Tính toán thiết kế hệ thống cấp nước cho khu cư xá ba điểm hóc môn

Đặc điểm địa hình và mạng lưới thủy văn Công trình khai thác nước ngầm của Công ty Xây dựng và Phát triển Nhà HócMôn nằm trong vùng ngoại thành Thành phố Hồ Chí Minh đang được đô thị hóa

MỤC LỤC

Chương 1 TỔNG QUAN 6

1.1 Giới thiệu Tp Hồ Chí Minh 6

1.2 Giới thiệu huyện Hóc Môn 7

1.2.1 Địa lý 7

1.2.2 Định hướng phát triển Kinh tế - Xã hội Huyện Hóc Môn 7

1.3 Khu cư xá Bà Điểm – Hóc Môn 9

1.3.1 Vị trí địa lý, tình hình dân cư 9

1.3.2 Hiện trạng cấp nước 10

1.3.3 Mục tiêu và tính cấp thiết của đề tài 10

1.3.4 Phương pháp thực hiện 11

Chương 2 XÁC ĐỊNH VÙNG CẤP NƯỚC VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC 12

2.1 Xác định vùng cấp nước 12

2.2 Xác định nhu cầu sử dụng nước 12

2.2.1 Các nhu cầu sử dụng nước bao gồm 12

2.2.2 Tính toán cụ thể 12

Chương 3 NGUỒN NƯỚC 14

3.1 Đặc điểm khí hậu - thủy văn 14

3.2 Đặc điểm địa hình và mạng lưới thủy văn 14

3.3 Thời điểm thi công và sử dụng giếng khoan 14

3.4 Vị trí địa lý giếng khoan 14

3.5 Thông số kỷ thuật giếng khoan 14

3.6 Địa tầng - Cấu trúc giếng 15

3.7 Gia cố giếng 15

3.8 Tình trạng giếng, thiết bị khai thác và xử lý 15

3.9 Chất lượng nước 16

Chương 4 TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC NGẦM 17

4.1 Sơ lược về nước ngầm chứa sắt và các phương pháp khử sắt trong nước 17

4.1.1 Trạng thái tồn tại tự nhiên của sắt trong các nguồn nước 17

4.1.2 Các phương pháp khử sắt trong xử lý nước 17

4.2 Lựa chọn công nghệ xử lý 19

4.2.1 Dây chuyền công nghệ I (Phương án 1) 20

4.2.2 Dây chuyền công nghệ II (Phương án 2) 20

4.2.3 Sơ lược công nghệ Ezector thu khí qua lọc áp lực (Phương án bổ sung) 20

4.3 Tính toán trạm bơm cấp I 21

4.4 Tính toán dây chuyền công nghệ 1 (Phương án 1) 23

4.4.1 Tính toán giàn phun mưa trực tiếp trên bề mặt bể lọc 23

4.4.2 Bể lọc nhanh (vật liệu lọc cát thạch anh với các cỡ hạt khác nhau) 26

4.5.1 Giàn làm thoáng dùng máng răng cưa (chồng lên bể lắng tiếp xúc) 33

4.5.2 Bể lắng đứng tiếp xúc 35

4.5.3 Bể lọc nhanh tương tự Phương án 1 36

4.6 Tính toán sơ lược Phương án bổ sung: 37

4.6.1 Ezector thu khí 37

4.6.2 Bể lọc khử sắt 38

4.7 Tính lượng Clo cần dùng để khử trùng 38

4.8 So sánh và lựa chọn phương án 40

4.8.1 Về hiệu quả xử lý 40

4.8.2 Về kinh tế 40

4.9 Bể chứa nước sạch 40

Chương 5 MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 41

5.1 Bảng thống kê lưu lượng dùng nước tiêu thụ cho Khu dân cư 41

5.2 Chế độ làm việc của trạm bơm cấp II 43

5.3 Tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước 44

5.3.1 Vạch tuyến mạng lưới cấp nước 44

5.3.2 Xác định các thông số ban đầu 45

5.3.3 Tính toán thủy lực Phương án 1 47

5.3.4 Tính toán thủy lực phương án 2 58

5.3.5 So sánh – lựa chọn phương án mạng lưới cấp nước 68

5.3.6 Sơ lược về sơ đồ không gian đường ống cấp thoát nước cho một mẫu nhà điển hình 68

Chương 6 KHÁI TOÁN KINH TẾ 70

6.1 Tổng chi phí xây dựng hệ thống cấp nước 70

6.1.1 Giá thành xây dựng trạm xử lý nước 70

6.1.2 Giá thành xây dựng mạng lưới 72

6.1.3 Tổng giá thành xây dựng hệ thống cấp nước 72

6.2 Chi phí quản lý và vận hành 72

6.2.1 Chi phí điện năng 72

6.2.2 Chi phí cho Clo 72

6.2.3 Chi phí tiền lương cho công nhân 72

6.2.4 Chi phí khấu hao tài sản cố định 73

6.3 Giá thành xử lý nước bán ra 74

6.3.1 Giá thành xây dựng 1m3 nước 74

6.3.2 Giá thành quản lý 1m3 nước 74

6.3.3 Giá bán 1m3 nước cho người tiêu dùng 74

Chương 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75

7.1 Kết luận 75

7.2 Kiến nghị 75

7.3 Tác động của dự án tới hiệu quả kinh tế và xã hội 75

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 Bảng cân bằng đất đai 10

Bảng 3 Các chỉ tiêu chất lượng nước 16

Bảng 5.1 Bảng thống kê lưu lượng dùng nước trong ngày 42

Bảng 5.2 Thống kê đối tượng dùng nước vào các giờ trong ngày 45

Bảng 5.3 Bảng tính toán cao trình tại các nút 46

Bảng 5.4 Bảng tính toán chiều dài tính toán + Q nút (Phương án 1 - không cháy – giai đoạn 2010) 49

Bảng 5.5 Bảng tính toán chiều dài tính toán + Q nút (Phương án 1 - có cháy – giai đoạn 2010 ) 54

Bảng 5.6 Bảng tính toán chiều dài tính toán + Q nút (Phương án 2 – không cháy – giai đoạn 2010) 59

Bảng 5.7 Bảng tính toán chiều dài tính toán + Q nút (Phương án 2 – có cháy – giai đoạn 2010) 64

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Vị trí Tp Hồ Chí Minh 6

Hình 1.2 Vị trí huyện Hóc Môn 7

Hình 5.1 Biểu đồ dùng nước khu dân cư Bà Điểm 43

Hình 5.2 Đường đặc tính của bơm Grundfos NB 40-168/135 47

Hình 5.3 Sơ đồ tính toán thủy lực trên chương trình Epanet 2.0 vào giờ dùng nước lớn nhất (PA1) 50

Hình 5.4 Sơ đồ tính toán thủy lực trên chương trình Epanet 2.0 vào giờ dùng nước lớn nhất (PA2) 60

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CNH – HĐH Công nghiệp hóa – hiện đại hóa

CN – TTCN Công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp

TCVN 33 - 2006 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 33 - 2006

TCVN 2622 – 1995 Tiêu chuẩn phòng cháy - chữa cháy

Việt Nam 2622 - 1995

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu Tp Hồ Chí Minh

Diện tích: 2.095,239 km2

Dân số: 6.239.938 người (2005)

