thiết kế trạm xử lý nước cấp công suất 25000 (m³ng.đ)

1. Đề xuất sơ đồ công nghệ và tính toán các công trình chính trong một hệ thống xử lý nước dùng cho mục đích sinh hoạt và ăn uống theo các số liệu dưới đây: • Nguồn nước: Mặt • Mật độ dân số: 20742 (ngườikm2) • Diện tích: 10 (km2) • Tiêu chuẩn cấp nước: 115 (lngười.ngđ) • Tiêu chuẩn thải rác: 0.7 (kgngười.ngđ) • Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước: Chỉ tiêu Đơn vị đo Giá trị Giới hạn cho phép (QCVN 02:2009BYT chú thích pH 6.7 6,5 – 8,0 Màu biểu kiến Pt Co 32 Độ đục NTU 276 5 Chất rắn tổng cộng mgl 207 Chất rắn không tan mgl 157.3 Chất hữu cơ mgl O2 2,3 2. Yêu cầu: • Tính toán tổng nhu cầu sử dụng nước sạch toàn khu vực (Tính công suất) • Căn cứ tính chất nước nguồn được cho, đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước • Tính toán các công trình trong hệ thống 3. Tính toán số liệu (nước cấp) Tính toán tổng nhu cầu sử dụng nước sạch toàn khu vực Dân số khu vực được tính theo công thức: N = mật độ dân số × diện tích = 20742 x 10 = 207420 (người) Lưu lượng ngày tính toán (trung bình trong năm)cho hệ thống cấp nước tập trung được xác định theo CT :(TCXDVN 332006) N x (tiêu chuẩn cấp nước ) = + (8% 21468) = 23185(m³ ng.đ) Dựa trên tiêu chuẩn cấp nước của khu vực đề xuất công xuất trạm cấp nước là : 25000 (m³ng.đ) (theo tiêu chuẩn TCVN 33 – 2006 cho phép “ Lượng nước dự phòng cho phát triển công nghiệp, dân cư và các lượng nước khác chưa tính được cho phép lấy thêm 510% tổng lưu lượng nước cho ăn uống sinh hoạt của điểm dân cư”)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG HÀ NỘI CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn: Phạm Đức Tiến Họ tên sinh viên: Lê Đức Tài Thu Lớp : LDH6M2 Đề xuất sơ đồ cơng nghệ tính tốn cơng trình hệ thống xử lý nước dùng cho mục đích sinh hoạt ăn uống theo số liệu đây: • Nguồn nước: Mặt • Mật độ dân số: 20742 (người/km2) • Diện tích: 10 (km2) • Tiêu chuẩn cấp nước: 115 (l/người.ngđ) • Tiêu chuẩn thải rác: 0.7 (kg/người.ngđ) • Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước: Chỉ tiêu Đơn vị đo Giá Giới hạn cho thích trị phép (QCVN 02:2009/BYT pH 6.7 6,5 – 8,0 Màu biểu kiến Pt - Co 32 Độ đục NTU 276 Chất rắn tổng cộng Chất rắn không tan Chất hữu mg/l 207 mg/l 157.3 mg/l O2 2,3 u cầu: • Tính tốn tổng nhu cầu sử dụng nước tồn khu vực (Tính cơng suất) • Căn tính chất nước nguồn cho, đề xuất dây chuyền cơng nghệ xử lý nước • Tính tốn cơng trình hệ thống Tính tốn số liệu (nước cấp) Tính tốn tổng nhu cầu sử dụng nước toàn khu vực Dân số khu vực tính theo cơng thức: N = mật độ dân số × diện tích = 20742 x 10 = 207420 (người) Lưu lượng ngày tính tốn (trung bình năm)cho hệ thống cấp nước tập trung xác định theo CT :(TCXDVN 33-2006) N x (tiêu chuẩn cấp nước ) = + (8% 21468) = 23185(m³/ ng.