MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT 3 I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC LOẠI NƯỚC CẤP 3 1. Nước mặt. 3 2. Nước ngầm. 5 II. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC 5 1. Phương pháp hóa lý 5 2. Biện pháp hóa học 6 3. Biện pháp cơ học 7 CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ XỬ LÝ NƯỚC CẤP 16 2.1. Tính toán cơ bản 16 2.2. Đề xuất dây chuyền công nghệ 16 2.3. Tính toán sơ đồ công nghệ phương án 1 20 2.3.1. Tính toán liều lượng hóa chất và thiết bị pha chế phèn 21 2.3.2. SONG CHẮN RÁC 25 2.3.3. BỂ TRỘN CƠ KHÍ 27 2.3.4. BÊ PHẢN ỨNG CÓ VÁCH NGĂN 28 2.3.5. BỂ LẮNG NGANG 29 Tính toán máng thu nước bề mặt bể lắng : 31 2.3.6. BỂ LỌC NHANH 2 LỚP 33 2.3.7. BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH 40 2.3.8. Tính toán sân phơi bùn 41 2.3.9. Tính toán diện tích mặt bằng các công trình phụ 42 2.4. BỐ TRÍ MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45
Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC LOẠI NƯỚC CẤP Nước mặt Nước ngầm .5 II TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC Phương pháp hóa lý Biện pháp hóa học Biện pháp học .7 CHƯƠNG II TÍNH TỐN VÀ ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ XỬ LÝ NƯỚC CẤP 16 2.1 Tính toán 16 2.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ 16 2.3 Tính tốn sơ đồ cơng nghệ phương án 20 2.3.1 Tính tốn liều lượng hóa chất thiết bị pha chế phèn 21 2.3.2 SONG CHẮN RÁC 25 2.3.3 BỂ TRỘN CƠ KHÍ 27 2.3.4 BÊ PHẢN ỨNG CÓ VÁCH NGĂN .28 2.3.5 BỂ LẮNG NGANG 29 Tính tốn máng thu nước bề mặt bể lắng : .31 2.3.6 BỂ LỌC NHANH LỚP 33 2.3.7 BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH .40 2.3.8 Tính tốn sân phơi bùn 41 2.3.9 Tính tốn diện tích mặt bằng cơng trình phu .42 2.4 BỐ TRÍ MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 Nguyễn Linh Trang Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC LOẠI NƯỚC CẤP Việt Nam nước nằm vùng nhiệt đới gió mùa, thuộc phía Đơng bán đảo ĐƠNG DƯƠNG, chịu ảnh hưởng nhiệt đới gió mùa nên Viêt Nam có lượng mưa cao Lượng mưa này, ngồi phần bốc nguồn cung cấp cho nước ngầm hình thành dòng chảy bề mặt sơng, suối… Nước tự nhiên thường chia thành bốn nhóm: - Nước mưa - Nước mặt - Nước ngầm - Nước khơng khí, đá, đất sinh vật sống Nước mặt Hiện trạng nước mặt Việt Nam: Tài nguyên nước mặt nước ta tương đối phong phú, chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy sơng giới, diện tích đất liền nước ta chiếm khoảng 1,35% giới Tuy nhiên, đặc điểm quan trọng tài nguyên nước mặt biến đổi mạnh mẽ theo thời gian (dao động năm phân phối khơng năm) phân bố không hệ thống sông vùng Vấn đề ô nhiễm cạn kiệt nhu cầu dùng nước tăng lên mạnh mẽ: Cùng với phát triển kinh tế xã hội gia tăng dân số, nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt, sản xuất công nông nghiệp tăng lên mạnh mẽ tất vùng Lượng nước cần dùng mùa cạn lớn, lượng nước dùng cho nông nghiệp Đặc biệt, khơng vùng lưu vực sơng, lượng nước cần dùng gấp vài lần tổng lượng nước cung cấp, tức vượt xa ngưỡng lượng nước cần có để trì sinh thái mà khơng có nguồn nước chỗ để cung cấp cho sinh hoạt sản xuất Sự gia tăng dân số hoạt động người ngày tác động mạnh mẽ đến mơi trường tự nhiên nói chung mơi trường nước nói riêng Những hoạt động tự phát, khơng có quy hoạch người chặt phá rừng bừa bãi, canh tác nông lâm nghiệp không hợp lý thải chất thải bừa bãi vào Nguyễn Linh Trang Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến thuỷ vực gây nên hậu nghiêm trọng, làm cho nguồn nước bị cạn kiệt, bị nhiễm, hạn hán có khả khốc liệt Nguy thiếu nước trầm trọng, vào mùa cạn vùng mưa Vì vậy, cần có giải pháp quản lý, khai thác bảo vệ tốt tài nguyên nước Trước hết, cần phải củng cố, bổ sung mạng lưới điều tra quan trắc tài nguyên nước, bao gồm nước mặt nước