Đồ án thiết kế, tính toán hệ thống xử lý nước cấp Tân Lập Củ Chi

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC CẤP NƯỚC CHO KHU VỰC BỐN ẤP ĐÔ THỊ HÓA: TÂN ĐỊNH, TÂN LẬP, TÂN THÀNH, TÂN TIẾN – XÃ TÂN THÔNG HỘI – HUYỆN CỦ CHI Huyệ

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC CẤP NƯỚC CHO KHU VỰC BỐN ẤP ĐÔ THỊ HÓA: TÂN ĐỊNH, TÂN LẬP, TÂN THÀNH, TÂN TIẾN – XÃ TÂN THÔNG HỘI – HUYỆN CỦ CHI

Huyện Củ Chi có tất cả 21 xã và 1 thị trấn, trong đó xã Tân Thông Hội (trực thuộcTrung Ương) là một trong những xã từ sau năm 1975 đến nay đã có những phát triểnvượt bậc trong các mặt: kinh tế, văn hóa, giáo dục, xã hội,… mà trực thuộc trong đó là

4 ấp: Tân Định, Tân Lập, Tân Thành, Tân Tiến là 4 ấp đô thị hóa điển hình của xã Ủyban nhân dân thành phố Hồ Chí Minh đã quyết định phê duyệt đề án nông thôn mới cho

xã theo mô hình nông thôn mới trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa của vùngven thành phố Hồ Chí Minh Theo đó, xã đã đề ra kế hoạch phát triển trong giai đoạn

2009 – 2011 và định hướng phát triển đến năm 2020, trong đó đặc biệt chú trọng và đầu

tư nâng cấp cho khu vực 4 ấp đô thị hóa Việc này đòi hỏi xã phải chuẩn bị triển khai

và thực thi việc xây dựng nâng cấp về hạ tầng kinh tế, cơ sở vật chất văn hóa, xã hội,môi trường…

Khi cơ cấu kinh tế - xã hội trên địa bàn phát triển, đời sống của người dân ngày càngđược nâng cao, thì nhu cầu sử dụng nước để phát triển nông nghiệp, công nghiệp,thương mại, dịch vụ cũng như nhu cầu tiêu dùng của người dân vô cùng cấp thiết Hiệnnay khu vực 4 ấp đô thị hóa của xã chưa có trạm xử lý nước tập trung, người dân quanhkhu vực chủ yếu khai thác nước ngầm bằng giếng khoan để sử dụng, việc khai tháckhông được quản lý tốt nên ngày càng bừa bãi và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tàinguyên nước ngầm tại địa phương Vì vậy, việc xây dựng trạm cấp nước tập trung, đảmbảo về chất lượng cũng như lưu lượng cho sự phát triển bền vững của khu vực là hếtsức cấp thiết, nhằm hiện thực hóa định hướng quy hoạch và phát triển trong tương lai,cũng như đảm bảo việc bảo vệ môi trường, hướng tới mục tiêu phát triển bền vững

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

- Nghiên cứu lựa chọn nguồn nước cấp khả thi, áp dụng cho khu vực 4 ấp đô thịhóa: Ấp Tân Định, ấp Tân Tiến, ấp Tân Lập, ấp Tân Thành – xã Tân Thông Hội– huyện Củ Chi; đảm bảo việc bảo vệ môi trường

- Tính toán, thiết kế trạm xử lý nước cấp tập trung đảm bảo cung cấp nước sạchđạt chất lượng theo quyết định 1329/2002/BYT/QĐ và đáp ứng đủ cho nhu cầudùng nước đến hết năm 2020 của khu vực trên

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

1.3 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Phạm vi: Khu vực bốn ấp: Tân Định, Tân Tiến, Tân Lập, Tân Thành – xã TânThông Hội – huyện Củ Chi

- Đối tượng: Kênh Đông – đoạn qua khu vực 4 ấp được nghiên cứu lấy làm nguồnnước cấp, đồng thời nghiên cứu công nghệ xử lý nước cấp cho khu vực

1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

1.4.1 Phương pháp điều tra, thu thập, tổng hợp số liệu

Thu thập các tài liệu, số liệu liên quan đến khu vực và nguồn cấp nước ở địaphương

1.4.2 Phương pháp đánh giá tổng hợp

Thống kê, tổng hợp số liệu thu thập và phân tích Xử lý số liệu và đánh giá dựatrên các tiêu chuẩn, qui định hiện hành của nhà nước về chất lượng nguồn nướccấp

1.4.3 Phương pháp tham khảo tài liệu

Tham khảo các giáo trình xử lý nước cấp, thông tin từ giảng viên, tham khảothông tin từ các nguồn khác như các trang web liên quan

1.4.4 Phương pháp so sánh phân tích

So sánh ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các loại công nghệ để chọn radây chuyền xử lý tối ưu, cho kết quả xử lý tốt nhất mà vẫn đáp ứng được yêucầu về kinh tế

1.4.5 Phương pháp đồ hoạ

Việc thực hiện các bản vẽ giúp cho những người có liên quan có thể hình dungđược một cách dễ dàng và nhanh chóng hình dáng, cao trình, vị trí, trình tự hoạtđộng của các công trình trong công nghệ xử lý, đồng thời là cơ sở để xây dựngdây chuyền xử lý nước cấp

1.5 NỘI DUNG THỰC HIỆN

- Thu thập các tài liệu về điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội của khu vực bốn ấp

đã nêu ở trên

- Nghiên cứu trữ lượng và chất lượng nguồn nước trong và ngoài khu vực

- Lựa chọn công nghệ xử lý nước phù hợp

- Tính toán thiết kế công nghệ đã lựa chọn

- Thực hiện các bản vẽ thiết kế

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

CHƯƠNG 2:

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI

KHU VỰC 4 ẤP- XÃ TÂN THÔNG HỘI - HUYỆN CỦ CHI

2.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

2.1.1 Vị trí địa lý:

Khu vực 4 ấp: Tân Định, Tân Lập, Tân Thành, Tân Tiến; với diện tích 250 ha,thuộc xã Tân Thông Hội nằm ở phía Nam huyện Củ Chi, phía Tây Bắc thành phố

Hồ Chí Minh, có tọa độ địa lý từ 10o53’00’’ đến 10o10’00’’ vĩ độ Bắc và từ

106o22’00’’ đến 106o40’00’’ kinh độ Đông, với tranh giới như sau:

- Phía Bắc: giáp với xã Phước Vĩnh An – huyện Củ Chi

- Phía Đông: giáp với xã Tân Phú Trung – huyện Củ Chi

- Phía Tây: giáp với xã Tân An Hội –và thị trấn Củ Chi

- Phía Nam: giáp ranh với huyện Hóc Môn và tỉnh Long An

2.1.2 Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng:

- Về địa hình: tương đối bằng phẳng, nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền nâng

