Một trong những biện pháp tích cực ở thành thị và nông thôn là cần phải tính toán thiết kế trạm xử lý nước cấp một cách hợp lý nhằm cung cấp cho người dân lượng nước đảm bảo cả về số lượng và chất lượng. Do đó cần phải xây dựng nhà máy xử lý nước cấp xử dụng nguồn nước mặt, đó cũng là mục tiêu thiết kế đồ án này.
Mục Lục SVTH: CAO THỊ MAI ANH CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU LƯU VỰC THIẾT KẾ 1.1 GIỚI THIỆU KHU VỰC CẤP NƯỚC - - - Thành phố Rạch Giá nâng cấp từ thị xã Rạch Giá theo nghị định số 97/2005/NĐ-CP tháng năm 2005 phủ Tổng diện tích thành phố Rạch Giá 104 km2 , với tổng số dân 245.328 người (năm 2015) Mật độ dân số 4.553người/km2, gồm dân tộc Kinh – Hoa – Khmer số dân tộc khác Chia số đôi số dân để xây dựng nhà máy với công suất cấp cho số dân 122664 người Công tác quy hoạch phát triển mở rộng Rạch Giá bắt đầu hoạt động từ năm 2015 đến Rạch giá tranh thủ nhiều nguồn vốn phát triển lĩnh vực, từ vốn khối kinh tế tư nhân vốn trung ương, từ hạ tầng đô thị cơng nghiệp dịch vụ Rạch giá có nhiều công trường, khu công nghiệp, hoạt động kinh tế khu vui chơi Rạch Giá đô thị loại II, dự kiến năm 2020, Rạch Giá đô thị loại I trực thuộc tỉnh Kiên Giang Thành phố có 11 đơn vị hành cấp phường xã với 68 khu phố ấp, 1.209 tổ nhân dân tự quản: + Xã Phi Thông + Phường Vĩnh Thanh Vân + Phường Vĩnh Thanh + Phường Vĩnh Lạc + Phường Vĩnh Bảo +Phường An Hòa + Phường Vĩnh Quang + Phường Vĩnh Hiệp + Phường Vĩnh Thơng + Phường Vĩnh Lợi + Phường An Bình + Phường Rạch Sỏi SVTH: CAO THỊ MAI ANH Hình 2.1 Bản đồ hành thành phố Rạch Giá SVTH: CAO THỊ MAI ANH 1.1.1 Vị trí địa lý Thành phố Rạch giá có trung tâm thị nằ trải dài bên bờ Đông vịnh Thái Lan, bao quanh sơng Kiên phía Bắc Đơng Bắc, sơng Cái Lớn phía Nam Rạch Giá cách Thành PHố Hồ Chí Minh 245 km hướng Tây Nam cách Cần Thơ 116 km hướng Tây cửa quốc tế Hà Tiên 95 km hướng Đông Nam - Phía Đơng thành phố giáp huyện Tân Hiệp Châu Thành - Phía Nam giáp huyện Châu Thành An Biên - Phía Bắc giáp huyện HỊn Đất Tân Hiệp - Phía Tây giáp giới tiếp giáp vùng biển huyện Kiên Hải 1.1.2 Địa hình Địa hình đất liền tương đối phẳng, có hướng thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam Đặc điểm vùng địa hình bị thủy triều chi phối lớn khả tiêu thoát úng đồng thời bị ảnh hưởng lớn mặn vào tháng cuối mùa khô gây trở ngại nhiều đến sản xuất đời sống người dân 1.1.3 Khí hậu Khí hậu Rạch Giá mang tính chất nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, ngồi nằm sát biển nên khí hậu mang tính chất hải dương, hàng năm có hai mùa khí hâu tương phản cách rõ rệt (mùa khơ mùa mưa) Nhiệt độ trung bình hàng năm 27 0C biên độ nhiệt hàng năm 0C Tháng có nhiệt độ trung bình cao tháng (290C), tháng có nhiệt độ trung bình thấp tháng (25.60C) 1.1.4 Thuỷ văn Thành phố Rạch Giá - tỉnh Kiên Giang cuối nguồn nước nhánh sông Hậu lại đẩu nguồn nước mặn vịnh Thái Lan Chế độ thủy văn bị chi phối yếu tố: thủy triều vịnh Thái Lan, chế độ thủy văn sông Hậu mưa chỗ Các yếu tố tác động thời kỳ, vùng khác làm chế độ thuỷ văn nơi diễn biến phong phú đa dạng 1.1.5 Tài nguyên nước (Tỉnh Kiên Giang) Nguồn nước mặt dồi dào, đến mùa mưa (từ tháng đến tháng 7) phần lớn nước mặt bị nhiễm phèn mặn Tồn tỉnh Kiên Giang có sông chảy qua: sông Cái Lớn (60 km), công Cái Bé (70 km) sơng Giang Thành (27,5 km) Ngồi tỉnh