điểm nhiệt đới gió mùa: Nóng ẩm mưa nhiều, chịu ảnh hưởng trực tiếp gió mùa, có mùa Đơng lạnh Thời tiết năm chia thành mùa rõ rệt: mùa mưa mùa khô Mùa mưa từ tháng đến tháng 10: Thời tiết nóng ẩm, lượng mưa lớn chiếm 80% lượng mưa năm Đặc biệt có trận mưa lớn, kèm theo gió to từ 3-5 ngày gây ngập úng cục Mùa khô từ tháng 11 tới tháng năm sau: Lượng mưa ít, có thời kỳ khơ hạn 15-20 ngày, làm nhiều diện tích ao hồ, diện tích canh tác bị khơ hạn Nhiệt độ trung bình năm 23,3oC Nhiệt độ cao 28,9oC(tháng 7) Nhiệt độ trung bình thấp 15,8oC( tháng 1) Sự chênh lệch nhiệt độ tháng cao thấp 13,1oC Tổng số nắng dao động từ 1530-1776 Tháng có nắng cao tháng 7, thấp tháng SVTH : Đỗ Thu Trang MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp - Địa hình Các xã nằm vùng đồng bằng, địa hình tương đối phẳng, có hướng dốc chủ yếu từ Bắc xuống Nam từ Tây sang Đông, địa hình trũng ven đê, có đồi núi, đất thổ cư cao đất ruộng khoảng 0,8m Địa hình khu vực xã có cao độ khoảng 2,5-4,5m so với mực nước biển - Thủy văn Xã có sơng sơng Đuống, ngồi cịn có hệ thống kênh mương nội đồng Đây nguồn nước tốt để cung cấp cho sản xuất nơng nghiệp, 100% diện tích đất canh tác tưới tiêu - Địa chất cơng trình Căn vào tài liệu khảo sát địa chất cơng trình xây dựng địa bàn xã thấy địa chất khu vực tương đối ổn định, thuận lợi cho việc xây dựng cơng trình - Sự cần thiết phải đầu tư Xây dựng nhà máy cung cấp nước tập trung cho cụm xã Mão Điền, Hoài Thượng, Trạm Lộ, Ninh Xá, Nghĩa Đạo, Bình Định huyện Thuận Thành Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh nhằm phục vụ nhu cầu cấp nước cho ăn uống, sinh hoạt nhân dân, sản xuất công nghiệp dịch vụ, Góp phần cải thiện nâng cao điều kiện sống người dân xã, bước nâng cao đời sống nhân dân vùng dự án kinh tế, xã hội, văn hố, thúc đẩy phát triển cơng nghiệp, du lịch làm tảng cho phát triển tồn diện khu vực, góp phần tích cực vào cơng cơng nghiệp hố đại hố đất nước Dự án vào hoạt động góp phần làm giảm bệnh liên quan đến nguồn nước, cải thiện, nâng cao chất lượng sống cho nhân dân khu vực, góp phần xây dựng mơi trường xanh đẹp Nâng cao hiệu chương trình mục tiêu quốc gia nước – vệ sinh môi trường SVTH : Đỗ Thu Trang MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn máng phân phối thu nước rửa lọc Chiều rộng bể m, ta đặt bể máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác Khoảng cách máng d = / = m Lưu lượng nước rửa thu vào máng: qm = W × d × lm Trong đó, W: Cường độ rửa lọc, W = 16 l/s.m2 d: khoảng cách tâm máng, d = m lm: Chiều dài máng, lm = B = 6,2 m qm =16 6,2 = 416 l/s = 0,4 m3/s Chiều rộng máng Bm = K × q2m ( 1,57 + a ) Trong đó, a: Tỉ số chiều cao phần hình chữ nhật (h cn) với nửa chiều rộng máng a = ÷ 1,5 Chọn a = 1,3 K: Hệ số tiết diện máng tam giác, K = 2,1 => Chọn