ĐỒ án xử lý nước Cấp

Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người LỜI NÓI ĐẦU Nước nhu cầu thiếu người Nhưng nguồn nước không đủ cung cấp cho sinh hoạt số nơi ô nhiễm nguồn nước mặt Nhu cầu dùng nước người dân dừng lại nguồn nước cấp cho sinh hoạt cần đảm bảo chất lượng nguồn nước cần thiết Do đó, đồ án thực với mục đích nhằm đem lại nguồn nước cấp cho sinh hoạt đảm bảo chất lượng đồng thời giúp người sử dụng có tin tưởng tuyệt đối vào nguồn nước mà họ sử dụng ngày LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu đề xuất đưa phương án cho hệ thống xử lý nước cấp điều dễ dàng Là sinh viên ngồi ghế nhà trường khó khăn Vì vậy, em chân thành cảm ơn nhà trường tạo điều kiện cho chúng em học tập có kiến thức thực nhiệm vụ Chúng em, sinh viên ngành Kỹ thuật môi trường tương lai cần đồ án để thu thập tích lũy cho kiến thức hệ thống xử lý nước Khi có kiến thức thực tốt công việc sau Trong trình thực đồ án, chưa có kinh nghiệm, chưa nắm vững thiếu hụt mặt kiến thức nên tránh khỏi sai sót Thời gian qua nhờ có giúp đỡ dạy TS Nguyễn Xuân Trường giúp em có thêm nhiều kiến thức, kỹ chuyên ngành hoàn thành xong đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Đồ án tham khảo, sử dụng số tài liệu quý giá từ giáo sư, tiến sĩ, thầy cô giáo anh chị học khóa trước Vì vậy, em xin cảm ơn tất người cho chúng em nguồn tài liệu quý giá để em hoàn thành tốt đồ án trình học tập sau Thay mặt cho tất sinh viên học tập nghiên cứu xin cảm ơn chân thành đến nhà trường quý thầy cô SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người MỤC LỤC MỞ ĐẦU MỤC TIÊU ĐỒ ÁN Nghiên cứu lựa chọn xây dựng nhà máy nước mang tính khả thi cao, phù hợp với phương án bảo vệ môi trường phát triển vững Cung cấp đầy đủ nước cho nhu cầu sinh hoạt, công nghiệp, tưới tiêu, thương mại, dịch vụ chữa cháy NỘI DUNG THIẾT KẾ CỦA ĐỒ ÁN - Lập thuyết minh tính toán bao gồm: + Đề xuất phương án công nghệ xử lý nước cấp cho khu dân cư 18000 người, từ phân tích lựa chọn công nghệ thích hợp + Tính toán toàn công trình đơn vị sơ đồ công nghệ + Tính toán lựa chọn thiết bị (bơm nước, thiết bị khuấy trộn,…) cho công trình đơn vị tính toán - Các vẽ kỹ thuật: + Vẽ vẽ mặt cắt công nghệ phương án chọn: vẽ khổ A1 + Vẽ chi tiết công trình đơn vị hoàn chỉnh: vẽ khổ A1 SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP 1.1 CÁC NGUỒN CẤP NƯỚC Ở NƯỚC TA Năm 1896, hệ thống xử lý nước Hà Nội thức đưa vào vận hành Hiện nay, hệ thống cấp nước thành phố Hà Nội cải tạo xây dựng với trang thiết bị đại, nâng công suất lên 390.000 m 3/ngày Đối với thành phố khác miền Bắc, nhiều hệ thống cấp nước cải tạo phát triển Ở miền Nam, hệ thống cấp nước cho đô thị lớn cải tạo nâng cấp Nhiều nhà máy nước xây dựng từ thời Pháp thuộc cải tạo, thay đổi công nghệ xử lý Hiện nay, thành phố Hồ Chí Minh, nhà máy nước Thủ Đức I có công suất 700.000 m3/ngày hoạt động, nhà máy nước Tân Hiệp, nhà máy nước ngầm Hóc Môn nhà máy nước Thủ Đức II có công suất 300.000 m 3/ngày khởi công xây dựng đảm bảo cung cấp nước sinh hoạt sản xuất toàn thành phố Trong thời điểm nay, nhiều trạm cấp nước xây dựng mới, áp dụng công nghệ tiên tiến nước phát triển Pháp, Phần Lan, Australia, Singapore,… Các loại công trình xử lý bể lắng ngang có lamen, bể lắng kiểu accelator, kiểu pulsator, bể lọc sử dụng vật liệu nổi, bể lọc kiểu Aquazuz V áp dụng nhiều nơi