nước cấp nước cấp nước cấp nước cấp nước cấp nước cấp

MỤC LỤC MỤC LỤC DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT DANH SÁCH BẢNG BIỂU DANH SÁCH SƠ ĐỒ DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu oxy hóa sinh học COD Nhu cầu oxy hóa hóa học TDS Tổng chất rắn hòa tan TSS Tổng chất rắn lơ lửng PAC Poly Aluminium Chloride QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM DANH SÁCH BẢNG SỐ LIỆU Bảng Tóm tắt QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống 11 Bảng Kết quan trắc chất lượng nước trạm quan trắc cầu Bình Triệu…… 13 Bảng TCXDVN 233:1999……………………………………………… …….14 Bảng Tốc độ lắng hạt cát dòng chảy…………………….………21 Bảng Liều lượng phèn để xử lý độ đục ………………………………… ……23 Bảng Các giá trị G cho trộn nhanh……………………………………….…….28 Bảng Đặc trưng lớp vật liệu lọc……………………………………… ….39 THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM DANH SÁCH SƠ ĐỒ Sơ đồ Quy trình công nghệ nhà máy nước Thủ Đức…………………………… 15 Sơ đồ Quy Trình công nghệ nhà máy nước Tân Hiệp…………………………… 16 Sơ đồ Quy trình công nghệ đề xuất………………………………………….17 THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN I TÌNH HÌNH Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC CẤP HIỆN NAY Ở VIỆT NAM Hiện Việt Nam, cấp, ngành có nhiều cố gắng việc thực sách pháp luật bảo vệ môi trường, tình trạng ô nhiễm nước vấn đề đáng lo ngại • Tốc độ công nghiệp hoá đô thị hoá nhanh gia tăng dân số gây áp lực ngày nặng nề dối với tài nguyên nước vùng lãnh thổ Môi trường nước nhiều đô thị, khu công nghiệp làng nghề ngày bị ô nhiễm nước thải, khí thải chất thải rắn thành phố lớn, hàng trăm sở sản xuất công nghiệp gây ô nhiễm môi trường nước công trình thiết bị xử lý chất thải Ô nhiễm nước sản xuất công nghiệp nặng Ví dụ: ngành công nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy bột giấy, nước thải thường có độ pH trung bình từ 9-11; số BOD, COD lên đến 700mg/1 2.500mg/1; hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép • Tình trạng ô nhiễm nước đô thị thấy rõ thành phố Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh Nước thải sinh hoạt đổ thẳng sông sông Tô Lịch ( thành phố Hà Nội ), sông Thị Vải ( thành phố Hồ Chí Minh ) Mặt khác, nhiều sở sản xuất không xử lý nước thải, phần lớn bệnh viện sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải; lượng rác thải rắn lớn thành phố không thu gom hết được… nguồn quan trọng gây ô nhiễm nước Hiện nay, mức độ ô nhiễm kênh, sông, hồ thành phố lớn nặng Ở thành phố Hà Nội, tổng lượng nước thải thành phố lên tới 300.000 - 400.000 m3/ngày; có 5/31 bệnh viện có hệ thống xử lý nước thải, chiếm 25% lượng nước thải bệnh viện; 36/400 sở sản xuất có xử lý nước thải; lượng rác thải sinh hoại chưa thu gom khoảng 1.200m3/ngày xả vào khu đất ven hồ, kênh, mương nội thành; số BOD, oxy hoà tan, số amoni, nitrat, nitrit sông, hồ, mương nội thành vượt quy định cho phép thành phố Hồ Chí Minh lượng rác thải lên tới gần 4.000 tấn/ngày; có 24/142 sở y tế lớn có xử lý nước thải; khoảng 3.000 sở sản xuất gây ô nhiễm thuộc diện