có hệ thống kênh rạch, kênh rạch có nhiệm vụ tiêu úng, sổ phèn, giao thơng lại, bố trí dân cư đồng thời có tác dụng dẫn nước từ sông Hậu vào mùa khô phục vụ cho sàn xuất sinh hoạt nhân dân 1.2 Cơng suất cấp nước tồn khu vực SVTH: CAO THỊ MAI ANH Theo TCXDVN 33:2006 STT Đối tượng dùng nước thành phần cấp nước II Giai đoạn 2010 2020 120 80 150 100 85 75 10 99 90 10 10 10 22 ÷ 45 22 ÷ 45 < 25 < 20 ÷ 10 7÷8 Đơ thị loại II, thị loại III a) Nước sinh hoạt: - Tiêu chuẩn cấp nước ( l.người/ngày ): - b) c) d) e) f) + Nội đô + Ngoại vi Tỷ lệ dân số cấp nước (%): + Nội đô + Ngoại vi Nước phục vụ cơng cộng; Tính theo % (a) Nước cho cơng nghiệp dịch vụ thị; Tính theo % (a) Nước khu công nghiệp ( lấy theo điều 2.4 – Mục ) Nước thất thốt; Tính theo % ( a + b + c +d ) Nước cho yêu cầu riêng nhà máy xử lý nước; Tính theo % ( a + b + c + d + e ) Lưu lượng ngày tính tốn (trung bình năm) cho hệ thống cấp nước tập trung xác định theo công thức: Qngày tb (m3/ngày) = Trong đó: qi: Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt ( lấy theo bảng 3.1) Ni: Số dân tính tốn ứng với tiêu chuẩn cấp nước qi fi: Tỷ lệ dân cấp nước (lấy theo bảng 3.1) D: Lượng nước tưới cây, rửa đường, dịch vụ đô thị, khu cơng nghiệp, thất thốt, nước cho thân nhà máy xử lý nước tính theo bảng 3.1 lượng nước dự phòng Lượng nước dự phòng cho phát triển công nghiệp, dân cư lượng nước khác chưa tính cho phép lấy thêm 5-10% tổng lưu lượng nước cho ăn uống sinh hoạt điểm dân cư; Khi có lý xác đáng phép lấy thêm không quá15% SVTH: CAO THỊ MAI ANH Lưu lượng nước tính tốn ngày dùng nước nhiều ngày (m3/ngày) tính theo cơng thức: Qngày.max = Kngày.max x Qngày.tb Qngày.min = Kngày.min x Qngày.tb Hệ số dùng nước khơng điều hồ ngày kể đến cách tổ chức đời sống xã hội, chế độ làm việc sở sản xuất, mức độ tiện nghi, thay đổi nhu cầu dùng nước theo mùa cần lấy sau: K ngày/max = 1,2 ÷ 1,4 K ngày/min = 0,7 ÷ 0,9 Lưu lượng tính tốn q m3/h, phải xác định theo cơng thức: qgiờ max= Kgiờ max qgiờ min= Kgiờ Hệ sống dùng nước khơng điều hồ K xác định theo biểu thức: Kgiờ max = αmax x bmax Kgiờ = αmin x bmin Ta có Các số liệu lấy cho khu vực nội đô: - tiêu chuẩn cấp nước: q = 150(l/người.ngày) - tỉ lệ dân số cấp nước: f = 99% - N = 122664 (người) Do số dân đông nên ta chia đổi để dễ dàng tính → Qsinh hoạt == = 18216 (m3/ng.đêm) Qphục vụ công cộng = 10% Qsinh hoạt = 0,1 18216 = 1822 (m3/ng.đêm) Qcông nghiệp dich vụ = 10% Qsinh hoạt = 0,1 18216 = 1822 (m3/ng.đêm) Qthất thoát = 15%( Qsinh hoạt+ Qphục vụ công cộng + Qcông nghiệp dich vụ) = 3279 (m3/ng.đêm) Qdùng trạm xử lý = 7%( Qsinh hoạt+ Qphục vụ công cộng + Qcông nghiệp dich vụ+ Qthất thoát) SVTH: CAO THỊ MAI ANH = 1760 (m3/ng.đêm) Qdự phòng = 10% Qsinh hoạt= 0,1 18216 = 1822 (m3/ng.đêm) Qngày.tb = Qsinh hoạt + Qphục vụ công cộng + Qcông nghiệp dich vụ + Qthất thoát + Qdùng trạm xử lý + Qdự phòng = 28721(m3/ng.đêm) Lấy Q = 30000 (m3/ng.đêm) Lưu lượng nước tính tốn ngày dùng nước nhiều nhất: Qngày max= Kngày max Qngày.tb = 1,3 30000 = 39000 (m3/ng.đêm) Qngày min= Kngày Qngày.tb = 0,8 30000 = 24000 (m3/ng.đêm) Kgiờ max = αmax.bmax =1,2.1,1 = 1,32 ( số dân >100000 người → bmax=1,1 theo bảng 3.2 TCVN 33-2006) Kgiờ = αmin.bmin = 0,4.0,7 = 0,28 ( số dân >100000 người → bmax=0,7 theo bảng 3.2 TCVN 33-2006) Lưu lượng nước tính tốn dùng nước nhiều nhất: qgiờ max = Kgiờ max.