đất, lượng chất, hình thành mạng lưới quan trắc điều tra tài nguyên nước thống phạm vi nước, tiến hành kiểm kê đánh giá tài nguyên nước lưu vực sơng, vùng tồn lãnh thổ Trên sở kiểm kê đánh giá tài nguyên nước cân bằng kinh tế nước mà xây dựng chiến lược, sách phát triển bền vững tài nguyên nước quốc gia nói chung cho lưu vực nói riêng Cần thực nghiêm chỉnh Luật Tài nguyên Nước đẩy mạnh hoạt động Hội đồng Tài nguyên Nước Quốc gia Ban quản lý lưu vực sông – Thành phần, tính chất: Việt Nam có 2000 sơng lớn dọc từ Bắc vào Nam nước ngồi, vì có tính phu thuộc cao (về phát triển Kinh tế - Xã hội, ô nhiễm, phá rừng…) Một số thành phần tính chất có nước mặt như: Có nhiều chất hòa tan, chủ yếu ơxi có ý nghĩa quan trọng Chất rắn lơ lững chất hữu vi sinh vật bị phân hủy, rong tảo, thực vật nổi, động vật nổi, vi sinh vật ( vi trùng virut, vi khuẩn,…) Các hóa chất hòa tan dạng ion phân tử, có nguồn gốc hữu vô Các chất rắn lơ lửng huyền phù dạng hữu vô – Chỉ tiêu đánh giá: để đánh giá tiêu chất lượng nước sau: Chỉ tiêu vật lý : nhiệt độ, độ màu, độ đuc, mùi vị, pH, độ nhớt, tính phóng xạ, độ dẫn điện (EC),… Chỉ tiêu hóa học : nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD), lượng oxy hòa tan (DO), độ cứng, độ kiềm tồn phần, hàm lượng H2S, Cl- , SO42-, PO43-, F- ,I-, Fe2+, Mn2+, hợp chất nitơ, hợp chất axit cacbonic Chỉ tiêu vi sinh: số vi trùng gây bệnh E.coli, loại rong tảo, virut Nguyễn Linh Trang Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Nước ngầm Việt Nam quốc gia có nguồn nước ngầm phong phú trữ lượng tốt chất lượng Nước ngầm tồn lỗ hỏng khe nứt đất đá, tạo thành giai đoạn trầm tích thẩm thấu, thấm nguồn nước mặt, nước mưa… nước ngầm tồn cách mặt đất vài trăm mét Các nguồn nước ngầm không chứa rong tảo, nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước Thành phần đáng quan tâm nước ngầm tạp chất hòa tan ảnh hưởng điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mưa, trình phong hóa sinh hóa khu vực Ở vùng có điều kiện phong hóa tốt, có nhiều chất bẩn lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm tạp chất hữu II TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC Phương pháp hóa lý Q trình keo Trong nước sơng suối, hồ ao, thường chứa hạt cặn có nguồn gốc thành phần kích thước khác Đối với loại cặn dùng biện pháp xử lý học công nghệ xử lý nước lắng lọc loại bỏ cặn có kích thước lớn 10-4mm Cũng hạt có kích thước nhỏ 10 -4mm tự lắng mà tồn trạng thái lơ lửng Muốn loại bỏ hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp lí học kết hợp với biện pháp hố học, tức cho vào nước cần xử lí chất phản ứng để tạo hạt keo có khả kết lại với dính kết hạt cặn lơ lửng có nước, taọ thành bơng cặn lớn có trọng lượng đáng kể Để thực trình keo tu người ta cho vào nước chất phản ứng thích hợp : phèn nhơm Al2(SO4)3; phèn sắt FeSO4 FeCl3 Các loại phèn đưa vào nước dạng dung dịch hoà tan Trường hợp độ kiềm tự nhiên nước thấp, không đủ để trung hoà ion H + thì cần phải kiềm hố nước Chất dùng để kiềm hố thơng dung vơi CaO Một số trường hợp khác dùng Na 2CO3 NaOH Thông thường phèn nhôm đạt hiệu keo tu cao nước có pH = 5.57.5 Nguyễn Linh Trang Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Một số nhân tố ảnh hưởng đến trình keo tu như: thành phần ion có nước, hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng, nhiệt độ… Hấp phụ Hấp phu trình tập trung chất lên bề mặt phân chia pha gọi hấp phu bề mặt Khi phân tử chất bị hấp phu sâu lòng chất hấp phu, người ta gọi trình hấp phu Trong trình hấp phu có tỏa nhiệt lượng gọi nhiệp hấp phu Bề mặt lớn tức độ xốp chất hấp phu cao thì nhiệt hấp phu tỏa lớn Bản chất trình hấp phu: hấp phu chất hòa tan kết chuyển phân tử chất có từ nước vào bề mặt chất hấp phu tác dung trường bề mặt Trường lực bề mặt gồm có: + Hydrat hóa phân