Dân tộc: Việt, Hoa, Khơme, Chăm…

Khí hậu hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, lượng mưa bình quânhàng năm 1979mm Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Nhiệt độ trung bìnhnăm 27,55 0C, không có mùa đông Đơn vị Hành chính: 24 quận huyện

Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong toạ độ địa lý khoảng 10 0 10’– 10 0 38 vĩ độ bắc và 106 0 22’ – 106 054’kinh độ đông PhíaBắc giáp tỉnh Bình Dương, Tây Bắc giáp tỉnh Tây Ninh, Đông

và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, Đông Nam giáp tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, Tây và Tây Nam giáp tỉnh Long An và Tiền Giang

-Hình 1.1 Vị trí Tp Hồ Chí Minh

Thành phố Hồ Chí Minh cách thủ đô Hà Nội gần 1.730kmđường bộ, nằm ở ngã tư quốc tế giữa các con đường hàng hải từBắc xuống Nam, từ Ðông sang Tây, là tâm điểm của khu vựcĐông Nam Á Trung tâm thành phố cách bờ biển Đông 50 kmđường chim bay Đây là đầu mối giao thông nối liền các tỉnhtrong vùng và là cửa ngõ quốc tế Với hệ thống cảng và sân baylớn nhất cả nước, cảng Sài Gòn với năng lực hoạt động 10 triệu tấn /năm Sân bayquốc tế Tân Sơn Nhất với hàng chục đường bay chỉ cách trung tâm thành phố 7km.Sài Gòn cổ xưa được thành lập từ năm 1623, nhưng tới năm 1698, Chúa Nguyễnmới cử Thống soái Nguyễn Hữu Cảnh vào kinh lược đất Phương Nam, khai sinh rathành phố Sài Gòn Năm 1911, Sài Gòn là nơi Chủ tịch Hồ Chí Minh vĩ đại ra đi tìmđường cứu nước, khi đất nước thống nhất, Quốc Hội khoá VI họp ngày 2.7.1976 đãchính thức đổi tên Sài Gòn là thành phố Hồ Chí Minh

Sài Gòn - Thành phố Hồ Chí Minh là một thành phố trẻ, với hơn 300 năm hìnhthành và phát triển, thành phố có rất nhiều công trình kiến trúc cổ, nhiều di tích và hệthống bảo tàng phong phú

Với vị trí địa lý thuận lợi, Sài Gòn – nơi một thời được mệnh danh là "Hòn ngọcViễn Đông" đã là trung tâm thương mại và là nơi hội tụ của nhiều dân tộc anh em, mỗidân tộc có tín ngưỡng, sắc thái văn hoá riêng góp phần tạo nên một nền văn hoá đadạng Đặc trưng văn hoá của vùng đất này là sự kết hợp hài hòa giữa truyền thống dântộc với những nét văn hoá phương Bắc, phương Tây, góp phần hình thành lối sống,tính cách con người Sài Gòn Đó là những con người thẳng thắn, bộc trực, phóngkhoáng, có bản lĩnh, năng động, dám nghĩ, dám làm

Năng động và sáng tạo, Thành phố Hồ Chí Minh luôn đi đầu cả nước trong cácphong trào xã hội, nơi đầu tiên trong cả nước được công nhận hoàn thành phổ cập giáodục trung học.

Với vai trò đầu tàu trong đa giác chiến lược phát triển kinh tế - xã hội, thành phố

Hồ Chí Minh đã trở thành trung tâm kinh tế, văn hoá - du lịch, giáo dục - khoa học kỹthuật - y tế lớn của cả nước

Trong tương lai, thành phố sẽ phát triển mạnh mẽ về mọi mặt, có cơ cấu côngnông nghiệp hiện đại, có văn hoá khoa học tiên tiến, một thành phố văn minh hiện đại

có tầm cỡ ở khu vực Đông Nam Á

1.2 Giới thiệu huyện Hóc Môn

Hình 1.2 Vị trí huyện Hóc Môn

1.2.1 Địa lý

Huyện Hóc Môn (Hình 1.2) nằm ở phía Tây bắc Thành Phố Hồ Chí Minh, Bắcgiáp huyên Củ Chi, Đông giáp tỉnh Bình Dương, Nam giáp Quận 12 và huyện BìnhChánh, Tây giáp Tỉnh Long An Diện tích tự nhiên 10.952 ha

Nằm ở cửa ngõ Tây Bắc thành phố, Hóc Môn có hệ thống đường quốc lộ, đườngvành đai, tỉnh lộ, hương lộ khá hoàn chỉnh Sông, kênh rạch cũng là thế mạnh về giaothông đường thủy, tất cả tạo cho huyện một vị trí thuận lợi để phát triển công nghiệp

và đô thị hóa, hỗ trợ cho nội thành giảm áp lực dân cư đồng thời là vành đai cung cấpthực phẩm cho thành phố

1.2.2 Định hướng phát triển Kinh tế - Xã hội Huyện Hóc Môn

* Dự báo những thuận lợi và khó khăn:

Nằm trong sự phát triển chung của Thành Phố, trong 5 năm tới, dự báo Hóc Môn

sẽ đứng trước những thuận lợi, khó khăn cơ bản sau:

- Những thuận lợi cơ bản:

+ Đảng bộ và nhân dân Hóc Môn luôn nêu cao tinh thần đoàn kết, phát huytruyền thống Cách Mạng của huyện Anh hùng, sẵn sàng vượt qua khó khăn, laođộng cần cù sáng tạo để thực hiên công cuộc đổi mới do Đảng lảnh đạo

+ Những thành tựu xây dựng và phát triển của Huyện trong 30 năm qua,đặc biệt trong 5 năm gần đây đã tạo tiền đề thuận lợi cho sự phát triển kinh tế -

xã hội Huyện nhanh và bền vững trong những năm tới

+ Huyện có vị trí địa lý và giao thông thuận lợi, nằm trên trục đường Xuyên

Á, là một cửa ngõ vào thành phố; cơ sở hạ tầng kỹ thuật được đầu tư khá mạnh

và đồng bộ; có tiềm năng đất đai, lao động và sự chuyển dịch cơ cấu lao độngtheo xu hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá ngày một nhanh; cùng với các loạihình thương mại - dịch vụ đang trên đà phát triển…sẽ góp phần đẩy nhanh quátrình chuyển dịch cơ cấu kinh tế huyện trong giai đoạn 2006 - 2010

- Những khó khăn chủ yếu:

+ Kinh tế Huyện có sự tăng trưởng nhưng chưa thật bền vững

+ Mức sống của một số bộ phận nhân dân còn khó khăn

+ Mặt trái của cơ chế thị trường và tốc độ đô thị hóa, đã làm phát sinh nhiềuvấn đề phức tạp về an ninh - trật tự, đất đai, môi trường, quản lý dân số lao độngvv…

Trong đó, một số mục tiêu cần tập trung thực hiện là:

+ Đẩy mạnh chuyển dịch cơ cấu kinh tế, chuyển dịch cơ cấu trong từngngành kinh tế theo hướng CNH - HĐH, phấn đấu duy trì tốc độ tăng trưởng kinh

tế, nhất là các ngành CN -TTCN Thương mại - dịch vụ với tốc độ cao và bềnvững, tạo sự chuyển biến mạnh về chất lượng, hiệu quả và sức cạnh tranh củanền KT

+ Tiếp tục phát triển và hoàn thiện từng bước kết cấu hạ tầng kinh tế

+ Tiếp tục nâng cao đời sống của nhân dân trên cơ sở đẩy mạnh “ xóa đóigiảm nghèo” theo tiêu chí mới Tăng cường giải quyết việc làm, nâng cao trình độdân trí, ngăn chặn và đẩy lùi các tệ nạn xã hội, nhất là ma túy và mãi dâm

+ Phát triển kinh tế - xã hội gắn với bảo vệ và cải thiện môi trường, giữvững ổn định và trật tự an toàn xã hội.