= 1,32 = 2145 (m3/h) qgiờ = Kgiờ min.= 0,28 = 280 (m3/h) 1.3 Hiện trạng cấp nước khu vực 1.3.1 Đơn vị cấp nước khu vực đô thị - Công ty TNHH MTV Cấp Thoát nước Kiên Giang doanh nghiệp 100% vốn Nhà nước, hạch tốn kinh tế độc lập tự chủ tài với chủ sở hữu Ủy ban Nhân dân tỉnh Kiên Giang Tiền than Công ty Cấp nước Kiên Giang hệ thống cấp nước Rạch Giá xây dựng từ năm 1963, có cơng suất 4.800m3/ngày nằm đường Mạc Cửu kênh Rạch Giá – Long Xuyên - Ngày 28/11/1992 UBND tỉnh Kiên Giang định số 925/UB-QĐ thành lập DNNN Cơng ty Cấp nước Kiên Giang - Qua 47 năm hình thành phát triển đến tổng công suất hệ thống cấp nước Công ty quản lý lên đến 70.000 m3/ngày Công ty có xí nghiệp cấp nước, trạm cấp nước, chi nhánh cấp nước, với tổng chiều dài mạng lưới cấp nước 350km (đường kính từ D100 đến D400) SVTH: CAO THỊ MAI ANH - Ngày 24/06/2010 UBND tỉnh Kiên Giang định số 1386/QĐ-UBND chuyển đổi Cơng ty Cấp nước Kiên Giang thành Cơng ty TNHH MTV Cấp thoát nước Kiên Giang Đề xuất dây chuyền công nghệ Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước phụ thuộc vào chất lượng đặc trưng nguồn nước thô Các vấn đề cần đề cập đến thiết kế hệ thống xử lý nước bao gồm chất lượng nước thô, yêu cầu tiêu chuẩn sau xử lý Dựa vào số liệu có, so sánh chất lượng nước thô nước sau xử lý để định cần xử lý gì, chọn thơng số chất lượng nước đưa kỹ thuật xử lý cụ thể Theo chất lượng nước nguồn có đưa phương án xử lý: 1.3.2 Nguyên lý hoạt động - Nước từ trạm bơm cấp I đưa đến bể trộn thủy lực, chất keo tụ đưa vào khuấy trộn nhằm mục đích keo tụ cặn lơ lửng làm tăng hiệu lắng Tiếp đến nước đưa đến bể phản ứng trình phản ứng hình thàng bơng cặn xảy - Nước đưa đến cơng trình tiếp theo-bể lắng ngang để loại bỏ phần lớn cặn tạo trình keo tụ, tiếp đến nước đưa đến bể lọc để loại bỏ phần cặn lại khơng loại bỏ số chất hữu có nước đầu vào SVTH: CAO THỊ MAI ANH - Nước tiếp tục đưa vào bể tiếp xúc, clo châm vào nhằm mục đích khử trùng, tiêu diệt vi sinh vật gây hại sau khử trùng nước chuyển đến bể ổn định nước trước vận chuyển đến bể chứa nước đưa đến trạm bơm cấp II để phân phối vào mạng lưới Ưu điểm - Đối với bể trộn thủy lực cường độ khuấy trộn cao nên thời gian khuấy trộn ngắn dung tích bể khuấy trộn nhỏ - Hiệu lắng sử dụng bể lắng ngang tương đối cao, vân hành bể lắng ngang tương đối đơn giản Nhược điểm - Cần thiết kế bể phản ứng trước đưa nước vào bể lắng ngang - Tốn chi phí xây dựng cho bể lắng ngang CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGUỒN Số liệu đầu SVTH: CAO THỊ MAI ANH Thông số Số liệu đầu Nhiệt độ (oC) pH Độ oxy hóa (mg/L) Độ mầu (pt - co) Chất rắn lơ lửng (mg/l) Fe tổng (mg/L) Fe II (mg/L) Mn (mg/L) H2S (mg/L) Na+ + K+ (mg/L) Ca2+ (mg/L) Mg2+ (mg/L) NH4+ (mg/L) HCO3- (mg/L) SO42- (mg/L) ClSO32Ecoli (MPN/l) 18 6,9 70 800 0,1 0,02 0,01 0,4 133 40 14 0,2 150 18 19 0,2 50 2.1 Xác định tiêu thiếu a) Tính tổng hàm lượng muối Trong đó: : Tổng hàm lượng ion dương không kể đến Fe2+ : Tổng hàm lượng ion âm không kể đến HCO3-, SiO2= 133 + 40 + 14 + 0,2 = 187,2 (mg/l) = 18 + 19 + 0,2 = 37,2 (mg/l) Như vậy: P = 187,2 + 37,2 + 1,4.0,02 + 0,5.150 + 0,13.0 = 299,428(mg/l) + Tính độ kiềm tồn phần Khi pH < 8.4 độ kiềm tạo chủ yếu HCO3- [OH-]=0 Khi độ kiềm xác định theo công thức: SVTH: CAO THỊ MAI ANH 10 Kiểm tra lại vận tốc gió:(thỏa mãn yêu