Nam Trung Bộ và miền sụt Tây Nam Bộ Độ cao giảm dần theo hướng ĐôngNam, độ cao biến thiên từ 5- 10m Hai phần ba diện tích đất gò triền và mộtphần ba vùng bưng

- Về thổ nhưỡng: chủ yếu là nhóm đất xám, đỏ vàng và đất phù sa

- Nắng: tổng số giờ nắng trung bình là 2100- 2920 giờ

2.1.4 Đặc điểm thủy văn:

- Nguồn nước mặt: được cung cấp nước từ hồ Dầu Tiếng thông qua hệ thống kênhN46, N31A thuộc hệ thống kênh Đông

- Nguồn nước ngầm: sử dụng nước từ giếng khoan ở tầng nước đạt tiêu chuẩn vệsinh

2.2.3 Tình hình phát triển kinh tế:

Thuộc xã nông thôn ngoại thành, song lại là khu vực có tốc độ đô thị hóa nhanh Cơcấu kinh tế hiện nay: Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp: 55%; nông nghiệp: 20%;thương mại, dịch vụ: 25%; định hướng phát triển cơ cấu kinh tế theo hướng côngnghiệp - dịch vụ - nông nghiệp với cơ cấu hợp lý vào năm 2011 (giai đoạn 1) vànăm 2020 (giai đoạn 2) Giá trị sản xuất năm 2009: 953.54 tỷ đồng Thu nhập bìnhquân đầu người: 21.6 triệu đồng/người/năm (là xã có kinh tế ở mức trung bình khácủa huyện) Số hộ nghèo chiếm 11.92% và đang được giảm dần tỷ lệ

2.2.4 Hiện trạng hệ thống giao thông:

Khu vực có đường Xuyên Á đi qua, là tuyến đường giao thông quan trọng

Đã có nhiều đầu tư vào các tuyến đường giao thông, hiện tại tổng số tuyến đườnggiao thông của khu vực: 47 tuyến, tổng chiều dài: 30.35km Trong đó:

- Đường giao thông nội đồng đi lại thuận lợi: 9.10km

- Đường giao thông đã được cứng hóa và nhựa hóa: 21.53km

2.2.7 Vệ sinh môi trường:

Tỷ lệ hộ có xây dựng đủ 3 công trình (nhà tắm, hố xí, bể nước) đạt chuẩn là 75%;

đa số hộ dân đều có nhà tắm, hố xí đạt chuẩn, nhưng bể chứa nước thì khoảng 75%

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

85% hộ dân đăng kí thu gom rác tập trung, các hộ khác tiêu hủy theo hình thức chônlấp hoặc đốt tại nhà Đối với các hộ chăn nuôi đã xây dựng và sử dụng hầm Biogas.Các cơ sở sản xuất không có chất thải nguy hại cho môi trường, tuy nhiên một số cơ

sở chưa có hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho công nhân đạt chuẩn về môitrường Đã xây dựng được rãnh, cống thoát nước tại địa phương

2.3 QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN KHU VỰC ĐẾN NĂM 2020

2.3.1 Cơ sở hình thành và phát triển:

- Xã Tân Thông Hội – huyện Củ Chi đại diện cho các xã vùng ven các đô thị lớntrong cả nước xây dựng mô hình nông thôn mới trong thời kỳ công nghiệp hóa,hiện đại hóa của vùng ven thành phố Hồ Chí Minh Trong đó đặc biệt chú trọngkhu vực 4 ấp đô thị hóa

- Phát triển toàn diện, đồng bộ kinh tế - xã hội trên địa bàn với cơ cấu hợp lý, phùhợp với vùng ven của một đô thị lớn và chiến lược chung của thành phố Pháthuy tối đa nguồn lực của địa phương để xây dựng nền nông nghiệp công nghệcao, nông nghiệp sạch, sinh thái gắn với du lịch, công nghệ chế biến để tạo ragiá trị gia tăng cao; phát triển công nghiệp, thương mại, dịch vụ theo quy hoạch;bảo vệ môi trường; liên kết chặt chẽ với kinh tế của thành phố và các tỉnh trongkhu vực; gắn phát triển sản xuất với phát triển các hình thức tổ chức sản xuấtphù hợp với yêu cầu sản xuất hàng hóa lớn

- Nâng cao đời sống vật chất tinh thần của cư dân, kết hợp hài hòa giữa nếp sống

đô thị hiện đại với việc giữ gìn truyền thống địa phương

2.3.2 Quy hoạch cấp nước đến năm 2020:

- Xây dựng hệ thống cung cấp nước sạch đáp ứng đủ nhu cầu của khu vực và mởrộng hệ thống đáp ứng nhu cầu của các khu vực lân cận (nếu có thể)

- Đảm bảo cơ sở hạ tầng của một khu đô thị mới, nằm trong chiến lược phát triểnvùng ven các đô thị lớn trong cả nước

- Ứng dụng kỹ thuật công nghệ hiện đại trong hệ thống cấp nước, phù hợp với sựphát triển chung của công nghệ cấp nước trong cả nước và Thế Giới

- Giáo dục nhận thức cho cộng đồng về sự cần thiết phải sử dụng nước sạch, ýthức tiết kiệm nước sạch và trách nhiệm bảo vệ tài nguyên nước quý giá

- Từng bước nâng cao mức sống của nhân dân về kinh tế, xã hội, văn hóa và phụcvụ mục tiêu công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

=> Kết luận chung: Từ điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội của khu vực như đã trình bày

ở trên, ta thấy khu vực có tiềm năng phát triển kinh tế - xã hội ở hiện tại và cả tươnglai Vì vậy nhu cầu nước sạch để phát triển là hết sức cần thiết

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC

VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC

3.1.1 Lưu lượng nước sinh hoạt của dân cư trong khu vực:

Theo định hướng quy hoạch và phát triển chung của huyện Củ Chi, số dân của khu vực

là 11.400 người

Khu vực 4 ấp: Tân Định, Tân Lập, Tân Thành, Tân Tiến; là vùng ngoại vi của đô thịloại đặc biệt Theo bảng 3.1 trang 9 TCXDVN 33 - 2006 tiêu chuẩn cấp nước cho khu

vực này là 150 l/ng-ngđ, với 100% dân số được cấp nước.