- Xác định cơ cấu kinh tế:

Cơ cấu kinh tế suốt 5 năm 2006 – 2010 là cơ cấu: công nghiệp – thương mại –dịch vụ - nông nghiệp Dự báo đến năm 2010 tỷ trọng giá trị sản xuất ngành nôngnghiệp giảm chỉ còn dưới 10% trong tổng giá trị sản xuất – kinh doanh – dịch vụ, kinh

tế Huyện bắt đầu sẵn sàng chuyển sang cơ cấu công nghiệp – thương mại – dịch vụ

1.3 Khu cư xá Bà Điểm – Hóc Môn

1.3.1 Vị trí địa lý, tình hình dân cư

Cư xá Bà Điểm nằm cách ngã tư An Sương 400m về phía Tây đến ngã tư TrungChánh, mặt tiền giáp QL 22 Khu cư xá nằm trong khu vực đông dân cư

Theo Quy hoạch điều chỉnh Khu dân cư Bà Điểm – Hóc Môn năm 2003 – CtyXây dựng và Phát triển nhà Huyện Hóc Môn (Phụ lục 1):

Cư xá được chia thành các khu từ khu A đến khu S (dự kiến xây dựng)

Trong cư xá hiện có 217 hộ nằm trong khu 1, khu 2 và khu K (được xây dựngđúng quy hoạch được duyệt) hầu hết với nhà xây dựng kiên cố từ 2 – 4 lầu

Các cơ sở kinh tế mang tính công nghiệp tập trung dọc theo các trục đườngchính Còn lại dân cư sống bằng nghề chăn nuôi, trồng trọt và các nghề phụ khác như:tiểu thủ công nghiệp, buôn bán nhỏ…

+ Cty Xây dựng và Phát triển nhà Hóc Môn;

+ Siêu thị và kho siêu thị;

+ Bãi đậu xe;

+ Trạm bơm nước ( Khu K – Khu dân cư Bà Điểm – Hóc Môn);

+ Trạm y tế

Bảng 1 Bảng cân bằng đất đai

(m2)

TỶ LỆ(%)

BÌNH QUÂN(m2/người)

3 Đất cây xanh công viên + TDTT 27 415.00 14.01 14.2

4 Đất giao thông + sân bãi 87 567.88 44.72 31.8

1.3.2 Hiện trạng cấp nước

Khi quy hoạch cư xá Bà Điểm – Hóc Môn về lâu dài dự kiến cấp nước bằngnguồn nước từ hệ thống cấp nước sông Sài Gòn bằng đường ống D1500mm chạy songsong Quốc lộ 22, nhưng do không đủ kinh phí hệ thống này xây dưng dở dang và phảimất một khoảng thời gian lâu nữa mới hoàn tất Bởi vậy những người dân ở nơi đây vànhững người dân mới về sinh sống ở cư xá đều phải tự tìm lấy nguồn nước để sử dụng.Một số hộ dân phải mua nước sạch với giá rất là cao Một số hộ hứng và tích trữ nướcmưa để sử dụng nhưng gặp rất nhiều khó khăn trở ngại vì việc hứng nước mưa chỉthực hiện được đối với các hộ dân ở các nhà thô sơ; mưa có mùa và nước mưa ngàycàng ngày bị ô nhiễm, đặc biệt là ở đây là khu vực nằm gần khu công nghiệp ThamLương và Khu công nghiệp Tân Bình Bên cạnh đó môt số hộ dân tự khoan giếng tầngnông, các giếng này thường bị ô nhiễm từ trên mặt và do xử lý thông tầng không tốt,nên còn gây ô nhiễm lan sang các tầng chứa nước khác Nước sinh hoạt đã khó khăn,nước cho các dịch vụ vệ sinh công cộng và phục vụ cho công tác cứu hỏa càng khókhăn hơn

Từ năm 1994, Công ty xây dựng và phát triển nhà Hóc Môn đã đầu tư khoan mộtgiếng công nghiệp công suất 60m3/h, chất lượng nước đạt yêu cầu Tuy nhiên donhững điều kiện cụ thể hệ thống cấp nước cho Khu cư xá Bà Điểm vẫn chưa được xâydựng Do những yêu cầu bức bách về nước sinh hoạt như đã nói ở trên, cần thiết phảikhai thác nước ngầm tại đây, trước hết là phục hồi giếng khoan đã có, xử lý phục vụcấp nước cho nhân dân

1.3.3 Mục tiêu và tính cấp thiết của đề tài

Với những điều kiện đã phân tích ở trên, với tình hình kinh tế - xã hội đang pháttriển mạnh mẽ như hiện nay, do đó các dịch vụ tiện ích phải đáp ứng tình hình này Vìthế việc đề xuất phương án thực hiện đề tài “Tính toán - thiết kế hệ thống cấp nướccho Khu cư xá Bà Điểm – Hóc Môn” là vô cùng cấp thiết, nhằm đáp ứng nhu cầu dùngnước cho sinh hoạt và các nhu cầu dùng nước khác với tiêu chí là cung cấp đủ nước -

ổn định và giá thành hợp lý cũng như phù hợp với quy hoạch chung của thành phố vàkhu vực

1.3.4 Phương pháp thực hiện

- Thu thập số liệu

- Dựa trên các tiêu chuẩn quy phạm chuyên ngành cấp nước

- Sử dụng phần mềm chuyên ngành cấp nước

- Vận dụng các kiến thức đã được học và tài liệu tham khảo

- Sự hướng dẫn của Giáo viên hướng dẫn

2.2 Xác định nhu cầu sử dụng nước

2.2.1 Các nhu cầu sử dụng nước bao gồm

- Cấp nước cho sinh hoạt;

- Cấp nước cho sản xuất nông nghiệp và công nghiệp;

- Cấp nước cho các dịch vụ công cộng và dịch vụ thương mại;

- Cấp nước cho cứu hỏa

2.2.2 Tính toán cụ thể

Do tình hình kinh tế - xã hội thực tế nên thiết kế hệ thống Cấp nước cho khu dân

cư trước mắt đến giai đoạn năm 2010 Sau năm 2010 nếu nhu cầu sử dung nước tănglên thì sẽ tính đến phương án bổ sung nuồn nước

- Nhu cầu nước cấp cho sinh hoạt:

+ Số người sử dụng nước (TB 4 người/hộ): 4 x 1540 = 6160 người

+ Tỷ lệ dân cư được cấp nước sạch (dự kiến): 80%

+ Tiêu chuẩn dùng nước: 120 l/ng/ngày

Vì vậy, nhu cầu nước sinh hoạt:

ngay max max

N : Dân số Khu dân cư N = 6160 người

q : Tiêu chuẩn dùng nước, q = 150 l/người.ngđ

kngày max : Hệ số không điều hòa ngày lớn nhất, chọn kngày max = 1,2

Xác định công suất khai thác của giếng là: Q = 1000 m 3 /ngày;