cầu) Tính tốn máng phân phối thu nước rửa lọc • Với kích thước bể 4,5x7 m Chọn bể bố trí máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác Khoảng cách tim máng d = m (Theo TCVN 33:2006: d≤ 2,2m) • Lượng nước rửa thu vào máng qm = Wn.d.l (l/s) Trong đó: Wn = 14 l/s.m3 ( cường độ rửa lọc) d: khoảng cách tim máng , d = 2(m) l: chiều dài máng l = m qm = 14 x x = 196 (l/s) = 0,196(m3/s) • Chiều rộng máng tính theo cơng thức Trong đó:qm: lưu lượng nước rửa tháo qua máng a: tỉ số chiều cao phần chữ nhật với ½ chiều rộng máng, lấy a =1,3 k: hệ số tiết diện máng hình tam giác k = 2,1 Chiều cao phần máng hình chữ nhật là: Vậy chọn chiều cao máng thu nước hcn = 0,2m chiều cao đáy tam giác hđ=0,2m Độ dốc máng lấy phía máng nước tập trung i = 0,01; chiều dày thành máng δm = 0,08 m Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa Hm = hcn + hd + δm = 0,225 + 0,2 + 0,08 = 0,48 (m) Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước xác định theo công thức: Trong L: chiều cao lớp vật liệu lọc L = 1,3 m SVTH: CAO THỊ MAI ANH 32 e: độ giãn nở tương đối lớp vật liệu lọc (bảng 4-5) e = 45% 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 là: Hm = 0,48 m Vì máng dốc phía máng tập trung i = 0,01, máng dài m Chiều cao máng tập trung là: 0,48 + 0,01 = 0,55 (m) Vậy ∆Hm phải lấy bằng: ∆Hm = 0,07 + 0,55 = 0,62 (m) Nước rửa lọc từ máng thu nước tập trung Khoảng cách từ đáy máng thu đến máng tập trung xác định theo công thức Trong qmg: lưu lượng nước chảy vào mương, qmg = qr = 0,150 (m3/: A:chiều rộng máng tập trung A = 0,7m (Theo TCVN 33:2006: A 0,6 m) g = 9,81 m/s2 gia tốc trọng trường h= • + 0,2= 0,467 (m) Đường kính ống nước rửa lọc xác định theo cơng thức DX = = = 0,37 (m), lấy DX = 400 (mm) Trong Qm : lượng nước xả rửa lọc (m3/s) Qm=0,196 VX : vận tốc nước ống thoát (m/s), TCVN 33-2006 : VX = 1,5 – (m/s) • Đường kính ống thu nước tới bể chứa Sử dụng đường ống chung thu nước từ bể lọc bể chứa Đường ống đặt cao khối bể lọc xuống thấp khỏi khối bể lọc Đường kính ống từ bể ống thu nước chung 0,4 (m) Tính tốn số chụp lọc SVTH: CAO THỊ MAI ANH 33 • Sử dụng loại chụp lọc có dài, có khe rộng 1mm • Chọn 36 chụp lọc 1m2 sàn công tác (Theo TCXDVN 33:2006) • Tổng số chụp lọc bể là: • Lưu lượng nước qua chụp lọc • Lưu lượng gió qua chụp lọc: • Tổn thất áp lực qua chụp lọc: (cái) Trong V: tốc độ chuyển động nước hỗn hợp nước gió qua khe hở chụp lọc ( lấy khơng nhỏ 1,5m/s) : hệ số lưu lượng chụp lọc Đối với chụp lọc khe hở • =0,5 Chiều cao toàn phần bể lọc nhanh Hxd = hđ + hv + hn + hbv + hc+hs (m) - hđ : chiều cao lớp đỡ (m) Chọn lớp đỡ cỡ hạt 25(mm), chiều dày lớp đỡ 300 (mm) - hv : chiều dày lớp vật liệu lọc (m) - hn : chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc (m), hn (m) - hbv : chiều cao bảo vệ , hbv = 0,5 m - hc : chiều cao từ sàn chụp lọc đến đáy bể, hc = (m) - hs: chiều cao sàn đỡ chụp lọc, = 0,1 m SVTH: CAO THỊ MAI ANH 34 Vậy chiều cao bể lọc là: Hxd = 0,3+ 1,3 + + 0,5 + + 0,1= 5,2 (m) Sân phơi vật liệu lọc Thể tích cát cần dùng:Vcát = n.f.L = 8.28.1,3= 291,2 (m3) Trong đó: n: Số bể lọc f: Diện tích bể lọc L: Chiều dày vật liệu lọc Thể tích cát đem phơiVcát phơi = 80%.Vcát = 0,8.291,2 = 233 (m3) Chọn chiều dày phơi cát m Diện tích sân phơi 233(m2) Chọn sân phơi với sân L x B = 19 m x6 m STT Thông số Đơn vị Số lượng Đơn