Nhu cầu nước sinh hoạt trung bình trong một ngày:

Qtbngày = (q × N) × 10-3 = (150×11400) × 10-3 = 1710 m3/ng.đTrong đó:

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

+ N: Dân số của khu vực, N = 11.400 người

Lượng nước tính toán cho ngày dùng nước Max:

3.1.3 Lưu lượng nước dùng cho dịch vụ đô thị ở khu vực:

Lấy bằng 10% lưu lượng nước cho sinh hoạt theo bảng 3.1 trang 9 TCXDVN 33 - 2006

QDV = 10% ngay

ax

m

Q = 222,3 m3/ngđ

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

3.1.4 Lưu lượng nước dùng cho công trình công cộng

Lấy bằng 10% lưu lượng nước cho sinh hoạt theo bảng 3.1 trang 9 TCXDVN 33 - 2006.N=N0er.t

QCC = 10% ngay

ax

m

Q = 222,3 m3/ngđ

3.1.5 Lưu lượng nước cấp cho trường học:

Lấy theo mục 1.8.4 trang 23-24, bảng 1.7 - XLNC của Trịnh Xuân Lai

QTH = qo × No × 10-3 = 25 × 1500 × 10-3 = 37,5 m3/ngđ

Với qo : nhu cầu dùng nước, qo= 25 l/ng-ngđ

No : số lượng học sinh trong các trường ở khu vực

b) Lưu lượng nước thất thoát (Q tt ):

Lưu lượng nước rò rỉ được lấy < 20% công suất hữu ích của trạm cấp nước theo bảng 3.1 trang 9 TCXDVN 33 - 2006

Vì thiết kế hệ thống cấp nước mới hoàn toàn nên tỷ lệ thất thoát nhỏ, lấy bằng 12 % công suất hữu ích

Qtt = 12% QHI = 351,3 m3/ngđ

QT = QHI + Qtt = 2927,4 + 351,3 = 3278,7 m3/ngđ

d) Lưu lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý:

Lưu lượng nước dùng cho bản thân trạm cấp nước được lấy bằng 8% tổng công suất hữu ích và thất thoát theo bảng 3.1 trang 9 TCXDVN 33 - 2006

QNM = 8% × QT = 262,3 m3/ngđ

QTC = QT + QNM = 3278,7 + 262,3 = 3541 m3/ngđ

=> Lấy tròn số 3600 m3/ngđ

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Bảng 3.1 - Tổng hợp dự báo nhu cầu dùng nước cho khu vực đến năm 2020

nước

Lưu lượng (m 3 / ngđ) Đến năm 2020

1 Nước sinh hoạt 150 (lít/người/ngđ) 100% 2223

4 Nước cho công

rỉ

262,3

3.2 LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC CẤP

Các nguồn nước hiện có tại khu vực:

3.2.1 Nước ngầm

Theo tài liệu nghiên cứu địa chất thủy văn, các nguồn nước ngầm tại khu vực hiện đang

có nguy cơ giảm lưu lượng và giảm chất lượng nước

3.2.2 Nước mặt

Kênh Đông – nhánh N31A (đoạn đi qua khu vực 4 ấp) Kênh Đông được cung cấpnước từ hồ Dầu Tiếng

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

3.3 PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC, XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CÒN THIẾU

3.3.1 Chất lượng nguồn nước

Bảng 3.2 – Kết quả phân tích mẫu nước kênh Đông

-3.3.2 Xác định các chỉ tiêu còn thiếu và tính toán lượng hoá chất đưa vào

a) Tổng hàm lượng muối có trong nước

Tổng hàm lượng muối có trong nước P (mg/l) được xác định bằng:

P = Me+ + Ae- + 1,4[Fe2+] + 0,5[HCO3-] + 0,13[SiO32-] (mg/l)Trong đó:

Tra biểu đồ Langlier – Hình 6.2 – TCXDVN 33 - 2006 với các chỉ tiêu như sau:

+ to = 25oC

+ pH = 6,8

+ Tổng độ kiềm là 2,8 mgđl/l

+ Tổng hàm lượng muối là 65,68 mg/l

Cách tra biểu đồ như sau

 Nối giá trị thang nhiệt độ (1) và thang tổng hàm lượng muối (3) cắt thang phụ(2) tại a

 Tại giá trị a Nối giá trị a với thang độ kiềm (4)  cắt thang tổng hàm lượngmuối (3) tại b

 Tại giá trị b Nối giá trị b với thang pH kéo dài  cắt thang CO2 (6) tại c

c

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Vậy hàm lượng CO2 tự do: CO20 = 40 (mg/l)

c) Xác định hàm lượng chất keo tụ

Nguồn nước có hàm lượng cặn tương đối lớn, độ đục và độ màu trung bình Do vậy đểlàm trong nước, người ta dùng các chất keo tụ để tạo thành các bông cặn có trọng lượnglớn dần và lắng xuống được Hiện nay hóa chất thường dùng để keo tụ là phèn nhôm(nhẹ hơn sắt, không gây ăn mòn đường ống mạnh như phèn sắt) Xác định lượng phènnhôm sử dụng trong quá trình keo tụ được xác định theo 2 cách và lấy theo trị số lớnnhư sau:

Theo hàm lượng cặn

Căn cứ vào tổng hàm lượng cặn ở trên C = 110 + 195 = 305 (mg/l) tra bảng 6.3 (Trang27) – TCXDVN 33 – 2006 được liều lượng phèn để xử lý nước là PpI = 40 (mg/l)

Theo độ màu

Theo mục 6.11 (Trang 27) – TCXDVN 33 – 2006, liều lượng phèn cho vào xử lý nước

có màu được xác định theo công thức:

II P

Trong đó:

+ PP: Liều lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước, mg/l

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

P

P    mg l

Ta thấy liều lượng phèn tính theo lượng cặn cao hơn tính theo độ màu

Vậy hàm lượng phèn nhôm để keo tụ tính theo liều lượng cặn là:

PP = Max( II

p I

p P

P , ) = 40(mg/l)

d) Xác định hàm lượng chất kiềm hóa

Sau khi cho phèn nhôm vào trong nước, ngoài việc keo tụ các hạt để tạo thành bông cặnlớn hơn còn tạo ra H+ Các ion H+ này sẽ được khử bằng độ kiềm tự nhiên của nước.Nếu độ kiềm của nước không đủ để trung hòa H+ thì phải kiềm hóa nước bằng cách pha

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

vôi (CaO) hoặc Na2CO3 vào Chọn hóa chất dùng để kiềm hóa là CaO

Kiểm tra khả năng keo tụ của nước nguồn

+ PK: Hàm lượng chất kiềm hoá (mg/l)

+ PP: Hàm lượng phèn nhôm dùng để keo tụ Pp = 40(mg/l)

+ e1, e2: Trọng lượng đương lượng của chất kiềm hoá và phèn ( mg/mgđl)

Chọn chất kiềm hoá là CaO có e1 = 28

Chọn chất keo tụ là Al2(SO4)3 có e2 = 57

+ k: Độ kiềm của nước nguồn k = 2,8 mgđl/l

Kết luận: Ta thấy PK < 0 Do đó nước không cần phải bổ sung vôi kiềm hoá nước

Vậy độ kiềm của nước đảm bảo cho quá trình keo tụ

e) Xác định các chỉ tiêu của nước sau khi keo tụ

Độ kiềm toàn phần sau khi keo tụ bằng hoá chất

Khi cho phèn vào nước độ kiềm nước giảm

Độ kiềm của nước sau keo tụ được xác định công thức 6-33 TCXDVN 33 - 2006

) l đl mg ( e

P K

K : Độ kiềm của nước sau khi keo tụ.(mg-đl/l)