đ) Dựa tiêu chuẩn cấp nước của khu vực đề xuất công xuất trạm cấp nước : 25000 (m³/ng.đ) (theo tiêu chuẩn TCVN 33 – 2006 cho phép “ 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 của điểm dân cư”) Phương án xử lý a) Phương án Nước nguồn Song chắn rác Trạm bơm cấp Vơi, phèn Bể trộn khí Bể phản ứng khí Bể lắng ngang Sân phơi bùn Bể lọc nhanh clo Khử trùng Bể chứa nước Trạm bơm cấp • Thuyết minh cơng nghệ : Mạng lưới phân phối nước Nước mặt từ nguồn sau đưa qua song chắn rác loại bỏ vật cản lớn (rác, tơm, cá … ) cho cơng trình phía sau, trạm bơm cấp I đưa đến bể trộn hóa chất keo tụ kiềm hóa cho vào với liều lượng thích hợp để tạo hạt keo có khả dính lại với dính hạt cặn lơ lửng có nước tạo thành bơng cặn lớn có trọng lượng đáng kể Bể chứa nước Sau trộn nước qua ngăn tách tách khí sang bể phản ứng cớ khí sang bể lắng ngang thu nước bề mặt, có chức hồn thành hết trình keo tụ tạo điều kiện thuận lợi cho trình tiếp xúc hạt keo cặn bẩn nước để tạo nên cặn đủ lớn giữ lại bể lắng, bể thường chia thành nhiều ngăn dọc, đáy có tiết diện hình phễu với vách ngăn ngang, nhằm tạo dòng nước lên đều, để giữ cho lớp cặn ổn định Các cặn lên lớn dần, lên đến bề mặt bể bị theo chiều dòng chảy ngang sang bể lắng ngang Tốc độ nước tràn qua bể mặt lắng không vượt 0,05m/s để tránh làm vỡ cặn Tại cặn lắng xuống đáy bể nhờ trọng lực Nước sau lắng có hàm lượng cặn nhỏ ( 10 – 12 mg/l ) tiếp tục chảy sang bể lọc nhanh Tại bể lọc hạt cặn chứa lắng bể lắng vi trùng có nước giữ lại bề mặt khe hở của lớp vật liệu lọc Hàm lượng cặn lại nước sau qua bể lọc phải đạt chuẩn cho phép ( < 3mg/l ) Vì lọc giai đoạn cuối để làm nước triệt để Nước sau qua bể lọc dẫn đến bể chứa nước Trên đường tới bể giai đoạn khử trùng nước để loại bỏ vi sinh vật gây bệnh Phương án : b) Phương án Nước nguồn Song chắn rác Trạm bơm cấp Vôi, phèn Bể trộn khí Bể phản ứng có lớp cặn lửng Bể lắng ngang Sân phơi bùn Bể lọc nhanh clo Khử trùng Bể chứa nước Trạm bơm cấp Mạng lưới phân phối • Thuyết minh cơng nghệ Phương án giống phương án khác chỗ ta thay bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng kết hợp với bể lắng ngang thành bể lắng có lớp cặn lơ lửng ( cịn gọi bể lắng ) Trong sơ đồ công nghệ ta khơng sử dụng bể phản ứng q trình phản ứng tạo bơng cặn thực lớp cặn lơ lửng của bể lắng Khi qua lớp cặn lơ lửng, hạt cặn tự nhiên có nước va chạm kết dính với hạt cặn lơ lửng giữ lại Kết nước làm Ngoài nước trước đưa vào bể lắng phải qua ngăn tách khí để tránh tượng bọt khí kéo theo hạt cặn tràn vào máng thu nước làm giảm chất lượng nước sau lắng c) Đánh giá ưu, nhược điểm hai phương án Hai phương án chủ yếu khác trình lắng, ta đánh giá hai bể lắng để đề xuất phương án tối ưu Phương án Phương án Phương án Ưu điểm Bể