vị Số đơn nguyên N Chiều rộng bể, B B m Chiều dài bể, L L m Chiều cao bể, HXD HXD 5,2 m Ống dẫn nước rửa lọc DC 500 mm Ống dẫn gió DG 200 mm Số máng bể n Chiều dài máng, Lm m Chiều rộng máng, Bm 0,72 m 10 Chiều sâu máng, Hm 0,62 m 3.5 Sân phơi bùn Số lượng bùn khơ tích lại bể lắng sau ngày: G == = 24981 kg Trong đó: G : trọng lượng cặn khơ (kg) Q : lượng nước xử lý (m3/ngày), Q = 30000 m3/ngày C1 : hàm lượng cặn nước khỏi bể lắng (g/m3), C1 = 12g/m3 C2 : hàm lượng cặn nước vào bể lắng = 835,3 g/m3 SVTH: CAO THỊ MAI ANH 35 Thể tích bùn khơ ngày là:Vk == = 21 (m3) Với: tỷ trọng bùn , tấn/m3 Trọng lượng dung dịch cặn xả ngày là: G3 === 6245250(kg) Với nc : nồng độ cặn, nc = 0,4% Thể tích bùn lỗng xả ngày:Vl = == 6177 m3 Với tấn/m3 : Tỷ trọng bùn , Chọn : Độ ẩm bánh bùn sau ép từ 60% đến 80%, chọn độ ẩm bùn sau ép = 60 Thể tích bùn sau ép là:máy ép bùn băng tải Yuanchang – TA1500 có lưu lượng ép từ 7-14 m3/h, có cơng suất 5kW Ve = Vl= 61770.6 = 3706 (m3) Lượng nước tách từ bùn sau ép bơm hồ sơ lắng để quay lại chu trình xử lýnước Vn = Vl – Ve = 61773706 = 2471 m3 Bùn khô đem phơi sân phơi bùn định kỳ bùn công ty môi trường vận chuyển đến xử lý Diện tích sân phơi bùn: F == = 7412 ( Hb: Chiều cao bùn Hb= 0,5m ) Chia thành sân : = = 926 Lấy chiều cao dự trữ hdự trữ = 1m, chiều cao sân phơi Hsân = 0,5+ = 1,5(m) Mỗi có kích thước là: B x L = 45 x 21 m 3.6 Khử trùng nước Tính tốn - Khử trùng nước Clo lỏng, sử dụng thiết bị phân phối Clo bằngClorator - Lượng Clo dùng để khử trùng lấy (mg/l ) (theo điều 6.162 TCXDVN 33:2006: lượng clo dùng để khử trùng với nước mặt 2-3mg/l) Lượng Clo cần dùng là: Với: , Q: Công suất trạm xử lý, Qtrạm = 1250(m3/h) LCl: Lượng clo để khử trùng, SVTH: CAO THỊ MAI ANH 36 (kg/m3) Vậy: QCl2= 1250x2x10-3=2,5(kg/h) - Lượng Clo dùng mộtngày: - Lượng clo dùng cho 30 ngày là: QCl2 = 60 x 30 = 1800 (kg) - Lượng nước tính toán clorator làm việc lấy 0,6m3 cho 1kg clo (Theo 6.169 TCXDVN 33:2006) - Lưu lượng nước cấp cho trạm clo là: (m3/h)=0,42 (l/s) Đường kính ống nước: m chọn d=2,7cm Đường kính ống dẫn clo : Lưu lượng giây lớn clo lỏng : Qmax = m3) Vây đường kính ống dẫn clo + Cấu tạo nhà trạm Clo - Trạm Clo xây cuối hướng gió - Trạm xây dựng gian riêng biệt: gian đựng Clorato, gian đặt bình clo lỏng,các gian có cửa dự phòng riêng - Trạm xây cách ly với xung quanh cửa kín,có hệ thống thơng gió thường xun quạt với tần suất 12 lần tuần hồn gió Khơng khí hút điểm thấp - Trong trạm có giàn phun nước áp lực cao,có bể chứa dung dịch trung hồ Clo, có cố dung tích bình đủ để trung hòa - Diện tích nhà trạm Clo: Diện tích trạm khử trùng lấy theo tiêu chuẩn là: 3m2cho Cloratơ; 4m2 cho cân bàn Trạm có Cloratơ làm việc Cloratơ dự trữ Vậy tổng diện tích trạm F = x + x = 10(m2) 3.7 Bể chứa nước Dung tích bể chứa Wbc = Wđiềuhòa + W3hchữacháy+Wdùng cho trạm xử lý( m3) Trong đó: Wđiềuhòa : Dung tích phần điều hồ bể chứa, SVTH: CAO THỊ MAI ANH 37 Wdùng cho trạm xử lý: Lượng nước dự trữ cho thân trạm xử lý(m3) Wđiềuhòa : Nước cần cho việc chữa cháy Ta có : • Wđh = 15% Qngày đêm =15% x 30000 = 4500 (m3) • Chọn lưu lượng 1s chữa cháy la 25(l/s) W3hcc n: số đám cháy xảy đồng thời, n=2 qcc: tiêu chuẩn nước chữa cháy (m3) qcc= 15 (l/s) (khoảng 20000 dân) • Wdùng cho trạm xử lý= Wbc = Wđh + W3hcc+Wbt = 4500 + 324 + 1800 = 6624( m3) Thiế kế bể