Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho khu vực dân cư thuộc Xã Châu Giang - Huyện Duy Tiên - Tỉnh Hà Nam

Khóa luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội LỜI CẢM ƠN Để hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp ngồi việc nỗ lực, cố gắng thân em nhận giúp đỡ tận tình thầy giáo, gia đình bạn bè Lời em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo – Thạc sĩ Lê Cao Khải, người trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình cho em ý kiến đóng góp sát thực Bên cạnh em xin chân thành cảm ơn Khoa Hóa học – trường ĐHSP Hà Nội tạo điều kiện tốt cho sinh viên nói chung thân em nói riêng làm hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo xã Châu Giang – Duy Tiên – Hà Nam cung cấp thông tin cần thiết để hồn thành đề tài Cuối tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè người ln động viên, ủng hộ, cổ vũ suốt trình thực khóa luận tốt nghiệp Hà Nội, ngày 07 tháng năm 2012 Sinh viên Trần Thị Thúy Hà Trần Thị Thúy Hà – K34A – Khoa Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Trần Thị Thúy Hà – K34A – Khoa Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội 2 DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH Danh mục bảng Bảng 1.1 Dự báo dân số xã Bảng 1.2 Nhu cầu sử dụng nước xã Châu Giang tính đến năm 2020 Bảng 2.1 Kết phân tích nguồn nước ngầm xã Châu Giang huyện Duy Tiên tỉnh Hà Nam Bảng 2.2 Tiêu chuẩn nước ăn uống sinh hoạt khu dân cư đô thị nhỏ nông thôn theo qui định số 505 BYT/QĐ y tế Bảng 2.3 Tiêu chuẩn nước ăn uống sinh hoạt theo phương diện vi khuẩn sinh vật (theo định số 505 BYT/QĐ y tế) Bảng 2.4 Một số trình xử lí nước ngầm Danh mục hình Hình 2.1 Nước sơng bị nhiễm biến thành màu đen, thối Hình 2.2 Sơ đồ cơng nghệ xử lí nước cấp sinh hoạt từ nguồn nước ngầm khu vực xã Châu Giang Hình 2.3 Sơ đồ cấu tạo giàn mưa (giàn làm thống tự nhiên) Hình 2.4 Mặt máng phân phối phun mưa Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo bể trộn Hình 2.6 Sơ đồ cấu tạo bể lắng đứng Hình 2.7 Cấu tạo bể lọc nhanh trọng lực MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 Lí chọn đề tài .1 M ục đích nghiên cứu 2 N hiệm vụ nghiên cứu 3 Đ ối tượng nghiên cứu P hương pháp nghiên cứu CHƢƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẤP NƢỚC TẠI XÃ CHÂU GIANG – HUYỆN DUY TIÊN – TỈNH HÀ NAM.4 1.1 Đi ều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lí 1.1.2 K hí hậu 1.1.3 Đị a hình 1.1.4 T hủy văn 1.2 Đ ặc điểm kinh tế xã hội 1.2.1 D ân số 1.2.2 H oạt động kinh tế 1.2.3 Tì nh hình xã hội 1.2.4 C ác cơng trình xây dựng 1.2.5 Gi ao thông .6 1.2.6 C ấp điện 1.2.7 Hi ện trạng cấp thoát nước vệ sinh môi trường 1.3 Hi ện trạng cấp nước 1.4 N hu cầu sử dụng nước 1.5 S ự cần thiết phải đầu tư xây dựng hệ thống cấp nước CHƢƠNG 2: LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẤP NƢỚC 11 2.1 N guồn nước 11 2.1.1 N ước mặt 11 2.1.2 N ước ngầm .12 2.2 L ựa chọn nguồn nước 13 2.3 Đ ặc điểm chung nước ngầm 14 2.4 C hất lượng nguồn nước ngầm khu vực xã Châu Giang 16 2.5 C ông nghệ xử lí nước ngầm 21 2.5.1 C ơng trình thu nước ngầm .21 2.5.2 M ột số trình xử lí nước ngầm .21 2.6 Đ ề xuất công nghệ xử lí 23 2.6.1 T háp làm thoáng 26 2.6.2 B ể trộn 31 2.6.3 B ể lắng 34 2.6.4 B ể lọc .37 2.6.5 Q uá trình khử trùng 40 2.6.6 B ơm 45 CHƢƠNG 3: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH TRONG DÂY CHUYỀN 47 3.1 Tính toán giàn mưa .47 3.2 Tính tốn bể trộn 52 3.3 Tính tốn bể lắng tiếp xúc 56 3.4 Tính tốn bể lọc 61 3.5 Bể chứa nước 62 3.6 Tính tốn lượng clo cần dùng .63 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC .67 → Wc = - Chiều rộng ngăn chứa cặn = = 10,74 (m ) fc bc = L fc : Diện tích ngăn chứa nén cặn 1K Q 3, 6.vl fc Với: K: Hệ số phân chia liều lượng, K = 0,7 Q: Lưu lượng nước xử lý, Q = 125 m /h vl: Tốc độ lắng, vl = 1mm/s = 3,6m/h α: Hệ số giảm tốc độ nước dâng lên ngăn chứa nén cặn so với ngăn lắng, α = 0,9 fc 0, 125 → bc = = 11,57 (m ) 3, 6.1.0,9 fc L 11, 57 2,82 (m) 4,1 - Thời gian lần xả cặn (chu kì xả cặn): T Wc N tb Q.(Cmax C) Trong đó: N: Số bể lắng tiếp xúc, N = Wc: Dung tích ngăn chứa cặn Q: Công suất trạm xử lý tb: Nồng độ cặn ép ngăn cặn (mg/l), chọn tb = 21500 mg/l [1] Cmax: Hàm lượng cặn lớn nước, Cmax = 400 mg/l C hàm lượng cặn sau lắng (10 – 12mg/l) → T Wc N tb Q.(Cmax C) 10, 74.2.21500 125.(40012) 9, 5(h) - Lượng nước dùng cho xả cặn tính theo % lượng nước xử lý: P K p Wc 100(%) N Q.T Trong đó: Kp: Hệ số pha loãng xả cặn ( Kp = 1,15 – 1,2) T: Thời gian xả cặn (h) N: Số lượng bể lắng Wc: Dung tích phần chứa cặn (m ) K p Wc N 100 1, 2.10, 74.2 100 2,17(%) → P Q.T 125.9,5 Thông số thiết kế bể lắng tiếp xúc: STT Tên thông số Số liệu dùng để thiết kế Đơn vị 5,9 m L x B = 4,1 x 4,1 m2 83 m3 10,74 Chiều cao tổng cộng Kích thước bể lắng tiếp xúc Dung tích bể lắng tiếp xúc Dung tích ngăn chứa cặn Đường kính ống trung tâm 0,2 m3 m Chiều rộng máng thu nước 8,9 cm Chiều rộng ngăn chứa cặn 2,82 m 3.4 Tính tốn bể lọc Chọn vận tốc trung bình nước qua bể lọc v = m/h Diện tích bể lọc tính theo cơng thức: F= Q v = 125 = 31,25 (m ) - Số bể lọc trạm xử lý tính theo cơng thức: n= F = 31, 25 = 2,8 - Chọn số bể lọc trạm bể - Chiều dài bể 4,2m, chiều rộng bể 2,5m Diện tích bể 10,5 m - Chọn kích thước hạt cát: dmin = 0,7mm; dmax = 1,8mm - Hệ số khơng hạt: K = 1,6 - Đường kính hiệu quả: d = 0,9mm - Sàn đỡ lớp vật liệu lọc, phân phối nước thu nước lọc sàn bêtơng có gắn chụp lọc Sàn làm bê tơng cốt thép đúc sẵn có kích thước x 1m, bốn góc đặt đầu neo vào trụ đỡ Chiều dày 10cm Số chụp lọc đơn vị diện tích sàn 60 cái/m - Chiều cao lớp sỏi 0,3m - Chiều cao lớp cát 0,8m - Chiều cao lớp than antraxit 0,6m - Chiều cao lớp cát xanh 0,3m - Chiều cao lớp nước bề mặt vật liệu lọc: lấy hn = 2m - Chiều cao phụ kể đến việc dâng nước đóng bể để rửa, hp = 0,5m Vậy chiều cao toàn phần bể lọc: H = 0,3 + 0,8 + 0,6 + 0,3 + + 0,5 = 4,5 (m) Vậy kích thước bể lọc: Chiều dài: 4,2m Chiều rộng: 2,5m Chiều cao: 4,5m Số bể lọc: bể 3.5 Bể chứa nƣớc - Thiết kế bể chứa nước có dung tích = 20%Qtrạm Do dung tích bể chứa là: 20 Wb = 3000 = 600 (m ) 100 - Thiết kế bể vuông, với chiều cao bể (m) - Diện tích bể Fb = 600 = 100 (m ) - Vậy kích thước bể là: 10m x 10m - Tổng chiều cao bể là: HB = Hb + Hbv - Trong Hbv chiều cao bảo bệ, lấy Hbv = 0,5m HB = + 0,5 = 6,5 (m) 3.6 Tính tốn lƣợng Clo cần dùng a Tính lượng Clo cần dùng - Lượng Clo cần thiết xác định theo công thức: Q.LCl (kg/h) Qclo = 1000 Trong đó: 