Bm = 880mm Chiều cao phần hình chữ nhật: hcn = a × Bm 0.880 = 1.3 × = 0.45m 2 Chiều cao phần hình tam giác Chọn hd = 0,2 Tổng chiều cao máng thu nước: hm = hcn + hd = 0.44 + 0.2+ = 0.65m Khoảng cách từ bề mặt vật liệu đến mép mang thu: ∆hm = Lvl × e + 0,25 100 Trong đó, SVTH : Đỗ Thu Trang 56 MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp Lvl: Chiều dày lớp vật liệu lọc, L = 0.15 + 0.5 + 0.8 = 1.45 m e: Độ giản nỡ tương đối lớp vật liệu lọc, e =50% ∆hm = 1.45 × 50 + 0, 25 = 0,975m 100 Theo quy phạm, khoảng cách đáy máng dẫn nước rửa phải nằm cao lớp vật liệu lọc tối thiểu 0.07m Máng thu nước rửa lọc tập trung bể Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung hM = 1,75 × qtt2 + 0,2 (m) g × Btt2 Trong đó: qtt: lưu lượng nước chảy vào máng tập trung, qtt = 0.1505 x = 0.3(m3/s) Btt : chiều rộng máng tập trung Chọn Btt = 0.7m g: gia tốc trọng trường 9,81 m/s2 0.3012 Vậy hm = 1.75 × = 0.470m 9.81× 0.7 Chọn hm=0.5 (m) Tổng chiều cao máng thu nước rửa lọc tập trung Hm = 0.5 + 0.65 = 1.15 m Đáy mương tạo độ dốc i= 0,01 phía ống xả nước rửa lọc hệ thống thoát nước mưa trạm xử lý Với qtt = 0.3(m3/s) Chọn đường kính dẫn sang hồ chứa cặn D500 mm => vtt =1.55 m/s ( quy phạm v =1.5-2m/s) Tính hệ thống rửa lọc Chọn biện pháp rửa bể gió, nước kết hợp Bơm khí với cường độ 20l/s.m2 thời gian phút Sau bơm khí với cường độ khí 15 l/s.m kết hợp với nước với cường độ nước l/s.m cho cát lọc không bị trôi vào máng SVTH : Đỗ Thu Trang 57 MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp thời gian phút Cuối ngừng bơm khí tiếp tục bơm nước tuý với cường độ 12 l/s.m2 thời gian phút Tổn thất qua hệ thống phân phối chụp: Vk2 h= gµ Trong đó: Vk: vận tốc nước qua khe chụp lọc, = 2m/s µ : hệ số lưu lưọng chup lọc, loại có xẻ khe = 0,5 => h = 22 = 0,41m × 9,81 × 0,5 Tính tốn ống dẫn nước rửa bể lọc: Lưu lượng nước rửa bể, qr = 0,3 (m3/s) Theo quy phạm vận tốc ống rửa lọc cho phép từ: 1- 1,5m/s Ta chọn vr = 1,5m/s Đường kính ống tính theo cơng thức sau: × qr dr = π × vr = × 0.3 = 0.5 (m) 3.14 ×1.5 => Chọn đường kính ống là: dr = 500 (mm) => vtt = 1.55 m/s Tính tốn hệ thống cấp khí rửa lọc: Cương độ rửa gió tuý là: Wg = 20 l/s.m2 Chọn vận tốc gió ống gió Vg = 20m/s Lưu lượng gió cung cấp là: qg = Wg × f = 20 × 24,7 = 494 (l/s) = 0.49 (m 3/s) Đường kính ống dẫn gió là: dg = × qg π × vg = × 0.3762 = 0.154 (m) => dg = 150 mm => vtt =21.3 m/s 3.14 × 20 Chọn đường kính ống xả kiệt D = 100mm Đáy bể lọc tạo độ dốc i= 0,005 phía ống xả kiệt, đầu ống lắp khoá Mỗi bể ta bố trí cửa thăm D600 để tiện cho việc kiểm tra bể SVTH : Đỗ Thu Trang 58 MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp Đường kính ống dẫn nước lọc khỏi bể lọc 4×Q × 0.1736 = = 0.192m => D1 = 200mm 6×π × v × 3.14 ×1 D1 = v: vận tốc nước chảy ống: v = 1m/s