→ Chọn Tổng công suất nhà máy cấp nước Q nm = 1000 m 3 /ngày

Chương 3 NGUỒN NƯỚC

3.1 Đặc điểm khí hậu - thủy văn

Công trình khai thác nước ngầm của Công ty Xây dựng và Phát triển Nhà HócMôn nằm trong vùng ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo Trongnăm có 2 mùa rỏ rệt, mùa mưa kéo dài từ tháng năm đến tháng mười Mùa khô từtháng mười một đến tháng tư năm sau

- Lượng mưa thay đổi từ 635mm đến 2047mm

- Lượng bốc hơi thay đổi từ 1136mm đến 1223mm

- Độ ẩm thay đổi từ 40% đến 86%

- Nhiệt độ không khí thay đổi từ 220C đến 350C

3.2 Đặc điểm địa hình và mạng lưới thủy văn

Công trình khai thác nước ngầm của Công ty Xây dựng và Phát triển Nhà HócMôn nằm trong vùng ngoại thành Thành phố Hồ Chí Minh đang được đô thị hóa Dân

cư bao gồm nhiều ngành nghề: tiểu thủ công nghiệp, thương nghiệp dịch vụ Giaothông trong vùng khá thuận lợi nhờ nằm gần các trục giao thông chính gồm cácđường: Quốc lộ 1A (xa lộ Đại Hàn), đường xuyên Á và một hệ thống đường nhựa nội

bộ khu vực cư xá, đường đất nối giữa các trục đường kể trên Hệ thống giao thông này

có thể đi nhắp các tỉnh như Long An, Tây Ninh, Sông Bé, Đồng Nai…Nói chung hệthống giao thông thuân lợi cho vùng

3.3 Thời điểm thi công và sử dụng giếng khoan

Giếng khoan được thi công và hoàn thành vào tháng 05 năm 1994 và nghiệmthu khai thác thử vào cuối năm 1996 cho đến nay theo giấy phép số: 2593/GP – KTCNngày 09 tháng 10 năm 1996 do UBND Thành Phố Hồ Chí Minh cấp

3.4 Vị trí địa lý giếng khoan

Giếng nằm trên khu đất thuộc cư xá Khu K – xã Bà Điểm, có tọa độ:

X = 12.00.16 và Y= 363.47.91

3.5 Thông số kỷ thuật giếng khoan

Từ việc xác định công suất khai thác của giếng là: 1000 m3/ngày, tương đương

50 m3/h với chế độ làm việc 20h trong ngày như trên là hợp lý

3.6 Địa tầng - Cấu trúc giếng

* Căn cứ vào mặt cắt giếng khoan (xem Phụ lục 2) thì cấu tạo địa tầng của giếngnhư sau:

- Từ 0.0m đến 8.0m: Lớp đất vàng, phía dưới là sét lẫn sạn Latcrit;

3.8 Tình trạng giếng, thiết bị khai thác và xử lý

- Chất lượng nước tốt và cung ứng đủ nước cho nhu cầu của các hộ dân

- Các lần bơm rửa giếng: rửa, bảo dưỡng giếng hàng năm theo quy định và định

kỳ của Công ty một năm một lần

- Chế độ kiểm tra bảo dưỡng:

+ 03 tháng kiểm tra giếng 01 lần;

+ Hàng ngày kiểm tra hệ thống lọc nước và kiểm tra hệ thống ống bơm

- Máy bơm khai thác:

Loại bơm: Máy bơm chìm, công suất 50 m3/h; sử dụng điện 3 pha

3.9 Chất lượng nước

(Nguồn: Theo xét nghiệm của Trung tâm Y Tế Dự Phòng – Sở Y Tế TP.Hồ ChíMinh 06/2001)

Bảng 3 Các chỉ tiêu chất lượng nước

BYT1

(mg/l)

(mg/l)(mg/l)(mg/l)

7.5318.010.630.30.22.02.30.02

0.77

30.00.1/

6.5 - 8.535030035025032.5

0.5

///13

/500

Kết luận:

- Chỉ tiêu cảm quan và thành phần vô cơ: Không đạt tiêu chuẩn về Sắt tổng cộng

- Tiêu chuẩn vệ sinh ăn uống 1329 Bộ Y Tế

- Chỉ tiêu vi sinh vật: Đạt tiêu chuẩn vi sinh - Tiêu chuẩn vệ sinh ăn uống 1329

Các hợp chất vô cơ của ion sắt:

- Các hợp chất vô cơ của ion sắt hóa trị II:

FeS, Fe(OH)2, FeCO3, Fe(HCO3)2, FeSO4,…

- Các hợp chất vô cơ của ion sắt hóa trị III:

Fe(OH)3, FeCl3 ,… trong đó Fe(OH)3 là chất keo tụ, dễ dàng lắng đọng trong các

bể lắng và bể lọc Vì thế các hợp chất vô cơ của sắt hòa tan trong nước hòan tòan cóthể xử lý bằng phương pháp lý học: làm thoáng lấy oxy của không khí để oxy hóa sắthóa trị II thành sắt hóa trị III và cho quá trình thủy phân, keo tụ Fe(OH)3 xảy ra hòantòan trong các bể lắng, bể lọc tiếp xúc và các bể lọc trong

- Các phức chất vô cơ của ion sắt với silicat, photphat (FeSiO(OH)3+3):

+ Các phức chất hữu cơ của ion sắt với axit humic, funvic,…

+ Các ion sắt hòa tan Fe(OH)+, Fe(OH)3 tồn tại tùy thuộc vào giá trị thể oxyhóa khử và PH của môi trường

+ Các loại phức chất và hỗn hợp các ion hòa tan của sắt không thể khử bằngphương pháp lý học thông thường, mà phải kết hợp với phương pháp hóa học.Muốn khử sắt ở các dạng này phải cho thêm vào nước các chất oxy hóa như: Cl-,KMNO4, Ozone, để phá vỡ liên kết và oxy hóa ion sắt thành ion hóa trị III hoặccho nước vào các chất keo tụ FeCl3, Al(SO4)3 và kiềm hóa để có giá trị pH thíchhợp cho quá trình đồng keo tụ các loại keo sắt và phèn xảy ra triệt để trong các bểlắng, bể lọc tiếp xúc và bể lọc trong

4.1.2 Các phương pháp khử sắt trong xử lý nước

- Phương pháp oxy hóa sắt:

Nguyên lý của phương pháp này là oxy hóa sắt (II) thành sắt (III) và tách chúng

ra khỏi nước dưới dạng hyđroxyt sắt (III) Trong nước ngầm, sắt (II) bicacbonat là mộtmuối không bền, nó dễ dàng thủy phân thành sắt (II) hyđroxyt theo phản ướng:

Fe(HCO3)2 + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H2CO3

Nếu trong nước có oxy hòa tan, sắt (II) hyđroxyt sẽ bị oxy hóa thành sắt (III)hyđroxyt theo phản ứng:

4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3↓Sắt (III) hyđrôxyt trong nước kết tủa thành bông cặn màu vàng và có thể tách rakhỏi nước một cách dể dàng qua quá trình lắng lọc