Trong công nghệ xử lý nước ngầm, áp dụng ejector thu khí, tháp oxy hóa, nước chảy chuyển bậc để oxy hóa sắt thay cho giàn mưa cổ điển Những trạm cấp nước cho thành phố lớn áp dụng công nghệ tiên tiến tự động hóa cao Trong tương lai, hệ thống cấp nước nâng cấp để theo kịp nước khu vực 1.1.1 Nước dùng cho sinh hoạt Là loại nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt người nước dùng để ăn uống, tắm rửa, giặt, chuẩn bị nấu ăn, cho khu vệ sinh, tưới đường, tưới cây,… Loại nước chiếm đa số khu dân cư Nước dùng cho sinh hoạt phải đảm bảo tiêu chuẩn hóa học, lý học vi sinh theo yêu cầu quy phạm đề ra, không chứa thành phần lý, hóa học vi sinh ảnh hưởng đến sức khỏe người SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người 1.1.2 Nước dùng cho sản xuất Có nhiều ngành công nghiệp dùng nước với yêu cầu lưu lượng chất lượng nước khác Có ngành yêu cầu chất lượng nước không cao số lượng lớn, ngược lại có ngành yêu cầu số lượng nước không nhiều chất lượng nước cao, ví dụ nước cho ngành công nghiệp dệt, phim ảnh, nước cấp cho nồi hơi, nước cho vào sản phẩm đồ ăn uống,… Nước cấp cho ngành công nghiệp luyện kim, hóa chất yêu cầu lượng nước lớn yêu cầu chất lượng thường không cao Lượng nước cấp cho sản xuất nhà máy tương đương với nhu cầu dùng nước đô thị hàng ngàn dân 1.1.3 Nước dùng cho chữa cháy Dù khu vực dân cư hay khu công nghiệp có khả xảy cháy Vì vậy, hệ thống cấp nước cho sinh hoạt hay sản xuất phải tính đến trường hợp có cháy Nước dùng cho việc chữa cháy dự trữ bể chứa nước thành phố 1.2.THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC CẤP 1.2.1 Nước ngầm cấp cho sinh hoạt Việt Nam quốc gia có nguồn nước ngầm phong phú trữ lượng tốt chất lượng Nước ngầm tồn lỗ hổng khe nứt đất đá, tạo thành giai đoạn trầm tích đất đá thẩm thấu, thấm nguồn nước mặt nước mưa… Nước ngầm tồn cách mặt đất vài mét, vài chục mét, hay hàng trăm mét Đối với hệ thống cấp nước cộng đồng nguồn nước ngầm nguồn nước ưa thích Bởi vì, nguồn nước mặt thường bị ô nhiễm lưu lượng khai thác phải phụ thuộc vào biến động theo mùa Nguồn nước ngầm chịu ảnh hưởng tác động người Chất lượng nước ngầm thường tốt chất lượng nước mặt nhiều Trong nước ngầm hầu như: hạt keo hay hạt lơ lửng vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp Bảng 1.1: Một số đặc điểm khác nước ngầm nước mặt Thông số Nước ngầm Nước mặt SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người Nhiệt độ - Tương đối ổn định Chất rắn lơ lửng - Rất thấp, không - Thường cao thay đổi có theo mùa Chất khoáng hoà tan - Ít thay đổi, cao so với - Thay đổi tuỳ thuộc chất nước mặt lượng đất, lượng mưa 2+ Hàm lượng Fe , Mn 2+ - Thay đổi theo mùa - Thường xuyên có - Rất thấp, có nước nước, hàm lượng tùy thuộc sát đáy hồ vào địa chất mạch nước Khí CO2 hoà tan - Có nồng độ cao (hàm - Rất thấp lượng tùy thuộc vào địa chất mạch nước) Khí O2 hoà tan - Thường không tồn Khí NH3 - Thường có (hàm lượng tùy - Có nguồn nước bị thuộc vào địa chất mạch nhiễm bẩn nước) Khí H2S - Thường có - Không có SiO2 - Thường có nồng độ cao - Có nồng độ trung bình NO3 - Vi sinh vật - Gần bão hoà - Có nồng độ cao, bị - Thường thấp nhiễm phân bón hoá học - Chủ yếu vi trùng - Nhiều loại vi trùng, virut sắt gây gây bệnh tảo Các nguồn nước ngầm không chứa rong tảo, nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước Thành phần đáng quan tâm nước