Đường kính ống dẫn nước lọc tập trung sang bể chứa D = 4×Q × 0.1736 = = 0.47m => D = 500mm π ×v 3.14 × Tính cơng suất bơm Bơm rửa lọc có thơng số sau: Diện tích bể lọc: 6,2 = 24,7 (m2) Lưu lượng nước dùng để rửa lọc:Qr = 0.3 (m³/s) = 1080(m3/h) Vận tốc nước chảy ống (lấy vận tốc nước chảy ống dẫn nước rửa) (m/s) Chiều dài đoạn ống tính từ vị trí đặt bơm đến bể lọc 50 (m) Dường kính ống dẫn nước : 400 mm Khối lượng riêng nước nhiệt độ làm việc, ρ = 998 (kg/m3) Tính cột áp cần thiết bơm: Cột áp bơm xác định theo công thức: Hbơm = H1 + H2 + H3 Trong đó: H1 - cột áp để khắc phục chiều cao hình học tính từ cốt mực nước thấp bể chứa đến mép máng thu nước rửa H - cột áp để khắc phục tổn thất bể lọc bao gồm tổn thất qua lớp sỏi đỡ, tổn thất qua lớp vật liệu lọc tổn thất áp lực phá vỡ kết cấu ban đầu lớp cát lọc H3 - cột áp để khắc phục tổn thất đường ống Ta có : H1 = + 0.5 + 2,5 = (m) Trong đó: - chiều sâu lớp nước thấp bể chứa 0.5 - độ cao từ lớp nước bể chứa đến đáy bể lọc 2,5 - chiều cao tính từ đáy bể lọc đến mép máng tràn SVTH : Đỗ Thu Trang 59 MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp Ta có: H3 = (i x l) + 5%(i x l) Trong đó: l - đoạn ống dẫn nước lọc tính từ vị trí đặt bơm đến bể lọc, l =50 (m) i - độ dốc thuỷ lực Ta có lưu lượng nước cần dùng để rửa lọc là: 242 (l/s), với đường kính ống dẫn nước rửa lọc D = 400mm ta tra bảng thuỷ lực suy ra: i = 0.00268 Do : H3 = 0.00268 x 50 + 5%(0.00268 x 50) = 0.141 (m) Ta có: H2 = hđ + hđáy + hVL Trong đó: hđáy - tổn thất áp lực qua hệ thống phân phối chụp lọc hđáy = 0.41m Ta có : hđ = 0.22 x LS x W LS - chiều dày lớp sỏi cát, LS = 0.8m W - cường độ rửa lọc, W = 16 (l/s.m2) Do đó: hđ = 0.02 x 0.8 x 16 = 0.256(m) Ta có: hVL = ( a + b x W).L.e Trong đó: a,b - hệ số với kích thước hạt 0.5-1mm ta chọn a = 0.7, b = 0.017 e - độ giản nở lớp vật liệu lọc, e = 50% = 0.50 L - chiều dày lớp vật liệu lọc, L = 1.3 m Do vậy: hVL = (0.7 + 0.9 x 16) x 1.3 x 0.50 = 10.06 (m) Suy : H2 = 0.256 + 0.41 + 10.06 = 10.726 (m) Do ta có: H = H1 + H2 + H3 = + 10.726 + 0.141 = 17.867 (m) SVTH : Đỗ Thu Trang 60 MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp Chọn H = 18m Cơng suất bơm: Ta có cơng suất bơm nước rửa lọc xác định theo công thức sau: N= Q× H × g × ρ 1000 ×η Trong đó: Q - lưu lượng nước bơm, Q = 0,3 (m3/s) H - cột áp bơm, H = 18 m ρ - khối lượng riêng nước nhiệt độ làm việc ρ = 998 (kg/m3) g = 9.81(m/s2) η - hiệu suất bơm, chọn η = 80% = 0.8 suy ra: N =N = 0.3 × 18 × 9.81× 998 = 66( KW ) 1000 × 0.8 Vậy ta chọn bơm nước rửa lọc có thơng số sau: Qb = 600 (m3/h), N = 35 (kw), cột áp H = 20 Bảng 3.7 : Các thông số xây dựng bể lọc nhanh STT Thông số Số lượng Chiều cao Chiều rộng Diện tích 3.2.8 Tính tốn dung tích bể chứa Đơn vị bể m m m2 Kích thước 4,7 20 694 Qua