Nước ngầm mạch nông:Đây là loại nước ngầm nằm trong tầng đất trên mặt và thường là không áp. Lưu lượng, nhiệt độ và các tính chất khác của nó chịu ảnh hưởng nhiều của môi trường bên ngoài. Mực nước nằm ở độ sâu nhỏ so với mặt đất và thay đổi phụ thuộc vào sự thay đổi của thời tiết. Độ dao động mực nước giữa các mùa khá lớn và có thể chịu ảnh hưởng của sông, suối, bão, lũ. Trữ lượng nước ngầm mạch nông thường nhỏ. Loại nước ngầm này có thể sử dụng vào mục đích cấp nước.Nước ngầm ở độ sâu trung bình:Loại nước ngầm này nằm ở độ sâu không lớn so với mặt đất, thường là nước ngầm không áp, đôi khi có áp cục bộ. Tính chất của loại nước ngầm này tương tự nước ngầm mạch nông nhưng chất lượng tốt hơn, thường được sử dụng để cấp nước.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ CƠNG TRÌNH THU NƯỚC Mơn học: Kỹ Thuật Xử Lý Nước Cấp Nhóm báo cáo: Nhóm Ngơ Thị Ngọc Bích 1022026 Trần Thị Thanh Hương 1022132 Nguyễn Tấn Lực 1022169 Phùng Thị Lý 1022172 Nguyễn Thị Thảo 1022275 Lý Thị Thu 1022287 Nguyễn Văn Tịnh 1022306 Trần Quốc Tuấn 1022335 Nguyễn Thị Tường Vi 1022352 Dương Trần Quốc Vương Lã Đình Hoan 1022359 0922090 Phan Tấn Dũng 0922046 Nguyễn Hải Âu 0922010 Phan Đình Sơn 0922212 Mục lục I Giới thiệu Phân loại nguồn nước Các loại mực nước II Cơng trình thu nước ngầm Cơng trình thu nước kiểu giếng khoan III Cơng trình thu nước mặt Cấu tạo cơng trình thu nước mặt Các cơng trình thu nước mặt IV Các thiết bị hỗ trợ Ngăn thu ngăn hút Song chắn rác Thiết bị lược rác Ống hút Ống đẩy máy bơm I Giới thiệu 1.1 Phân loại nguồn nước a) Nước đất Có thể phân loại nước ngầm theo nhiều cách phổ biến phân loại theo vị trí tồn so với mặt đất Nước ngầm mạch nông: Đây loại nước ngầm nằm tầng đất mặt thường không áp Lưu lượng, nhiệt độ tính chất khác chịu ảnh hưởng nhiều mơi trường bên Mực nước nằm độ sâu nhỏ so với mặt đất thay đổi phụ thuộc vào thay đổi thời tiết Độ dao động mực nước mùa lớn chịu ảnh hưởng sông, suối, bão, lũ Trữ lượng nước ngầm mạch nơng thường nhỏ Loại nước ngầm sử dụng vào mục đích cấp nước Nước ngầm độ sâu trung bình: Loại nước ngầm nằm độ sâu không lớn so với mặt đất, thường nước ngầm khơng áp, đơi có áp cục Tính chất loại nước ngầm tương tự nước ngầm mạch nông chất lượng tốt hơn, thường sử dụng để cấp nước Nước ngầm mạch sâu: Đây loại nước ngầm nằm tầng chứa nước, tầng cản nước Nước ngầm mạch sâu loại nước ngầm có áp Do nằm độ sâu lớn so với mặt đất bảo vệ tầng cản nước nên chịu ảnh hưởng mơi trường bên ngồi Nước ngầm mạch sâu thường có lưu lượng lớn, ổn định, chất lượng tốt, trữ lượng lớn nên sử dụng rộng rãi làm nguồn cung cấp nước Nước ngầm mạch lộ: Đây loại nước ngầm lộ thiên mặt đất gọi nước ngầm mạch lộ Nước ngầm mạch lộ có loại: - Loại chảy xuống đước hình thành tầng chứa nước nằm lộ sườn núi, sườn đồi - Loại phun lên hình thành áp lực nước ngầm tương đối lớn, thắng lực cản tầng cản nước phía nên dâng lên khỏi mặt