ngầm tạp chất hoà tan ảnh hưởng điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mưa, trình phong hoá sinh hoá khu vực Ở vùng có điều kiện phong hoá tốt, có SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người nhiều chất bẩn lượng mưa lớn chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm chất khoáng hoà tan, chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa ngấm vào đất Ngoài ra, nước ngầm bị nhiễm bẩn tác động người Các chất thải người động vật, chất thải sinh hoạt, chất thải hoá học, việc sử dụng phân bón hoá học.… Tất loại chất thải theo thời gian ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần làm ô nhiễm nguồn nước ngầm Đã có không nguồn nước ngầm tác động người bị ô nhiễm hợp chất hữu khó phân huỷ, vi khuẩn gây bệnh, hoá chất độc hại kim loại nặng, dư lượng thuốc trừ sâu không loại trừ chất phóng xạ pH nước ngầm thấp, thường dao động từ – 1.2.2 Thành phần nước mặt 1.2.2.1 Nhiệt độ Là yếu tố liên quan đến tồn phát triển sinh vật thủy sinh, đồng thời nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy sinh học chất ô nhiễm hữu nước, ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan Qua đó, ảnh hưởng đến khả tự làm nguồn nước tự nhiên nên thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng nhiều mặt đến chất lượng nước Nhiệt độ yếu tố định loài sinh vật chiếm ưu môi trường nước (ở Việt Nam, nhiệt độ nước dao động từ 13-34 oC “theo Trịnh Xuân Lai”) Theo độ sâu, nhiệt độ phân thành tầng rõ rệt: Tầng mặt, tầng chuyển tiếp tầng đáy Trong tầng mặt: nước có nhiệt độ cao nên tỷ khối thấp Do ảnh hưởng gió nên nước tầng mặt xáo trộn mạnh làm cho nhiệt độ tương đối đồng đều, nồng độ oxy hòa tan cao, tiếp nhận ánh sáng tốt nên quang hợp diễn mạnh mẽ Tầng thuận lợi cho trình phân hủy sinh học Tầng chuyển tiếp: có nhiệt độ giảm rõ rệt theo độ sâu Tầng đáy, nước không bị khuấy đảo tách biệt với tầng mặt tầng chuyển tiếp nên nồng độ oxy hòa tan thấp, ánh sáng mặt trời không xuyên tới Trong tầng này, trình phân hủy hữu diễn điều kiện yếm khí, sản phẩm phân hủy có mùi độc hại H2S, NH3 SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người 1.2.2.2 Màu sắc Màu nước chất tạo trình phân hủy mảnh vụn hữu cây, gỗ… hợp chất vô chứa Fe(III) có mẫu nước Những thành phần gây màu tự nhiên nước dạng hạt keo mang điện tích âm, nên loại bỏ trình đông tụ muối ion kim loại hóa trị III Fe, Al Màu nước chất lơ lửng tạo nên loại bỏ phương pháp lọc Màu nước chất hòa tan tạo nên loại bỏ phương pháp hóa lý kết hợp Nước bị nhiễm bẩn nước thải sinh hoạt công nghiệp thường có màu xanh đậm màu đen Độ màu đo đơn vị Pt-Co (Platin-Coban) Nước tự nhiên có độ màu nhỏ 200 mgPt-Co/l Dựa vào màu nước để định mức độ xử lý lựa chọn phương pháp xử lý hóa chất dùng xử lý (theo Trịnh Xuân Lai nước thiên nhiên thường có độ màu thấp 2000(Pt-Co)) 1.2.2.3 Độ đục Độ đục nước nước có nhiều loại chất lơ lửng dạng keo dạng phân tán thô bị trôi từ bề mặt lưu vực xuống thủy vực Độ đục xác định thông qua khả lan truyền ánh sáng qua nước Nó phản ánh mức độ ngăn cản ánh sáng xuyên qua nước chất lơ lửng vô hữu Thông qua độ đục đánh giá tình trạng nhiễm bẩn nước.