tử chất tan, tức tác dung tương hỗ phân tử chất rắn hòa tan với phân tử nước + Tác dung tương hỗ phân tử chất rắn bị hấp phu thì loại phân tử bề mặt chất rắn Các phương pháp hấp phu: hấp phu vật lý, hấp phu hóa học Biện pháp hóa học Khử trùng Khử trùng nước khâu bắt buộc trình xử lý nước ăn uống sinh hoạt Trong nước thiên nhiên chứa nhiều vi sinh vật khử trùng Sau trình xử lý học, nước sau qua bể lọc, phần lớn vi trùng bị giữ lại Song để tiêu diệt hoàn toàn vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nước Hiện có nhiều biện pháp khử trùng có hiệu như: khử trùng bằng chất oxy hóa mạnh, tia vật lý, siêu âm, phương pháp nhiệt, ion kim loại nặng,… Phương pháp sử dung phổ biến Việt Nam khử trùng bằng chất oxi hóa mạnh Nguyễn Linh Trang Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Làm mềm nước Nước có độ cứng cao thường gây nên nhiều tác hại cho người sử dung làm lãng phí xà phòng chất tẩy, tạo cặn kết bám bên đường ống, thiết bị công nghiệp làm giảm khả hoạt động tuổi thọ chúng Làm mềm nước thực chất trình xử lý giảm hàm lượng canxi magie nhằm hạ độ cứng nước xuống đến mức cho phép -Các phương pháp làm mềm nước: Phương pháp hóa học Làm mềm nước bằng vôi Làm mềm nước bằng vôi sođa Làm mềm nước bằng photphat Phương pháp nhiệt Làm mềm nước bằng đun nóng thường áp dung cho hệ thống cấp nước nóng cơng nghiệp nước nồi vì kết hợp sử dung nhiệt lượng nhiệt dư nồi Các công trình làm mềm bao gồm: pha chế, định lượng hóa chất, thiết bị đung nống nước, bể lắng bể lọc Biện pháp học Lắng nước Lắng nước giai đoạn sơ trước đưa nươc vào bể lọc để hoàn thành trình làm nước Quá trình lắng xảy phức tạp, tóm tắt là: Lắng trạng thái động (nước chuyển động) Các hạt cặn khơng tan khơng đồng (có hình dạng, kích thước khác nhau) Khơng ổn định, ln thay đổi Bể lắng ngang Là loại nước chuyển động theo chiều ngang Có kích thước hình chữ nhật, làm bằng bê tông cốt thép Sử dung công suất lớn 300m3/ngàyđêm Cấu tạo bể lắng ngang: phận phân phối nước vào bể; vùng lắng cặn; hệ thống thu nước lắng; hệ thống thu nước xã cặn Có loại bể lắng ngang: bể lắng ngang thu nước cuối bể lắng ngang thu nước bề mặt Nguyễn Linh Trang Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Bể lắng đứng Là loại nước chuyển động theo phương thẳng đứng từ lên trên, hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động dòng nước từ xuống Khi xử lý nước không dùng chất keo tu, hạt keo có tốc độ rơi lớn tốc độ dâng dòng nước lắng xuống Còn hạt keo có tốc độ rơi nhỏ bằng tốc độ dâng dòng nước, lơ lửng bị theo dòng nước lên phía bể Khi sử dung nước có dùng chất keo tu, tức nước có hạt cặn kết dính, thì ngồi hạt cặn có tốc độ rơi bân đầu lớn tốc độ rơi dòng nước lắng xuống được, hạt cặn khác lắng xuống Nguyên nhân trình hạt cặn có tốc độ rơi nhỏ tốc độ dòng nước bị đẩy lên trên, chúng kết dính lại với tăng dần kích thước, có tốc độ rơi lớn tốc độ chuyển động dòng nước rơi xuống Như lắng keo tu bể lắng đứng có hiệu lắng cao nhiều so với lắng tự nhiên Tuy nhiên hiệu lắng bể lắng đứng không phu thuộc vào chất keo tu, mà phu thuộc vào phân bố dong nước lên chiều cao vùng lắng phải đủ lớn thì hạt cặn kết dính với Bể thường có dạng hình vng hình tròn xây bằng gạch bê tơng cốt thép Được sử dung cho trạm xử lý có cơng suất nhỏ 3000m 3/ ngàyđêm Ớng trung tâm thép hàn điện hay bê tơng cốt thép Bể lắng đứng hay bố trí kết hợp với bể phản ứng xoáy hình tru Cấu tạo bể: vùng lắng có dạng hình tru hình hộp phía vùng chứa nến cặn dạng hình nón hình chóp phía Cặn tích lũy vùng chứa nén cặn thải theo chu kì bằng ống van xả cặn Nguyên tắc làm việc bể: nước chảy vào ống trung tâm bể, xuống qua phận hãm triệt tiêu chuẩn động xoáy vào bể lắng Trong bể lắng đứng, nước chuyển động theo chiều đứng từ lên trên, cặn rơi từ xuống đáy bể Nước lắng thu vào máng vòng