phải di dời • Về tình trạng ô nhiễm nước nông thôn khu vực sản xuất nông nghiệp, Việt Nam có gần 76% dân số sinh sống nông thôn nơi sở hạ tầng lạc hậu, phần lớn chất thải người gia súc không xử lý nên thấm xuống đất bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm • THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM nguồn nước mặt hữu vi sinh vật ngày cao Theo báo cáo Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn, số vi khuẩn Feca coliform trung bình biến đổi từ 1.500-3.500MPN/100ml vùng ven sông Tiền sông Hậu, tăng lên tới 3800-12.500MPN/100ml kênh tưới tiêu • Trong sản xuất nông nghiệp, lạm dụng loại thuốc bảo vệ thực vật, nguồn nước sông, hồ, kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường nước sức khoẻ nhân dân  Sự ô nhiễm môi trường ngày gia tăng gây trở ngại lớn cho việc lựa chọn nguồn nước quy trình công nghệ xử lí nước cấp Những nhà máy xử lí nước cũ phải liên tục nâng cấp hệ thống để xử lí nguồn nước ngày ô nhiễm II ĐẶC TÍNH CỦA NGUỒN NƯỚC CẤP Giới thiệu khái quát nước mặt • Nước mặt dùng để loại nước lưu thông chứa bề mặt lục địa, mặt nước tiếp xúc với không khí: nước sông, suối, ao, hồ… • Thành phần hóa học nước mặt phụ thuộc vào tính chất đất đai nơi mà dòng nước chảy qua đến thủy vực, chất lượng nước mặt chịu ảnh hưởng trình tự nhiên (mưa lũ, hoạt động sống chết hệ sinh vật nước…) hoạt động người Trên sông, chất lượng nước thường xuyên thay đổi đáng kể theo thời gian không gian • Trong nước thường xuyên có chất khí hòa tan, chủ yếu ôxy Ôxy hòa tan nước có ý nghĩa quan trọng đời sống thủy sinh vật • Nước mặt thường có hàm lượng chất rắn lơ lửng đáng kể với kích thước khác nhau, số chúng có khả lắng tự nhiên, chất lơ lửng có kích thước hạt keo thường gây độ đục nước sông, hồ - - Có nhiều chất hữu sinh vật bị phân hủy - Có nhiều rong tảo, thực vật nổi, động vật - Chất lượng nước thay đổi theo mùa Bị ảnh hưởng mạnh mẽ hoạt động hai bên bờ người (công THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM nghiệp, nông nghiệp…) Các đặc trưng nguồn nước cấp a) Về lí học • Nhiệt độ Nhiệt độ nước đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường khí hậu.Nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến trình xử lí nước Nước mặt có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ môi trường • Độ màu - Độ màu thường chất bẩn nước tạo nên: hợp chất sắt, mangan không hòa tan làm nước có màu đỏ; chất mùn humic gây màu vàng; nước bị nhiễm bẩn nước thải sinh hoạt hay công nghiệp thường có màu xanh đen - Đơn vị đo độ màu thường dùng độ theo màu Platin - Coban - Nước thiên nhiên có độ màu thấp 200 độ Độ màu biểu kiến nước thường chất lơ lững nước tạo dễ dàng loại bỏ phương pháp lọc Để loại bỏ màu thực nước (do chất hòa tan tạo nên) phải dùng biện pháp hóa lí kết hợp • Độ đục Nước có độ đục lớn chứng tỏ nước có nhiều cặn bẩn Đơn vị đo độ đục thướng mgSiO2/l, NTU, FTU Nước đục thường có độ đục 20-100 NTU Nước dùng ăn uống thường có độ đục không vượt NTU Hàm lượng chất rắn lơ lững đại lượng tương quan đến độ đục nước • Mùi vị THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM - Mùi nước thường hợp chất hóa học chủ yếu hợp chất hữu hay sản phẩm từ trình phân hủy vật chất gây nên Nước thiên nhiên thường có mùi đất, mùi tanh, mùi thối Nước sau khử trùng thường nhiễm mùi clo hay clophenol - Tùy theo thành phần hàm lượng muối khoáng hòa tan nước có vị mặn, ngọt, chát ,đắng b) Về hóa học • Độ pH Độ pH nước có liên quan đến diện số kim loại khí hoà tan nước Ở độ pH < 5, tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất, số nguồn nước chứa sắt, mangan, nhôm dạng hoà tan số loại khí CO2, H2S tồn dạng tự nước • Độ kiềm - Độ kiềm toàn phần tổng hàm lượng ion hydrocacbonat (HCO3-), hyđroxyl (OH -) ion muối axit yếu khác Ở nhiệt độ định, độ kiềm phụ thuộc vào độ pH hàm lượng khí CO2 tự có nước - Độ kiềm tiêu quan trọng công nghệ xử lý nước Để xác định độ kiềm thường dùng phương pháp chuẩn độ mẫu nước thử axit clohydric (HCl) hay axit sunfuric (H2SO4) theo dõi theo chất thị màu, phenolphatalein sau dó metylloran • Độ cứng - Độ cứng nước đại lượng biểu thị hàm lượng ion canxi magiê có nước Trong kỹ thuật xử lý nước sử dụng ba loại khái niệm độ cứng: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM  Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng ion canxi magiê có nước  Độ cứng tạm thời biểu thị tổng hàm lượng ion Ca 2+, Mg2+ muối cacbonat hydrocacbonat canxi, hydrocacbonat magiê có nước  Độ cứng vĩnh cửu biểu thị tổng hàm lượng ion Ca 2+, Mg2+ muối axit mạnh canxi magie • Các hợp chất nitơ - Quá trình phân huỷ chất hữu tạo amoniac (NH 4+) , nitrit (NO2– ) nitrat (NO3–) Do hợp chất thường xem chất thị dùng để nhận biết mức độ nhiễm bẩn nguồn nước Khi bị nhiễm bẩn, tiêu có giá trị cao độ oxy hoá, amoniac, nước có nitrit nitrat Sau thời gian NH4+ , NO2– bị oxy hoá thành NO3– - Nồng độ NO3– cao môi trường dinh dưỡng tốt cho tảo, rong phát triển, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước dùng sinh hoạt • Các hợp chất Silic - Trong nước thiên nhiên thường có hợp chất silic Ở pH < 8, silic tồn dạng H2SiO3 Khi pH = 8-11, silic chuyển sang HSiO– THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM Ở pH > 11, silic tồn dạng HSiO – SiO2- Do nước ngầm, - hàm lượng silic thường không vượt 60mg/l, có nguồn nước có pH > 9,0 hàm lượng silic cao đến 300mg/l - Trong nước cấp cho nồi áp lực cao, tồn hợp chất silic nguy hiểm cặn silic đóng lại thành nồi, thành ống làm giảm khả truyền nhiệt gây tắc ống • Clorua - Clorua làm cho nước có vị mặn Ion thâm nhập vào nước qua hoà tan muối khoáng bị ảnh hưởng từ trình nhiễm mặn tầng chứa nước ngầm hay đoạn sông gần biển - Việc dùng nước có hàm lượng clorua cao gây bệnh thận Ngoài ra, nước chứa nhiều clorua có tính xâm thực bê tông • Sunfat - Ion sunfat thường có nước có nguồn gốc khoáng chất nguồn gốc hữu - Với hàm lượng sunfat cao 400mg/l, gây nước thể • Hợp chất sắt Nước mặt thường chứa sắt (Fe3+), tồn dạng keo hữu cặn huyền phù Trong nước thiên nhiên, chủ yếu nước ngầm, chứa sắt với hàm lượng đến 40 mg/l