kiểm tra ta xác định dung tích điều hịa bể chứa (tính toán phần cấp nước) : 20% Qngđ Thể tích bể chứa tính theo cơng thức : WBC = WĐH + WCC + WBT Trong : WĐH : thể tích điều hịa bể chứa (m3) WĐH = 20% Qngđ = 20% × 24000 = 4800 (m3) WCC : dung tích dự trữ cho chữa cháy vòng liền (m3) SVTH : Đỗ Thu Trang 61 MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp WCC = n × qcc × 3h = × 10 × 60 × 60 × = 108 (m3) 1000 WBT : lượng nước dự trữ cho thân trạm xử lý WBT = (4 ÷ 6) % Qngđ chọn WBT = 6% Qngđ WBT = 6% × 24000 = 1440 (m3) Vậy thể tích bể chứa : WBC = 4800 + 108 +1400 = 6308 (m3) Bố trí hai bể chứa, bể có dung tích: W = 3100 m3 Chọn chiều sâu bể chứa: h = m Diện tích mặt cắt ngang bể chứa: Fbc = 3100/5 = 620 m2 Kích thước bể chứa: Chọn chiều dài: l = 20 m Chọn chiều rộng: b = 500/20 = 25 m Chiều cao từ mực nước đến thành bể: 0,5 m Chiều cao tổng cộng bể chứa: Hbc = + 0,5 = 5.5 m Trong bể ta bố trí vách ngăn chắn dòng chiều dài vách 16m chiều cao 5m dày 200mm Mỗi v ách ngăn cách tường 5m, hai vách cách 5.6m Bảng 3.9 : Các thông số xây dựng bể chứa nước STT Thông số Đơn vị Số lượng bể Chiều cao m Chiều rộng m 3.2.9 Tính tốn lượng Clo để khử trùng Kích thước 5,5 25 Lượng Clo đưa vào để khử trùng L cl = 3mg/l (TCXDVN 33 -2006 từ 2-3 mg/l) 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 C = Q ⋅ a = 350 ⋅10−3 = 0,35(kg / h) SVTH : Đỗ Thu Trang 62 MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp Trong đó: Q: Lưu lượng nước xử lí (m3/h) a: liều lượng clo hoạt tính (lấy theo tiêu chuẩn TCVN 33:2006) Lượng nước tính tốn clorator làm việc lấy 0,6 m3 cho 1kg clo (Theo TCXDVN 33:2006) Lưu lượng nước cấp cho trạm clo: Qt = 0,6 ⋅ 0,35 = 0,21(m3 / h) =0,058(l / s) Chọn đường kính ống d = 10 (mm) Liều lượng clo cần thiết dùng để khử trùng ngày là: QCl ngày = 24 ⋅ C = 24 ⋅ 0,35 = 8,4(kg) Lưu lượng nước cấp ngày Qngày = 24 ⋅ Qt = 0,21⋅ 24 = 5,04(m3 / ngđ ) Lượng clo dự trữ đủ dùng 30 ngày m = 30 x 5,04 = 150 (kg) Lưu lượng giây lớn clo lỏng Qsmax = ⋅ C = ⋅ 0,35 = 3,89 ⋅10− (m3/s) Vận tốc đường ống: v = 0,8m/s(theo TCVN 33:2006) Vậy dCl = 1,2 Q max = 1,2 3,89 ⋅10 = 0,026m (theoTCVN 33:2006) ⇒thỏa điều kiện 3.2.10 Trạm bơm cấp - máy bơm chân khơng : bơm gió tới bể lọc để rửa lọc - máy bơm hướng trục : bơm nước tới bể lọc để rửa lọc - máy bơm ly tâm hướng trục : máy bơm nước từ bể chứa mạng lưới, máy bơm dự phòng SVTH : Đỗ Thu Trang 63 MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp 3.2.11 Sân Phơi bùn Lượng cặn khơ xả ngày, tính theo cơng thức: G = Q ( C1- C2 ) / 1000 = 24000 ( 42,1 -10 ) / 1000 = 770,4 kg/ngày Trong đó, Q: Lưu lượng trạm xử lý, Q = 24000 m3/ngày.