Đồ án thiết kế tính toán công nghệ xử lý nước cấp cho khu dân cư, chợ, trường học. khu vực nước nhiễm phèn, khu vực xã Đức Hòa Thượng,huyện Đức Hòa, tỉnh Long An. khái quát về nước ngầm khu vực, tình hình dân số, dịch vụ, công nghiệp của địa phương.
Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Huyện Đức Hòa huyện nằm khu vực trung tâm phát triển kinh tế tỉnh Long An Đây vùng kinh tế trọng điểm phát triển kinh tế tổng hợp, công nghiệp, nông nghiệp dịch vụ Sự phát triển Đức Hòa góp phần tăng nhanh tốc độ thị hóa vùng, đặc biệt với vùng đất đai nông nghiệp trồng luân canh hoa màu chăn nuôi mời gọi đầu tư phát triển khu cụm công nghiệp, khu dân cư, chợ, sở hạ tầng Khu dân cư - chợ Hòa Khánh Nam xây dựng xã Hòa Khánh Nam huyện Đức Hòa, tỉnh Long An với tổng diện tích 29.848,1m Trong phần đất cơng trình 4.946,9m2, đất giao thơng 14.825,9m 2, đất dân cư 10.075,3m2 Mục tiêu để xây dựng khu dân cư – chợ Hòa Khánh Nam xây dựng khu dân cư hoàn thiện, đồng hệ thống hạ tầng kỹ thuật, phục vụ cho nhu cầu sinh sống, làm việc, lại, phát triển kinh doanh, buôn bán người dân vùng lân cận Sự đời khu dân cư – chợ Hòa Khánh Nam thu hút người dân vùng nơi khác đến để làm ăn buôn bán Chưa kể đến số lượng lao động gián tiếp cho dịch vụ khác Trong vùng có khu cơng nghiệp nơi thu hút nhà đầu tư sử dụng công nghệ giảm tối đa tác động gây ô nhiễm môi trường cho người dân môi trường xung quanh Cùng với hình thành phát triển khu dân cư – chợ Hòa Khánh Nam nhu cầu nguồn nước đạt tiêu chuẩn đặt Do đó, việc đầu tư xây dựng trạm xử lý nước cấp tập trung cho khu dân cư - chợ để cung cấp nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt yêu cầu cấp thiết cần tiến hành để hướng đến mục tiêu phát triển bền vững cho khu dân cư tương lai bảo vệ sức khỏe cộng đồng 1.2 Mục tiêu đề tài SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -1- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn Thiết kế trạm xử lý nước cấp cho khu dân cư – chợ Hòa Khánh Nam với cơng suất 300 m3/ngày đêm 1.3 Đối tượng phạm vi đề tài 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu Công nghệ xử lý nước cấp cho loại hình khu dân cư - chợ 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài giới hạn việc tính toán thiết kế trạm xử lý nước cấp cho khu dân cư – chợ Hòa Khánh Nam 1.4 Nội dung đề tài Xác định đặc tính nước cấp: Lưu lượng, thành phần, tính chất nguồn nước cung cấp cho khu vực nghiên cứu Lựa chọn đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước phù hợp với yêu cầu Tính tốn thiết kế cơng trình đơn vị trạm xử lý nước ngầm Dự tốn chi phí xây dựng chi phí vận hành trạm xử lý nước 1.5 Phương pháp thực • Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập tài liệu khu dân cư - chợ, tìm hiểu thành phần, tính chất nước ngầm số liệu cần thiết khác • Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu cơng nghệ xử lý nước ngầm cho khu dân cư – chợ qua tài liệu chuyên ngành • Phương pháp tổng hợp phân tích số liệu: Thống kê, tổng hợp số liệu thu thập phân tích để đưa cơng nghệ xử lý phù hợp • Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm công nghệ xử lý có đề xuất cơng nghệ xử lý nước ngầm phù hợp • Phương pháp tốn: Sử dụng cơng thức tốn học để tính tốn cơng trình đơn vị trạm xử lý nước ngầm, dự toán chi phí xây dựng, vận hành trạm xử lý SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -2- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn • Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc công nghệ xử lý nước ngầm 1.6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn Xây dựng trạm xử lý nước ngầm đạt quy chuẩn Việt Nam giải vấn đề nước cho khu dân cư - chợ Góp phần nâng cao ý thức vệ sinh môi trường nước cho nhân viên Ban quản lý chợ Khi trạm xử lý hoàn thành vào hoạt động nơi để nhà đầu tư doanh nghiệp, sinh viên tham quan, học tập CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN KHU DÂN CƯ – CHỢ HÒA KHÁNH NAM 2.1 Điều kiện tự nhiên 2.1.1 Vị trí địa lý Khu dân cư Hòa Khánh Nam nằm ngã giao đường tỉnh lộ 825 quốc lộ N2, cách thị trấn Hậu Nghĩa khoảng km hướng Bắc, cách thị trấn