cao Với hàm lượng sắt cao 0,5mg/l, nước có mùi Các cặn sắt kết tủa làm tắc giảm khả vận chuyển ống dẫn nước • Các hợp chất mangan Cũng sắt, mangan thường có nước ngầm dạng ion Mn 2+ với hàm lượng tương đối thấp, vượt 5mg/l Tuy nhiên, với hàm lượng mangan THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC MẶT CÔNG SUẤT 500M3/NGÀY ĐÊM nước lớn 0,1mg/l gây nguy hại việc sử dụng, giống trường hợp nước chứa sắt với hàm lượng cao • Nhôm Vào mùa mưa, vùng đất phèn, đất điều kiện khử oxy, nên chất Fe2O3 jarosite tác động qua lại, lấy oxy vào tạo thành sắt, nhôm sunfat hoà tan vào nước Do đó, nước mặt vùng thường chua, pH =2,5 – 4,5, sắt tồn chủ yếu Fe2+ (có cao đến 300mg/l), nhôm hoà tan dạng ion Al3+ (5 – 7mg/l) Khi chứa nhiều nhôm hoà tan, nước thường có màu xanh vị rât chua Nhôm có độc tính sức khoẻ người • Khí hoà tan Các loại khí hoà tan thường thấy nước thiên nhiên khí cacbonic (CO2), khí oxy (O2) sunfua huyđro (H2S) Sự có mặt khí H2S nguồn nước mặt, chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn có thừa chất hữu chưa phân huỷ, tích tụ đáy vực nước Khi độ pH tăng, H2S chuyển sang dạng khác HS- S- III QUY CHUẨN VỀ NƯỚC CẤP SAU KHI XỬ LÝ Áp dụng QCVN 01:2009/BYT : Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống Bảng Tóm tắt QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống STT Tên tiêu Màu sắc(*) Đơn vị Giới hạn tối đa cho phép TCU 15 Phương pháp thử TCVN 6185 - 1996 Mức độ giám sát A 10 Chiều cao trung bình vùng chứa cặn: Tính toán xả cặn Xả cặn phương pháp thủy lực o Độ dốc bể lắng Thiết kế độ dốc theo chiều dọc bể lắng – 10 % ( theo “Cấu tạo nguyên lý hoạt động bể lắng ngang, Công Ty TNHH QUỐC MINH E.C.M ) Chọn độ dốc i = 0,06 o Bể thu cặn: Ta chọn thu cặn đầu bể, chọn bể lắng xả cặn thủy lực vùng lắng ô hình chóp cụt có đáy hình vuông, góc nghiêng tường 600 Để tháo cặn, ô đặt ống rút cặn làm việc theo nguyên tắc xả trực tiếp Ta chọn độ dốc đáy bể lắng 0,01 (Theo mục 6.74 TCXD 33 – 2006) Kích thước hình chóp cụt: Diện tích đáy lớn: Góc nghiêng tường 600 Chiều cao bể thu m o Ống xả cặn: - Hệ thống xả cặn thủy lực bể lắng xả cặn có đặt ống xả cặn Thời gian xả cặn quy định t = 10 ÷ 20 phút, ta chọn t = 10 phút để tính toán Tốc độ nước chảy vào ống xả cặn không nhỏ m/s Chọn v’ = m/s để tính toán (Theo mục 6.96 TCXD 33-2006) Lưu lượng cặn xả: Chọn bơm xả cặn: N ( kW ) = Trong : Q ×1,5γ × H 102 ×η - Q γ : Lưu lượng bơm, Q = m3/s - H : Khối lượng thể tích nước, : áp lực, chọn H= 30m - : hiệu suất chung bơm - η ⇒N= η γ = 1000kg / m = 0,72 – 0,93 Chọn η= 0,8 1,12.10-3 × 1,5 × 1000 × 30 = 0, 62kW 102 × 0.8 Tiết diện ống xả cặn: Đường kính ống xả cặn:  Chọn ống có đường kính 40 mm (Theo mục 6.96 TCXD 33-2006) Vậy ta đặt ống xả cặn có đường kính D = 40 mm ứng với bể lắng xả cặn Ở cuối đường ống ta đặt van đóng mở nhanh VIII BỂ LỌC NHANH Thiết kế bể lọc Kiểu bể lọc : Bể lọc nhanh lớp vật liệu lọc với cỡ hạt khác Chọn vật liệu lọc : Cát thạch anh Bảng Đặc trưng lớp vật liệu lọc Kiểu bể lọc Đường kính nhỏ (mm) Đường kính lớn (mm) Đường