+ Kio: Độ kiềm của nước trước khi pha phèn (mgđl/l)

+ PP: Liều lượng phèn dùng để keo tụ PP = 40 (mg/l)

+ e: Đương lượng của phèn không chứa nước Đối với Al2 (SO3) e = 57

Dựa vào công thức 6 – 34 TCXDVN 33 - 2006 ta có lượng CO2 của nước sau khi keo tụ là:

) l mg ( e

P 44 CO CO

p

p 0

2: Lượng CO2 của nước nguồn

+ ep : Đương lượng phèn nhôm ep = 57 mgđl/l

Kiểm tra độ ổn định của nước sau khi keo tụ

Sau khi cho phèn vào để xử lí nước, độ kiềm và độ pH của nước giảm, có khả năng gây

ra tính xâm thực cho nước, làm mất sự ổn định của nước

Để đánh giá độ ổn định của nước, dùng chỉ số bão hoà J được tính theo công thức 6-31TCXDVN 33 - 2006

J = pHo – pHsNếu - 0,5 < J < 0,5 thì nước được coi là ổn định

Trong đó:

+ pHo: Độ pH của nước sau khi keo tụ

Sử dụng biểu đồ tra Langelier ( Hình 6-2 TCXDVN 33 - 2006 ) với các thông số

+ P = 65,68 mg/l

+ t = 250 C

+ Ki = 2,1 mgđl/l

+ CO2 = 70,88 mg/l

Cách tra như sau:

 Nối giá trị thang nhiệt độ (1) và thang tổng hàm lượng muối (3) cắt thang phụ(2) tại a

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

 Tại giá trị a Nối giá trị a với thang độ kiềm (4)  cắt thang tổng hàm lượngmuối (3) tại b

 Tại giá trị b Nối giá trị b với thang CO2  cắt thang pH (5) tại c

Hình 3.2 – Toán đồ để xác định pH tự do trong nước thiên nhiên

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Hình 3.3 - Đồ thị để xác định pH của nước đã bảo hoà Canxi Cacbonat đến trạng

thái cân bằng

Cách tra như sau:

 Từ thang nhiệt độ ta có giá trị nhiệt độ bên trái cột nhiệt độ suy ra giá trị bênphải là trị số phụ thuộc vào nhiệt độ

 Các giá trị khác tra tương tự

+ K: Độ kiềm của nước trước khi đã xử lý ổn định K = 2.8 (mđlg/l)

+  : Hệ số phụ thuộc độ ổn định của J và pH của nước nguồn

Tra biểu đồ hình 6 - 5 trong TCVN 33 - 2006, ta được  = 0,8

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

+ e: Đương lượng của kiềm, e = 28 mg/l

+ Ck: Hàm lượng chất kiềm hoạt tính trong sản phẩm kĩ thuật = 80%

Vậy tổng hàm lượng CaO cần sử dụng là:

+ Cn: Hàm lượng cặn trong nước thô, Cn = 305 mg/ l

+ K: Hệ số với phèn, đối với phèn nhôm không sạch k = 1

+ Pp: Hàm lượng phèn tính theo sản phẩm không chứa nước, Pp = 40 mg/l

+ M: Độ màu của nguồn nước, M = 550

+ V: Lượng vôi cho vào nước, V = 78,4 mg/l

xử lý có thể bị tán nhỏ hoặc thối rữa làm tăng hàm lượng cặn và độ màu của nước Song chắn rác có cấu tạo gồm các thanh thép tiết diện tròn cỡ 8 hoặc 10mm, hoặc tiết diện hình chữ nhật kích thước 6 x 50 mm đặt song song với nhau và hàn vào khung thép Khoảng cách giữa các thanh thép từ 40 ÷ 50 mm Vận tốc nước chảy qua song chắn khoảng 0,1 ÷ 0,3 m/s Song chắn rác được nâng thả nhờ ròng rọc hoặc tời quay tay

bố trí trong ngăn quản lý Hình dạng song chắc rác có thể là hình chữ nhật, hình vuông hoặc hình tròn

- Lưới chắn rác có nhiệm vụ: Loại trừ rác, các mảnh vỡ kích thước nhỏ và một phần rong rêu trôi theo dòng nước Lưới chắn rác phẳng có cấu tạo gồm một tấm lưới căng trên khung thép Tấm lưới đan bằng các dây thép đường kính 1 ÷ 1,5 mm, mắt lưới 2 x

2 ÷ 5 x 5 mm Trong một số trường hợp, mặt ngoài của tấm lưới đặt thêm một tấm lưới

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

tăng cường khả năng chịu lực của lưới Vận tốc nước chảy qua băng lưới lấy từ 0,2 ÷ 0,4 m/s Lưới chắn quay được sử dụng cho các công trình thu cỡ lớn, nguồn nước có nhiều Cấu tạo gồm một băng lưới chuyển động liên tục qua hai trụ tròn do một động

cơ kéo Tấm lưới gồm nhiều tấm nhỏ nối với nhau bằng bản lề Lưới được đan bằng dây đồng hoặc dây thép không gỉ đường kính từ 0,2 ÷ 0,4 Mắt lưới kích thước từ 0,2 x 0,2 mm đến 0,3 x 0,3 mm Chiều rộng băng lưới từ 2 ÷ 2,5 m Vận tốc nước chảy qua băng lưới từ 3,5 ÷ 10 cm/s, công suất động cơ kéo từ 2 ÷ 5 kW

để loại trừ hiện tượng bào mòn các cơ cấu chuyển động cơ khí và giảm lượng cặn nặng tụ lại trong bể tạo bông và bể lắng

c) Quá trình khuấy trộn hóa chất:

- Phân tán nhanh, đều phèn và các hóa chất khác vào nước

d) Keo tụ - tạo bông:

- Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán,kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1 đến 10 µm Các hạt này không nổi cũng không lắng, và do đó tương đối khó tách loại Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rấtquan trọng Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt Lực này có thể dẫn đến sự dính kết giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm Sự va chạm xảy ra do chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn Tuy nhiên, trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang điện tích,

có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trìnhnày được gọi là quá trình keo tụ Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết với những hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống; quá trình này được gọi là quá trình tạo bông Những chất keo tụ thường dùng nhất là các muối sắt và muối nhôm như:

 Al2(SO4)3, Al2(SO4)2.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12H2O,

Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

Trong phần lớn các trường hợp, người ta sử dụng hỗn hợp NaAlO2 và Al2(SO4)3 theo tỷ

lệ (10:1) – (20:1) Phản ứng xảy ra như sau:

6NaAlO2 + Al2(SO4)3 + 12H2O.8Al(OH)3 + 2Na2SO4

Việc sử dụng hỗn hợp muối trên cho phép mở rộng khoảng pH tối ưu của môi trườngcũng như tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông

Muối Sắt:

Các muối sắt được sử dụng làm chất keo tụ có nhiều ưu điểm hơn so với các muối nhôm do:

- Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp;

- Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn;

Liều lượng chất keo tụ tối ưu sử dụng trong thực tế được xác định bằng thí nghiệm Jartest

e) Quá trình lắng:

- Loại trừ ra khỏi nước các hạt cặn và bông cặn có khả năng lắng với tốc độ kinh tế cho phép, làm giảm lượng vi trùng và vi khuẩn

f) Quá trình lọc:

- Loại trừ ra khỏi nước các hạt cặn và bông cặn không có khả năng lắng

g) Flo hóa nước:

- Nâng cao hàm lượng Flo trong nước đến 0.6 – 0.9 mg/l để bảo vệ men răng và xương cho người dùng nước

h) Khử trùng nước:

- Tiêu diệt vi trùng còn lại trong nước sau bể lọc

- Khử trùng nước là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt Trongnước thiên nhiên chứa rất nhiều vi sinh vật và cần khử trùng Sau các quá trình xử lý cơhọc, nhất là nước sau khi qua bể lọc, phần lớn các vi trùng đã bị giữ lại Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nước Hiện nay có nhiều biện pháp khử trùng có hiệu quả như: khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh, cáctia vật lý, siêu âm, phương pháp nhiệt, ion kim loại nặng,…

i) Ổn định nước:

- Khử tính xâm thực và tạo ra màng cách ly, không cho nước tiếp xúc trực tiếp với vật liệu mặt trong thành ống để bảo vệ ống và phụ tùng trên ống

3.5 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

3.5.1.Cơ sở lựa chọn công nghệ dựa vào

 Tính chất nguồn nước cấp cho trạm xử lý

 Chất lượng nước đầu ra

 Điều kiện kinh tế kỹ thuật của khu vực cần cấp nước

 Công suất của trạm xử lý

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Từ bảng phân tích chất lượng nước nguồn cùng kết quả tính toán ta có công suất trạm

là 3.600 (m3/ngđ), pH0 (pH của nước sau keo tụ) = 6,4; hàm lượng cặn sau keo tụ C = 419,15; độ kiềm sau khi keo tụ Kt = 2,1 (mgđl/l) Ta thấy nguồn nước có độ đục trung bình, có vi khuẩn, có hàm lượng sắt và độ oxy hoá cao hơn tiêu chuẩn cho phép không nhiều Với chất lượng nước như vậy việc xử lý chủ yếu là:

+ Dùng phương pháp cơ học loại bỏ cặn lớn như song chắn rác và lưới chắn đặttrước công trình thu để loại bỏ vật có kích thước lớn, trôi nổi nhằm giảm mộtphần cặn bẩn đồng thời bảo vệ bơm đường ống, cánh khuấy…

+ Dùng hoá chất để keo tụ, kiềm hoá, khử trùng nước Dùng phèn để đẩy nhanhquá trình keo tụ, tạo kết dính thành bông cặn lớn, tăng hiệu quả lắng giúp làmgiảm hàm lượng cặn của nguồn nước Sau khi cho phèn keo tụ độ kiềm và độ

pH của nước giảm, kiểm tra thấy nước có tính xâm thực, cần cho vôi để kiềmhoá ổn định nước Dùng clo để khử trùng nước

+ Dùng cánh khuấy để khuấy trộn hoá chất và nước, tạo sự tiếp xúc để kết dínhbông cặn dùng phương pháp khuấy trộn cơ khí hoặc thuỷ lực

+ Sau khi khuấy trộn dùng bể lắng để lắng bông cặn Với công suất như trên cóthể sử dụng bể lắng đứng, bể lắng có tầng cặn lơ lững…

+ Với công suất và chất lượng nước như trên, sau khi nước qua bể lắng để loại bỏcặn có kích thước nhỏ, keo sắt và một số keo khác ta sử dụng bể lọc nhanh mộtlớp hoặc 2 lớp vật liệu Khử trùng bằng clo để tiêu diệt vi khuẩn, vi trùng cònlại sau lọc

Từ các cơ sở trên ta đề xuất 2 phương án công nghệ như sau:

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Phương án 1

Trạm bơm cấp I

Bể lắng đứng

Bể lọc nhanh

1 lớp vật liệu Clo

Bùn khô chở đi

Nước sau

hồ lắng bùn

Hệ thống thoát nước

Bể chứa

Trạm bơm cấp

II

Mạng lưới tiêu thụ

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ phương án 2

Với tính chất nguồn nước cấp, công suất trạm xử lý, điều kiện của khu vực, hai phương

án trên là hợp lý nhất Tuy nhiên cần phân tích để chọn được phương án tối ưu về mặt kinh tế lẫn kỹ thuật

So sánh ưu nhược điểm 2 phương án như sau:

Al2(SO4)3

Vôi

Bể trộn cơ khí

Hồ chứa bùn

Trạm bơm cấp I

Bể lắng có lớp cặn lơ lửng

Bể lọc nhanh 1 lớp vật liệu Clo

Bùn khô chở đi Nước sau

hồ lắng bùn

Hệ thống thoát nước

Bể chứa

Trạm bơm cấp

II

Mạng lưới tiêu thụ

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Bể lắng

đứng

Lắng keo tụ trong bể lắng đứng

có kết cấu đơn giản Sử dụng cho dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp với lưu lượng thấp

Hiệu quả lắng không cao, phụ thuộc vào chất keo tụ Đòi hỏi

sự phân bố đều của dòng nước

đi lên Sử dụng cho xử lý nước

lý cao hơn các bể khác, ít tốn diện tích xây dựng hơn

 Đòi hỏi sự ổn định cao về lưu lượng và nhiệt độ, kết cấu phức tạp, chế độ quản lý và vận hành chặt chẽ

Dựa trên phân tích ưu nhược điểm của 2 phương án cùng với công suất nhà máy3600m3/ngđ tương đối nhỏ, bể lắng có lớp cặn lơ lửng xử lý hiệu quả cao đồng thời

chiếm diện tích nhỏ, với ưu điểm như trên ta chọn phương án 2, vừa xử lý hiệu quả cao

vừa đỡ tốn diện tích

3.5.2 Thuyết minh công nghệ đã chọn

Nước từ công trình thu được bơm cấp 1 bằng đường ống D200 bơm lên ngăn trunggian, phân chia lưu lượng Từ ngăn phân chia nước được dẫn vào bể trộn cơ khí, tại đâyhoá chất như phèn, vôi được châm vào; nước và hoá chất dưới tác dụng của cánh khuấyhoà trộn vào nhau Nước ở bể trộn luôn được giữ ở mức ổn định nhất để có thể tạodòng tự chảy cho các công trình phía sau