lắng ngang : So với bề lắng đứng, hiệu lắng với dòng nước chuyển động theo phương nằm ngang đạt cao Dòng nước chuyển động theo phương nằm ngang chế độ chảy tầng, tốc độ dòng chảy điểm bể nhau.Thời gian lưu lại của phần tử nước qua bể dung tích bể chia cho lưu lượng dịng chảy Khơng cần xây dựng bể phản ứng, q trình phản ứng tạo bơng kết tủa xảy điều kiện keo tụ tiếp xúc, lớp cặn lơ lửng của bể lắng Hiệu xử lý cao bể lắng khác tốn diện tích xây dựng Nhược điểm Chi phí cao, khó khan xây dựng Có kết cấu phức tạp, chế độ quản lý chặt chẽ, địi hỏi cơng trình làm việc liên tục suốt ngày đêm nhạy cảm với dao động lưu lượng nhiệt độ của nước Hiện nay, theo tiêu chuẩn TCXD 33 : 2006, bể lắng nên áp dụng cho trạm xử lý có cơng suất đến 3000 m3/ ngày đêm Qua phương án ta thấy : Hiệu lắng phương án chênh lệch không cao Diện tích xây dựng phương án so với phương án Chi phí xây dựng ban đầu thấp Nhưng khả ứng dụng vào thực tế khơng cao, chi phí khả vận hành cao, khó khăn Phương án chiếm diện tích xây dựng không đáng kể Khả vận hành của phương án dễ dàng ứng dụng thực tế cao Vì ta chọn phương án để thiết kế tính tốn CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC CẤP THEO PHƯƠNG ÁN I Các cơng trình tính tốn: Song chắn rác lưới chắn rác Bể trộn Bể phản ứng khí Bể lắng ngang Bể lọc nhanh Bể chứa nước Một số cơng trình đơn vị khác 2.1 Song chắn rác lưới chắn rác 2.1.1 Song chắn rác Nhiệm vụ : Nước từ nguồn dẫn vào hệ thống xử lý nước trước hết phải qua song chắn rác Tại đây, thành phần rác có kích thước lớn cây, vỏ lon, chai… , giữ lại, nhờ tránh gây tắc nghẽn bào mịn bơm, đường ống kênh dẫn Đây cơng trình của trạm xử lý nước mặt nhằm đảm bảo an toàn điều kiện làm việc thuận lợi cho hệ thống xử lý nước mặt - Diện tích cơng tác của song chắn rác xác định theo công thức: = x K x K2 x K ( M ) Trong : + Q : Lưu lượng cơng trình Q = 25000 m3/ ngđ = 1042 m3/h = 0289 m3/s = 289 l /s + d : đường kính thép, chọn d = 8mm ( theo TCXD 33 : 2006 ) + a: khoảng cách thép a = 40 – 50 mm, chọn a = 50mm + n : số cửa thu nước n = + K2 : hệ số co hẹp rác bám vào song K2 = 1,25 + K3: hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dạng thép, tiết diện trịn lấy K3 = 1,25 + v: vận tốc nước chảy qua song chắn v = 0,2 – 0,6 m/s, chọn v = 0,4 m/s + K1 : hệ số co hẹp thép, tính cơng thức : K1 - Vậy, tiết diện của song chắn rác : = = 1,2 w= x K1 x K2 x K3 = x 1,2 x 1,25 x 1,25 = 0,7 ( m2 ) Với công suất Q =25000 m3/ ngày đêm, chọn số ngăn thu n = Ta có diện tích song chắn rác 0,6 m2 Vậy chọn song chắn rác có kích thước L x B = 0,7m x 1m 2.1.2 Lưới chắn rác Chọn lưới chắn rác kiểu lưới chắn phẳng đặt hai ngăn chữ U gắn sát tường ngăn thu để kéo lên hạ xuống dễ dàng cần làm Lưới đan thép khơng rỉ có đường kính d = – 1,5 ( mm ) Kích thước mắt lưới x ( mm ) Mặt của lưới đặt thêm lưới có kích thước mắt lưới 25 x 25 ( mm ) - Diện tích của lưới chắn rác : = x K1 x K2 x K3 ( m2 ) Trong đó: + Q : lưu lượng tính tốn, Q = 0, 289 ( m3/s ) + n: số cửa thu nước , n = + V : vận tốc nước qua lưới, với lưới chắn phẳng ( v = 0,2 -0,4 m/s) Ta chọn v = 0,4 ( m/s ) + K2 : hệ số co hẹp rác bám vào lưới K2 = 1,5 + K3 :là hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dạng K3 = 1,2 + K1 : hệ số co hẹp thép xác định theo công thức : K1 = = = 1,2 Với + a: kích thước mắt lưới, a = ( mm ) + d : Đường kính dây đan lưới, d = ( mm ) = x 1,2 x 1,5 x 1,5 = 0,9 m2 Thiết kế lưới chắn rác có kích thước B x L = 0,9 x m 2.2 Bể trộn khí 2.2.1 Xác định liều lượng hóa chất - Hóa chất sử dụng: nhơm (Al 2(S04)3 - Do nước nguồn vừa đuc vừa có màu nên ta xét lượng phèn theo hai trường hơp - Liều lượng phèn tính theo độ màu: - Cơng thức : P = √M ( Công thức – 1, TCXDVN 33 : 2006 ) Trong đó: + Pp : liều lượng phèn tính theo sản phẩm khơng chứa nước, mg/l + M độ màu của nước nguồn tính theo thang màu Pt – Co, M = 32 mgđl/ l  Vây Pp = 4√32 = 22,6 mg/l - Liều lượng phèn tính theo hàm lượng cặn ( L p ) + Hàm lượng cặn của nước nguồn : TS = 194 mg/l + Tra bảng 6.3 ( TCXDVN 33; 2006 ) , xác định liều lượng phèn cần thiết để keo tụ 30 -40 mg/l Chọn L p = 40 mg/l.So sánh: Lp > Pp, ta chọn giá trị lớn 40 mg/l 2.2.2 Tính tốn cho bể trộn khí Chọn thời gian lưu nước bể trộn t = 60s, ta tính thể tích bể trộn V = Q x t = 1042 x = 17,4 (m3) Chọn bể trộn có tiết diện ngang hình vng.Tỉ lệ chiều cao : chiều rộng = H : 2B H = 4m, B = 2,1 m Tính lại thể tích bể trộn: V bể trộn = H x B x B = x 2,1 x 2,1 = 17,6 m Chiều cao bảo vệ : hbv = 0,5 m → Chiều cao thực của bể: h = 4,5m - Ống dẫn nước vào đặt phía của thành bể trộn, ống dẫn phèn đặt cử ống dẫn vào bể, trước miệng dẫn nước Nước từ xuống qua ống dẫn nước - để qua ngăn phản ứng tạo Dùng máy khuấy tuabin cánh hướng xuống để đưa nước từ phía xuống - Đường kính máy khuấy ≤ chiều rộng bể Chọn đường kính D = chiều rộng bể = × 2,1 = 1,050 m = 1050 mm Chiều rộng cánh khuấy = đường kính máy khuấy = × 1050 = 210 mm Chiều dài cánh khuấy = đường kính máy khuấy = × 1050 = 262,5 mm Chiều cao cánh khuấy = cm = 30 mm + hd – Chiều cao lớp sỏi đỡ, lấy theo bảng 6.12, TCVN 33 : 2006, chọn hd = 0,7m + hv – Chiều cao lớp vật liệu lọc, hvl = 0,8 + hn – Chiều cao lớp nước, hn ≥ 2m, chọn hn = 2m + hp – Chiều cao dự phòng, chọn 0,5m + hs – Chiều cao từ đáy bể đến sàn đỡ chụp lọc, hs = 1m + hc – Chiều cao sàn đỡ chụp lọc, hc = 0,1 m  Đường kính ống dẫn nước rửa đến bể lọc Trong đó: • Q: Cơng suất trạm xử lý (m3/s), Q = 25000 (m3/ngđ) = 0,289(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 = 410 mm  Xác định hệ thống phân phối nước rửa