kính hiệu dụng d10 (mm) Hệ số không đồng K Chiều dày lớp vật liệu lọc (mm) Tốc độ làm việc chế độ bình thường vbt (m/h) Tốc độ lọc cho phép chế độ làm việc tăng cường vtc (m/h) Bể lọc nhanh lớp vật liệu lọc với cỡ hạt khác 0,5 1,25 0,6 0,65 1,51,7 Cát thạch anh 700 800 6 7,5 (Theo bảng 6.11, TCXDVN 33:2006) Tính toán: Tổng diện tích bể lọc trạm xử lí xác định theo công thức: Trong đó: - Q: Công suất trạm xử lí Q= 500 m3/ngày đêm: T: Thời gian làm việc trạm ngày đêm (giờ) Ta chọn T = 24 h vbt: Tốc độ tính toán chế độ làm việc bình thường (m/h) Chọn v bt = m/h a: số lần rửa bể ngày đêm chế độ làm việc bình thường Chọn a = W: Cường độ nước rửa lọc (l/sm2) Chọn W = 14 l/m.s2 (Theo bảng 6.13, TCXDVN 33:2006) - t1: Thời gian rửa lọc (giờ) Chọn t1 = phút = 0,1 h (Theo bảng 6.13, TCXDVN 33:2006) t2: Thời gian ngừng bể lọc để rửa Chọn t2 = 0,35 h (Theo điều 6.102, TCXDVN 33:2006) Chọn kích thước bể dài x rộng: L x B = x 2= m2 Chiều cao toàn phần bể bể lọc nhanh xác định theo công thức: - hd = 0,4 m: chiều cao lớp sỏi đỡ (Theo bảng 6.12, TCXDVN 33:2006) hv = 800 mm: chiều dày lớp vật liệu lọc hn = m: chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc (Theo điều 6.106, TCXDVN 33:2006) hp = 0,5 m: chiều cao phụ (Theo điều 6.106, TCXDVN 33:2006) Tính đường ống từ bể lắng sang bể lọc nhanh Đường kính ống dẫn nước từ bể lắng sang bể lọc nhanh tính theo công thức: D= 4.Q π v (m) Với: - Q =500 m3/ ngày đêm = 5,787.10-3 m3/s v: Vận tốc nước đường ống, chọn v = 1,5 m/s (Theo điều 6.111, TCXDVN 33:2006) Thay giá trị vào công thức ta có: m Vậy chọn ống dẫn nước từ bể lắng sang máng phân phối nước bể lọc có đường kính D = 70 mm Rửa lọc Xác định hệ thống phân phối nước rửa Chọn biện pháp rửa nước Cường độ nước rửa lọc W = 14 l/s.m2 Lưu lượng nước rửa bể lọc là: m3/s Chọn đường kính ống d c = 200 mm thép tốc độ nước chảy ống vc = 1,63 m/s (nằm giới hạn cho phép m/s) Lấy khoảng cách ống nhánh 0,28m (theo quy phạm 0,25 ÷ 0,35m) Số ống nhánh bể lọc là: m= B 1,91.2 ×2 = = 14 0, 28 0, 28 ống nhánh Bố trí ống: ống nhánh đặt vuông góc với ống chính, khoảng cách ống nhánh 0,28 m; bố trí dàn ống theo kiểu xương cá Lưu lượng nước rửa lọc chảy ống nhánh là: qn = Qr 0, 0511× 1000 = = 3, 65 l/s m 14 Chọn đường kính ống nhánh dn = 50 mm thép, tốc độ nước chảy ống nhánh : m/s (nằm giới hạn cho phép 1,6 ÷ m/s) Với đường kính ống 200mm, nên tiết diện ngang ống là: Ω= π d 3,14.0,2 = = 0,0314 m 4 Tổng diện tích lỗ lấy 35% diện tích tiết diện ngang ống chính, (quy phạm cho phép 30 ÷ 35%) Vậy tổng diện tích lỗ tính là: ω = 35%.Ω = 0,35.0,0314 = 0,011 m Chọn lỗ có đường kính 10 mm (theo quy phạm 10 ÷ 12mm), diện tích lỗ ωloã = π d 3,14.0, 012 = = 7,85 × 10−5 m 4 no = ω Tổng số lỗ là: 0, 011 = 140 ωloã = 7,85 × 10−5 140 Số lỗ ống nhánh là: 14 lỗ = 10 lỗ Trên ống nhánh, lỗ xếp thành hai hàng so le nhau, hướng xuống phía nghiêng góc 45o so với mặt phẳng nằm ngang Số lỗ hàng ống nhánh là: 10/2 = lỗ a= Khoảng cách tâm lỗ là: Tính toán máng thu nước rửa lọc: L − 0, 2 − 0, = = 0,18 m 2.5 10 Vì kích thước