Nước sau khi đã được trộn đều với hoá chất sẽ được dẫn tới bể lắng trong có tầng cặn

lơ lửng (không qua bể phản ứng), đi theo đường ống dẫn nước vào, qua hệ thống phânphối với tốc độ thích hợp, khi đi qua lớp cặn ở trạng thái lơ lửng, các hạt cặn tự nhiên

có trong nước sẽ va chạm và kết dính với các hạt cặn lơ lửng rồi được giữ lại khi đi quacửa sổ thu cặn và dẫn đến ngăn chứa cặn, nước trong dâng lên đến hết tầng bảo vệ,được thu lại vào ngăn chứa nước sạch và đi theo ống dẫn qua bể lọc

Tại bể lọc, cặn kích thước nhỏ cùng các hạt keo được giữ lại ở lớp vật liệu lọc Sau khiqua lớp vật liệu lọc nước vào hệ thống chụp lọc và được thu vào hệ thống ống thu nướclọc dẫn đến bể chứa Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị bít lại, tốc độ lọcgiảm dần; phải thực hiện rửa lọc bằng nước và gió kết hợp

Nước sau khi qua bể lọc được dẫn đến bể chứa nước sạch bằng ống dẫn, tại đây lượngClo được châm vào đường ống qua các van, đủ để khử trùng nước và đảm bảo lượng

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Clo dư đạt tiêu chuẩn trong mạng lưới nước cấp Nước từ hố hút được các bơm ở trạmbơm cấp 2 hút và cấp vào mạng lưới tiêu thụ

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ

4.1 CÔNG TRÌNH THU VÀ TRẠM BƠM CẤP 1

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

 Lấy đủ lượng nước yêu cầu cho hiện tại và cho tương lai, thu được nước có chấtlượng tốt và thuận tiện cho việc tổ chức bảo vệ vệ sinh nguồn nước

 Phải ở chỗ có bờ, lòng sông ổn định, ít bị xói lở bồi đắp và thay đổi dòng nước,

đủ sâu; ở chỗ có điều kiện địa chất công trình tốt và tránh ảnh hưởng bởi cáchiện tượng thủy văn khác: sóng, thủy triều…

 Tổ chức hệ thống cấp nước (bao gồm: thu, dẫn, xử lý và phân phối nước) mộtcách hợp lý và kinh tế nhất Ở gần nơi cung cấp điện

Từ những yêu cầu trên, và dựa trên điều kiện địa hình cụ thể của địa phương, ta chọn vịtrí công trình thu nước thô từ kênh Đông – nhánh N31A (đoạn đi qua khu vực 4 ấp)

4.1.2 Chọn kiểu công trình thu

Ta có số liệu về kênh tại vị trí đặt công trình thu như sau:

Chiều rộng đáy kênh: LB = 2,5m

Số liệu về thuỷ văn tại kênh:

Kích thước của song chắn rác

Song chắn rác đặt tại miệng của họng thu nước dùng để ngăn các vật nổi, rác, rong,tảo có khả năng gây tắc đường ống

Song chắn rác được làm bằng các thanh thép tròn đường kính 10mm, đặt song song vớinhau, hàn vào một khung thép

Diện tích công tác của song chắn rác:

10 40 a

d a

k1     



+ k2: Hệ số co hẹp do rác bám vào song, lấy k2 = 1,25

+ k3: Hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng của thanh thép, với tiết diện hình chữnhật k3 = 1,25

Vậy diện tích cản nước của một thanh bằng:

f = 0,5  0,01 = 0,005 (m2)Tổng diện tích cản nước của song chắn rác là:

f = 9  f = 9  0,005 = 0,045 (m2)Diện tích thông thuỷ của song chắn rác là:

F = (0,5 × 0,4) – 0,045 = 0,155 (m2)Vận tốc nước qua song chắn bằng:

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Vậy vận tốc nước qua song chắn nằm trong khoảng 0,1  0,3 (m/s), thỏa mãn yêu cầu thiết kế

Bảng 4.1.1 - Các thông số thiết kế song chắn rác

mm

12

+ hS: Tổn thất cục bộ qua song chắn (m)

+ K1: Hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn, K1 = 2 ÷ 3,chọn K1 = 3

+ v: Vận tốc nước chảy qua song chắn (m/s), v = 0,27 (m/s)

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

+  : Góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy,  = 600

 = 1.79 × (10/40)3/4 × sin 60o = 0,548 Vậy

Ta thiết kế hai đường ống tự chảy từ họng thu đến ngăn thu

Lưu lượng qua 1 ống là:

Q1ống = 0,0416 0,0208

Q

  (m3/s) = 20,8(l/s)Vận tốc cho phép trong ống tự chảy v = 0,71,5 (m/s) (Điều 5.96 TCXDVN 33 - 2006) để tránh lắng đọng trong ống nên chọn vận tốc trong ống là 1,2 (m/s)

Đường kính của ống tự chảy được xác định theo công thức:

1 1

Chiều dài ống tự chảy là L = 4m

Tổn thất áp lực dọc đường trên đoạn ống tự chảy 4m là:

Htc = i × L = 13,8 4 0,0552( )

Bảng 4.1.2 - Các thông số thiết ống tự chảy

mmm

2

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Kiểm tra khả năng tự làm sạch của ống tự chảy

Kiểm tra khả năng tự làm sạch của ống theo công thức A.C.Obradopxki:

Co < 

Trong đó:

+ Co: Hàm lượng cặn của nước, Co = 305 mg/l = 0,305 (kg/m3)

+ : Khả năng vận chuyển của dòng chảy trong ống tự chảy, xác định theo côngthức:

+  : Độ lớn thủy lực trung bình của hạt cặn,  = 0,1(mm/s) = 0,0001 (m/s)

C R n

Ta thấy Co <   Ống tự chảy có khả năng tự làm sạch

Kiểm tra khả năng của ống khi xảy ra sự cố



Vận tốc cho phép của ống tự chảy khi xảy ra sự cố: VCP = 2 (m/s)

Như vậy khi bị sự cố, vận tốc làm việc của một ống vẫn đảm bảo

Tính toán lưới chắn rác

Lưới chắn rác đặt ở giữa cửa ngăn thu và ngăn hút để giữ lại rác nhỏ Vật liệu làm lưới

là các sợi thép có đường kính 1 (mm) đan vào nhau thành lưới ô vuông 4,54,5 (mm); mặt ngoài tấm lưới phẳng có đặt thêm dây thép d = 3mm, kích thước 25 x 25 mm, để cho lưới cứng hơn