bố trí xung quanh thành bể đưa sang bể lọc Nguyễn Linh Trang Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Bể lắng lớp mỏng Bể lắng lớp mỏng có cấu tạo giống bể lắng ngang khác với lắng ngang vùng lắng bể đặt thêm vách ngăn bằng thép không rỉ bằng nhựa Các vách ngăn nghiêng góc 45 o ÷ 60o so với mặt phẳng nằm ngang song song với Do có cấu tạo thêm vách ngăn nghiêng, nên bể lắng lớp mỏng có hiệu suất lắng cao so với bể lắng ngang Vì kích thước bể lắng lớp mỏng nhỏ bể lắng ngang, tiết kiệm diện tích đất xây dựng khối lượng xây dựng công trình Tuy nhiên phải đặc nhiều vách ngăn song song vùng lắng, nên việc lắp ráp phức tạp tốn vật liệu làm vách ngăn Mặt khác bể có chế độ làm việc ổn định, nên đòi hỏi nước hòa trộn chất phản ứng cho vào bể phải co chất lượng tương đối ổn định Vì vậy, trước mắt nên sử dung bể lắng lớp mỏng cho trạm xử lý có cơng suất khơng lớn, xây mới, sử dung cần cải tạo bể lắng ngang cũ để nâng công suất điều kiện diện tích khơng cho phép xây dựng thêm cơng trình Theo chiều dòng chảy, bể lắng lớp mỏng chia làm loại: bể lắng lớp mỏng với dòng chảy ngang; bể lắng lớp mỏng với dòng chảy nghiêng chiều; bể lắng lớp mỏng với dòng chảy ngược chiều Bể lắng có lớp cặn lơ lửng Nước cần xử lí sau trộn với chất phản ứng bể trộn ( không qua bể phản ứng) theo đường ống dẫn nước vào, qua hệ thống phân phối với tốc độ thích hợp vào ngăn lắng Khi qua lớp cặn trạng thái lơ lửng, hạt cặn tự nhiên có nước va chạm kết dính với hạt cặn lơ lửng giữ lại Kết nước làm Thông thường lắng trong, tầng cặn lơ lửng gồm ngăn: ngăn lắng ngăn chứa nén cặn Lớp nước phía tầng cặn lơ lửng gọi tầng bảo vệ Nếu khơng có tầng bảo vệ, lớp cặn lơ lửng bị theo dòng nước qua máng tràn làm giảm hiệu lắng cặn Mặc khác để bể lắng làm việc tốt, nước đưa vào bể phải có lưu lượng nhiệt độ ổn định Nguyễn Linh Trang Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Ngoài nước trước đưa vào bể lắng phải qua ngăn tách khí Nếu khơng q trình chuyển động từ lên trên, bọt khí kéo theo hạt cặn tràn vào máng thu nước làm giảm chất lượng nước sau lắng Bể lắng có ưu điểm không cần xây dựng bể phản ứng, vì trình phản ứng tạo kết tủa xảy điều kiện keo tu tiếp xúc, lớp cặn lơ lửng bể lắng Hiệu xử lý cao bể lắng khác tốn diện tích xây dựng Nhưng bể lắng có kết cấu phức tạp, chế độ quản lí chặc chẽ, đòi hỏi công trình làm việc liên tuc suốt ngày đêm nhạy cảm với dao động lưu lượng nhiệt độ nước Bể lắng sử dung cho trạm xử lý có cơng suất đến 3000 m3/ngàyđêm Bể lắng li tâm Nước cần xử lí theo ống trung tâm vào ngăn phân phối , phân phối vào vùng lắng Trong vùng lắng nước chuyển động chậm dần từ tâm bể Ở cặn lắng xuống đáy, nước thì thu vào máng vòng theo đường ống sang bể lọc Bể lắng li tâm có dạng hình tròn, đường kính từ 5m trở lên Bể lắng li tâm thường sử dung sơ lắng nguồn nước có hàm lượng cặn cao ( lớn 2000mh/l) với công suất lớn bằng 30.000 m 3/ngàyđêm có khơng dùng chất keo tu Bể lắng li tâm loại trung gian giữ bể lắng ngang bể lắng đứng Nước từ vùng lắng chuyển động từ từ lên So với số kiểu bể lắng khác, bể lắng li tâm có số ưu điểm sau: nhờ có thiết bị gạt bùn, nên đáy bể có độ dốc nhỏ so với bể lắng đứng ( ÷ 8%), chiều cao cơng tác bể nhỏ (1,5 ÷ 3,5 m) nên thích hợp xây dựng khu vực có mực nước ngầm cao Bể vừa làm việc vừa xả cặn liên tuc nên xả cặn bể làm việc bình thường Nhưng bể lắng li tâm có kết lắng cặn so với bể lắng khác bể có đường kính lớn, tốc độ dòng nước chuyển động chậm dần từ ngồi, vùng tốc độ lớn, cặn khó lắng xuất chuyển động khối Nguyễn Linh Trang Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Mặc khác nước thu vào bằng hệ thống máng vòng xung quanh bể nên thu nước khó Ngồi hệ thống gạt bùn cấu tạo phức tạp làm việc điều kiện ẩm ướt nên chống bị hư hỏng Lọc nước Quá trình lọc nước cho nước qua lớp vật