bể x 2m nên ta bố trí máng thu bể, mép máng thu thẳng nằm ngang, đáy máng có độ dốc 0,01 phía cuối máng, đáy có hình tam giác Chiều rộng máng tính theo công thức: Bm = K qm2 ( 1, 57 + a ) ( m) Trong : - a: Tỉ số chiều cao phần chữ nhật với nửa chiều rộng máng Chọn a =1,3 qm: Lưu lượng nước rửa tháo theo máng, lượng nước rửa cho bể lọc, qm = Qr = 0,0511m3/s K: Hệ số, tiết diện máng có tiết diện cạnh K = 2,1 Vậy chiều rộng máng tính là: Bm = K qm2 ( 1,57 + a ) = 2,1× 0, 05112 ( 1,57 + 1,3) = 0,339 m Suy ra: Chiều cao máng chữ nhật a= hCN B × a 0,339 ×1,3 ⇒ hCN = m = = 0, 221 m Bm 2 Lấy chiều cao phần đáy tam giác hđ = 0,2 m Độ dốc đáy máng lấy phía máng tập trung nước i = 1%, Chiều dày thành máng lấy : δ m = 0,05 m Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa là: Hm = hCN + hđ + δm = 0,221 + 0,2 + 0,05 = 0,471 m Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước xác định theo công thức: h= H ×e + 0, 100 ( m) Trong : - H: Chiều dày lớp vật liệu lọc, Lvl = 0,8 m e: Độ giản nở tương đối lớp vật liệu lọc, e = 45% (Theo bảng 6.13, TCXDVN 33:2006) h= Vậy ta tính được: H.e 0,8.45 + 0,3 = + 0,3 = 0, 66 m 100 100 Theo quy phạm, khoảng cách đáy máng dẫn nước rửa phải nằm cao lớp vật liệu lọc tối thiểu 0,07 m Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa H m = 0,471 m, máng dốc i = 1%, dài 1,91 m nên chiều cao máng phía cửa là: 0,471 + 1,91.i = 0,471 + 1,91.0,01 = 0,49 m Khoảng cách tối thiểu mép máng dẫn nước rửa tới lớp vật liệu lọc là: 0,49 + 0,07 = 0,56 m Vậy ∆H m phải lấy bằng: ∆H m =0,66 m Trong bể lọc có máng tập trung, khoảng cách từ máng thu đến máng tập trung H tính (m) phải xác định theo công thức: Trong đó: - q: Lưu lượng nước chảy vào máng tập trung q= m3/s : Chiều rộng máng tập trung Chọn = 0,6 m (Theo mục 6.118, TCXDVN 33:2006) g = 9,81 m/s2 Từ đó: m Tính tổn thất áp lực rửa bể lọc nhanh: Tính tổn thất áp lực hệ phân phối giàn ống khoan lỗ: hp = ξ v o 2g +v n 2g (m ) Trong : Vo : Tốc độ nước chảy đầu ống ; vo = 1,63 m/s Vn : Tốc độ nước chảy đầu ống nhánh ; = 1,86 m/s G : Gia tốc trọng trường ; g = 9,81 m/s2 ξ ξ= : Hệ số sức cản : 3, W1,8 ( ống thu có lỗ làm việc đầy ống ) Trong đó: W: Tỉ số tổng diện tích lỗ ống diên tích tiết tiên ngang cuối ống, 0,15 W Chọn W= 0,5 ( Theo mục 6.95, TCXDVN 33: 2006) Từ đó: ξ= 1, 632 1,86 hp = 11,5 + = 1, 73 2.9,81 2.9,81 3, = 11,5 0,51,8 m ( thỏa mãn < 7m ) Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ : hd=0,22.Ls.W=0,22.0,7.14=2,156 (m) Trong đó: - Ls: chiều dày lớp sỏi đỡ ; Ls= 0,7 W: Cường độ rửa lọc ;w= 14 l/s.m2 Tổn thất áp lực lớp vật liệu lọc : hvl = (a + b.W).L.e (m) Trong đó: - a,b: Các thông số phụ thuốc vào kích thước hạt với kích thước hạt d = 0,5 1mm ; a = 0,76; b = 0,017 (trang 135, sách “Xử Lí Nước Cấp” Nguyễn Ngọc Dung) - W: cường độ rửa lọc W= 14 l/s.m2 L: chiều dày lớp vật liệu lọc L=0,8 m e: Độ giản nở tương đối lớp vật liệu lọc, e = 45% Từ đó: hvl = (0,76+0,017.14).0,8.0,45=0,36m Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu lớp cát lọc lấy hbm= 2m Vậy tổn