chứaWbc= 6624 (m3) Thiết kế bể chứa, bể chứa tích 3310 m3 Chọn chiều sâu bể chứa 5,5m , chiều dài bể 25m, chiều rộng 25m Chiều cao xây dựng bể là: Thông số Số bể chứa Chiều dài bể Chiều rộng bể Chiều cao xây dựng Ký hiệu N L B Hxd Đơn vị Chiếc m m m Giá trị 25 25 3.8 Các cơng trình tuần hồn nước rửa lọc Nước rửa lọc lượng nước lớn có chứa hàm lượng cặn lớn, để sử dụng lại nguồn nước rửa lọc tránh lãng phí nguồn nước Ta thiết kế cơng trình tuần hồn nước rửa lọc Các cơng trình hệ thống tuần hoàn nước rửa lọc bao gồm: bể điều hòa lượng nước xả rửa lọc, máy bơm chìm đặt bể điều hòa, bể lắng đứng 3.8.1 Tính tốn bể điều hòa bơm tuần hoàn rửa lọc Để đảm bảo bơm tuần hoàn làm việc gián đoạn, không ảnh hưởng đến chế độ thuỷ lực cơng trình xử lý, tăng giảm lưu lượng mức quy định q th phải nằm SVTH: CAO THỊ MAI ANH 38 khoảng (Theo Xử lý nước cấp sinh hoạt công nghiệp, Trịnh Xuân Lai, 2003, trang 498) < qth< 5%Qtrạm Có 5%.Qtrạm =5%.30000/24 = 62,5 (m3/h) Trong đó:W: Lượng nước rửa lọc ngày Qtrạm: Công suất trạm xử lý nước Qtrạm = 30000 m3/24h Khi rửa gió trước nước sau, cường độ nước 12 l/s rửa phút Vr1 bể = = 4,32.F (m3) ( F diện tích bể lọc, F = 28 m2) Theo ta có chu kỳ rửa lọc ngày rửa bể nên lưu lượng nước rửa ngày: W = 4,32x28x8 = 968 (m3) ⇒= qth= 968/24 = 40 (m3/h) Vậy chọn lưu lượng nước tuần hoàn qth = 40 m3/h Thể tích bể điều hồ nước rửa tính theo cơng thức: (Theo Xử lý nước cấp sinh hoạt công nghiệp, Trịnh Xuân Lai, 2003, trang 499) V = n.Vr1 bể − n qth.t = 8x4.32x28− 8x24x1 = 775 (m3) Trong t: Thời gian hai lần rửa bể nhau, t = n: Số bể lọc nhanh, n = Thiết kế bể vuông cao h = 4,5 m, kích thước bể mặt a x a = 12x 12m Chiều cao Hxd = h+Hdự trữ = 4,5+0.5=5 m ( Hdự trữ= 0.5 m ) 3.8.2 Tính tốn bể lắng đứng xử lý nước rửa lọc Ta tính toán lắng cặn keo tụ bể lắng đứng Diện tích bể lắng đứng tính theo cơng thức (Theo Cấp nước sinh hoạt công nghiệp, Trịnh Xuân Lai, 2003, trang 169): Trong đó: Q: Lưu lượng nước đến bể lắng từ bể điều hoà, Q = qth = 40 m3/h ≈ 0.001 m3/s uo: Tốc độ lắng cặn, lấy u0 = 0,0020 (m/s) (khi khơng có số liệu lấy từ 0,0022-0,0007 m/s) SVTH: CAO THỊ MAI ANH 39 : Hệ số dự phòng kể đến việc phân phối nước khơng tồn mặt cắt ngang bể Lấy tỷ số đường kính chiều cao vùng lắng D/H = = 1,75 Do xây dựng bể lắng đứng kết hợp ngăn phản ứng xốy hình trụ đặt nên đường kính bể (Theo Cấp nước sinh hoạt cơng nghiệp, Trịnh Xn Lai, 2003, trang 170): Trong đó:F: Diện tích vùng lắng F = 9,625 m2 f: Diện tích bề mặt ngăn phản ứng : H: chiều sâu vùng lắng nước, H = m (H = – m) t: Thời gian lưu nước bể, lấy t = 15 phút (Theo tiêu chuẩn 15 – 20 phút) Tỷ số < 1,75 nên đạt yêu cầu Phần đáy thu cặn bể lắng hình cơn, góc hình so với phương nằm ngang lấy =600 Chiều cao phần hình chọn m Vậy thiết kế bể lắng đứng (1 bể làm việc, bể dự phòng) có ngăn phản ứng xốy hình trụ có D = 3.5 m, H = m gồm đường ống dẫn nước đến từ bể điều hòa đường ống, dẫn cặn sân phơi bùn đưa nước sau lọc quay trở lại trước bể trộn 3.9 Trạm bơm cấp • Trong trạm bơm cấp gồm : + máy bơm chân khơng : bơm gió tới bể lọc để rửa lọc + máy bơm hướng trục : bơm nước tới bể lọc để rửa lọc + máy bơm ly tâm hướng trục : máy bơm nước từ bể chứa mạng lưới, máy bơm dự phòng 3.10 Quy Hoạch Mặt Bằng Và Bố Trí Cao Độ Cơng Trình a Quy hoạch mặt SVTH: CAO THỊ MAI ANH 40 - - Vị trí khu đất đặt trạm xử lí phải phù hợp với quy hoạch chung thành phố, phải đảm bảo việc liên hệ rễ dàng, thuận tiện cho quản lý chung thành phố Có khả phát triển tương lai, để xây dựng thêm cơng trình nhà máy nâng cơng suất Khu đất xây dựng nhà máy phải nằm nơi cao ráo, không bị ngập lụt hay lún sụt, đảm bảo làm việc bền vững cơng trình trạm xử lí nước Có địa hình thuận tiện cho việc bố trí cao trình trạm xử lí, tránh đào đắp nhiều.