liệu lọc với chiều dày định đủ để giữ lại bề mặt giữ lại bề mặt khe hở lớp vật liệu lọc hạt cặn vi trùng có nước Trong dây chuyền xử lý nước ăn uống sinh hoạt, lọc giai đoạn cuối để làm nước triệt để Hàm lượng cặn lại nước sau qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép Sau thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại làm tốc độ lọc giảm dần Để khơi phuc lại khả làm việc lọc, phải thổi rửa bể lọc bằng nước gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn khỏi lớp vật liệu lọc Bể lọc ln ln phải hồn ngun Chính vì trình lọc nước đặc trưng ởi hai thông số là: tốc độ lọc chu kì lọc Phân loại bể lọc Theo tốc độ Bể lọc chậm: có tốc độ lọc 1÷0,5 m/h Bể lọc nhanh: có tốc độ lọc 5÷15 m/h Bể lọc cao tốc: có tốc độ lọc 33÷100 m/h Theo chế độ làm việc Bể lọc trọng lực: hở, không áp Bể lọc có áp lực: lọc kín Các loại bể lọc Bể lọc chậm Nước từ máng phân phối di vào bể qua lớp cát lọc vận tốc nhỏ ( 0,1 – 0,5 m/h) Lớp cát lọc đổ lớp sỏi đỡ, lớp sỏi đỡ hệ thống thu nước lọc đưa sang bể chứa Bể lọc chậm có dạng hình chữ nhật vuông, bề rộng ngăn bể không lớn 6m bề dày không lớn 60m Số bể lọc khơng Bể lọc chậm xây bằng gạch làm bằng bê tơng cốt thép Đáy bể thường có độ đốc 5% phía xả đáy Nguyễn Linh Trang 10 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Cho xẻ khe chữ V, góc 900 để điều chỉnh cao độ mép máng Chiều cao hình chữ V 50mm, đáy chữ V dài 100mm, khoảng cách đỉnh 200 mm -Lưu lượng nước qua khe chữ V : l/s.m = 7,4 x10-4 (m3/s) -Chiều cao mực nước qua khe chữ V : => =0.048m = 48mm < 100 mm đạt yêu cầu Nguyễn Linh Trang 31 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Bảng 2.3: Các thông số thiết kế bể lắng ngang ST Thông số Đơn vị Số lượng T 01 Bể lắng ngang Bể 02 Số ngăn ngăn 03 Chiều dài bể m 45,5 04 Chiều rộng bể m 6,45 05 Chiều cao xây dựng m 3,6 2.3.6 BỂ LỌC NHANH LỚP Chọn bể lọc nhanh lớp vật liệu lọc -Theo Bảng 6.11, muc 6.103 – TCVN 33:2006 ta chọn lớp vật liệu lọc sau: -Chọn bể lọc nhanh lớp, vật liệu lọc cát thạch anh than antraxit -Đặc trưng lớp vật liệu lọc d = 0,5 -1,2 mm, -Đường kính hiệu dung 0,6 – 0,65 mm - Hệ số không đồng K = 1,5 – 1,7 -Chiều dày lớp vật liệu lọc 0 - 800mm, t h a n a n t r a x i t 0 0 m m (Theo Bảng 6.11 – TCXD 33:2006 -Diện tích bể lọc nhanh: Q F = T vbt 3,6.a.W t1 a.t vbt Trong + Q: Cơng suất trạm (m3/ngđ) Q = 39.000/ngđ + T: Thời gian làm việc T = 24 h + vbt: Tốc độ lọc chế độ bình thường vbt = 8-10 m/h , chọn = 10m/h (Tra bảng 6.11 TCXD 33:2009) + W: Cường độ nước rửa lọc, W = 14 – 16 l/s.m (Theo bảng 6.13 – TCVN 33 : 2006), chọn W = 16 l/s.m2 + t1: Thời gian rửa lọc (h), t = – phút (Theo bảng 6.13 – TCVN 33:2006), chọn t1 = phút = 0,12h + t2: Thời gian ngừng bể lọc để rửa (h), t = 0,35h (Theo mục 6.102 – TCVN 33: 2006) Nguyễn Linh Trang 32 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến + a: Số lần rửa bể ngày đêm, chế độ bình thường a = F = = 178 m2 Trong bể lọc, chọn cát lọc có cỡ hạt d td = 0,7 – 0,8 m, hệ số không đồng nhấtK= ; Chiều dày lớp cát lọc 0,8m., và, t h a n a n t r a x i t , m -Số bể lọc xác định theo công thức: Chọn N = bể -Lấy bể, diện tích bể là: Kích thước bể L x B=6 x 4,2 = 25,8 (m2) -Tốc độ lọc tính tốn theo chế độ làm việc tăng cường xác định theo công thức: (Theo mục 6.105 – TCVN 33: 2006) Trong đó: + vtb: lấy theo bảng 6.11 - mục 6.103 – TCVN 33:2006 + N1: Số bể lọc dùng để sửa chữa Theo TCVN 33:2006: Vtc= 8,5 -12 m/h đảm bảo yêu cầu Đường kính ống dẫn nước rửa đến bể lọc Trong đó: Q: Cơng suất trạm xử lý (m3/s), Q = 39000 (m3/ngđ) = 0,45(m3/s) v: Vận tốc ống dẫn nước rửa đến bể lọc, chọn v = m/s (v = 1,5 – m/s – Theo mục 6.111 - TCVN 33:2006) chọn D = 535 mm Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc Ớng Cường độ rửa lọc Wn = 14 l/s.m2 (Theo mục 6.123 – TCVN 33:2006) - Lưu