Kết hợp các phản ứng trên ta có được phản ứng của các quá trình ôxy hóa sắt nhưsau:

4Fe2 + 8HCCO3- + O2 + H2O → 4Fe(OH)3 + 8H+ + 8HCO3

-Nước ngầm thường không chứa các chất ôxy hòa tan hoặc có hàm lượng rất thấp

Để tăng nồng độ ôxy hòa tan trong nước ngầm, biện pháp đơn giản nhất là làm thoáng.Hiệu quả cảu bước làm thoáng được xác định theo nhu cầu oxy cho quá trình khử sắt

- Phương pháp khử sắt bằng hóa trình ôxy hóa:

+ Làm thoáng đơn giản bằng bề mặt lọc: Nước cần khử sắt được làm thoángbằng giàn phun mưa ngay trên bề mặt lọc Chiều cao giàn phun mưa thường lấykhoảng 0.7m, lỗ phun có đường kính 5 – 7mm, lưư lượng tưới vào khoảng 10m3/

m2.h Lưư lượng ôxy hòa tan trong nước sau làm thoáng ở 250C lấy bằng 40%lượng ôxy hòa tan bỏa hòa (ở 250C lượng ôxy hào tan bảo hòa bằng 8.1mg/l).+ Làm thoáng bằng giàn mưa tự nhiên: Nước cần được làm thoáng đượctưới lên giàn làm thoáng một bậc hay nhiều bậc với các sàn rải xỉ hoặc tre gỗ.Lưu kượng và chiếu cao tháp cũng tương tự như trên Lượng ôxy hòa tan sau lamthoáng bằng 55% lượng ôxy hòa tan bảo hòa Hàm lượng CO2 sau làm thoánggiảm 50%

+ Làm thoáng cưỡng bức: Cũng có thể dùng dàn làm thoáng cưỡng bức vớilưu lượng nước từ 30 – 40 m3/h Lượng không khí tiếp súc lấy từ 4 – 6m3 cho1m3 nước lượng ôxy hòa tan sau làm thoáng bằng 70% lượng ôxy hòa tan bảohòa Hàm lượng CO2 sau làm thoáng giảm 75%

- Khử sắt bằng hóa chất:

Khi trong nước nguồn có hàm hàm lượng chất hữu cơ cao, các chất hữu cơ sẽ tạo

ra dạng keo bảo vệ các ion sắt, như vậy muốn khử sắt phải phá vở được màng hữu cơbảo vệ bằng tác dụng của các chất ôxy háo mạnh Với nước ngầm, khi hàm lượng sắtquá cao đồng thời tồn tài cả H2S thì lượng ôxy thu được nhờ làm thoáng không đủ đểôxy hóa hết H2S và sắt, trong trường hợp này cần phải dùng đến háo chất để khử sắt

+ Biện pháp khử sắt bằng vôi:

Khi cho vôi vào nước, độ pH của nước tăng lên Ở điều kiện giàu ion OH-,các ion Fe2+ thủy phân nhanh chóng bằng Fe(OH)2 và lắng xuống một phần, thếôxy hóa khử tiêu chuẩn của hệ Fe(OH)2/Fe(OH)3 giảm xuống, do đó sắt (II) dểdàng chuyển hóa thành sắt (III) Sắt (III) hyđrôxyt kết tụ thành bông cặn, lắngtrong bể lắng và có thể dể dàng tách ra khỏi nước.

Phương pháp này có thể áp dụng cho cả nước mặt và nước ngầm Nhượcđiểm của phương pháp này là phải dùng đến các thiết bị pha chế cồng kềnh, quản

lý phức tạp, cho nên thường kết hợp khử sắt với quá trình xử lý khác như xử lý

ổn định nước bằng kiềm, làm mềm nước bằng vôi kết hợp với sôđa

+ Biện pháp khử sắt bằng Clo:

Quá trình khử sắt bằng clo được thực hiện nhờ phản ứng sau:

Fe(HCO3)2 + Cl2 + Ca(HCO3)2 + 6H2O → 2Fe(OH)3 + CaCl2 + 6H+ + 6HCO3

-+ Biện pháp khử sắt bằng kali Permanganat (KMnO4):

Khi dùng KMnO4 để khử sắt, quá trình xảy ra rất nhanh vì cặn mangan (IV)hyđroxyt vừa được tạo thành sẽ là nhân tố xúc tác cho quá trình khử Phản ứngkhử xảy ra theo phương trình sau:

5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O+ Biện pháp khử sát bằng cách lọc qua lớp vật liệu đặc biệt:

Các vật liệu đặc biệt có khả năng xúc tác, đẩy nhanh quá trình oxy hóa khử

Fe2+ thành Fe3+ và giữ lại trong tầng lọc Quá trình này diễn ra rất nhanh chóng và

có hiệu quả cao Cát đen là một trong những chất có đặc tính như thế

+ Biện pháp khử sắt bằng phương pháp trao đổi ion:

Phương pháp trao đổi ion được sử dụng khi kết hợp với quá trình khử cứng.Khi sử dụng thiết bị trao đổi ion để khử sắt, nước ngầm không được tiếp xúc vớikhông khí vì Fe3+ sẽ làm giảm khả năng trao đổi của các ionic Chỉ có hiệu quảkhi khử nước ngầm có hàm lượng sắt thấp

+ Biện pháp khử sắt bằng phương pháp vi sinh:

Một số loại vi sinh có khả năng oxy hóa sắt trong điều kiện mà quá trìnhoxy hóa hóa học xảy ra rất khó khăn Chúng ta cấy các mầm khuẩn sắt trong lớpcát lọc của bể lọc, thông qua hoạt động của các vi khuẩn sắt được loại ra khỏinước Thường được sử dụng thiết bị bể lọc chậm để khử sắt

Vì vậy, phương pháp xử lý nước ngầm Khu cư xá Bà Điểm – Hóc Môn cơ bản là

sử dụng phương pháp làm thoáng - lắng - lọc - khử trùng, phương pháp này phù hợpvới TCVN 33 – 2006

Diện tích mặt bằng trạm xử lý 20 x 14.3 = 286 m2

4.2.1 Dây chuyền công nghệ I (Phương án 1)

Sơ đồ dây chuyền công nghệ: Phương án chọn

Phạm vi áp dụng của dây chuyền 1:

+ Nguồn nước có hàm lượng sắt < 5mg/l

+ pH > 7

+ Công suất bất kỳ

4.2.2 Dây chuyền công nghệ II (Phương án 2)

Sơ đồ dây chuyền công nghệ:

Phạm vi áp dụng của dây chuyền 2:

+ Nguồn nước có hàm lượng sắt < 10mg/l

Bể lọc nhanh nước sạchBể chứa Trạm bơm cấp II

Mạng lưới phân phốiClo khử trùng

Trạm bơm

cấp I

Giàn mưa máng răng cưa

Bể lắng đứng tiếp xúc

Bể chứa nước sạch

Trạm bơm cấpII

Mạng lưới phân phối

Clo khử trùng

Bể lọc nhanh

4.2.3 Sơ lược công nghệ Ezector thu khí qua lọc áp lực (Phương án bổ sung)

4.3 Tính toán trạm bơm cấp I

* Sơ lược giếng khoan:

Giếng khoan là một công trình thu nước ngầm mạch sâu Độ sâu khoan giếngphụ thuộc vào độ sâu tầng chứa nước, thường nằm trong khoảng từ 20 – 300 m, đôikhi có thể lớn hơn Đường kính giếng 150 – 600 mm