Đảm bảo diện tích để bố trí cơng trình phụ cơng trình phục vụ Đảm bảo điều kiện vệ sinh tốt, tiện cho việc tổ chức thực vệ sinh nguồn nước trạm xử lí nươc Trạm xử lí phải đặt xa nguồn sở gây ô nhiễm bãi rác , nghĩa địa,… Khu đất trạm xử lí cần có điều kện địa chất tốt, tránh gia cố móng giảm giá thành xây dựng cơng trình Đặt gần nơi cung cấp điện để giảm giá thành xây dựng hệ thống cấp điện chi phí quản lí điện giảm Có đường giao thông thuận tiện, đảm bảo chuyên trở vật liệu, thiết bị, máy móc rễ dàng, phục vụ tốt cho công tác thi công quản lý nhà máy Chiếm đất trồng trọt Ở đầu hướng gió để tránh bụi độc từ hoạt động thành phố Trong trạm bố trí cơng trình cho cơng trình có đường tơ tiếp cận đến tận chân cơng trình Bố trí trạm clo sân phơi bùn cuối hướng gió tránh bay vào cơng trình phụ trợ trạm xử lí Trạm biến đặt gần trạm bơm cấp II cung cấp điện pha cho trạm bơm cấp II a Diện tích cơng trình bố trí mặt Các cơng trình phụ trợ trạm xử lý: phòng thí nghiệm, xưởng sửa chữa, nhà sinh hoạt cơng cộng… xác định theo bảng 8.1: Tiêu chuẩn diện tích cơng trình phục vụ ,Xử lý nước cấp, Nguyễn Ngọc Dung, 1999, trang 221 với công suất từ 10,000 đến 50,000 m3/ngày đêm STT Tên cơng trình Phòng thí nghiệm hóa Khu hành chính, hội trường Xưởng sửa chữa Trạm xưởng khí đường ống Phòng bảo vệ Nhà để xe Ga tơ Khu hành Hội trường SVTH: CAO THỊ MAI ANH 41 Diện tích (m2) 50 160 42 60 50 176 200 270 360 10 11 12 13 Trạm điện 70 Trạm bơm cấp II, bơm nước khí 288 Trạm bơm nước rửa lọc 90 Trạm bơm bùn 40 Bảng 2: Diện tích cơng trình phụ trợ b Bố trí cao độ cho cơng trình Các cơng trình trạm xử lý nước bố trí theo nguyên tắc tự chảy Tổn thất áp lực lấy sơ sau: (Nguyễn Ngọc Dung, 1999) Khi thiết kế cao độ công trình phải đảm bảo chiều cao mực nước tối thiểu từ cơng trình phải chiều cao mực nước tối đa cơng trình phía sau Tính tốn sơ cao trình cơng nghệ dựa vào tổn thất áp lực (Theo mục 6.355 – Bố trí cao độ cơng trình, TCXD 33:2006/BXD – Tiêu chuẩn thiết kế) + Tổng thất áp lực cơng trình đơn vị xử lý nước - Tổn thất bể lắng: 0,4 – 0,6 m, lấy h = 0,6 m - Tổn thất qua bể lọc: – 3,5 m, lấy h = m + Tổn thất áp lực đường ống nối - Tổn thất từ bể bể lắng đến bể lọc: 0,5 – m, lấy h = 0,5 m - Tổn thất từ bể lọc đến bể chứa: 0,5 – m, lấy h = 0,5 m Cốt mặt đất vị trí xây dựng trạm xử lý : hmđ = m i Bể lọc nhanh - Cốt mực nước cao bể lọc: (m) Trong đó: : Cốt mặt đất = (m) : chiều cao xây dựng bể lọc : chiều cao bảo vệ =5,2 (m) = 0,5 (m) = + 5,2 - 0,5 = 10,7 (m) - Cốt mặt bể lọc: (m) SVTH: CAO THỊ MAI ANH 42 Trong đó: : Cốt mực nước cao bể lọc hbv: Chiều cao bảo vệ bể lọc hbv = 0,5 (m) = 10,7+ 0,5 = 11,2(m) - Cao trình đáy bể lọc: = = (m) ii Bể chứa nước Xây dựng bể chứa nước chìm - Cốt mực nước cao bể chứa nước sạch: = 10,7 – 0,5 – = 7,2 (m) Trong đó: : Cốt mực nước cao bể lọc, = 10,7 m : Tổn thất từ bể lọc sang bể chứa, : Tổn thất bể lọc, = 0,5 m =3m - Cốt mặt bể chứa: - Cao trình đáy bể chứa: = 7,2 + 0,5 = 7,7(m) = 7,7 – = 1,7 (m) Trong đó: hbv: Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5 (m) Hxd: Chiều cao xây dựng bể chứa nước Hxd =6 (m) iii Bể lắng Mực nước cao bể lắng tiếp xúc = + = 10,7 + 0,5 + 0,6 = 11,8 (m) Trong đó: - : Cốt mực nước cao bể lọc SVTH: CAO THỊ MAI ANH 43 = 10,7 m : Tổn thất áp lực từ bể lắng sang bể lọc - : Tổn thất áp lực bể lắng - Cao trình mặt bể lắng ngang: = = 0,5 m = 0,6 m + hbv = 11,8 + 0,5 = 12,3 (m) Trong đó: hbv: Chiều cao bảo vệ bể lắng, hbv = 0,5 m : Mực nước cao bể lắng = 11,8 m Cao trình đáy bể lắng: = 11,8 – 3,3 = 8,5 (m) Trong đó: Hxd: Chiều cao xây dựng bể lắng tiếp xúc Hxd = 3,3 m iv Cao trình bể phản ứng Cốt mực nước mương dẫn nước từ bể phản ứng sang bể lắng: = + hlắng – pư = 11,8 + 0,5 =12,3 m Trong đó: =11,8 : cao trình mực nước bể lắng hlắng – pư = 0,5 : tổn thất từ bể phản ứng sang bể lắng mực nước cao bể phản ứng: = + hpư = 12,3 + 0,3 = 12,6 m hpư = 0,3m : tổn thất bể phản ứng Cao trình mặt bể phản ứng: = +Hbv= 12,6 + 0,5 = 13,1 m Cao trình đáy bể phản ứng: =Hxd = 13,1 – 5,5 =7,6 m v Cao trình bể trộn Cốt mực nước mương dẫn từ bể trộn sang bể phản ứng: = + htrộn – pư = 13,1 + 0,2 =13,3 m Trong đó: htrộn – pư = 0,2 : tổn thất từ bể trộn sang bể phản ứng Mực nước cao bể trộn: = + htrộn = 13,3 + 0,2 = 13,5 m SVTH: CAO THỊ MAI ANH 44 Trong đó: htrộn=0,2m : tổn thất áp lực bể trộn Cao trình mặt bể trộn: = + Hbv = 13,5 + 0,5 =14 m Cao trình đáy bể trộn: = – Hxd = 14 – 2,6 =11,4 m vi Sân phơi bùn Cao trình mặt sân phơi bùn hm = m Cao trình đáy sân phơi bùn = – Hb = – = (m) Cơng trình Cốt mực nước cao Cao trình mặt cơng trình Cao trình đáy cơng trình Chiều dài Bể lắng 11,8 12,3 6,8 53,8 Bể lọc 10,7 11,2 Bể chứa nước 7,2 7,7 1,7 25 Bể phản ứng 12,6 13,1 7,6 Bể trộn khí 13,5 14 11,7 2,3 Cốt mặt đất xây dựng nhà máy xử lý hmb = m Các cao trình bố trí cơng trình đơn vị xử lý nước SVTH: CAO THỊ MAI ANH 45 Tài liệu Tham Khảo • Nguyễn Ngọc Dung, 1999, “Xử lý nước cấp”, Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội • Trịnh Xuân Lai, 2002, “Cấp nước tập 2”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội • TCVN 33: 2006/ BXD“Cấp nước – Mạng lưới ống cơng trình tiêu chuẩn thiết kế”, Bộ Xây dựng • QCVN 01: 2009 “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước ăn uống”, Bộ Y tế • QCVN 07 :2010/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia cơng trình kỹ thuật hạ tầng thị • http://hanminh.vn/congtrinh/detail/du-an-mo-rong-he-thong-cap-nuoc-thanh-photra-vinh-tinh-tra-vinh-len-50000-m3ngay-151.html • https://vi.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A0_Vinh_(th%C3%A0nh_ph%E1%BB %91) SVTH: CAO THỊ MAI ANH 46 ... Cấp nước Kiên Giang - Qua 47 năm hình thành phát triển đến tổng công suất hệ thống cấp nước Công ty quản lý lên đến 70.000 m3/ngày Cơng ty có xí nghiệp cấp nước, trạm cấp nước, chi nhánh cấp nước, ... nơi diễn biến phong phú đa dạng 1.1.5 Tài nguyên nước (Tỉnh Kiên Giang) Nguồn nước mặt dồi dào, đến mùa mưa (từ tháng đến tháng 7) phần lớn nước mặt bị nhiễm phèn mặn Tồn tỉnh Kiên Giang có sông... 0C Tháng có nhiệt độ trung bình cao tháng (290C), tháng có nhiệt độ trung bình thấp tháng (25.60C) 1.1.4 Thuỷ văn Thành phố Rạch Giá - tỉnh Kiên Giang cuối nguồn nước nhánh sông Hậu lại đẩu nguồn