Đức Hòa 5km hướng Đơng theo đường giao thơng Tổng diện tích khu đất 29.848,1m 2, diện tích dự kiến xây dựng trạm cấp nước 199m2 2.1.2 Địa hình Khu dân cư – chợ Hòa Khánh Nam có địa hình tương đối phẳng, phần lớn đất nông nghiệp ,độ cao bình qn 1-2m SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -3- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn 2.1.3 Điều kiện khí hậu a Nhiệt độ Đức Hòa chịu ảnh hưởng khí hậu gió mùa, mưa nhiều Khí hậu thích hợp cho phát triển nhiều loại trồng trọt chăn nuôi gia súc : trâu, bò…., bị ảnh hưởng thiên tai - Nhiệt độ trung bình năm 28,4oC - Nhiệt độ dao động từ 27,0- 31,6oC - Nhiệt độ trung bình cao vào tháng (34,5oC) - Nhiệt độ trung bình thấp vào tháng (25,7oC) b Độ ẩm không khí - Độ ẩm trung bình năm 80,4 % - Độ ẩm dao động từ 78,0- 89,0 % - Độ ẩm trung bình cao vào tháng (90,2%) - Độ ẩm trung bình thấp vào tháng (80,8%) c Số nắng - Số nắng qua năm dao động từ 1.588 đến 2.624 - Tháng có số nắng cao vào tháng với 255,31 - Tháng có số nắng thấp vào tháng với 162,38 - Trung bình ngày có 5,4 nắng d Lượng mưa - Mùa mưa tháng đến tháng 10, chiếm 91% lượng mưa năm - Lượng mưa trung bình 1.805mm/năm - Lượng mưa tháng mùa mưa khoảng 124 – 150mm/tháng - Mùa khơ mưa, lượng mưa mùa vào khoảng -28mm/tháng e Gió SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -4- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn Hướng gió năm thường theo hướng gió mùa Đơng Bắc Tây Nam Gió thổi theo hướng Đơng Bắc từ tháng 11 đến tháng 4, theo hướng Tây Nam từ tháng đến tháng 10 Tốc độ gió bình qn 1,6 m/giây, lớn 28 m/giây 2.1.4 Điều kiện thủy văn 2.1.4.1 Nước mặt Hệ thống sơng ngòi, kênh rạch chằng chịt tỉnh Long An nối liền với sông Tiền hệ thống sông Vàm Cỏ đường dẫn tải tiêu nước quan trọng sản xuất cung cấp cho nhu cầu sinh hoạt dân cư Đức Hòa có hệ thống sơng kênh, rạch tương đối phát triển, đáng ý sơng Vàm Cỏ Đông Nguồn nước cung cấp cho sản xuất nông nghiệp chủ yếu nhờ sông Vàm Cỏ Đông nguồn nước xả đập hồ Dầu Tiếng Sông Vàm Cỏ Đông bắt nguồn từ Campuchia, qua tỉnh Tây Ninh vào địa phận Long An: diện tích lưu vực 6.000 km 2, độ dài qua tỉnh 145 km, độ sâu từ 17 – 21 m Nhờ có nguồn nước hồ Dầu Tiếng đưa xuống 18,5m 3/s nên bổ sung nước tưới cho huyện Đức Huệ, Đức Hòa, Bến Lức hạn chế q trình xâm nhập mặn tuyến sông Vàm Cỏ Đông qua cửa sông Sồi Rạp Sơng Vàm Cỏ Đơng nối với Vàm Cỏ Tây qua kênh ngang nối với sông Sài Gòn, Đồng Nai kênh Thầy Cai, An Hạ, Rạch Tra, sông Bến Lức 2.1.4.2 Nước ngầm Trữ lượng nước ngầm không dồi dào, chất lượng không đồng tương đối Phần lớn nguồn nước ngầm phân bố độ sâu 50 – 400m thuộc tầng Pliocene – Miocene Hiện nay, nguồn nước phục vụ cho sinh hoạt người dân khu vực chủ yếu từ nước mưa nước giếng khoan đất, nước mặt bị nhiễm mặn, phèn khơng phục vụ cho sinh hoạt Nguồn nước ngầm có chứa nhiều khống chất hữu ích khai thác phục vụ sinh hoạt dân cư vùng 2.1.4.3 Địa chất thủy văn Nguồn nước ngầm khai thác độ sâu 262m SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -5- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn Theo kết điều tra địa chất thủy văn Liên đồn địa chất thủy văn địa chất cơng trình miền Nam, địa chất thủy văn vùng quy hoạch phân chia thành phân vị chứa nước sau: - Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Holocen (qh) Chiều dầy tầng chứa nước biến đổi từ 8-20m, trung bình 14m, nước đất trầm tích Holocen nước không áp, mực nước thường cách mặt đất từ 0,73- 5,6m Nguồn cung cấp cho nước đất tầng chủ yếu nước mưa – nước mặt thấm trực tiếp qua liện lộ Do vậy, nước đất tầng Holocen phạm vi vùng quy hoạch khơng có ý nghĩa cung cấp nước cho ăn uống, sinh hoạt - Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistocen thượng (qp3) Chiều sâu phân bố từ lộ mặt độ sâu khoảng 38m, bề dầy trung bình tầng chứa nước khoảng 19,8 m Nguồn cung cấp nước đất tầng nước mưa, sông, hồ, kênh mương qua phần lộ mặt tầng chứa phía vùng phủ - Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistocen trung - thượng (qp2-3) Chiều sâu gặp mái tầng từ 3,8- 38m, chiều sâu đáy tầng từ 23,5-73,2 m Bề dày tầng biến đổi từ 