Giếng khoan được sử dụng rộng rãi cho mọi loại trạm cấp nước

- Phân loại: Có 4 loại giếng khoan đang được sử dụng:

+ Giếng khoan hoàn chỉnh khai thác nước ngầm không áp, đáy giếng đượckhoan đến tầng cản nước đầu tiên (Tầng cản nước còn gọi là tầng cách nướcthường được cấu tạo bởi sỏi, sét, cát kết, cuội kết…, nước không di chuyển quađược các tầøng cản nước)

+ Giếng khoan không hoàn chỉnh khai thác nước ngầm không áp, đáygiếng nằm cao hơn tầng cản nước

+ Giếng khoan hoàn chỉnh khai thác nước ngầm có áp

+ Giếng khoan không hoàn chỉnh khai thác nước ngầm có áp

- Cấu tạo giếng khoan gồm có 4 bộ phận chính:

+ Cửa giếng hay còn gọi là miệng giếng: Miệng giếng đặt cao hơn sàn nhàtốt nhất là 0,3 m Phần cổ giếng bên ngoài thường được chèn xi măng để tránhnước từ phía trên thấm theo cổ giếng xuống Miệng giếng được đậy kín khi khaithác

+ Ống vách: Dùng để gia cố, bảo vệ giếng, tránh sạt lỡ thành giếng trongquá trình khai thác và ngăn không cho nước chất lượng xấu từ phía trên chảyvào trong giếng Phần ống vách cũng là nơi để lắp đặt máy bơm Ống váchthường dùng vật liệu thép đen Ống gồm nhiều đoạn ống nối với nhau Chiềudày thành ống từ 7 – 12 mm Ống có thể có một hoặc nhiều cỡ đường kính khácnhau Khi chiều sâu khoan dưới 100 m, ống vách có thể dùng một cỡ đườngkính Chiều sâu khoan lớn, càng xuống phía dưới đường kính ống vách càng thunhỏ lại Lúc đó ống vách có thể có 2 – 3 cỡ đường kính Ứng với một cỡ đườngkính như vậy thường có chiều dài 25 – 50 m Đường kính cuối cùng của ốngvách được chọn phụ thuộc vào đường kính của ống lọc Ở chỗ nối với ống lọc,đường kính trong của ống vách phải lớn hơn đường kính ngoài của ống lọc tốithiểu 50 mm, nếu là loại ống lọc bọc sỏi thì phải lớn hơn tối thiểu là 100 m Các

cỡ đường kính ống vách và đường kính ống lọc cần được lựu chọn phù hợp với

Trạm bơm

cấp I

Ezector thu

kết cấu giếng và phương pháp khoan giếng Ở phần có đặt bơm, đường kính ốngvách cần lớn hơn đường kính ngoài của khối bơm ít nhất 50 mm.

+ Ống lọc: của tầng chứa nước để thu nước từ tầng chứa nước vào tronggiếng, đãm bảo cho nước chảy vào giếng với trở lực nhỏ và không mang theocác phần tử đất cát của tầng chứa nước

+ Ống lắng: Nằm kế tiếp ống lọc, có đường kính bằng đường kính ống lọc.Cấu tạo của nó là một đoạn ống thép trơn, đầu dưới được bịt kín Chiều dài ốnglắng 2 – 10 m Giếng càng sâu chiều dài ống lắng càng chọn dài hơn Ống lắng

là bộ phận cuối cùng giếng để giữ lại cặn, cát trôi lọt theo nước vào trong giếng Trong 4 bộ phận chính của giếng khoan đã được nêu ở trên thì ống lọc là bộphận quan trọng nhất của giếng khoan Kết cấu ống có ảnh hưởng quyết định đến chấtlượng làm việc của giếng

- Các yêu cầu đối với ống lọc:

+ Có tỉ lệ diện tích lọc lớn

+ Ngăn không cho cát từ tầng chứa nước và sỏi chèn trôi lọt vào tronggiếng Tổn thát áp lực của dòng chảy vào giếng nhỏ

+ Đủ yêu cầu về cơ học

+ Đủ trống để làm công tác bảo dưởng địng kỳ

Giải pháp thiết kế giếng khoan hoàn chỉnh có áp để khai thác:

Chọn kiểu ống lọc: Dựa vào địa chất của tầng khai thác nước là các hạt mịn vàtrung có đường kính d= 0,1 – 0,25 mm ta chọn loại ống lọc bọc sỏi hai lớp sỏi

* Thuyết minh tính toán: Trên cơ sở giếng khoan khai thác hiện hữu

Lưu lượng nước cần khai thác cho trạm xử lý: Qtr= 1000m3/ng

Công suất của giếng là : 1000m3/ngd tương đương 50m3/h

Từ 0.00m đến 38.28m: Ống thép có đường kính ngoài (Dng) là 325mm

Từ 38.28m đến 56.50m: Ống thép có Dng là 219mm

Từ 56.50m đến 69.00m: Đoạn ống lọc inox có Dng là 219mm

Từ 69.00m đến 72.00m: Ống lắng bằng thép có Dng là 219mm có lắp van đáyỐng châm sỏi bằng ống PVC có đường kính 90mm.

* Xác định thông số bơm và chọn bơm:

- Lưu lượng cần thiết là : Q = 50 m3/h

Chọn máy bơm: Bơm chìm Grundfos SP 46 – 6 (50Hz – Motor : MS 6000, 9.2 kW)

4.4 Tính toán dây chuyền công nghệ 1 (Phương án 1)

4.4.1 Tính toán giàn phun mưa trực tiếp trên bề mặt bể lọc

* Tính toán ống phân phối nước đến giàn mưa:

Tính một giàn mưa cung cấp cho một bể lọc để khi vận hành, sửa chữa chothuận tiện và đơn giản Vậy ta có 2 bể lọc thì có 2 giàn mưa giống nhau:

tr p

Qtr : Công suất của trạm =50m3/h =14 l/s

N : Giàn mưa (N=2 giàn mưa)

Vận tốc cho phép trong ống phân phối chính từ 1.5 - 2 m/s (TXDVN 33 :2006)

110 5 1 14 3

014 0 4 14

3

b : chiều dài của 1giàn cũng là chiều rộng của toàn khối bể (b=2m)

- Lưu lượng qua một ống nhánh:

p nh

11 0 14 3 4

2 2

% 35

n lo

 : Tổng số lỗ trên giàn mưa

n : Số nhánh trên 1 giàn mưa

- Khoảng cách giữa hai tim lỗ kề nhau:

nh t

W: Thương số giữa tổng diện tích các lỗ trên ống và diện tích tiết diệnngang của ống

f lo p

* Tính ống chính cấp nước từ các giếng về giàn mưa của bể lọc

- Lưu lượng của ống chính

qch = Qtr = 14 l/sVận tốc cho phép <2m/s (TCXDVN 33: 2006 )

Tra bảng thủy lực ta có:

D = 140 mm, v = 1,1 m/s , 1000i = 8.14

* Chiều cao của giàn mưa: h  0,7m (TCXDVN 33: 2006)

- Giàn ống phun mưa đặt trên cao hơn mực nước trong bể lọc là 0.8m (tính từtim lỗ phun)