thất áp lực nội bể lọc là: ht = hp + hd + hvl + hbm =1,73+2,156 +0,36+2 = 6,246 m Chọn máy bơm rửa lọc: Áp lực công tác cần thiết máy bơm rửa lọc xác định theo công thức: Hr = hhh+ hô + hd+ hvl + hbm + hcb = hhh+ hô + ht + hcb hhh: độ cao hình học từ mực nước thấp bể chứa đến mép máng thu nước rửa hhh = 4+3,5 – +0,66 = 6,16 m Trong đó: 4: Chiều sâu mức nước bể chứa (m) 3,5: Độ chênh mực nước bể lọc bể chứa (m) 2: Chiều cao lớp nước bể lọc (m) 0,66: Khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến mép máng (m) hô: tổn thất áp lực đường ống dẫn nước từ trạm bơm nước rửa đến bể lọc (m); hô = 1,63 (trang 149, sách “ Xử lí nước câp”, Nguyễn Ngọc Dung) ∑ξ hcb= v2 ( m) 2g Giả sử đường ống dẫn nước rửa lọc có thiết bị phụ tùng : cút 90 0, van khóa , ống ngắn ξ Cút 900: ξ Khóa: Ống ngắn: ξ = 0,98 =0,26 =1 Vậy hcb = (2.0,98+0,26+2.1) 1, 632 2.9,81 = 0,571 m Hr = 6,16 +1,63+6,246 +0,571 =14,607 m Với Q= 51,1 l/s Hr =14,607 m ,chọn máy bơm rửa lọc phù hợp Lưu lượng nước rửa lọc: Qrửa = W f N = 14 × 3,65 × = 102,2 l/s = 0.102 m3/s Trong đó, W: cường độ nước rửa lọc, l/s.m2 W = 14 l/s.m2 f: diện tích bể lọc, m2 f = 3,65 m2 N: số bể lọc, N = Công suất bơm, N= γ × Q × H 1, 000 × 0.102 ×14, 607 = = 18, 25( KW ) 102 ×η 102 × 0.8 Trong đó, Q: lưu lượng bơm, m3/s Q = Qrửa = 0.102 m3/s H: áp lực bơm, m Hbơm= 14,607 m γ: khối lượng thể tích nước, γ =1,000 kg/m3 η: hiệu suất bơm, lấy η = 80 % Chọn hai bơm, làm việc, dự phòng Loại bơm: Bơm Pentax, CM50-250B, Bơm18.5kw Tỉ lệ lượng nước rửa lọc so với lượng nước vào bể lọc tính theo công thức, P= W × f × t1 × 60 × N × 100 (%) Q × To × 1000 Trong đó, W: cường độ nước rửa lọc, l/s.m2 W =14 l/s.m2 f: diện tích bể lọc, m2, f = 3,65 m2 N: số bể lọc, N = Q: công suất trạm xử lý, m3/h Q = 20,833 m3/h To: thời gian công tác bể hai lần rửa, h To = T − ( t1 + t2 + t3 ) , h a , Với, T: thời gian công tác bể lọc ngày, h T = 24 h a: số lần rửa bể lọc ngày, a = t1, t2, t3: thời gian rửa,thời gian chết bể thời gian xả nước lọc đầu, h Thời gian công tác bể hai lần rửa lọc là, To = T 24  10  − ( t1 + t2 + t3 ) = −  + 0.35 + ÷ = 23,37 h a  60 60  Vậy tỉ lệ lượng nước rửa lọc so với lượng nước vào bể lọc là, ⇒P= IX W × f × t1 × 60 × N × 100 14 × 3, 65 × × 60 × ×100 = = 8,82 % Q × To ×1, 000 20,833 × 23, 37 × 1, 000 BỂ KHỬ TRÙNG Khử trùng nước khâu bắt buộc cuối trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt Trong nước thiên nhiên có nhiều vi sinh vật vi trùng gây bệnh tả, lỵ, thương hàn, sau trình xử lý học, cho nước qua bể lọc, phần lớn vi trùng bị giữ lại Song để tiêu diệt hoàn toàn vi trùng gây bệnh, cần phải khử trùng nước Tính toán bể khử trùng: Tính toán bể khử trùng dạng dòng chảy tiếp xúc qua ngăn Thiết kế bể với ngăn với thời gian lưu bể t = 20 phút Dung tích hữu ích bể: Chọn chiều cao bể lớp nước bể hn = 0,5 m Chiều cao bể H = hn + hbv = 0,5 + 0,5 = m Diện tích bề mặt bể: Diện tích bề mặt ngăn tiếp xúc: Chọn kích thước ngăn : Chọn khoảng cách ngăn tường dài 0.2m  Chiều dài vách ngăn = 2,6 m Chiều dài thực tế bể : Lb = n ( B δ ) = ( 0,2 ) = m δ: chiều dày vách ngăn (tường gạch δ = 0,15-0,2 m) chọn δ = 0,2m Tính toán liều lượng Clo cần thiết: Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết sử dụng tính theo công thức: C= Qmax * a 1000 ( kg/h) Trong đó: Q: Lưu lượng nước nguồn xử lý (m3/h) Qmax = 20,833 m3/h a: Liều lượng Clo hoạt tính (lấy theo tiêu chuẩn 6.162 54TCN 33-2006) Chọn a = mg/l = g/m3 Vậy lượng Clo hoạt tính cần thiết dùng để khử trùng : C= Qmax * a 20,833*3 = = 0, 062 kg/h 1000 1000 Liều lượng Clo cần thiết sử dụng ngày là: 0, 062 × 24 = 1,488 kg Để định lượng Clo, xáo trộn Clo với nước phải lắp đặt thiết bị chuyên dùng gọi Clorator, loại Cloator ứng dụng rộng rải Clorator chân không Để định lượng amonia dùng ESACHJ18 X BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH Lưu lượng nước vào bể Q = 20,833 m3/h Thể tích bể Trong đó: - Q = 20,833 m3/h: lưu nước vào bể - t = 2h: thời gian lưu Chọn chiều cao làm việc Hlv = 4,5 m, chiều cao an toàn Hbv = 0,5 m Chiều cao bể Diện tích đáy bể chứa: Chọn chiều dài x chiều rộng = x 1,7 = 8,5 m2 Kích thước bể chứa CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN - Với xã hội ngày phát triển, dân số tăng nhanh dẫn đến nhu cầu dùng nước người dân tăng lên Việc thiết kế hệ thống xử lý nước mặt giải phần nhu cầu - Thiết kế hệ thống xử lý nước mặt xử lý nguồi nước đầu vào đạt tiêu chuẩn, cấp nước vào mạng lưới cấp nước chung cho người dân sử dụng - Để nước cung cấp cho người dân sử dụng, biện pháp kỹ thuật tính toán, việc thường xuyên tuyên truyền giáo dục cho người phải tiết kiệm nguồn tài nguyên nước, tránh láng phí II KIẾN NGHỊ - Trong trình vận hành, yêu cầu người vận hành phải thực quy trình, thường xuyên kiểm tra chế độ làm công trình, thiết bị để hệ thống làm việc có hiệu cao phát biến cố để giải - Nhà máy cần có cán chuyên trách đào tạo vận hành hệ thống theo quy trình định - Khi có cố cần liên hệ với quan chuyên môn để giải cách sớm - Khi nhà máy hoạt động, cần phải chuẩn bị sẵn thiết bị phụ trợ để thay có biến cố xảy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Ngọc Dung – Xử lí nước cấp Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 2010 [2] TS Trịnh Xuân Lai – Xử lí nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 2011 [3] TS Trịnh Xuân Lai – Tính toán công trình xử lý phân phối nước cấp” Trịnh Xuân Lai Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 2008 [4] TCXDVN 33:2006 [5] TCXDVN 299:1999 ... lí nước cấp Những nhà máy xử lí nước cũ phải liên tục nâng cấp hệ thống để xử lí nguồn nước ngày ô nhiễm II ĐẶC TÍNH CỦA NGUỒN NƯỚC CẤP Giới thiệu khái quát nước mặt • Nước mặt dùng để loại nước. .. lựa chọn nguồn nước mặt phục vụ hệ thống cấp nước sinh hoạt Áp dụng TCXDVN 233:1999: Các tiêu lựa chọn nguồn nước mặt, nước ngầm phục vụ hệ thống cấp nước sinh hoạt Bảng TCXDVN 233:1999 STT Các... lục địa, mặt nước tiếp xúc với không khí: nước sông, suối, ao, hồ… • Thành phần hóa học nước mặt phụ thuộc vào tính chất đất đai nơi mà dòng nước chảy qua đến thủy vực, chất lượng nước mặt chịu