23,5 – 55,7m, trung bình 36,4 m, nước đất trầm tích Pleistocen trung – thượng nước có áp, mực áp lực thường cách mặt đất từ 0,8-1,5m, chiều cao áp lực tính từ mái tầng chứa nước từ 18,8-31,7 m, trung bình 26,5 m nguồn cung cấp nước chủ yếu nước mưa nước mặt thấm trực tiếp từ vùng lộ phía Bắc, Tây Bắc, nước trầm tích Pleistocen giữa- có khả cấp nước cho ăn uống – sinh hoạt vùng nước nhạt - Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistocen hạ (qp1) Chúng không lộ mặt mà bị đất đá tầng Pleistocen trung - thượng phủ trực tiếp lên Chiều sâu gặp lớp mái tầng biến đổi từ 23,7- 72,3 m, chiều sâu gặp đáy tầng từ 91,3-113,8 m Bề mặt lớp mái cách nước đáy tầng chứa nước có xu chìm dần từ Bắc xuống Nam từ Tây Bắc xuống Đông Nam Chiều dày tầng chứa nước biến đổi từ 40,6-82,5 m, trung bình 64,3 m Nước đất tầng trầm tích Pleistocen nước có áp, mực nước thường cách SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -6- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn mặt đất từ 0,5 -1,1m Nguồn cung cấp nước nước mưa nước mặt thấm trực tiếp từ vùng lộ xa bổ sung cho tầng Tầng chứa nước Plesitocen hạ có khả cung cấp nước cho ăn uống – sinh hoạt vùng phân bố nước nhạt - Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pliocen trung (n22) Các trầm tích Pliocen trung có diện phân bố rộng phạm vi tồn vùng, song chúng khơng lộ mặt mà bị đất đá tầng chứa nước Pleistocen trungthượng, Pleistocen hạ phủ trực tiếp lên Chiều sâu gặp lớp mái tầng từ 19,3113,8 m, chiều sâu đáy tầng biến đổi từ 123,7-200,5 m, chiều dày biến đổi từ 32,4-86,7 m, trung bình 59,5m Tầng chứa nước đối tượng khai thác nước phục vụ cho sinh hoạt, sản xuất Cần Giuộc vùng dự án nói riêng Lưu lượng khai thc khoảng 7,2 nghìn m3/ngy - Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pliocen hạ (n21) Các trầm tích Pliocen hạ có diện phân bố rộng khắp vùng quy hoạch, chúng không lộ mặt mà bị đất đá tầng chứa nước Pliocen thượng phủ trực tiếp lên Chiều sâu gặp mái tầng biến đổi từ 123-200,5m, chiều sâu đáy tầng chứa nước từ 211-348,8, chiều dày tồn trung bình 76,3 Nước trầm tích Pliocen hạ nước có áp, mực nước thường cách mặt đất từ 0,07-3,5m Đây tầng khai thác Lưu lượng khai thc khoảng 20,5 nghìn m3/ngy - Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Miocen thượng (n13) Các trầm tích Miocen hạ có diện phân bố rộng khắp vùng quy hoạch, chúng không lộ mặt mà bị đất đá tầng chứa nước Pliocen hạ phủ trực tiếp lên Chiều sâu gặp lớp mái cách nước từ 211- 348m, chiều sâu đáy tầng chứa nước từ 313- 426 m Nước trầm tích Pliocen hạ nước có áp, mực nước thường cách mặt đất từ 0,07-3,5m Đây tầng khai thác chính, lưu lượng khai thc khoảng 15 nghìn m3/ngy - Đới chứa nước khe nứt trầm tích Mezozoi (mz) Chiều sâu mái đới chứa nước gặp từ 333,5m đến 426m có hướng tăng dần từ Bắc xuống Nam, từ Tây Bắc xuống Đông Nam Trầm tích Mêzozoi có SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -7- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn diện phân bố rộng, song khả chứa nước kém, điều kiện khai thác khó khăn nằm sâu nên đối tượng phục vụ cấp nước 2.2 Hiện trạng phát triển kinh tế xã hội 2.2.1 Hiện trạng sử dụng đất Khu đất quy hoạch khu dân cư – chợ Hòa Khánh Nam phần lớn đất ruộng san lắp mặt bằn, với tổng diện tích đất quy hoạch 29.848,1m Trong đó, đất cơng trình : 4.946,9m 2, đất giao thơng : 14.825,9m 2, đất dân cư : 10.075,3m2 với 125 lô 2.2.2 Hiện trạng dân cư Trong khu vực quy hoạch khu dân cư - chợ, có khoảng 200 người dân sinh sống 40 hộ gia đình, phần lớn làm nghề nông, buôn bán số cán bộ, công nhân viên quan thuộc địa bàn xã xã lân cận 2.2.3 a Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật Giao thông Khu dân cư – chợ nằm vị trí đắc địa, nơi giao ngã đường tỉnh 825 hướng thị trấn Đức Hòa thị trấn Hậu Nghĩa với quốc lộ N2 Bến Lức, Thủ Thừa Ngay sát khu dân cư phía Tây có tuyến lộ liên xã sông Vàm Cỏ Đông trải đá đỏ phục vụ nhu cầu lại nhân dân vùng b Cấp nước Trong khu vực quy hoạch chưa có hệ thống cấp nước chung, dân khu quy hoạch chủ yếu sử dụng nước mưa giếng khoan cục c Thoát nước Trong khu vực quy hoạch