- Giàn mưa được đặt trực tiếp trên mặt bể lọc

- Chiều cao giàn phun mưa H = 0,7 m (tính từ lỗ phun đến mực nước max của bểlọc)

M : Hàm lượng Fe2+ có trong nước nguồn

Mà trong nước nguồn không có các chất H2S và các chất hữu cơ, do vậy:

EFe

EFe





0,79 v > 3 x 0,07150,79 v > 0,215 VTrong đó:

3 : là hệ số được áp dụng để đáp ứng tốc độ oxy hóa khử khi khử sắt

→ Như vậy theo dây chuyền công nghệ làm toán đơn giản bằng giàn phun mưatrực tiếp lên bề mặt bể lọc thõa mãn điều kiện lượng oxi hóa sắt

4.4.2 Bể lọc nhanh (vật liệu lọc cát thạch anh với các cỡ hạt khác nhau)

* Trong bể lọc, chọn vật liệu lọc là cát thạch anh có:

(Lấy theo bảng 6.11, điều 6.103, TCXDVN 33: 2006)

* Tổng diện tích của bể xác định theo công thức 6 – 20 TCXDVN 33: 2006:

F =

Q

TV  3,6aWt  at V (m2)Trong đó:

T: Thời gian làm việc của bể lọc trong ngày, T = 20h

Vtb: Vận tốc lọc tính toán ở chế độ làm bình thường, chọn Vtb =6 m/h (theobảng 6.11, điều 6.103,TCXDVN 33: 2006 )

a: Số lần rửa mỗi bể lọc trong ngày đêm ở chế độ làm việc bìnhthường,chọn a = 1 lần

W: Cường độ nước rửa (l/s.m2 ) chọn W = 14 l/s.m2 (theo bảng 6.13,điều6.115 TCXDVN 33: 2006 )

t1: Thời gian rửa chọn t1 = 5 phút (theo bảng 6.13,điều 6.115 TCXDVN 33:2006)

t2: Thời gian ngừng bể lọc trong ngày để rửa, t2 = 0,35 h (Điều 6.102,TCXDVN 33: 2006 )

* Chiều cao xây dựng bể:

Chiều cao toàn phần của bể là

Hb = hp + hs + hd + hv + hn + hbv

Trong đó:

hp: chiều cao từ sàn lọc đến đáy bể, hp =0,7 m

hs : chiều dày lớp sàn, hs = 0,1 m

hd : chiều cao lớp sỏi đỡ, hd = 0,3 m, là tổng của 3 chiều dày vật liệu sau:

Đường kính d = 2 – 4 mm, chiều dày d = 0,1 m

Đường kính d = 4 – 8 mm, chiều dày d = 0,1 m

Đường kính d = 8 – 16 mm, chiều dày d = 0,1 m

hv : chiều cao lớp vật liệu lọc, hv = 0,8 m

hn : chiều cao lớp nước trên bề mặt, hn = 2 m

hbv : chiều cao bảo vệ., hbv = 0,3 m

→ Vậy :Hb = 0,7 +0,1 + 0,3 + 0,8 + 2 + 0,3 = 4,2 m

Tính toán hệ thống dẫn nước, gió rửa lọc:

* Tính toán hệ thống dẫn nước:

Chọn biện pháp rửa bể bằng gió, nước kết hợp

Cường độ nước rửa lọc Wn = 12 l/s.m2 Quy phạm là 12 ÷ 14 l/s.m2, (theo bảng6.13,điều 6.115 TCXDVN 33: 2006 ), ứng với độ nở tương đối của lớp vật liệu lọc là e

Đường kính ống chính của hệ thống phân phối :

Tốc độ nước chảy trong ống chính vn = 1,5 – 2 m/s, chọn vn = 2 m/s (Điều 6.120,TCXDVN 33: 2006 )

Đường kính tiết diện ống:

( Nằm trong giới hạn cho phép 1.8 – 2.0 m/s )

Tổng diện tích lỗ lấy bằng 35% diện tích tiết diên ngang của ống ( Quy phạm chophép 30 – 35%), tổng diện tích lỗ:

0.35 0.0314 0.01

Chọn lỗ có đường kính 12mm (Quy phạm 10 – 12mm), diện tích 1 lỗ sẽ là:

23.14 0.0012

0.0001134

n   lỗ

Số lỗ trên mỗi nhánh sẽ là:

907

14  lỗ

* Tính toán hệ thống dẫn gió rửa lọc:

Cường độ gió rửa lọc W = 15 – 20 l/s.m2, chọn W = 20 l/s.m2 (Điều 6.123,

Tốc độ gió rửa lọc vg = 15 – 20 m/s, chọn vg = 20 m/s (Điều 6.122, TCXDVN 33:

2006 )

Lưu lượng gió của 1 bể:

qrg = Wg x f = 20 x 5 = 100 l/s

- Tính toán đường kính ống dẫn gió rửa lọc:

Diện tích mặt cắt ống dẫn gió rửa lọc:

rg g

Số ống nhánh lấy bằng số ống nhánh của ống dẫn nước rửa lọc = 14 ống

Lượng gió trong một nhánh :

30.1

7 1014



 

Đường kính ống gió nhánh là:

3 g

* Hệ thống phân phối chụp lọc ( loại có khe hở):

Hệ thống này được thiết kế do áp dụng biện pháp rửa bằng nước kết hợp với khí

Số lượng chụp lọc bằng 40 cái cho 1m2 diện tích công tác của bể (Điều 6.112,TCXDVN 33: 2006)

Với diện tích 1 bể : F1 = 5 m2

Số chụp lọc của 1 bể là : 5 x 36 = 180 cái

Tổng số chụp lọc theo phân bố trên là : 12 x 15 = 180 chiếc

Cấu tạo khe hở của chụp lọc gồm:

Mỗi chụp lọc có 24 khe hở với kích thước 1 khe hở (15 x 0,5) mm

Diện tích khe hở của 1 chụp lọc là:

24 x 15 x 0,5 = 180 mm2 = 0,00018 m2

Vận tốc hổn hợp gió , nước qua khe hở:

hh hh

Tính tóan máng thu nước rửa lọc:

Chọn hai máng thu nước rửa có đáy hình tam giác:

- Khoảng cách giữa hai máng:

2.51.25

B

  (theo quy phạm không được quá 2,2m)

- Lưu lượng nước vào mổi máng:

Qm = W x d x l = 12 x 1,25 x 2 = 30 l/s.m = 0,03 m3/s.mTrong đó:

W : cường độ nước rửa lọc, W = 12 l/s.m2

d : khoảng cách giữa các tâm máng, d = 1.25 m

h a B



h      m

- Lấy chiều cao phần đáy tam giác là hd = 0,15 m Độ dốc đáy máng lấy về phíacuối bể là i = 0,01 Chiều dày thành máng là : m = 0,08 m

- Chiều cao toàn phần đầu máng thu nước rửa:

Hd = hCN + hd + m = 0,21 + 0,15 + 0,08 = 0,44 m

- Chiều cao cuối máng:

Hc = Hd + L x i = 0,46 + 2 x 0,05 = 0,54Khoảng cách tối thiểu từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép trên máng thu nước tốithiểu là:

L : chiều dày lớp vật liệu lọc, L = 0,8 m

e : độ giãn nở tương đối, tra theo bảng 7 (TCXDVN 33: 2006) e = 30%

Khoảng cách giữa đáy dưới cùng của máng nằm cao hơn lớp vật liệu lọc 0,25m.Vậy khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép thu nước phải là:

m

H

 = 0.54 + 0.25 = 0.81 mTính tổn thất áp lực khi rửa bể lọc nhanh:

- Tổn thất áp lực trong hệ thống phân phối bằng giàn ống khoan lỗ:

Ls : chiều dài lớp sỏi đở; Ls = 0.8m

W : cường độ rửa lọc; W = 12 l/s.m2

→ Hđ = 0.22x0.8x12=2.11m

- Tổn thất áo lực trong vật liệu lọc:

hvl= (a + b x W) x L x e = (0.76 + 0.017 x 12) x 0.8 x 0.3 = 0.2m

Với kích thước hạt d = 0.5 – 1mm; chọn a = 0.76, b = 0.017

Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu của lớp cát lọc lấy bằng hbm = 2m

→ Vậy tổng tổn thất áp lực trong nội bộ bể lọc là:

ht = 3.42 + 2.11 + 0.2 + 2.0 = 7.83mChọn máy bơm rửa lọc và bơm gió rửa lọc:

- Chọn máy bơm rửa lọc

Áp lực công tác cần thiết của máy bơm:

Hr = hhh + hô + hp + hđ + hbm + hcb (m)Trong đó: hhh : là độ cao hình học từ cốt mực nước trong bể chứa đến mép mángthu nước rửa (m)

hhh = 3.7 + 4.0 – 2.0 +0.71 = 6.41 m

ht = hô + hp + hđ + hbm = 7.83 m

hcb = 2 – 2.5 m; chọn 2 m

→ Hr = 6.41 + 7.83 + 2 = 16.24 mVới: qrn = 0.06 m3/s = 216 m3/h

Hr = 16.24 m

→ Chọn bơm Grundfos SP 215-1-A; Motor: MS 6000 – 15kW

- Chọn bơm gió rửa lọc:

4.5 Tính toán dây chuyền công nghệ 2 (Phương án 2)

4.5.1 Giàn làm thoáng dùng máng răng cưa (chồng lên bể lắng tiếp xúc)

* Diện tích mặt bằng của giàn làm thoáng:

f   m2

Mỗi giàn có kích thước 1.6 x 2 = 3.2m2

* Kiểm tra điều kiện lượng oxi hóa sắt:

Thế oxy hóa khử yêu cầu sau khi khử sắt:

EFe

EFe





0,79 v > 3 x 0,07150,79 v > 0,215 V

 Thỏa điều kiện oxy hóa sắt

* Cấu tạo giàn làm thoáng:

- Hướng của giàn đặt vuông góc với hướng gió chính

- Hệ thống phân phối nước làm thoáng bằng máng răng cưa để:

+ Tiện lợi trong việc tháo rửa

+ Tăng khả năng tiếp xúc giữa nước và không khí

Đặt 1 máng chính ở chính giữa giàn mưa, có tiết diện chữ u và chiều rộng của máng là:

a : tỉ sốgiữa chiều cao và chiều rộng của máng (a= 1,5)

K: hệ số phụ thuộc vào tiết diện máng (K=2)

- Từ máng chính nước được đưa vào trong các máng nhánh, nối liền và vuônggóc với máng chính Máng nhánh có tiết diện hình chữ V:

+ Chiều dài mỗi nhánh là: 1,25m

- Giàn làm thoáng có 2 sàn tung và có ngăn thu nước

+ Khoảng cách 2 giàn tung là 0,7m

+ Ngăn thu nước cao 0,7m

+ Tỉ lệ lỗ sàn chiếm 35% diện tích măt sàn

Sàn tung được đặt cách với máng phân phối là 0,6m, sàn tung được làm bằng tre (Nữa cây tre đứng xếp cách mép nhau 5cm)

Để có thể thu Oxy của khí trời, kết hợp với thoát khí CO2 ra khỏi giàn mưa,đồng thời đảm bảo nước không bị bắn ra ngoài, thiết kế hệ thống làm thông gió.Góc nghiêng của cửa chóp và mặt phẳng nằm ngang là 450, khoảng cách giữa hailam là 0,2m

Sàn thu nước được đặt dưới đáy giàn mưa có độ dốc 0,04 về phía ống dẫnnước xuống bể lắng tiếp xúc

4.5.2 Bể lắng đứng tiếp xúc

* Dung tích bể:

Q tW

* Chọn chiều cao vùng lắng của bể là 2,7 m

Tốc độ nước dâng lên trong bể sẽ là:

2 1

→ Chọn đường kính ống trung tâm 140 mm

* Tổng diện tích của mỗi bể có cả ống trung tâm

→ Chọn bể lắng tiếp xúc hình vuông kích thước 2.65 x 2.65 = 7.02 m2

* Chiều cao phần vùng lắng bằng 0,8 chiều cao phần hình trụ:

H H 0,8 2,7 0,8 2,16 m   n

D: đường kính ống trung tâm (D = 0,13 m)

: góc nghiêng phần nón so với mặt phẳng nằm ngang = 50o

* Tổng chiều cao của bể lắng

H H H H 2.7 1.5 0.3 4,5 m  

* Nước dâng từ bể lắng tiếp xúc sang bể lọc bằng ống có đường kính D = 200mm

* Chiều cao xây dựng của cụm giàn mưa và bể lắng đứng tiếp xúc:

H  H H 4,5 (0,6 0,7 0,7) 6,5m   

4.5.3 Bể lọc nhanh tương tự Phương án 1

4.6 Tính toán sơ lược Phương án bổ sung:

D

K

K t R S

D

e

C C C C

K R

- C0: hàm lượng oxy có sẵn trong nước trước khi làm thoáng ≈ 0

- Cs: hàm lượng oxy bão hòa trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ và tổng hàmlượng muối chọn theo bảng:

Lượng oxy hòa tan bão hòa trong nước (g/cm3)

Nhiệt độ trung binh ở Tp Hồ Chí Minh 27.550C → Có thể lấy Cs = 8.4

+ KD: Hệ số truyện khí vào nước, phụ thuộc cào nhiệt độ Tra bảng dưới:

Trong trường hợp lấy khí bằng Ezetor qua tháp Oxy hóa, hoặc dẫn trực tiếp vào

 Với Q: Lưu lượng nước Q = m3/s

Q = 1000 m3/ngđ = 1000 0.012

24 3600  m3/sV: Thể tích lưu nước và khí, từ điểm thu khí đến điểm xả khí ra, lấy V = 0.5

m3

2.5208( )0.012

→ Hàm lượng Oxy trong nước sau làm thoáng:

2

0.0179 4.16 1 101

0.01791

10

O

e C

Khi tính toán – thiết kế bể lọc khử sắt phải thỏa mãn đồng thời hai yêu cầu:

- Yêu cầu giữ lại cặn để làm trong nước

- Yêu cầu thời gian lưu nước đủ để hoàn thành quá trình oxy hóa và thủy phânsắt

Đặc tính lớp vật liệu lọc theo yêu

cầu làm trong

Tốc độ lọc tínhtoán

Vậtliệulọc

Chiềudày(m)

Bìnhthường

Tăngcường

- Vận tốc lọc:

1.35.2 5 /0.25

Q

v