lượng nước rửa bể lọc: - Đường kính ống chính: Nguyễn Linh Trang 33 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Trong đó: vc: vận tốc ống dẫn nước rửa, vc = 1,5 – m/s (Theo mục 6.120 - TCVN 33:2006), chọn vc = m/s >Chọn ống bằng thép có đường kính Dc = 500 mm Ớng nhánh - Khoảng cách ống nhánh (250 – 350 mm) Theo mục 6.111 TCVN 33:2006, chọn 350 mm - Số ống nhánh bể lọc: Trong đó: L: chiều dài bể lọc (m) - Lưu lượng nước rửa lọc chảy nhánh là: - Chọn tốc độ chảy ống nhánh v n =2 m/s (Theo mục 6.111 – TCVN 33:2006: v = 1,6 – m/s) - Đường kính ống nhánh: Chọn ống nhánh ống 80 mm Tiết diện ngang ống là: Theo mục 6.122 – TCVN 33: 2006, tổng diện tích lỗ lấy bằng 0,35 – 0,4 diện tích tiết diện ngang ống Chọn 0,35 - Tổng diện tích lỗ là: Chọn đường kính lỗ 12 mm (Theo mục 6.111 – TCV 33:2006, d = 10 – 12 mm) Diện tích lỗ là: - Tổng số lỗ là: - Số lỗ ống nhánh là: - chọn 17 lỗ Nguyễn Linh Trang 34 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Trên ống nhánh, lỗ xếp thành hàng so le nhau, hướng xuống phía nghiêng góc 450 so với mặt phẳng nằm ngang Chiều dài ống nhánh: Chiều cao của bể lọc nhanh: H = hđ + hv + hn + hp + hbv + x Trong đó: + hđ: Chiều cao lớp đỡ (m), hđ = 0,3 m + hv: Chiều dày lớp vật liệu lọc (m), hv = 0,8 + 0,4 = 1,2 m + hn: Chiều cao lớp nước lớp vật liệu lọc (m), hn ≥ m, chọn hn = m + hp: Chiều cao phu kể đến việc dâng nước đóng bể để rửa (m), h p ≥ 0,3 m, chọn hp = 0,5 m + hbv:chiều cao bảo vệ , hbv = 0,5 m + x: Khoảng cách từ đáy ống phân phối đến đáy bể lọc, chọn x = 0,1m (Theo 6.110 – TCVN 33:2006) Do đó, chiều cao tồn phần bể lọc nhanh là: H = 0,3 + 1,2 + + 0,5 + 0,5 + 0,1 = 4,6 m Tính tốn máng phân phối thu nước rửa lọc: Bể có chiều rộng 4,3 m chọn bể bố trí máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác Khoảng cách tim máng d = 4,3/2 = 2,15 m (Theo mục 6.117 – TCVN 33:2006, d ≤ 2,2 m ) -Lượng nước rửa thu vào máng là: Trong đó: + Wn: Cường độ rửa lọc, Wn = 14 l/s.m2 + d: Khoảng cách tâm máng, (m) + l: Chiều dài máng, l = 6,5 m -Chiều rộng máng tính theo cơng thức: (Theo mục 6.117 – TCVN 33:2006) Trong đó: Nguyễn Linh Trang 35 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến + a: tỉ số chiều cao phần hình chữ nhật với nửa chiều rộng máng, (a = ÷ 1,5) Chọn a = 1,3 + K: Hệ số máng hình tam giác, K = 2,1 Ta có: 0,58 m Vậy chọn chiều cao máng thu nước hcn = 0,38 m, lấy chiều cao đáy tam giác hđ = 0,2 m Độ dốc máng lấy phía máng nước tập trung i = 0,01; chiều dày thành máng lấy δm = 0,08 m -Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa: (Trang 147 – XLNC –Nguyễn Ngọc Dung) -Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép thu nước xác định theo công thức: (Theo mục 6.118 – TCVN 33:2006) Trong đó: H: Chiều cao lớp vật liệu lọc (m),H = 0,8 + 0,4 =1,2 (m) e: Độ nở tương đối lớp vật liệu lọc %, lấy theo bảng 6.113 – mục 6.115 – TCVN 33:2006 Ta có e =50 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 = 0,68 m Vì máng dốc phía máng tập trung i = 0,01, máng dài 0,5m → Chiều cao phía máng tập trung là: 0,66 + 0,01 = 0,71 m Vậy h phải lấy bằng: h = 0,71 + 0,07 = 0,78 (m) -Nước rửa lọc từ máng thu nước tập trung Khoảng cách từ đáy máng thu đến máng tập trung xác định theo cơng thức (mục 6.118 – TCVN 33:2006): Trong đó: Nguyễn Linh Trang 36 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến + qm: lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước q m = 0,11 × = 0,22 m /s + Δ: chiều rộng máng tập trung Δ = 0,7m (Theo TCVN 33:2006: chiều rộng máng tập trung không nhỏ 0,6 m) + g = 9,81 m/s2 gia tốc trọng trường Nguyễn Linh Trang 37 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Ống thu nước lọc Nước sau lọc đưa sang bể chứa Đường kính ống từ bể ống thu nước chung 0,3 m vận tốc nước ống thu nước chung 1,2 m/s (Theo muc 