chưa có hệ thống nước Nước mưa, nước thải chủ yếu theo địa hình tự nhiên xuống ruộng, ao, kênh, rạch 2.2.4 Định hướng khu dân cư – chợ Hòa Khánh Nam SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -8- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn Đây cơng trình Cơng ty cổ phần xây dựng Đức Thuận làm chủ đầu tư với kinh phí khoảng 26 tỷ đồng Là khu dân cư có vị trí địa lý thuận lợi mặt quan hệ liên vùng sở hạ tầng kỹ thuật, có khả phát triển cơng nghiệp cách hiệu Khu dân cư – chợ Hòa Khánh Nam có tổng diện tích 29.848,1m quy hoạch xây dựng đất cơng trình 4.946,9m gồm nhà lồng chợ, khu kiot, khu dịch vụ, trạm biến áp, trạm cấp nước, trạm xử lý nước bẩn vệ sinh công cộng; đất giao thông 14.825,9m2 gồm mặt đường vỉa hè; đất dân cư 10.075,3m gồm nhà phố với 125 lô CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM 3.1 Tổng quan nước ngầm 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 tập trung quy mơ nhỏ vừa nguồn nước ngầm thường lựa chọn thành phần khơng q xấu Bởi nguồn nước mặt thường hay bị ô nhiễm lưu lượng khai thác phải phụ thuộc vào biến động theo mùa Trong đó, nguồn nước ngầm chịu ảnh hưởng tác động người Chất lượng nước ngầm thường tốt chất lượng nước mặt xét khía cạnh độ đục vệ sinh nước Ngoài ra, nguồn nước ngầm không chứa rong tảo, thành phần gây ô nhiễm nguồn nước Thành phần đáng quan tâm nước ngầm tạp chất hòa tan ảnh hưởng điều kiện địa tầng, thời tiết, SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -9- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn nắng mưa, trình phong hóa sinh hóa khu vực Ở vùng có điều kiện phong hóa tốt, có nhiều chất bẩn lượng mưa lớn nước ngầm dễ bị nhiễm chất khống hòa tan, chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa thấm vào đất Ngồi ra, nước ngầm bị nhiễm bẩn tác động người Các chất thải người động vật, chất thải sinh hoạt, chất thải hóa học việc sử dụng phân bón hóa học… tất loại chất thải theo thời gian ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần làm nhiễm nguồn nước ngầm Đã có khơng nguồn nước ngầm tác động người bị ô nhiễm hợp chất hữu khó phân hủy, vi khuẩn gây bệnh, hóa chất độc hại kim loại nặng, dư lượng thuốc trừ sâu không loại trừ chất phóng xạ 3.2 Tổng quan thơng số chất lượng nước quy chuẩn chất lượng nước 3.2.1 Các thông số đánh giá chất lượng nước 3.2.1.1 Các tiêu vật lý a Độ đục Nước nguyên chất mơi trường suốt có khả truyền ánh sáng tốt, nước có tạp chất huyền phù, cặn rắn lơ lửng, vi sinh vật hố chất hòa tan khả truyền ánh sáng nước giảm đđi Dựa nguyên tắc mà người ta xác định độ đục nước - Có nhiều đơn vị đo độ đục, thường dùng : mg SiO2/l, NTU, FTU - Nước cấp cho ăn uống đđộ đđục không vượt NTU Nước mặt thường cóđđộ đđục 20 – 100 NTU, mùa lũ có cao đến 500 – 600 NTU Theo tiêu chuẩn Việt Nam, độ đục xác định chiều sâu lớp nước thấy đđược gọi độ trong, độ sâu người ta đđọc đđược hàng chữ tiêu chuẩn Đối vơi nước sinh hoạt đđộ đđục phải lớn 30 cm b Độ màu (tính độ màu Coban) Được xác định theo phương pháp so màu với thang độ màu Coban SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -10- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn Với sàn gắn 20 chụp lọc /m2 → chọn tổn thất áp lực qua chụp lọc sàn = 1m a Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đở hd = 0,22 × LS × W = 0,22 × 0,2 × = 0,35 m b Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc hvl = (a + b × W ) × L × e = (0,76 + 0,017 × 8) × × 0,5 = 0,448 m Ap lực phá kết cấu ban đầu lớp cát lọc: hbm = m c Vậy tổn thất áp lực nội phận nối ống van khóa Giả sử đường ống dẫn nước rửa lọc có thiết bị phụ tùng như: cut 900, van khóa, ống ngắn hcb = ∑ ξ × v2 1,2 = (0,98 + 0,26 + 2,1) × = 0,24m 2g × 9,81 Hr = + + + 0,35+ 0,448 + + 0,24=10 m Chọn máy bơm rửa lọc với Qr= 4,05m3/h =0,001125 m3/s, Hr = 10 m Cơng suất bơm N= QρgH 0,001125 × 1000 × 9,81 × 10 = 0,13Kw = 0,2 Hp Chọn 0,5Hp = 1000η 1000 × 0,825 Trong đó: η: Hiệu suất chung bơm từ 0,72 – 0,93, chọn η= 0,825 ρ: Khối lượng riêng nước 1.000 kg/m3 Chọn bơm chìm thiết kế bơm có cơng suất (8 Hp) Trong bơm đủ để hoạt động với công suất tối đa hệ thống