… Đơn vị đo độ đục NTU Nước mặt có độ đục 20-100 NTU Mùa lũ tới 500 NTU Nước cấp cho ăn uống nhỏ NTU 1.2.2.4 Mùi vị Nước ô nhiễm có mùi hợp chất hóa học chủ yếu hợp chất hữu hay sản phẩm từ phân hủy vật chất Nước bị ô nhiễm nặng chất hữu có mùi hôi thối khó chịu; khí độc hại SO2, H2S sản phẩm từ phân hủy yếm khí SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người 1.2.2.5 Độ dẫn điện Độ dẫn điện tăng theo hàm lượng chất khoáng hòa tan nước dao động theo nhiệt độ Dùng để đánh giá tổng lượng chất khoáng hòa tan nước 1.2.2.6 Tính phóng xạ Tính phóng xạ phân hủy thành phần có chất phóng xạ nước tạo nên Xác định thông qua độ phóng xạ anpha beta 1.2.2.7 Tổng số chất rắn Tống số chất rắn toàn chất có mặt nước, xác định cách sấy mẫu nước nhiệt độ 103 – 105 0C, sau nước bay hết, phần lại chất rắn Các chất rắn có mặt nước gồm chất rắn hòa tan lơ lửng, quan trọng chất rắn lơ lửng 1.2.2.8 Chất rắn lơ lửng Lượng chất rắn lơ lửng thông số đánh giá cường độ nước thải, hiệu thiết bị xử lý Xác định dùng phương pháp lọc mẫu nước chén Gút, sau đo khối lượng chất rắn có màng lọc chén (mg/l) CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP 2.1 CÁC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC Công trình thu nước có nhiệm vụ thu nước từ nguồn nước Công trình thu nước mặt có dạng kết hợp phân ly, thu nước sát bờ cửa thu thu nước dòng ống tự chảy, xiphông Công trình thu nước ngầm thường giếng khoan, thu nước từ nguồn nước ngầm mạch sâu có áp Chọn vị trí công trình thu nước dựa sở đảm bảo lưu lượng, chất lượng, độ ổn định, tuổi thọ công trình thuận tiện cho việc bảo vệ vệ sinh nguồn nước SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 10 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người => Chọn df = 70 mm  Chiều dài miệng phun: - Góc nghiêng phần nón so với mặt phẳng nằm ngang: β = 50o (Quy phạm β = 50o ÷ 55o) - Đường kính phần đáy hình nón lấy đường kính ống xả cặn: Chọn d = 0,2 m (Đường kính ống xả cặn lấy 150 ÷ 200 mm) - Chiều cao phần hình nón chứa nén cặn: - Dung tích phần chứa nén cặn bể: - Nồng độ trung bình lấy theo cặn nén: δ= 15000 g/m3 (Lấy theo bảng 6.8 TCXD 33:2006) - Hàm lượng cặn lại nước sau lắng: Chọn C = 12 mg/l (Quy phạm C = 10 ÷ 12 mg/l) - Hàm lượng cặn nước nguồn : Cn = 49 mg/l - Độ màu nước nguồn: M = 76 mgPl-Co/l - Liều lượng phèn tính theo sản phầm không chứa nước: + Tra theo bảng 6.3 TCXD 33-2006: Chọn P2 = 35 mg/l => Lấy giá trị P lớn nhất: Chọn P = 35 mg/l - Hệ số phụ thuộc vào độ tinh khiết phèn sử dụng: Chọn phèn nhôm với K = 0,55  Thời gian lần xả cặn: SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 36 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người - Hệ số pha loãng cặn: Chọn Kp = 1,15 (Quy phạm Kp = 1,2 ÷ 1,15)  Lượng nước dùng cho việc xả cặn bể lắng tính phần trăm lưu lượng xử lý:  Máng thu nước: - Dùng hệ thống máng vòng chảy tràn xung quanh thành bể dạng cưa để thu nước, thiết kế máng vòng chạy theo chu vi vành bể, đường kính máng đường kính bể - Đường kính máng thu nước: Dm = 0,9 D = 0,9 6,2 = 5,58 m - Chiều rộng máng thu nước 10% đường kính bể: b m = 0,1 6,2 = 0,62 m - Chọn bề dày thành máng thu 0,1 m - Chọn chiều cao máng thu : hm = 0,4 m - Độ dốc máng phía ống tháo nước i = 0,02  Máng cưa: - Đường kính máng cưa đường kính máng thu trừ bề dày thành máng thu: Dmrc = 6,2 – 0,1 = 6,1 m - Chiều dài máng cưa: Lmrc = = 3,14 6,1 = 19,1 m - Chọn số khe mét chiều dài máng cưa khe - Bề rộng cưa 100 mm - Bề rộng khe: bk = 0,15 m - Máng cưa xẻ khe thu nước hình chữ V, góc 90o để điều chỉnh cao độ mép máng - Bề