6.120 – TCVN 33:2006: v = – 1,5 m/s) Đường kính ống chung: Trong đó: + Q: Lưu lượng nước toàn trạm, Q = 29000 m3/ngđ = 0,34 m3/s + vc: Vận tốc nước chảy ống, vc =2 m/s Tính tốn chụp lọc Để trình lọc không xảy xáo trộn lớp sỏi đỡ cát lọc thì ta sử dung hệ thống chup lọc -Sử dung loại chup lọc có dài, có khe rộng 1mm -Chọn 50 chup lọc m2 sàn công tác (Theo 6.112-TCXDVN 33:2006) -Tổng số chup lọc bể là: N = 50× f = 50 × 27,4= 1370 Chọn 40 hàng hàng 35 -Lưu lượng nước qua chup lọc -Lưu lượng gió qua chup lọc -Tổn thất áp lực qua chup lọc: Trong + V: tốc độ chuyển động nước hỗn hợp nước gió qua khe hở chup lọc (lấy không nhỏ 1,5m/s) + μ : hệ số lưu lượng chup lọc Đối với chup lọc khe hở μ =0,5 Bảng 2.4: Thông số thiết kế bể lọc nhanh Thơng số Số bể Diện tích bể Chiều dài bể Chiều rộng bể Chiều cao Nguyễn Linh Trang Đơn vị Bể m2 m m m Giá trị 25,4 4,2 4,6 38 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Chiều cao lớp nước m Chiểu cao lớp đỡ vật liệu lọc m 1,2 Bề dày lớp vật liệu lọc m 0,8 2.3.7 BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH Chức bể chứa nước sạch: điều hòa lưu lượng trạm bơm cấp trạm bơm cấp 2, có nhiệm vu dự trữ nước chữa cháy h, nước xả cặn bể lắng, rửa lọc nước dùng cho nhu cầu khác nhà máy nước Tại bể xảy trình tiếp xúc nước cấp với dung dịch Clo để loại bỏ vi trùng lại trước cấp nước vào mạng lưới cấp nước -Thể tích thiết kế bể chứa nước: Wbc = Wđh + Wcc + Wbt Trong đó: + Wđh: thể tích điều hòa bể chứa nước, Wđh = 15%xQngđ =39000 x 15% = 5850 (m3) + Wbt: dung tích dùng cho thân hệ thống cấp nước Wbt = 10%Qngđ = 39000 × 10% = 3900 (m3) + W3hcc: nước cần cho việc chữa cháy Chọn lưu lượng 1s chữa cháy 15 l/s Ta có: W3hcc = t x qcc = 10800 x 0,015 = 162 (m3) Trong đó: t: thời gian chữa cháy, t = x 3600 = 10800 (giây) qcc: tiêu chuẩn nước chữa cháy (m3), qcc = 15 (l/s) = 0,015 (m3/s) Vậy dung tích bể nước sạch: Wbc = Wđh + Wcc + Wbt = 5850+ 162 + 3900= 9912 (m3) Chọn Wbc = 10000 m3 Xây dựng bể, bể có dung tích là: Chọn kích thước bể là: L× B × H = 17 x 10,5 x 9,4 (m), (kể chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m) Bể xây bằng bê tơng cốt thép, có trồng cỏ để chống nóng cho bể 2.3.8 Tính tốn sân phơi bùn Lượng bùn tích lại bể lắng sau ngày Trong đó: Nguyễn Linh Trang 39 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến + G1: trọng lượng cặn khơ tích lại bể lắng sau ngày (kg) + Q: lượng nước xử lý = 39000 m3/ngđ + C2: hàm lượng cặn nước khỏi bể lắng, lấy = 10 (g/m 3) , (QP 1015mg/l) + C1: hàm lượng cặn nước vào bể lắng, C1 = 40 (mg/l) Lượng bùn tích lại bể lọc sau ngày Trong đó: + G2: trọng lượng cặn khơ tích lại bể lắng sau ngày (kg) + Q: lượng nước xử lý =39000 m3/ngđ + C2: hàm lượng cặn nước khỏi bể lọc, lấy = (g/m 3) (tiêu chuẩn không lớn g/m3) + C1: hàm lượng cặn nước vào bể lọc, lấy bằng lượng cặn khỏi bể lắng C1 = 10 g/m3 Vậy Vậy lượng cặn khô trung bình xả ngày là: G = G1 + G2 =1170 + 273 = 1443 (kg) Tính sân phơi bùn có khả giữ bùn vòng 12 tháng -Lượng bùn tạo thành 12 tháng là: Gnén = 1443 x 30 x 12 = 519480 (kg) = 519,4 (tấn) Bùn chứa sân 12 tháng, đến khô rút nước khỏi sân để phơi bùn tháng, nồng độ bùn khô đạt 25%, tỷ trọng bùn = 1.2 t/m3 Thể tích bùn khơ sân V = = = 433 (m3) -Chọn sân phơi bùn , sân phơi bùn tích : v= V/2 = 216,5 Chọn sân phơi bùn hình chữ nhật: V = L x B x H = 12 x 8,5 x 2,15 (m) Bảng 2.5: Các thông số thiết kế của sân phơi bùn Thông số Giá trị Đơn vị Sân phơi bùn Sân Chiều rộng sân B 8,5 m Chiều dài sân L 12 m Chiều cao sân HXD 2,15 m Nguyễn Linh Trang 40 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến 2.3.9 Tính tốn diện tích mặt bằng cơng trình phụ Theo TCVN 33: 2006, trạm xử lý nước cần có phòng thí nghiệm, xưởng sửa chũa công trình phuc vu khác Tiêu chuẩn diện tích cho cơng trình lấy theo cơng suất