xử lý, bơm lại dự phòng 5.5.4 Hệ thống phân phối nước thu nước: Nước dẫn vào bồn ống dẫn nước phân phối bề mặt bồn lọc phễu Nước sau lọc thu hệ thống sàn chụp lọc dẫn khỏi bồn lọc ống dẫn nước Nước rửa lọc dẫn vào bồn lọc ống dẫn nước phân phối qua hệ thống sàn chụp lọc sau tràn vào phễu thu nước dẫn ngòai ống dẫn SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -46- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn Ống dẫn nước vào bồn lọc: - Đường kính ống dẫn nước vào bồn lọc: 4* Q (m) π *v D= Trong đó: Q: lưu lượng nước vào bồn lọc Q = 3,75m3/h v: vận tốc nước chảy ống (quy phạm v = 0,8 – 1,2m/s) Chọn v =1,2 m/s * 3,75 = 0,033m 3600 * π * 1,2 ⇒D= Chọn ống dẫn nước vào bồn lọc ống PVC có D = 34mm (Φ34) - Kiểm tra vận tốc nước chảy ống dẫn nước lọc: V = 4*Q * 3,75 = = 0,04(m / s ) π *d 3600 * π * 0,0034 Ống dẫn nước rửa lọc: - Đường kính ống dẫn nước rửa lọc: Chọn ống dẫn nước rửa lọc có đường kính drửa lọc = 34mm (Φ = 34) - Vận tốc nước chảy ống dẫn nước rửa lọc: v= 4* Q (m/s) π * d2rửa− lọc Trong đó: Q: lưu lượng nước rửa lọc Q = 4,05m3/h d : đường kính ống dẫn nước rửa lọc d = 34mm ⇒v= * 4,05 = 0,042m / s 3600 * 3,14 * 0,034 5.5.5 Hệ thống phân phối nước: - Sử dụng phễu phân phối nước thu nước rửa lọc - Vật liệu : thép khơng gỉ - Hình dạng : hình nón cụt - Đường kính đáy nhỏ đường kính ống dẫn nước vào lọc = 200mm - Đường kính đáy lớn : 350mm SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -47- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn - Chiều cao phễu : 150mm 5.5.6 Hệ thống sàn chụp lọc: - Thu nước lọc chụp lọc - Chụp lọc: Số lượng chụp lọc ≥ 35 – 50 cho 1m diện tích cơng tác (Điều 6.112: TCXD33 – 2006) Chọn số lượng chụp lọc 1m2 bể 40 - Số chụp lọc bồn: N = 40* F Với: D : đường kính bồn lọc D = 0,7m π * D2 F: diện tích bề mặt bồn lọc F = (m ) ⇒F= π * 0,7 = 0,5 (m ) ⇒ N = 40 * 0,5 = 40 Chọn N = 40 - Sàn gắn chụp lọc: +Vật liệu: thép không gỉ dạng +Đường kính: 2,8m +Trên sàn có đục 40 lỗ để gắn chụp lọc - Lưu lượng nước rửa lọc qua chụp lọc: q= Qr (m3/s) N Trong đó: Qr : lưu lượng nước rửa lọc Qr = 4,05m3/h N: số lượng chụp lọc N = 40 ⇒q= 4,05 = 0,28 * 10 −4 (m / s) 40 * 3600 5.5.7 Tính chân đỡ Để chọn chân đỡ thích hợp, trước tiên ta phải tính tải trọng tòan bồn lọc Chọn vật liệu làm chân đỡ thép CT3 (ρ = 7,85*103 kg/m3) - Khối lượng thân: SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -48- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn MT = ( ) π * D2n − D2t * H * ρ Trong đó: Dn: đường kính ngồi bồn lọc Dn = 3m Dt: đường kính bồn lọc Dt = 2,8m H: chiều cao bồn lọc H = 2m ρ: khối lượng riêng nước ρ = 103kg/m3 ⇒ MT = π * ( − 2,8 ) * * 7,85 *10 = 14296.42kg - Khối lượng đáy: Tra bảng XIII.11 trang 384 Sổ tay q trình thiết bị (Tập 2) Ta có :Mđ = 163 kg - Khối lượng nắp: Tương tự theo bảng Ta có : Mn = 163 kg - Khối lượng lớp nước bồn lọc: π * D2t M nước= Vnước* ρ nước= * hnước* ρ nước Trong đó: Dt: đường kính bồn lọc Dt =2,8m ρnước: khối lượng riêng nước ρnước = 103kg/m3 hnước: chiều cao lớp nước bồn lọc hnước = 2m ⇒ M nuoc = π * 2,8 * * 1000 = 12308kg Khối lượng lớp cát lọc: π * D2t M caùt= Vcaùt* ρ caùt= * hcaùt* ρ cát Trong đó: Dt: đường kính bồn lọc Dt = 2,8m ρcát: khối lượng riêng cát ρcát = 2650kg/m3 hcát : chiều cao lớp cát hcát = 0,6m SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -49- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp ⇒ M cát = GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn π * 2,8 * 0,6 * 2650 = 9785kg - Tổng khối lượng bồn lọc: M = M T + M ñ + M n + M nước + M cát + M than Trong đó: MT: khối lượng thân bồn lọc MT = 14296.42kg Mđ: khối lượng đáy bồn lọc Mđ = 163kg Mn : khối lượng nắp bồn lọc Mn = 163kg Mnước: khối lượng lớp nước bồn lọc Mnước = 12308kg Mcát: khối lượng lớp cát lọc Mcát = 9785kg ⇒ M = 14296.42 + 163 + 163 + 12308 + 9785 ⇒ M = 36715kg - Trọng lượng toàn bồn lọc : P = M *g Trong đó: M: tổng khối lượng bồn lọc M = 36715kg g: gia tốc trọng trường g = 9,81m/s2 ⇒ P = 36715 * 9,81 = 360174 N • Xác định chân đỡ: Chọn bồn lọc có chân đỡ Như tải trọng lên chân đỡ là: P 360174 = = 90043N ≈ 9,0043 * 10 N 4 5.6 BỂ CHỨA Bảng 5.6.1 Bảng tổng hợp nhu cầu dùng nước Lưu lượng nước Giờ ngy 0–1 1–2 2–3 3–4 sinh hoạt Kgiờ = 1.7 %Q SH ng s 0.3 0.3 0.3 0.3 Nước tưới cây, tưới đường m3 Lưu lượng nước Nước rị rỉ tổng cộng cấp cho m3 mạng lưới cấp nước SH m3 % Qng s m3 0.46 0.46 0.46 0.46 SVTH: Nguyễn Hồng Thiện 0.155 0.155 0.155 0.155 -50- 0.615 0.615 0.615 0.615 MSSV: 09B1080067 0.12 0.12 0.12 0.12 Đồ án tốt nghieäp 4–5 5–6 6–7 7–8 8–9 – 10 10 – 11 11 – 12 12 – 13 13 – 14 14 – 15 15 –16 16 – 17 17 – 18 18 – 19 19 – 20 20 – 21 21 – 22 22 – 23 23 – 24 2.3 6.3 6.6 4.9 4.6 5.5 6.4 6.8 5.8 4.5 4.3 4.9 6.2 6.7 7.1 5.5 4.3 3.8 2.0 0.3 100 3.52 9.64 10.1 7.5 7.038 8.415 9.792 10.404 8.874 6.885 6.56 7.5 9.486 10.251 10.863 8.415 6.56 5.814 3.06 0.46 153 GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn 0.75 0.7038 0.89 0.6885 0.657 0.75 4.44 1.19 3.252 3.41 2.53 2.375 2.84 3.304 3.511 2.995 2.323 2.220 2.53 3.201 3.46 3.67 2.84 2.220 1.97 1.0326 0.155 51.4 4.71 12.9 13.51 10.78 10.12 11.255 13.1 13.915 12.759 9.9 9.437 10.78 12.687 13.711 14.533 11.255 8.78 7.784 4.1 0.615 210 0.95 6.04 6.17 6.07 5.95 5.71 6.08 6.25 6.44 5.91 5.82 6.07 6.00 6.21 6.37 5.71 5.22 1.57 0.83 0.12 100 Do trạm bơm cấp I làm việc suốt ngày đêm, trạm bơm cấp II làm việc không điều hịa theo nhu cầu dng nước mạng lưới theo ngày Vì bể chứa nước làm nhiệm vụ điều hịa lưu lượng trạm bơm cấp I trạm bơm cấp II, đồng thời có nhiệm vụ dự trữ lượng nước chữa cháy Bể chứa phải có ống xả kiệt, có nắp đậy ống thông hơi, đồng thời phải thiết kế cầu thang từ nắp bể xuống đáy bể để tiện cho việc sửa chữa, bảo quản Bể chứa nơi dự trữ nước để bơm vào mạng lưới cấp nước bơm lên đài nước rửa lọc, phục vụ cho cơng việc pha chế hóa chất Ngồi bể chứa nơi chứa nước nên việc xây dựng bể chứa phải đảm bảo điều kiện vệ sinh 5.7 TÍNH TỐN HĨA CHẤT 5.7.1 Vơi 5.7.1.1 Lượng vơi để kiềm hóa ổn định nước a Lượng vơi để kiềm hóa Lượng CO2 tự do: 240 mg/l SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -51- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghieäp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn Độ kiềm nuớc trước làm thoáng: K i = K i − 0,036 × Fe 2+ = 2,13 − 0,036 × 30,4 = 1,04 mgđl/l Tra bảng với C0 = 240 mg/l, PH = 6,8 độ kiềm nước = mgđl/l Như ta phải thêm lượng là: -1,04 = 1,96 mgđl/l Liều lượng vơi kiềm hóa: Lv = ∆K * M CaO = 1,96 * 28 = 54,88 mg/l ΣLW = 54,88 x1000 x5000 = 2744.10 mg / ng đ= 274,4 kg/ng đ= 0.2744 Chọn độ tinh khiết 70%: 0,2744 x100 = 0,392 tấn/ngày 70 b Lượng vôi ổn định hóa nước Ta có I = pH - pHs Trong đó: pH : pH thực nước pHs: pH bảo hòa, pH nước trạng thái cân với hợp chất axít cacbonic, pHs = f1(t0) – f2(Ca2+) – f3(kt) + f4(P) f1(t0): Hàm số nhiệt độ nước, f1(t0) = 1,9 (tra bảng với t = 300C) f2(Ca2+): Hàm số phụ thuộc Ca2+ có nước, Ca2+ = 68mg/l f2(Ca2+) = 1,8 f3(kt): Hàm số phụ thuộc vào độ kiềm nước, kt = 1,04 f3(kt) = f4(P): Hệ số biểu thị tổng hàm lượng muối hòa tan, P = 497 f4(P) = 8,86 pHs = 1,9 – 1,8 -1 + 8,86 = 7,96 Vậy I = pH - pHs = 6,8 – 7,96 = -1,16 < -0,25 Như nước có tính xâm thực pH < pHs < 8,4 dùng kiềm để ổn định nước pH = 6,8 I = 1,16 β = 0,3 ∆K = β × K i = 0,3 × 1,04 = 0,31 → a = e × ∆K × 100 28 × 0,31 × 100 = = 12,4 mg/l P 70 Lượng vôi dùng để ổn định nước ngày đêm 12,4 mg/l Lượng vôi để ổn định hóa nước: 0,0062 Vậy tổng lượng vơi phải dùng ngày đêm là:0,0392 + 0,0062 = 0,01 5.7.1.2 Kho chứa vôi cục, bể pha chế vôi sữa, bơm định lượng a Kho chứa vôi cục Tổng lượng vôi cần cho trạm xử lý ngày: 0,454 Lượng vôi dự trữ 15 ngày: G = 0,454 x 15 = 6,81 Thể tích vơi cục chuẩn đóan kho: W = SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -52- G 6,81 = ≈ 5,6 m3 γ 1,2 MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn Trong đó: γ = 1,2 tỷ trọng vôi cục đổ thành đống Vôi đổ cao 1,5 m Diện tích mặt đổ vơi: 5,6/1,5 = 3,7 m2 Thiết kế kho rộng m dài m có cửa lớn để tơ lùi vào đổ vơi trực tiếp vào kho, xung quanh xây kín để chống mưa, bụi, có cửa thơng thống gió để hạ độ ẩm khơng khí kho Kho xây liền với hệ thống pha vôi sữa b Bể pha chế vơi sữẵ Thể tích bể: V = Q×n×a 