lọc Hệ thống phân phối nước rửa lọc bố trí xếp qua đường ống ống nhánh Phương pháp phân phối nước rửa lọc áp dụng phương pháp thơng thường, ngồi phần nước từ bể lọc nhanh qua bể chứa nước sạch, phần khác giữ lại để tiến hành rửa lọc  Ống chính Cường độ rửa lọc Wn = 14 l/s.m2 (Theo mục 6.123 – TCVN 33:2006) - Lưu lượng nước rửa của bể lọc: - Đường kính ống chính: 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 5m >Chọn ống thép có đường kính Dc = 490 mm  Ống nhánh - Khoảng cách ống nhánh (250 – 350 mm) Theo mục 6.111 TCVN 33:2006, chọn 350 mm - Số ống nhánh của bể lọc: Trong đó: L: chiều dài bể lọc (m) - Lưu lượng nước rửa lọc chảy nhánh là: - Chọn tốc độ chảy ống nhánh =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 của ống là: Theo mục 6.122 – TCVN 33: 2006, tổng diện tích lỗ lấy 0,35 – 0,4 diện tích tiết diện ngang của 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 18lỗ 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:  Tính tốn máng phân phối thu nước rửa lọc: Bể có chiều rộng 4,5 m chọn bể bố trí máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác Khoảng cách tim máng d = 4,5/2 = 2,25 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 của máng, l = 6,5 m - Chiều rộng máng tính theo cơng thức: (Theo mục 6.117 – TCVN 33:2006) Trong đó: + + a: tỉ số chiều cao của 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 của đáy tam giác hđ = 0,2 m Độ dốc của máng lấy phía máng nước tập trung i = 0,01; chiều dày thành máng lấy δm = 0,08 m - Chiều cao toàn phần của 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 (m) e: Độ nở tương đối của 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 của máng dẫn nước rửa phải nằm cao lớp vật liệu lọc tối thiểu 0,07 m Chiều cao toàn phần của máng thu nước là: Hm = 0,66 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 công thức (mục 6.118 – TCVN 33:2006): Trong đó: + qm: lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước qm = 0,189 m3/s + Δ: chiều rộng của 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  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 của ống thu nước chung 1,2 m/s (Theo mục 6.120 – TCVN 33:2006: v = – 1,5 m/s) Đường kính ống chung: Trong đó: + + Q: Lưu lượng nước tồn trạm, Q = 25000 m3/ngđ = 0,289 m3/s vc: Vận tốc nước chảy ống, vc =2 m/s  - Tổn thất áp lực rửa bể lọc nhanh (Theo sách XLNC –Nguyễn Ngọc Dung) Tính tổn thất áp lực hệ thống phân phối giàn ống khoan lỗ: Trong đó: + + + + v0: Tốc độ nước chảy đầu ống chính, v0 = 1,5 m/s, ( theo 6.111 TCXD 33:2006) vn: Tốc độ nước chảy đầu ống nhánh, vn= 1,8 m/s, s ( theo 6.111 TCXD 33:2006) g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 ξ: Hệ số sức cản Với kW: Tỉ số tổng diện tích lỗ ống tiết diện ngang của ống chính, kW = 0,35 - Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: Trong đó: + + - LS: chiều dày lớp sỏi đỡ; LS = 0,5 m W: Cường độ rửa lọc; W = 14 l/s.m2 Tổn thất áp lực lớp vật liệu lọc: Trong đó: + + + Với kích thước hạt d = 0,5 – mm; a = 0,76; b = 0,017 L: Chiều dày lớp vật liệu lọc, L =0,8 mm e: Độ nở tương đối của vật liệu lọc, e = 50% Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu của lớp cát lọc lấy hbm = m Vậy tổng tổn thất áp lực nội bể lọc là: Chọn bơm nước rửa lọc Dựa trị số là: lưu lượng nước rửa áp lực công tác cần thiết của máy bơm (Hr) Trong đó: + + hhh: Là độ cao hình học từ cốt mực nước thấp bể chứa đến mép máng thu nước rửa (m): Hhh = 4,7 + – 4,1 + 0,79 = 4,39 m • 4,7: Chiều sâu mức nước bể chứa • 3: Độ chênh mực nước bể lọc bể chứa • 4,1: Chiều cao lớp nước bể lọc • 0,79: Khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến mép máng + Hô : Tổn thất áp lực đường ống dẫn nước từ trạm bơm nước rửa đến bể lọc Giả sử chiều dài của ống dẫn nước rửa lọc l = 100 m, đường kính ống rửa lọc d = 500 m; 1000i = 11,5 Hô = i × l = 0,0115 x 100 = 1,15 m + hcb: tổn thất áp lực cục nơi nối ống van khố, xác định theo cơng thức: v2 (m) 2g (Theo trang 142 – XLNC – Nguyễn Ngọc Dung) Giả sử đường ống dẫn nước rửa lọc có: cút 900, van khố, ống ngắn :Cút 90o : 0,98, Van khóa : 0,26, Ống ngắn : hcb = ∑ ξ hcb = (2 0,98 + 0,26 + 2) = 0,8 m Hr = 4,39 + 5,64 + 1,15 + 0,8 = 11,98 m Với Hr = 11,98m, chọn máy bơm nước rửa lọc phù hợp Ngoài máy bơm rửa lọc cơng tác, phải chọn máy bơm dự phịng Tỉ lệ lượng nước rửa so với lượng nước vào bể lọc theo công thức (4 - 60) – trang 143 XLNC – Nguyễn Ngọc Dung: Trong đó: + + + + + W: Cường độ rửa lọc (l/s.m2) , W = 14 (l/s.m2) f: Diện tích bể lọc (m2), f = 27m2 N: Số bể lọc.là bể Q: Công suất trạm xử lý ( m3/h) , Q =1042 m3 / h T0:Thời gian công tác của bể lần rửa ( giờ) ( Theo công thức trang 143, XLNC - Nguyễn Ngọc Dung ) Trong đó: + + + T: thời gian công tác của bể lọc ngày (giờ) n: số lần rửa bể lọc ngày, chọn n = t1, t2, t3: thời gian rửa, xả nước lọc đầu, thời gian chết của bể ( giờ) Vậy:  Tính tốn chụp lọc Để q trình lọc khơng xảy xáo trộn lớp sỏi đỡ cát lọc ta sử dụng hệ thống chụp lọc - Sử dụng loại chụp lọc có dài, có khe rộng 1mm Chọn 50 chụp lọc m2 sàn công tác (Theo 6.112-TCXDVN 33:2006) Tổng số chụp lọc bể là: N = 50× f = 50 × 27= 1350 Chọn 50 hàng hàng 27 - Lưu lượng nước qua chụp lọc - Lưu lượng gió qua chụp lọc - Tổn thất áp lực qua chụp lọc: Trong + V: tốc độ chuyển động của nước hỗn hợp nước gió qua khe hở của chụp lọc + (lấy không nhỏ 1,5m/s) μ : hệ số lưu lượng của chụp lọc Đối với chụp lọc khe hở μ =0,5 Bảng 2.4: Thông số bể lọc nhanh STT Tên Đơn vị Thông số Số bể Bể Chiều dài m Chiều rộng m 4,5 Chiều cao m 5,1 Đường kính ống dẫn nước