đất Nước ngầm mạch lộ thường xuất tỉnh miền núi có chất lượng tốt Một số tỉnh nước ta khai thác nước ngầm mạch lộ Đaklak, Ninh Bình, Sơn La,… Đặc điểm: Nước ngầm nước ta phân bố gần khắp nơi nằm độ sâu khơng lớn Tầng nước dày, trung bình 15 – 30m, có nhiều nơi tới 50 – 70m Do nước ngầm nằm sâu lòng đất bảo vệ tầng cản nước nên nước ngầm nước ta có chất lượng tốt Hàm lượng cặn nhỏ, vi trùng, nhiệt độ ổn định, công nghệ xử lý nước đơn giản nên giá thành sản xuất nước rẻ Tùy thuộc vào hóa địa tầng chứa nước chất lượng nguồn bổ cập mà nước ngầm thường có hàm lượng muối khống lớn, muối cứng Nếu dùng để cấp nước cho nồi hơi, thường phải nước mềm Đặc điểm bất nước ngầm có hàm lượng sắt tương đối lớn, đặc biệt sắt có hóa trị II Ở số vùng, nước ngầm chứa lượng Mangan đáng kể Công nghệ xử lý nước ngầm chủ yếu khử sắt, kèm theo khử Mangan, Silic,… Nước ngầm vùng ven biển thường bị nhiễm mặn, sử dụng để cấp nước việc xử lý khó khăn tốn Các vùng ven biển nước ta Hải Phịng, Thái Bình, Nam Định,… nguồn nước ngầm dồi lại bị nhiễm mặn nên phải sử dụng nước mặt làm nguồn nước cấp Do đặc điểm cấu tạo điều kiện thi công hệ thống cấp nước sử dụng nước ngầm buộc phải sử dụng nhiều giếng nhóm giếng Điều có ưu điểm đảm bảo cấp nước an tồn có nhược điểm chi phí xây dựng cơng trình thu trạm bơm cấp lớn b) Nước mặt Nước mặt sử dụng làm nguồn cung cấp nước nước sông, suối, hồ Nguồn bổ cập cho nước mặt nước mưa, nước ngầm Nguồn nước mặt nước ta phong phú phân bố khắp nơi Đây nguồn nước quan trọng sử dụng vào mục đích cấp nước Nguồn nước sông: Nước sông loại nguồn nước mặt chủ yếu để phục vụ cho mục đích cấp nước Hệ thống sơng ngịi nước ta có chiều dài khoảng 55.000km phân bố khắp nơi Trữ lượng nước sơng lớn, đáp ứng nhu cầu dùng nước Ví dụ Sơng Đồng Nai nhiệm vụ cấp nước cho tỉnh: Đồng Nai, Bình Dương TP Hồ Chí Minh Đặc điểm nước sơng: • Giữa mùa có chênh lệch tương đối lớn mực nước, lưu lượng, hàm lượng cặn nhiệt độ nước • Hàm lượng muối khống sắt nhỏ nên thích hợp sử dụng cho công nghiệp giấy, dệt nhiệt điện • Độ đục độ màu tương đối cao nên xử lý phức tạp tốn Nước sông sử dụng cho nhiều mục đích lại nguồn tiếp nhận nước mưa, nước xả thải, nước sông chịu ảnh hưởng trực tiếp môi trường bên So với nước ngầm, nước mặt thường dễ bị ô nhiễm có độ nhiễm bẩn cao Nguồn nước hồ: Nước hồ thường trong, có hàm lượng cặn nhỏ Vận tốc dòng chảy hồ nhỏ nên rong rêu thủy sinh vật phát triển Điều làm cho nước hồ thường có màu, có mùi dễ bị nhiễm bẩn Các hồ lớn, ven hồ có sóng nên nước hồ đục Nguồn nước hồ nước ta thường có chất lượng tốt sử dụng nhiều vào mục đích cấp nước Nguồn nước suối: Nước suối nguồn cung cấp nước quan trọng tỉnh miền núi Đặc điểm bật nước suối không ổn định chất lượng nước, mức nước, lưu lượng, vận tốc dòng chảy mùa lũ mùa cạn Về mùa lũ, nước suối thường đục, theo nhiều khơ, củi, rác, cát sỏi thường có dao động đột biến mức nước vận tốc