đêm C1: Hàm lượng cặn lớn cho vào bể, C1 = 42,1 mg/l C2: Hàm lượng cặn sau nước qua bể lắng, C2 = 10 mg/l Lượng bùn cần nén 1,5 tháng: Gt = 30 x 1,5 x 770,4 = 34668 kg Diện tích sân cần thiết: F = Gt / a = 288,9 ( m2) Chia sân ngăn nhỏ, diện tích ngăn 10 x 14 Bùn chứa hồ 1,5 tháng, sau rút nước bùn phơi, nồng độ bùn khô đạt 25%, tỷ trọng γ = 1,2 T/m3 Thể tích bùn khơ hồ: V= Gt / γ = 34,66 / 1,2 = 28,8 m3 Chiều cao bùn khô sân : H = V/F = 28,88 /288,9 = 0,1 m Trong lượng cặn xả ngày có nồng độ cặn 0,4%, tỷ trọng 1,011 T/m 3.3 Tính tốn cơng trình theo dây truyền cơng nghệ phương án ( Tính tốn cơng trình đơn vị xử lí theo phương án ) 3.3.1 Bể lắng lamen Tính tốn kích thước cơng trình: • Chọn thơng số bản: - Tấm mỏng: Chọn loại nhựa, có phần lượn sóng hình lục giác, ghép lại với thành khối tạo thành hình ống Với chiều cao h= 25 mm, d=40mm Chiều dài L =0,5m - Tiết diện hình ống: f= 25×15 + 25×10=375 (mm2) = 0,00375(m2) SVTH : Đỗ Thu Trang 64 MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp - Chu vi ướt: c = ×15 = 600 mm = 0,06 m - Chiều dài ống: Lo = 0,5m - Góc nghiêng α chọn α = 600 - Vận tốc lắng Uo chọn theo bảng 6.9 (TCXDVN33-06) chọn Uo = 0,45 - Chiều cao khối trụ lắng: mm/s H= L.sin α = 1×0,06 = 0,06 (m) Theo đó, ta có: • Cơng suất nước vào bể lắng: Trong đó: QL = α Q -QL : Cơng suất nước vào bể lắng -Q: Công suất thiết kế Q = 24.000 m3/ngđ -α: Hệ số dự phòng Chọn α = 1,05 Vậy ta có QL = 1,05 × 24.000 = 25200 m3/ngđ = 0,3m3/s; - Diện tích mặt bể lắng: u0= (Q.h) / F H.cosα + h.cos α = 110(m2) Trong đó: uo : Tốc độ lắng hạt cặn; uo =0,45mm/s=4,5.104m/s; h: Kích thước tiết diện ống lắng H: Chiều cao khối trụ lắng α = 60o; cos α = 0,5; Ta có: • Chọn số bể lắng đơn nguyên Diện tích mặt bể F = 55 m2; Chọn chiều rộng bể m • Chiều dài bể lắng: L1 = 55 / = 11 • Chiều dài phần phân phối nước đầu bể khu vực bố trí máy gạt cặn cuối bể, chọn theo cấu tạo kích thước máy gạt cặn Chọn chiều dài phần phân phối L = 2m; phần cuối bể L3 = 3m (vùng thu cặn)s Tổng chiều dài xây dựng bể lắng L = L1+L2+L3 = 11 + + = 16 (m) • Phần đầu bể bố trí máng thu bọt rong tảo (nếu có) Chiều rộng máng B= 0,5 m SVTH : Đỗ Thu Trang 65 MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp • Chiều cao bể lắng: - Chiều cao phần nước ống lắng: h1 = 1,2 m; - Chiều cao đặt lắng nghiêng: h2 = 0,867 ~ 0,9 m - Chiều cao phần không gian phân phối nước ống lắng nghiêng: h3 = 2,5 m (lắp đặt thiết bị gạt cặn khí - Xả cặn: Ta dùng phương pháp gạt cặn khí xả cặn thuỷ lực Thể tích vùng chứa cặn bể xác định theo công thức: Wc = T.Q.