3 Q: Cơng suất trạm, Q = 3000 m /ngđ = 125 m /h LCl: Lượng Clo cần thiết để khử trùng, LCl = LCl LCl Sơ LCl Khử trùng = 24,65 mg/l = 24,65 g/m Sơ + LCl Khử trùng : Lượng Clo dùng để khử trùng nước trước dẫn nước vào bể chứa nước Lấy theo tiêu chuẩn: Khử trùng Với nước ngầm LCl = 1mg/l = 1g/m LCl = 24,65 +1 = 25,65 g/m 3 - Lượng clo khử trùng là: 125.25, 65 Qclo = 1000 = 3,206 (kg/h) - Lượng clo tiêu thụ ngày đêm 76,944 kg/ngđ, tháng 2,308 tấn/tháng b Tính số Cloratơ - Khi dùng Clo hóa lỏng để khử trùng nước, nhà máy phải lắp đặt thiết bị chuyên dùng để đưa Clo vào nước gọi Cloratơ, Cloratơ có chức pha chế định lượng Clo vào nước - Chọn loại Cloratơ chân không - Lượng Clo tiêu thụ ngày là: C = Qclo.24 = 3,206.24 = 76,944 (kg/ngđ) - Dùng bình Clo lỏng có dung tích 100 (l), suất bốc Clo kg/h điều kiện bình thường - Số lượng bình làm việc đồng thời là: 3, 206 - Số bình Cloratơ dự trữ bình - Mỗi bình đặt lên bàn cân = (bình) KẾT LUẬN Dựa vào việc tìm hiểu đặc điểm kinh tế xã hội, dân số, tìm hiểu nguồn nước đặc biệt chất lượng nguồn nước ngầm khu vực xã Châu Giang, đề tài xây dựng thàng công sơ đồ dây chuyền xử lý nước ngầm khu vực xã Châu Giang làm nguồn nước cấp sinh hoạt Đề tài tính tốn hạng mục cơng trình như: giàn mưa, bể trộn, bể lắng đứng tiếp xúc, bể lọc nhanh, khử trùng, bể chứa nước Với hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt từ nguồn nước ngầm thiết kế đem vào hoạt động đáp ứng nhu cầu lớn người dân nước sinh hoạt Để đạt mục tiêu tới năm 2020 100% số hộ thành phố 90% số hộ nông thôn sử dụng nước sạch, hi vọng xã Châu Giang nói riêng địa phương khác nói chung có hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt sớm Tuy kết đề tài đạt đươc mục tiêu đề ra, thu kết quan trọng, song thời gian thực đề tài chưa nhiều, số liệu mang tính lí thuyết, tính tốn sai số khơng tránh khỏi thiếu sót nên mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn sinh viên TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Ngọc Dung, Xử lý nước cấp NXB Xây dựng, tái 2008 Trịnh Xn Lai, Tính tốn, thiết kế cơng trình hệ thống cấp nước NXB Khoa học kĩ thuật, 2003 Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp NXB Xây dựng Hà Nội 2004 Nguyễn Thị Thu Thủy, Xử lý nước cấp sinh hoạt công nghiệp NXB Khoa học kĩ thuật, 2000 Đặng Viết Hùng, Bài giảng Xử lý nước cấp Trường ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Google.com.vn TCXDVN 33:2006 Cấp nước – mạng lưới đường ống cơng trình, tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5502 : 2003 Nước cấp sinh hoạt – yêu cầu chất lượng ... thống xử lý nƣớc cấp sinh hoạt cho khu vực dân cƣ thuộc xã Châu Giang – huyện Duy Tiên – tỉnh Hà Nam với cơng suất 3000m /ngày đêm Mục đích nghiên cứu Thiết kế hạng mục xử lý nước cấp sinh hoạt. .. 90% [7] - Nước dùng cho trạm y tế xã 10% nước sinh hoạt - Nước dùng cho trường mầm non xã 10% nước sinh hoạt - Nước dùng cho trường tiểu học trung học xã 20% nước sinh hoạt - Nước dùng cho công... CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG HỆ THỐNG CẤP NƢỚC TẠI XÃ CHÂU GIANG – HUYỆN DUY TIÊN – TỈNH HÀ NAM 1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lí Xã Châu Giang nằm phía Bắc huyện Duy Tiên – tỉnh Hà Nam Ranh