rửa bể lọc mm 410 Đường kính ống mm 490 Đường kính ống nhanh mm 80 Chiều cao lớp nước m Chiểu cao lớp đỡ vật liệu lọc m 1,3 10 Bề dày lớp vật liệu lọc m 0,8 11 Đường kính ơng dẫn nước sang bể mm 300 chứa nước 2.6 Bể chứa nước Chức của bể chứa nước sạch: điều hòa lưu lượng trạm bơm cấp trạm bơm cấp 2, cịn có nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy h, nước xả cặn bể lắng, rửa lọc nước dùng cho nhu cầu khác của 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 của bể chứa nước: Wbc = Wđh + Wcc + Wbt Trong đó: + Wđh: thể tích điều hịa của bể chứa nước, Wđh = 15%Qngđ = 26000 x 15% = 3900 (m3) + Wbt: dung tích dùng cho thân hệ thống cấp nước + 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 = 3900+ 162 + 2000= 6062 (m3) Chọn Wbc = 6100 m3 Xây dựng bể, bể có dung tích là: Chọn kích thước bể là: L× B × H = 12 x 10x (m), (kể chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m) Bể xây bê tơng cốt thép, có trồng cỏ để chống nóng cho bể Bàng 2.5: Bảng thông số bể chứa nước STT Tên Đơn vị Thông số Số bể Bể Chiều cao m Chiều dài m 12 Chiều rộng m 10 2.7 Một số cơng trình đơn vị khác 2.7.1 Trạm clo - Cấu tạo: • Trạm cloratơ phải bố trí cuối hướng gió • Trạm xây cách ly với xung quanh cửa kín, có hệ thống thơng gió thường xun quạt với tần xuất 12 lần tuần hồn gió Khơng khí hút điểm thấp • Trong trạm có giàn phun nước áp lực cao, có bể chứa dung dich trung hịa Clo, có cố dung tích bình đủ để trung hịa - Diện tích nhà trạm cloratơ Diện tích nhà khử trùng lấy theo tiêu chuẩn là: m cho Cloratơ; m2 cho cân bàn Trạm có Cloratơ làm việc Cloratơ dự trữ Vậy tổng diện tích của trạm là: F = × + × =10 m2 , kích thước x 3,5 m 2.7.2 Khử trùng nước Sử dụng Clo dạng lỏng để khử trùng nước Clo nén với áp suất cao hóa lỏng chứa bình thép Tại trạm xử lý đặt thiết bị chuyên dụng để đưa Clo vào nước (cloratơ) - Lượng Clo cần dùng giờ: q = Qh × a = 1042 × 10-3 = 1,042 (kg/h) Trong đó: + Qh: công suất trạm xử lý, m3/h + a: Liều lượng Clo khử trùng (Theo mục 6.162 – TCVN 33:2006) Chọn a = mg/l = 10-3 kg/m3 Chọn bình đựng clo có cơng suất Cs = kg/h - Số bình Clo dùng đồng thời là: Vậy dùng bình cloratơ làm việc Lượng nước tính tốn clorator làm việc lấy 0,03m cho 1kg clo (Theo mục 6.196 – TCVN 33:2006) - Lưu lượng nước cấp cho trạm clo: Qt = 0,6 x 1,042 = 0,65( m /h) = 0,17 ( l/s) - Đường kính ống nước: d= = =0,016 m = 16mm Chọn d= 20mm Trong đó: v: vận tốc đường ống, clo lỏng v = 0,8 m/s (Theo mục 6.172 –TCVN 33:2006) Chọn đường kính ống d = 20 (mm) - Lưu lượng nước cấp ngày - Q ngày = 24 x Qt = 24 x 0,17= 4,08 ( m /ngđ) Lượng Clo tiêu thụ ngày: 1,042 × 24 = 24,6 kg Lượng clo dự trữ đủ dùng 30 ngày m = 30 x 24,6 = 738 (kg) Clo lỏng có tỷ trọng riêng 1,40 (kg/l) nên tổng lượng dung dịch clo Qdd =738/1,4 = 527( lít) - Đường kính ống dẫn clo d Cl =1,2 Qs max V Trong đó: Qsmax: Lưu lượng giây lớn của clo lỏng (m3/s) Qsmax = x q /3600 = 4x 1,042 / 3600 = 0,00115(m3/s) + v: Vận tốc đường ống, clo lỏng v = 0,8 m/s (Theo mục 6.172 –TCVN 33:2006) + Vậy dcl =1,2 x = 0,045m = 45mm < 80mm (Theo mục 6.172 – TCVN 33:2006) ⇒ thỏa điều kiện 2.7.3 Sân phơi bùn Lượng cặn khô xả ngày, tính theo cơng thức: G1 = = = 6650kg/ ngày = 6,65tấn / ngày Trong đó: Q : Lưu lượng trạm xử lý Q = 25000 m3/ ngày đêm C1 : Hàm lượng cặn lớn cho vào bể C1 = 276 mg/l C2 : Hàm lượng cặn sau nước qua bể lắng C2 = 10 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 = 25000 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 lượng cặn khỏi bể lắng C = 10 g/m3 Vậy Vậy lượng cặn khô trung bình xả ngày là: G = G1 + G2 = 6650 + 175 = 6825 (kg)  Tính sân phơi bùn có khả giữ bùn vòng tháng - Lượng bùn tạo thành tháng là: Gnén = 6825 x 30 x = 614250 (kg) = 614,3 (tấn) Bùn chứa sân tháng, đến khô rút nước khỏi sân để phơi bùn tháng, nồng độ bùn khô đạt 25%, tỷ trọng bùn γ = 1.2 t/m3 - Thể tích bùn khơ sân V= - = = 512 (m3) Chọn sân phơi bùn , sân phơi bùn tích : v= V/2 = 256 (m3) Chọn sân phơi bùn hình chữ nhật: V = B.L.H = 16 x 10,7 x 1,5 (m) Bảng 2.6: Các thông số thiết kế sân phơi bùn 2.8 Thông số Giá trị Đơn vị Sân phơi bùn Sân Chiều rộng sân B 10,7 m Chiều dài sân L 16 m Chiều cao sân HXD 1,5 m Tính tốn diện tích mặt bằng cơng trình phụ Theo TCVN 33: 2006, trạm xử lý nước cần có phịng thí nghiệm, xưởng sửa chũa cơng trình phục vụ khác Tiêu chuẩn diện tích cho cơng trình lấy theo công suất điều kiện địa phương quy định theo Bảng 6.28 – mục 6.353 Cụ thể diện tích cơng trình phụ sau: - Phịng thí nghiệm hóa học: Diện tích 48,4 m2 , với kích thước (12,5× 10)m - Phịng hóa chất thí nghiệm: Diện tích 48,4 m2 , với kích thước (12,5 ×10) m - Phịng bảo vệ cổng tường rào: Diện tích 3,3 m2 , với kích thước (2,5× 3,125) m - Phịng trực ca: Diện tích 48,4 m2 , với kích thước (12,5× 10) m - Phịng giám đốc: Diện tích 48,4 m2, với kích thước (12,5× 10)m TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCXDVN 33:2006 [2] Xử lí nước cấp_TS Nguyễn Ngọc Dung_NXB Xây dựng năm 2014 [3] Thiết kế quản lý vận hành nhà máy cấp nước ... thống cấp nước tập trung xác định theo CT :(TCXDVN 33-2006) N x (tiêu chuẩn cấp nước ) = + (8% 21468) = 23185(m³/ ng.đ) Dựa tiêu chuẩn cấp nước của khu vực đề xuất công xuất trạm cấp nước : 25000. .. mm 300 chứa nước 2.6 Bể chứa nước Chức của bể chứa nước sạch: điều hòa lưu lượng trạm bơm cấp trạm bơm cấp 2, cịn có nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy h, nước xả cặn bể lắng, rửa lọc nước dùng cho... cầu khác của 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 của bể chứa nước: Wbc = Wđh + Wcc