(Cmax - m) / ᵟ N Trong đó: T: Chu kỳ hai lần xả cặn, lấy T = 8(h) Q: lưu lượng nước vào bể lắng (m3/h) Q = 24.000 (m3/ngđ) = 1000 (m3/h) Cmax = 52 (mg/l) Đây hàm lượng cặn nước nguồn sau cho hố chất vào m: Lượng cặn cịn lại sau bể lắng Theo quy phạm lấy m = 10 (mg/l) ᵟ: Nồng độ trung bình cặn gạt hố thu cặn Với T = 8h ta lấy ᵟ= 10000 (g/m3) N: Số lượng bể lắng N=2 => Wc = 168 (m) Tại bể lắng bố trí 02 hình chóp để thu cặn Thể tích hữu ích hình chóp Wc = 168 /2 = 134 (m30 - Chiều cao xây dựng bể lắng: - Phần cuối bể : HXD = h1+ h2+ h3+ Hc+ HDT = + 0,9 + 1,5 + 3,6+0,5 = 7,5 (m) Trong đó: h1 : Chiều cao phần nước khối lắng lamella h2 : Chiều cao khối lắng lamella h3 : Chiều cao vùng lắng lamella Hc : Chiều cao vùng chứa cặn bể lắng HDT : chiều cao dự trữ, lấy 0,5 (m) Phần đầu bể: HXD = h1+ h2+ h3+ HDT = + 0,9 + 1,5 +0,5 = 3,9 Tính tốn lưu lượng nước xả cặn bể lắng: SVTH : Đỗ Thu Trang 66 MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp - Lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng tính phần trăm lưu lượng nước xử lý, xác định theo công thức: P= (Wc KP N ) / (q T ) Trong đó: + Wc: Thể tích vùng chứa nén cặn Wc = 168(m3) + KP: Hệ số pha lỗng cặn Gạt cặn khí chọn Kp = 1,2 + N: số lượng bể lắng N = + T: thời gian lần xả cặn (h) T= (h) + q: Lưu lượng nước tính toán (m3/h) q = 1000 (m3/h) P = 5,04 % 3.4 Tính tốn cao trình cơng trình trạm xử lí ( Thể phần phụ lục ) 3.5 Khái toán kinh tế ( Khái toán kinh tế cho phương án để xuất phần phụ lục với hạng mục chi phí ) Theo khái tốn kinh tế ta chọn phương án phương án thi công SVTH : Đỗ Thu Trang 67 MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua thời gian 10 tuần thực nội dung mà đồ án làm bao gồm : Đã thu thập số liệu vầ thành phần đặc tính nguồn nước sơng Đuống để làm nước nguồn cho trạm xử lí Đã đưa sơ đồ công nghệ phương pháp cấp xử lý nước hợp lý Tiến hành tính tốn thiết kế cơng trình vẽ chi tiết Khái tốn kinh tế cho cơng trình xây dựng Đã hoàn thành mục tiêu đề ra, tính thực tế cơng trình nghiên cứu cao phù hợp với tiềm điều kiện kinh tế xã hội địa phương KIẾN NGHỊ Để hệ thống xử lý nước họat động hiệu ổn định số đề xuất mà ban quản lý trạm xử lý cần lưu ý bao gồm - Thực tốt vấn đề quy hoạch, thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho phù hợp với quy hoạch chung huyện công suất đáp ứng nhu cầu phát triển tương lai - Khi thi cơng cần có biện pháp thi cơng an toàn, đảm bảo chất lượng vật liệu xây dựng théo yêu cầu kĩ thuật - Bảo đảm công tác quản lý vận hành theo hướng dẫn kĩ thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Nguyễn Ngọc Dung (2010), Cấp nước đô thị, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội SVTH : Đỗ Thu Trang 68 MSV : DC00101423 2015 Đồ án tốt nghiệp TS Nguyễn Ngọc Dung (2011), Xử lý nước cấp, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội ThS Nguyễn Thị Hồng (2008), Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học mạng lưới cấp nước, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội TS Trịnh Xuân Lai (2004), Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Bộ Xây dựng (2006), TCXDVN 33 SVTH : Đỗ Thu Trang 69 MSV : DC00101423