Diện tích công tác của lưới:

k k k ( m )

v n

Q

3 2

a d k

d: Đường kính thanh thép d = 1 (mm)

2 2

1

4,5 1

1, 494,5

a d k

+ k3: Hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng của sợi thép k3 = 1,15

+ v: Vận tốc qua lưới chắn rác, lưới chắn phẳng v = 0,2 ÷ 0,4 m/s

37  0,6  0,001 = 0,0222 (m2)

Số thanh thép theo chiều ngang của cửa thu:

6004,5 1 + 1  110 (thanh)Chiều dài mỗi thanh là 0,2 m Diện tích cản nước của các thanh ngang là:

110  0,2  0,001 = 0,022 (m2)Tổng diện tích cản nước của lưới chắn rác là:

Flưới = 0,0222 + 0,022 = 0,0442 (m2)Diện tích thông thuỷ của lưới chắn rác là:

F = (0,2 0,6) – 0,0442 = 0,0758 (m2)Vậy vận tốc qua lưới chắn rác là:

vn F Q 2 0,07580, 0416 0, 27( / )m s

Vận tốc qua lưới chắn rác trong khoảng 0,2 - 0,4 m/s, đảm bảo tiêu chuẩn thiết kế

Bảng 4.1.3 - Các thông số thiết kế lưới chắn rác

mm

2

V K h

b) Tính toán ngăn thu, ngăn hút

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

Trong gian quản lý bố trí thiết bị nâng, thiết bị điều khiển, tẩy rửa, thiết bị vớt rác và cóthể có cả song chắc rác và lưới chắn rác dự trữ Kích thước các ngăn được xác định dựavào yêu cầu bố trí thiết bị và điều kiện thi công

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Phần dưới ngăn thu là ngăn lắng cát, chọn diện tích ngăn thu theo diện tích ngăn lắng cát Để giữ lại hạt cát có kích thước d = 0,5 (mm), thì vận tốc lắng Uo = 0,06 (m/s), ứng với vận tốc ngang dòng chảy là 0,27 (m/s)

Kích thước trên mặt bằng ngăn thu

Ngăn thu

Chiều dài ngăn thu lấy theo quy phạm từ 1,6  3m  Chọn A1 = 1,6m

Chiều rộng ngăn thu: B1 = B4 + 2e

Chiều dài ngăn hút: A2  3Df  Chọn A2 = 1,6 m

Để tiện cho việc quản lý và thi công ngăn thu và ngăn hút chọn kích thước hai ngăn bằng nhau A2  B2 = 1,6  1,6 (m)

Bảng 4.1.4 - Các thông số thiết kế ngăn thu, ngăn hút

mm

1

1

Kích thước mặt đứng công trình thu:

+ Khoảng cách từ mép dưới ống tự chảy đến đáy công trình thu: h1 = 0,3 (m)+ Cốt mặt đất công trình thu và trạm bơm cấp I: 2,5(m)

+ Khoảng cách từ mép dưới cửa đặt lưới chắn đến đáy công trình thu: h2 = 0,3(m)

+ Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến mép trên cửa đặt lưới: h3 = 0,3 (m).+ Khoảng cách từ MNTN đến miệng vào phểu hút:

h6  1,5×Df = 1,5×0,225 = 0,3375 (m) và h6  0,5 (m)  Chọn h6 = 1,0(m)+ Khoảng cách từ đáy ngăn hút đến miệng vào phểu hút:

h5  0,5 (m) và h5  0,8×Df = 0,8×0,225 = 0,18 (m)  Chọn h5 = 0,5 (m)

+ Ở đáy ngăn thu và ngăn hút có bố trí hố thu cặn với chiều sâu: hc = 0,4m với độdốc từ thành vào hố, i = 5%

Cao độ công trình thu

Cao trình mực nước tính toán thấp nhất trong ngăn thu:

Ztth = Zmin - h s t



 (m)Trong đó:

+ Zt th: Cao trình mực nước thấp nhất trong ngăn thu, tính bằng (m)

+ Zmin: Cao trình mực nước thấp nhất trong kênh: Zmin = 1 (m)

+ h S t : Tổn thất áp lực từ sông tới ngăn thu, bao gồm tổn thất qua song chắn

rác; tổn thất qua đường ống tự chảy: h S t = 0,006 + 0,0552 = 0,0612 (m)

 Ztth = 1,0 – 0,0612 = 0,9388 (m)Cao trình mực nước tính toán cao nhất trong ngăn thu:

Zcth = Zmax - h s t



 (m)

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Trong đó:

+ Zcth: Cao trình mực nước cao nhất trong ngăn thu, tính bằng (m)

+ Zmax: Cao trình mực nước cao nhất trong kênh: Zmax = 2,5 (m)

+ h S t : Tổn thất áp lực từ kênh tới ngăn thu, bao gồm tổn thất qua song chắnrác; tổn thất qua đường ống tự chảy:h S t = 0,006 + 0,0552 = 0,0612 (m)

 Zcth = 2,5 – 0,0612 = 2,4388 (m)

Cao trình mực nước thấp nhất trong ngăn hút

Zth = Ztth – hLCR (m)Trong đó:

+ Zth: Cao trình mực nước thấp nhất trong ngăn hút, tính bằng m

+ Ztth: Cao trình mực nước thấp nhất trong ngăn thu: Ztth = 0,9388 (m)

+ hLCR: Tổn thất qua lưới chắn rác: hLCR = 0,006 (m)

 Zth = 0,9388 – 0,006 = 0,9328 (m)Cao trình mực nước cao nhất trong ngăn hút:

Zch = Zcth – hLCR (m)Trong đó:

+ Zch: Cao trình mực nước cao nhất trong ngăn hút, tính bằng m;

+ Zcth: Cao trình mực nước cao nhất trong ngăn thu: Zcth = 2,4388 (m)

+ hLCR: Tổn thất qua lưới chắn rác: hLCR = 0,009 (m)

 Zch = 2,4388 – 0,009 = 2,4298 (m)Cốt sàn công tác công trình thu:

ZSCTT = Zmax + h (m)Trong đó:

+ ZSCTT: Cao độ sàn công tác công trình thu, tính bằng m

+ Zmax: Cao trình mực nước cao nhất trong kênh: Zmax = 2,5 (m)

+ h: Khoảng cách từ MNLN đến sàn công tác: h  0,5 (m) Chọn h = 1,0 (m)

 ZSCTT = 2,5 + 1,0 = 3,5 (m)Cốt đáy công trình thu:

ZĐCTT = Zth – (h5 + h6) ; (m)

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Trong đó:

+ Zth: Cao trình mực nước thấp nhất trong ngăn hút: Zth = 0,9328 (m)

+ h5: Khoảng cách từ đáy ngăn hút đến miệng vào phểu hút: h5 = 0,5 (m)

+ h6: Khoảng cách từ MNTN đến miệng vào phểu hút : h6 = 1,0 (m)