dày máng cưa mm - Chọn chiều rộng máng cưa 0,3 m - Chiều cao tổng máng cưa 300 mm - Chiều sâu khe 75 mm - Khoảng cách đỉnh 250 mm - Máng cưa bắt dính với máng thu nước bulong qua khe dịch chuyển SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 37 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người - Khe dịch chuyển có đường kính 10 mm, bulong mắc cách mép máng cưa 50 mm cách đáy chữ V 50 mm, hai khe dịch chuyển cách 0,5m Tổng số khe: n = Lmrc = 19,1 = 95,8 khe  chọn số khe 96 khe Bảng 4.3: Thông số thiết kế bể lắng đứng Thông số thiết kế Số liệu Đơn vị Khung chắn có ô hình vuông 500 mm Chiều cao khung 800 mm Số lượng bể lắng bể 28,2 m2 m Chiều cao ngăn phản ứng 4,5 m Diện tích ngăn phản ứng xoáy hình trụ đặt bể 2,3 m2 Đường kính bể lắng 6,2 m Đường kính bể phản ứng 1,7 m Đường kính ống dẫn nước vào bể 110 mm Miệng phun đặt cách thành buồng phản ứng 0,34 m Đường kính miệng phun 0,07 m Chiều dài miệng phun 0,16 m Góc nghiêng phần nón so với mặt phẳng nằm ngang 50 độ Đường kính phần đáy hình nón lấy đường kính ống xả cặn 0,2 m Chiều cao phần hình nón chứa nén cặn 3,6 m Diện tích tiết diện ngang vùng lắng bể lắng đứng Chiều cao vùng lắng 4.4 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ BỂ LỌC NHANH - Công suất trạm xử lí: Q = 3200 m3/ngày đêm - Thời gian làm việc trạm ngày đêm: T = 18 - Tốc độ lọc tính toán chế độ làm việc bình thường: vtb = m/h SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 38 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người (Lấy theo bảng 6.11 TCXD 33:2006) - Số lần rửa bể ngày đêm chế độ làm việc bình thường: a = - Cường độ nước rửa lọc: Chọn W = 12 l/sm2 (Lấy theo bảng 6.13 TCXD 33:2006) - Thời gian rửa lọc: Chọn t1 = phút = 0,1 h (Lấy theo bảng 6.13 TCXD 33:2006) - Thời gian ngừng bể lọc để rửa: t2 = 0,35h  Diện tích bể lọc trạm xử lí: - Số bể lọc cần thiết: => Chọn bể - Diện tích bể lọc: - Tốc độ lọc tính toán theo chế độ làm việc tăng cường: => vtc nằm khoảng từ (6 ÷ 7,5) nên đảm bảo - Chọn kích thước bể: L x B = x 2,8 = 8,4 m2 - Chiều cao lớp sỏi đỡ: hd = 0,7 m (Lấy theo bảng 6.17 TCXD 33:2006) - Chiều dày lớp vật liệu lọc: hv = 0,8 m (Lấy theo bảng 6.11 TCXD 33:2006) - Chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc: Chọn hn = m (Quy phạm hn≧2 m) SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 39 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người - Chiều cao phụ kể đến việc dâng nước đóng bể để rửa: Chọn hp = 0,5 m (Quy phạm hp≧0,3 m)  Chiều cao toàn phần bể lọc nhanh:  Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc - Chọn biện pháp rửa bể gió, nước phối hợp - Mức độ nở tương đối lớp vật liệu lọc 45% (Lấy theo bảng 6.13 TCXD 33:2006) - Cường độ gió rửa lọc: Chọn (Quy phạm cho phép ) - Lưu lượng nước rửa bể lọc: - Chọn đường kính ống dc = 500 mm thép tốc độ nước chảy ống vc = 1,91 m/s (nằm giới hạn cho phép ≦ m/s) - Lấy khoảng cách ống nhánh 0,28 m (Quy phạm cho phép 0,25 ÷ 0,3 m) - Số ống nhánh bể lọc: - Lưu lượng nước rửa lọc chảy ống nhánh: - Chọn đường kính ống nhánh dn = 75 mm thép, tốc độ nước chảy ống nhánh = 1,99 m/s (nằm giới hạn cho phép 1,8 ÷ m/s) - Với ống 500 mm, tiết diện ngang ống - Tổng diện tích lỗ lấy 35% diện tích tiết diện ngang ống: SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 40 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người (Quy phạm cho phép 30 ÷ 35 %) - Chọn lỗ có đường kính 12 mm (Quy phạm 10 ÷ 12 mm) diện tích lỗ là: - Tổng số lỗ là: - Số lỗ ống nhánh: = 31 lỗ - Trên ống nhánh, lỗ xếp thành hàng so le nhau, hướng xuống phía nghiêng góc 45o so với mặt phẳng nằm ngang Số lỗ hàng ống nhánh 31/2 = 16 lỗ - Đường kính ống gió chính: 0,525 m - Khoảng cách lỗ là: - Chọn ống thoát khí φ32 mm đặt cuối ống  Tính hệ thống dẫn gió rửa lọc - Lưu lượng gió tính toán: - Lấy tốc độ gió ống dãn gió 15 m/s (Quy phạm 15 ÷ 20 m/s), đường kính ống gió chính: - Số ống gió nhánh lấy 20 - Lượng gió ống nhánh: - Đường kính ống gió nhánh: SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 41 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người - Đường kính ống gió 107 mm, diện tích mặt cắt ngang ống gió chính: - Tổng diện tích lỗ lấy 40% diện tích tiết diện ngang ống gió (Quy phạm 35 ÷ 40 %) ωgió = 0,4 x 9.10-3 = 3,6.10-3 Chọn đường kính lỗ gió mm (Quy phạm ÷ mm), diện tích lỗ gió là: - Tổng số lỗ gió - Số lỗ ống gió nhánh: 510/20 = 26 lỗ - Đường kính ống gió chính: 0,22 m - Số lỗ hàng: 13 lỗ - Khoảng cách lỗ:  Tính toán máng phân phối nước lọc thu nước rửa lọc - Bể có chiều dài m, chọn bể bố trí máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác, khoảng cách máng d = 3/3 = m (Quy phạm d không lớn 2,2 m) - Khoảng cách tâm máng: d = m - Chiều dài máng: l = 2,8 m  Lượng nước rửa thu vào máng: l/s = 0,0336 m3/s - Tỉ số chiều cao phần hình chữ nhật với nửa chiều rộng máng: Chọn a = 1,3 (Quy phạm a = ÷ 1,5) - Hệ số, tiết diện máng hình tam giác: K = 2,1 - Chiều rộng máng: SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 42 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người - Chiều cao phần máng hình chữ nhật: - Chiều cao phần đáy tam giác: hđ = 0,2 m - Độ dốc đáy máng lấy phía máng tập trung nước: i = 0,01 - Chiều dày thành máng: δm = 0,08 m  Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa: - Chiều dày lớp vật liệu lọc: H = 0,8 m - Độ giãn nở tương đối lớp vật liệu lọc: e = 45% - Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước: - Theo quy phạm, khoảng cách đáy máng dẫn nước rửa phải nằm cao lớp vật liệu lọc tối thiểu 0,07 m - Máng dài 0,28 m nên chiều cao máng phía máng tập trung ∆Hm = 0,47 + 0,28 + 0,07 = 0,82 m - Nước rửa lọc từ máng thu tràn vào máng tập trung nước - Lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước: qM = 0,107 m3/s - Chiều rộng máng tập trung: Chọn A = 0,75 m (Quy phạm A không nhỏ 0.6 m) - Gia tốc trọng trường: g = 9,81 m/s2 - Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung:  Tính tổn thất áp lực rửa bể lọc nhanh SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 43 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người - Tốc độ nước chảy đầu ống chính: vo = 1,91 m/s - Tốc độ nước chảy đầu ống nhánh: = 1,99 m/s - Hệ số sức cản:  Tổn thất áp lực hệ thống phân phối giàn ống khoan lỗ: - Chiều dày lớp sỏi đỡ: LS = 0,7 m - Cường độ rửa lọc: W = 12 l/sm2  Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: - Với kích thước hạt d = 0,5 ÷ mm: a = 0,76; b = 0,017  Tổn thất áp lực lớp vật liệu lọc: - Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu lớp cát lọc: Lấy hbm = m  Vậy tổn thất áp lực nội bể lọc:  Chọn máy bơm rửa lọc bơm gió rửa lọc - Chiều sâu mực nước bể chứa: 3,9 m - Độ chênh mực nước bể lọc bể chứa: 0,5 m - Chiều cao lớp nước bể lọc: m - Khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến mép máng: 0,82 m  Độ cao hình học từ mực nước thấp bể chứa đến mép máng thu nước rửa: hhh = 3,9 + 0,5 – + 0,82 = 3,22 m SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 44 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người - Giá sử chiều dài ống dẫn nước rửa lọc l = 100 m Đường kính ống dẫn nước rửa lọc D = 500 mm, Qr = 107 l/s Tra bảng 1000i = 16,3  Tổn thất áp lực đường ống dẫn nước từ trạm bơm nước rửa đến bể lọc: hô = i.l = 0,0163.100 = 1,63 m - Giả sử đường ống dẫn nước rửa lọc có thiết bị phụ tùng sau: cút 90 o, van khóa, ống ngắn  Tổn thất áp lực cục phẩn nối ống van khóa: (Với  Áp lực công tác cần thiết máy bơm rửa lọc: - Với Qr = 107 l/s; Hr = 13,53 chọn máy bơm nước rửa lọc phù hợp Ngoài máy bơm rửa lọc công tác, phải chọn máy bơm dự phòng Với Q gió = 0,134 m3/s; Hgió = m chọn máy bơm gió phù hợp - Thời gian công tác bể lần rửa:  Tỉ lệ nước rửa so với lượng nước vào bể lọc:  Lượng Cl2 cho vào ống đưa nước từ bể lọc nhanh sang bể chứa nước sạch: nước mặt ÷ mg/l (Theo điều 6.162 TCXD 33:2006)  Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết sử dụng ngày đêm: C = = = 6,6 (kg/ngày) Q: Công suất trạm xử lí (m3/ngày đêm) a: Lượng Clo sơ cần lấy (mg/l) Bảng 4.4: Thông số thiết kế bể lọc nhanh SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 45 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người Thông số thiết kế Số liệu Đơn vị 26,7 m2 bể 8,9 m2 m Chiều rộng bể 2,8 m Chiều cao lớp sỏi đỡ 0,7 m Chiều dày lớp vật liệu lọc 0,8 m m 0,5 m m Đường kính ống 0,35 m Khoảng cách ống nhánh 0,3 m Số ống nhánh bể lọc 20 ống Đường kính ống nhánh 75 mm Diện tích ngang ống 0,2 m2 Đường kính lỗ 12 mm Diện tích lỗ 1,13.10-4 m2 Tổng số lỗ 619 lỗ Số lỗ ống nhánh 31 lỗ Số lỗ hàng ống nhánh 16 lỗ Đường kính ống gió 0,525 m Khoảng cách lỗ 0,08 m Đường kính ống thoát khí 0,32 mm 125 mm Diện tích bể lọc Số bể lọc Diện tích bể lọc Chiều dài bể Chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc Chiều cao phụ kể đến việc dâng nước rửa bể Chiều cao toàn phần bể lọc nhanh Hệ thống phân phối nước rửa lọc Hệ thống dẫn gió rửa lọc Đường kính ống gió SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 46 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người Số ống gió nhánh 20 ống Đường kính ống gió nhánh 24 mm Đường kính lỗ gió Diện tích mặt cắt ngang ống gió 9.10 mm -3 m2 7,1.10-6 m2 Tổng số lỗ gió 510 lỗ Số lỗ ống gió nhánh 26 lỗ 0,22 m Số lỗ hàng 13 lỗ Khoảng cách lỗ 0,1 m Số lượng máng thu nước rửa lọc đáy tam giác máng Khoảng cách máng m Chiều dài máng 2,8 m Chiều rộng máng 0,29 m Chiều cao phần máng hình chữ nhật 189 mm Chiều cao phần đáy tam giác 0,2 m Chiều dày thành máng 0,08 m Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa 0,47 m Chiều cao máng phía máng tập trung 0,82 m Chiều rộng máng tập trung 0,75 m Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy máng tập trung 0,42 m Diện tích lỗ gió Đường kính ống gió Máng phân phối nước lọc thu nước rửa lọc 4.5 CAO TRÌNH CÁC CÔNG TRÌNH TRONG TRẠM XỬ LÝ Khi bố trí công trình trạm xử lý nước cần tuân thủ theo quy định sau: - Các công trình trạm xử lý bố trí theo nguyên tắc tự chảy SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 47 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người - Độ chênh lệch mực nước công trình đơn vị xử lý nước phải tính toán đủ để khắc phục tổn thất áp lực công trình, đường ống nối công trình van khóa, thiết bị đo lường… - Độ chênh mực nước công trình cần phải xác định cụ thể qua tính toán Sơ ta chọn tổn thất áp lực để bố trí cao độ mực nước công trình theo điều 6.355 TCVN 33 - 2006 Đồng thời dựa vào chiều cao công trình đơn vị 4.5.1 Cao trình bể chứa nước Xây bể chìm mặt đất, mặt bể phủ đất trồng để tạo cảnh quan Chọn cốt mực nước bể chứa thấp cốt mặt đất trạm xử lý 0,5m Z bcMN = 0,0 m Cao trình đáy bể chứa Zbcđáy = ZbcMN – Hbc = 0,0 – = – (m) Cao trình đỉnh bể chứa Zbcđỉnh = ZbcMN + hbv = 0,0 + 0,5 = 0,5 (m) 4.5.2 Cao trình bể lọc nhanh Cao trình mực nước bể lọc nhanh: ZblọcMN = ZbcMN + hlọc-bc + hlọc Trong đó: + ZbcMN: Cao trình mực nước bể chứa: ZbcMN = (m) + hlọc - bc: Tổn thất áp lực từ bể lọc sang bể chứa: hlọc – bc = 0,5 (m) + hlọc: Tổn thất áp lực bể lọc nhanh: hlọc = 3,5 (m) ZblọcMN = + 0,5 + 3,5 = (m) Cao trình đáy bể lọc: Zblọcđáy = Zblọcđỉnh-Hbe = – = (m) 4.5.3 Cao trình bể lắng đứng Tổn thất áp lực từ bể lắng sang bể lọc 0,6m (lấy khoảng 0,5 - 1m theo TCXDVN 33 – 2006) SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 48 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người Tổn thất áp lực bể lắng 0,5 m (lấy khoảng 0,4 – 0,6m theo TCXDVN 33 – 2006) Cao trình mực nước bể lắng: ZblắngMN = ZblắngMN + hlắng – lọc + hlắng Trong đó: + ZblắngMN: Cao trình mực nước bể lắng: ZblắngMN = (m) + hlắng – lọc: Tổn thất áp lực từ bể lắng sang bể lọc: hlắng – lọc = 0,6 (m) + hlắng: Tổn thất áp lực bể lắng: hlắng = 0,5 (m) ZblắngMN = + 0,6 + 0,5 = 5,1 (m) Cao trình đáy bể lắng: Zblắngđáy = ZblắngMN + hbv = 5,1+ 0,5 = 5,6 (m) Với hbv: Chiều cao bảo vệ bể lắng, hbv = 0,5 (m) CHƯƠNG V KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Nước cấp vấn đề quan trọng trình phát triển kinh tế - xã hội nhu cầu sống người Nguồn nước mặt ngày bị ô nhiễm hoạt động sản xuất kinh tế, vấn đề xử lý nước cấp yếu tố quan trọng cho việc cấp nước sử dụng Công nghệ xử lý nước cấp cho khu dân cư 18000 người sử dụng nguồn nước mặt với lưu lượng thiết kế 3200 m3/ngày, đề xuất phù hợp với đặc tính nguồn nước cung cấp Nước sau xử lý đạt quy chuẩn QCVN 01:2009/BYT Công nghệ đánh giá công suất xử lý, khả áp dụng, giá thành, khả vận hành, bảo dưỡng phù hợp với điều kiện thực tế địa phương SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 49 Đồ án Xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sử dụng nguồn nước mặt cho khu dân cư có dân số 18000 người 5.2 KIẾN NGHỊ Tất vấn đề liên quan đến phát triển không quy hoạch quản lý tốt bị suy thoái, môi trường vấn đề báo động Nguồn nước ngày bị ô nhiễm, vấn đề nước điều cấp bách vậy: - Cần nâng cao nhận thức vấn đề môi trường nói chung môi trường nước nói riêng Cần tiến hành cải tiến nâng cấp công nghệ xử lý nước cấp Nâng cấp cải thiện hệ thống xử lý hữu Tăng cường đội ngũ cán kỹ thuật quản lý môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2004 [2] TS Nguyễn Ngọc Dung, Xử lý nước cấp, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2011 [3] Bộ Xây Dựng, TCXDVN 33:2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống công trình tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội, 03/2006 SVTH: Hà Thị Ngọc Linh LỚP: 08_CĐKTMT_1 GVHD: TS Nguyễn Xuân Trường 50