điều kiện địa phương quy định theo Bảng 6.28 – mục 6.353 Cu thể với công suất thiết kế 2500 m 3/ngđ thì diện tích cơng trình phu sau: -Phòng thí nghiệm hóa học: Diện tích 116 m , với kích thước (11,6 × 10) m -Phòng hóa chất thí nghiệm: Diện tích 58 m2 , với kích thước (9,3 × 6) m -Phòng bảo vệ cổng tường rào: Diện tích 58 m , với kích thước (9,3× 6) m -Phòng trực ca: Diện tích 58 m2 , với kích thước (9,3 × 6) m -Phòng giám đốc: Diện tích m2, với kích thước (9,3 × 6) m 2.4 BỐ TRÍ MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP -Trạm xử lí với cơng suất xử lí 39.000m3/ngđ có diện tích mặt bằng (xử lí nước cấp Nguyễn Lan Phương) -Trên khu đất phê duyệt để xây dựng trạm xử lý xếp, bố trí cơng trình chính, công trình phuc vu công trình phu Ngồi bố trí đường ống kĩ thuật, đường ống cấp nước cho thân trạm, ống thoát nước, mương thoát nước, hệ thống cấp điện cho trạm bơm, điện chiếu sáng… Tất công trình, thiết bị đường ống cần xếp hợp lý, đảm bảo điều kiện kĩ thuật mĩ quan công trình Khi bố trí mặt bằng trạm xử lý nước cần dựa vào nguyên tắc thiết kế sau: -Cần ưu tiên bố trí cơng trình dây chuyền công nghệ xử lý nước Đảm bảo cho cơng trình làm việc hợp lý thuận tiện -Các công trình cần xếp gọn gàng, chiếm diện tích tiết kiệm đất -Triệt để lợi dung địa hình, kết hợp bố trí mặt bằng với thiết kế cao trình trạm xử lý để giảm công tác đất, giảm chiều sâu công trình, tạo điều kiện thoát nước xả cặn dễ dàng -Khi bố trí cơng trình mặt bằng, phải dự kiến trước vị trí cơng trình xây dựng giai đoạn sau, tạo điều kiện thuận lợi thiết kế mở Nguyễn Linh Trang 41 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến rộng nhà máy, tránh đập phá công trình đường ống phải đường vòng q xa -Các cơng trình phu trợ cần đặt gần cơng trình mà phuc vu để giảm cơng tác vận chuyển -Các phòng quản lý, trực ban,… nên bố trí gần nơi làm việc, tránh tập trung đông người -Các công trình gây nhiễm bẩn, độc hại nên bố trí riệng biệt, xa cơng trình chính, cuối hướng gió người qua lại -Trong điều kiện địa chất cho phép nên bố trí hợp khối cơng trình để tiết kiệm đất xây dựng giá thành -Trạm biến điện nên đặt gần nới sử dung điện nhiều gần đường nội -Bảo đảm điều kiện vệ sinh, hệ thống thoát nước phải đảm bảo thoát nước tốt, có biện pháp trồng xanh, hoa cỏ để đảm bảo khơng khí -Các đường giao thơng nội phải bố trí hợp lý, thuận tiện đến cơng trình với chiều rộng đường tơ vào thuận tiện -Phải đảm bảo điều kiện mĩ quan toàn nhà máy Nguyễn Linh Trang 42 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Các công tình phụ theo: Theo TCVN 33: 2006 trạm xử lý nước cần có phòng thí nghiệm, xưởng ssửa chữa công trình phuc vu khác Tiêu chuẩn diện tích cho cơng trình lấy theo cơng suất điều kiện địa phương quy định theo Bảng 6.28 – muc 6.353 Nguyễn Linh Trang 43 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiêu chuẩn TCXDVN 33-2006: Cấp nước, mạng lưới đường ống công trình tiêu chuẩn thiết kế Quy chuẩn QCVN 02/2009/BYT/QĐ: Chất lượng nước sinh hoạt Sách “Xử lý nước cấp” TS Nguyễn Ngọc Dung Sách “Xử lý nước cấp” Trịnh Xuân Lai Nguyễn Linh Trang 44 i ... chất vào xử lý Vậy nên đưa phương án lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ cho việc thiết kế trạm xử lý nước sau Nguyễn Linh Trang 15 Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến Phương án 1: Nước mặt... tiêu chuẩn cấp nước ( l/ng /ng.đ ) thì lượng nước cần cung cấp cho khu vực : DS x (tiêu chuẩn cấp nước ) = 391440 x 80 = 31315200 (l /ng.đ) = 31315 (m³/ ng.đ) Dựa tiêu chuẩn cấp nước khu vực...Đồ án xử lý nước cấp GVHD: Phạm Đức Tiến CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP VÀ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC MẶT I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC LOẠI NƯỚC CẤP Việt Nam nước nằm vùng nhiệt đới