 ZĐCTT = 0,9328 – ( 0,5 + 1,0) = -0,5672 (m)

4.1.4.Tính toán trạm bơm cấp 1:

Trạm bơm cấp 1 là trạm bơm đặt đầu trong trạm xử lý nước Nó là một công trình quantrọng, có nhiệm vụ đưa vào hệ thống và mạng lưới cấp nước một khối lượng nước xácđịnh dưới một áp lực yêu cầu Kết cấu của trạm bơm tương đối phức tạp Nó bao gồmcác tổ máy bơm, các thiết bị cơ khí, năng lượng, đường ống, van khóa, thiết bị kiểm tra

đo lường, thiết bị điều khiển, thiết bị hạ nâng…

Trong trạm bơm cấp I bố trí 2 máy bơm làm việc và 2 máy bơm dự phòng

Xác định đường kính ống hút và ống đẩy của trạm bơm cấp I:

Xác định đường kính ống hút: Thiết kế 2 ống hút chung có đường kính Dh

c = 200 (mm)

và đường kính phểu Df = 300 (mm) và 4 đường ống hút: 2 ống của 2 bơm hoạt động và

2 ống của 2 bơm dự phòng; mỗi đường ống được tính với vận tốc nước chảy trong ống

 Đường kính mỗi ống đẩy là:

Q D

Chọn 2 ống dẫn nước lên bể trộn: 1 ống làm việc và 1 ống dự phòng

Xác định lưu lượng và cột áp công tác:

Xác định lưu lượng máy bơm: Trạm bơm cấp I làm việc điều hòa 24/24h với công suất

QTXL = 3600 (m3/ngđ) = 0,0416 (m3/s) Chọn số bơm cấp I trong trạm n = 2 bơm làmviệc, 2 bơm dự phòng

Lưu lượng của một máy bơm được xác định như sau:

Q Q

n K

  (m3/s) = 25 (l/s)Trong đó:

+ K: Hệ số hoạt động đồng thời Khi 2 máy bơm hoạt đông đồng thời thì K = 0,82.Vậy sơ đồ máy bơm làm việc: Gồm 2 máy bơm làm việc và 2 máy bơm dự phòng.Xác định cột áp toàn phần của máy bơm:

HTP = hdh + htd + hd + hcb (m)Trong đó:

+ hdh: Độ chênh địa hình giữa mực nước thấp nhất trong ngăn hút và cao trình mựcnước ngăn tiếp nhận đặt sát vách bể trộn: hdh = Zdaytr – Zh

Min

Với: Zdaytr: Cao trình mực nước ngăn tiếp nhận bể trộn : Zdaytr = 10,2(m)

Zh min: Cao trình mực nước thấp nhất trong ngăn hút: Zh

min = 0,9328(m)

 hdh = 10,2 – 0,9328 = 9,2672 (m)

+ htd: Chiều cao lớp nước ngăn tiếp nhận = 2,5 (m)

+ hd: Tổn thất dọc đường từ trạm bơm cấp I đến bể trộn bao gồm tổn thất trênđường ống hút và tổn thất trên đường ống đẩy: hd = hh

d + hd d

+ Với hh

dc: Tổn thất dọc đường trên đường ống hút chung: hh

dc = i ×Lch ; Lch làchiều dài trên đoạn ống hút chung Lch = 15 (m); i: Tổn thất đơn vị dọc đườngđược tra trong Bảng tra thủy lực – Th.s Nguyễn Thị Hồng với đường ốngthép ta được: Qc = 41,6 (l/s), Dh

c = 200 (mm)  1000i = 12,3

Đồ án: XỬ LÝ NƯỚC CẤP

hh

dc = 0,0123×15 = 0,1845(m)+ hh

dr: Tổn thất dọc đường trên đường ống hút riêng: hh

dr = i × Lr ; Lr là chiều dàitrên đoạn ống hút đến mỗi máy Lr = 5 (m); i : Tổn thất đơn vị dọc đường đượctra trong Bảng tra thủy lực – Th.s Nguyễn Thị Hồng: Qr = 20,8(l/s) ( có 2 ốngriêng QTXL/2) ; Dh

r = 120 (mm)  1000i = 33,7

 hh

dr = 0,0337×5 = 0,1685 (m)Vậy: hh

d = 0,1845 + 0,1685 = 0,353 (m)

+ hd

d: Tổn thất dọc đường trên đường ống đẩy: hd

d = i1×L1 + i2×L2

Với: i1, L1: Tổn thất dọc đường đơn vị và chiều dài mỗi ống đẩy: L1 = 5,0 (m); i1

được tra trong Bảng tra thủy lực Nguyễn Thị Hồng Qr = 20,8 (l/s); Dd

r = 130 (mm)  1000i = 33,7

i2, L2: Tổn thất dọc đường đơn vị và chiều dài ống chung từ trạm bơm I đến bểtrộn Chiều dài tuyến ống từ trạm bơm I đến trạm xử lý là L2 = 150(m); i1 tra bảng tra thủy lực: Qc = 41,6 (l/s); Dd

c = 200 (mm)  1000i = 12,3

 hd

d = 0,0337×5 + 0,0123×150 = 2,0135 (m)Vậy: hd = 0,353 + 2,0135= 2,367 (m)

+ hcb: Tổn thất cục bộ trên đường ống từ ngăn thu đến bể trộn cơ khí bao gồm tổnthất trên đường ống hút và tổn thất cục bộ trên đường ống đẩy: hcb = hh

cb + hd cb

Các tổn thất này được lấy bằng (1015%)×hd nên tổn thất cục bộ trên đường ống từ ngăn thu tới bể trộn sẽ là: hcb = 0,15× (hh + hd ) = 0,15×2,367= 0,355 (m)

Vậy: HTP = 9,267 + 2,5 + 2,367 + 0,353 = 14,487 (m) Chọn HTP = 15 (m)

Căn cứ vào các số liệu đã tính toán Q1B = 20,8(l/s) (2 bơm làm việc đồng thời Q1b=

QTXL/2) để chọn máy bơm cho trạm bơm cấp I Chọn bơm có lưu lượng 21 l/s, cột áp H

= 15m

4.2 TÍNH TOÁN CÁC BỂ TIÊU THỤ HOÁ CHẤT

4.2.1 Bể hoà tan và tiêu thụ phèn

Nhiệm vụ: Bể hòa tan phèn có nhiệm vụ hòa tan phèn cục và lắng cặn bẩn Với côngsuất của trạm xử lý là QTXL = 3600 (m3/ngđ) sử dụng bể hòa trộn phèn, khuấy trộn bằngmáy khuấy loại cánh phẳng

Cấu tạo bể hòa tan

Bộ phận khuấy trộn gồm: Động cơ điện, bộ phận chuyển động và cánh khuấy