13 × 10 × 91 = = 0,24 m3 10.000 × p1 × γ 10.000 × × Trong đó: Q: Lưu lượng xử lý, Q = 13 m /h n: Số lần hòa tan vơi, n = 10 h a: Liều lượng hóa chất dự định cho vào nước, p1: Nồng độ dung dịch bể pha 5% γ : Trọng lượng riêng dung dịch vôi, γ = 1T/m3 P= 0,454 = 91 g/m3 5.000 Bể pha chế vôi sữa thiết kế với tiết diện vng 1,5 x 1,5 m, đáy hình chóp cạnh đều, góc cân 600, chiều cao phần hình trụ H1 = 1,5 m (0,2 m dự phòng chống tràn), chiều cao phần hình chóp H2 = 1,5 m Chiều cao tổng cộng bể pha chế vôi sữa: H = 1,5 + 1,5 = 3,0 m Thể tích thực tế: W = 1,5 x 1,5 x 1,3 + 1/3 x 1,5 x 1,5 x 1,5 = 4,05 m3 Để giữ cho sữa vôi không bị lắng có nồng độ 5% phải liên tục khuấy trộn máy khuấy b.3 Bơm định lượng Lưu lượng vôi sửa 5% phải đưa vào nước h: q= 13 × 91 × 100 = 23,66 l/h 1.000 × Chọn bơm định lượng kiểu màng 5.7.2 Clo 5.7.2.1 Clo dùng phản ứng clo hóa sơ Để oxy hóa 1mg Fe2+ cần 0,64 mg Cl2 để oxy hóa 30,4 mg Fe2+ cần 19,2 mg Cl2 5.7.2.2 Khử trùng Khử trùng nước khâu bắt buộc cuối trình xử lý nước cấp Trong nước thường có nhiều vi sinh vật gây bệnh tả, lị, thương hàn cần phải khử trùng nước để đảm bảo chất lượng nước phục vụ nhu cầu ăn uống SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -53- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn Trong hệ thống dùng Clo lỏng để khử trùng Cơ sở phương pháp dùng chất oxy hóa mạnh để oxy hóa màng tế bào sinh vật tiêu diệt chúng Ưu điểm phương pháp vận hành đơn giản, rẻ tiền đạt hiệu suất chấp nhận Dung dịch Clo bơm vào đường ống dẫn nước từ bể lọc sang bể chứa nước Liều lượng clo hoạt tính cần thiết sử dụng tính theo cơng thức: C = (kG/h) Trong đđó: Q: Lưu lượng nước xử lí (m3/h) a: liều lượng clo hoạt tính (lấy theo tiêu chuẩn TCVN 33 – 2006) Chọn a = mg/l = g/m3 Vậy lượng Clo hoạt tính cần thiết dùng để khử trùng 1h là: C= Q × a 300 × = = 1kg / h 1000 1000 Liều lượng Clo cần thiết dùng để khử trùng ngày là:1 x 4= kg 5.8 SÂN PHƠI BÙN a Lượng cặn khô phát sinh ngày G1 = Qngay − dem × (C1 − C ) 1000 = 13 × (85 − 10) = 0,975kg =1kg 1000 C1: nồng độ cặn trước đưa vào bể lắng C2: Hàm lượng cặn sau lắng b Lượng bùn khô phát sinh 15 ngày G2 = G1 x 15 =1 x 15 =15 kg c Thể tích dung dịch bùn 5% đưa vào sân phơi ngày V1 = G 0,001 = = 0.01m S × P 1,02 × 0,01 d Chọn chiều dày bùn 25% cm sau 21 ngày m sân phơi lượng cặn G= V x S x P= 0,05x1,07x0,25=0,0134 = 13,4 kg e Lượng bùn phơi 21 ngày SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -54- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp f GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn G= 13,4 x 21 =281,4 kg Diện tích sân phơi F= G 281,4 = = 21m g 13,4 g Tổng diện tích sân phơi F= 1,5 x 0,96 = 1,44 m2 Chiều cao sân phơi bùn: H= h1 + h2 + h3 + h4 H = 0,2 + 0,2 + 0,85+ 0,45= 1,7 m H3= 36/ 42 = 0,85 (Trong đó: chiều cao sỏi 0,2m; chiều cao cát 0,2m; chiều cao bùn 0,85 m; chiều cao dự phòng 0,45m) Thiết kế sân phơi bùn hình chữ nhật Kích thước: 1,5 x x 1,7 CHƯƠNG KHÁI TỐN CHI PHÍ ĐẦU TƯ, VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ Để đảm bảo cho hoạt động hiệu ổn định trạm xử lý nước ngầm khu dân cư – chợ Hòa Khánh Nam, ngồi vấn đề kỹ thuật cơng nghệ, kinh nghiệm quản lư vận hành thh́ kinh phí để xây dựng trạm phần quan trọng khơng thể thiếu, vh́ dự tốn chi phí đầu tư cho việc xây dựng trạm thể chi tiết tŕnh bày bảng sau 6.1 Chi phí xây dựng, thiết bị TT Thiết bị cơng trình Giếng khoan Q = 15 -20 m3/h, bơm cấp (hai cái) Bể chứa nước Thiết bị oxy hĩa v xc tc Thiết bị bo hịa oxy Thiết bị lọc p lực + vật liệu; Đài nước cao 10m Bồn chứa inox 5000 lít Nền mĩng khu xử lý v hng ro Sân phơi bùn 10 Bơm lên đài nước, Q = 15m3/h, SVTH: Nguyễn Hồng Thiện ĐVT SL Đơn giá Thành tiền (VNĐ) Xuất xứ Ci 84,000,000 84,000,000 ITALIA Ci Ci Ci Ci Ci 1 1 54,500,000 23,000,000 7,000,000 21,000,000 40,000,000 54,500,000 23,000,000 7,000,000 21,000,000 40,000,000 Ci 15,500,000 15,500,000 Ci Ci Ci 1 15,000,000 8,000,000 11,000,000 15,000,000 8,000,000 11,000,000 MIVITECH MIVITECH MIVITECH MIVITECH MIVITECH DAI THANH MIVITECH MIVITECH TAIWAN -55- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp 11 12 13 14 15 16 17 18 GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn H = 20m Bồn chứa hĩa chất, V= 500 lít nhựa Bơm định lượng, Q = 30 l/h BLUE WHITE My nn khí 1.5HP Hệ thống đường ống cơng nghệ Bình Minh, van điều khiển hệ thống khu xử lý Hệ thống phân phối đến nơi tiêu thụ nước (theo bảng vẽ thiết kế - dự kiến 300 m, đường kính 114, dày 3.8mm, phụ kiện khác) Hệ thống điện động lực cáp Cadivi (không bao gồm cáp nguồn) & điều khiển tự động (Linh kiện LG) Công lắp đặt vận chuyển Chi phí vận hnh thử ngiệm v phn tích mẫu TỔNG THUẾ VAT 10% TỔNG CỘNG Ci 1,500,000 1,500,000 DAI THANH Ci 8,000,000 8,000,000 USA Ci 10,000,000 10,000,000 VIET NAM Hệ 20,000,000 20,000,000 VIET NAM Hệ 35,000,000 35,000,000 VIET NAM Hệ 18,000,000 18,000,000 MIVITECH Hệ 7,000,000 7,000,000 MIVITECH Hệ 6,000,000 6,000,000 MIVITECH 384,500,000 38,450,000 422,950,000 6.2 Chi phí vận hành 6.2.1 Khấu hao hàng năm Nin hạn thiết kế hệ thống xử lý l 30 năm Vậy mức khấu hao đơn giản hàng năm là: 422,950,000/30 = 14,098,333 đ/năm 6.2.2 Chi phí hĩa chất STT Hĩa chất Đơn giá Số lượng Clo 12,000 đ/kg Thnh tiền 48,000 đ kg/ ngày Vơi 15,000 đ/kg 75,000 đ kg/ngày Chi phí hóa chất cho ngày: 123,000đ SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -56- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn 6.2.3 Chi phí lượng Số lượn g Cơng suất(K W) Số hoạt động/ngày Điện tiêu thụ(KW) Đơn giá/K W Thành tiền My nn khí 2.2 24 52.8 1600 đ 84,480 đ Bơm lọc 3.0 12 36 1600 đ 57,600 đ Bơm đài nước 3.0 12 36 1600 đ 57,600 đ Bơm định lượng 0.2 0.8 1600 đ 1,280 đ Hạng mục thiết bị Tổng cộng 200,960 đ 6.2.4 Chi phí nhn cơng - Cn kỹ sư: người, lương trung bình 120,000 đ/ngày.người - Cơng nhn: người, lương trung bình 80,000 đ/ngày.người Tổng cộng = x 120,000 + x 80,000 = 440,000 đ/ngày 6.2.5 Chi phí cho m3 nước - Vậy tổng chi phí sử dụng ngày: 14,098,333 + 123,000 + 200,960 + 440,000 = 802585 đ 365 - Vậy chi phí để sản xuất 1m3 nước: 802585 = 2,675 đồng 300 CHƯƠNG KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 7.1 KẾT LUẬN Qua thời gian 12 tuần, nội dung mà đồ án thực bao gồm: Thu thập, khảo sát đđược số liệu thành phần tính chất đặc trưng nguồn nước ngầm xã Hòa Khánh Nam, huyện Đức Hòa, tỉnh Long An SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -57- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn Từ thông số nguồn nước ngầm xã Hòa Khánh Nam đưa sơ đồ cơng nghệ để lựa chọn phương pháp xử lý nước cho khu dân cư – chợ Hòa Khánh Nam Sau phân tích ưu nhược điểm phương án đề xuất cơng nghệ xử lý nước hợp lý thích hợp với tính chất đđặc trưng nước nguồn khu vực dự án Sau lựa chọn sơ đồ cơng nghệ để xử lý, tiến hành tính tốn thiết kế chi tiết cơng trình đơn vị, triển khai vẽ chi tiết cho toàn trạm xử lý Đã lập dự tốn chi tiết chi phí xây dựng, vận hành cho toàn trạm xử lý Đồng thời ước tính giá thành xây dựng cho 1m nước 7.2 ĐỀ XUẤT Để trạm xử lý đảm bảo hoạt động tốt, nước sau xử lý đạt chất lượng yêu cầu, số đề xuất q trình vận hành trạm bao gồm: Cơng ty cần tuân thủ nghiêm ngặt quy định vận hành trạm xử lý như: thời gian chu kỳ lọc, thời gian rửa lọc, tốc độ lọc, để chất lượng nước ổn định vàđđảm bảo tuổi thọ vật liệu - Trồng xanh để tạo cảnh quan môi trường mát mẻ khu vực trạm xử lý nước cấp - Cần kiểm tra chất lượng nước định kỳ nhằm đảm bảo chất lượng nước cấp cho khu dân cư Thường xuyên kiểm tra qúa trình làm việc trạm để có cố kịp thời khắc phục Ngồi ra, vấn đề quản lý số biện pháp cần quan tâm: - Nhà nước Sở Tài Ngun Mơi Trường cần quan tâm đến tình trạng thiếu nước vấn đề khai thác nước doanh nghiệp, cụm dân cư, khu dân cư, chợ… Hoặc hỗ trợ mặt kỹ thuật để tự đứng xử lý nước SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -58- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghieäp - GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn Tuyên truyền giáo dục người dân việc bảo vệ tài nguyên môi trường đố với tài nguyên nước Bản vẽ kèm theo SVTH: Nguyễn Hồng Thiện -59- MSSV: 09B1080067 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Hồng Thiện GVHD:Ths Cao Thanh Nhàn -60- MSSV: 09B1080067