dòng chảy Mùa khô nước suối mực nước lại thấp Nhiều trường hợp mực nước thấp đến mứa không đủ độ sâu để thu nước Nếu sử dụng nước suối nguồn cung cấp nước, cần có biện pháp dự trữ, nâng cao mực nước bảo vệ cơng trình thu hợp lý 1.2 Các loại mực nước Mực nước tĩnh: mực nước ngang với mặt phẳng áp lực trước tiến hành bơm nước Khi bơm làm việc mức nước giếng giảm dần.Nước từ tầng chứa bắt đầu chảy vào giếng.Phần xung quanh giếng có giảm áp lực, tạo thành mặt đẳng áp có dạng hình phễu, gọi mặt cong ảnh hưởng.Khoảng cách từ điểm bắt đầu có thay đổi áp lực đến tâm giếng gọi bán kính ảnh hưởng Mực nước động: mực nước giếng bơm làm việc Nếu độ hạ mức nước nhỏ chưa sử dụng hết khả cung cấp nước tầng chứa Nếu độ hạ mực nước lớn q làm tăng cột áp tồn phần máy bơm Nếu lớn mắc sử dụng khả cung cấp nước tầng chứa.Trường hợp giếng thường làm việc không ổn định, cần phải tăng số lượng giếng khoan lên Mực nước thấp nhất: bơm nước khỏi giếng với lưu lượng đó, mực nước Giếng hạ dần Mực nước thấp mực nước tối thiểu mà đảm bảo Giếng hoạt động bình thường Mực nước cao nhất: mực nước mà có độ hạ mức ( Hiệu số mực nước tĩnh mực nước động) thấp Nếu mực nước giếng khoan cao nhất, lúc hiệu suất làm việc bơm thấp nhất, cơng trình chưa sử dụng hết khả cấp nước tầng chứa II Cơng trình thu nước đất Cơng trình giếng khoang A.GIẾNG KHOAN Giếng khoan cơng trình thu nước ngầm mạch sâu Khi bơm nước khỏi giếng với lưu lượng đó, mực nước giếng hạ dần Độ sâu khoan giếng phụ thuộc vào độ sâu tầng chứa nước Giếng khoan cơng trình mỏ hình trụ, có đường kính bé nhiều lần so với chiều sâu Đường kính giếng khoan biến đổi khoảng 16 – 1500 mm Trong số trường hợp nhờ khoan thi cơng giếng mỏ từ 1,5 đến m đường hầm đường kính đến 12 m Chiều sâu giếng khoan thay đổi phạm vi rông: từ vài mét đến hàng nghìn mét Các giếng dầu mỏ khí thiên nhiên đạt đến chiều sâu 9550 m Khoan giếng thực từ mặt đất, hầm lò, mặt nước (sông hô, biển dại dương) A.1 Phân loại: Có loại giếng khoan thường dùng: Giếng khoan hồn chỉnh khai thác nước ngầm khơng áp, đáy giếng khoan đến tầng cản nước Giếng khoan khơng hồn chỉnh khai thác nước ngầm khơng áp, đáy giếng nằm cao tầng cản nước Giếng khoan hồn chỉnh khai thác nước ngầm có áp Giếng khoan khơng hồn chỉnh khai thác nước ngầm có áp A.2 Cấu tạo: Một giếng khoan hồn chỉnh có sơ đồ cấu trúc sau: Ông vách bảo vệ (tram xi măng chỗ): để bảo vệ giếng khỏi bị ô nhiễm từ mặt đất Ống vách khai thác: để bảo vệ máy bơm, chống sụt lở giếng tạo ống dẫn để dẫn nước lên từ ống lọc Ở phần chèn sét viên sấy khô Ống lọc: để thu nước từ tầng chứa vào giếng, cấu tạo ống khoan lỗ, cắt khe, dây,…tùy thuộc cấu tạo tầng chưa nước Ống lắng: đoạn ống thép đặc phía ống lọc đáy bịt kín để chứa phần bùn khoan cịn dư sau thi công giếng vật liệu mịn lọt vào giếng trình khai thác Sỏi chèn: để ngăn cát vào giếng trình khai thác, chèn sỏi thạch anh tròn cạnh, phạm vi ống lọc Máy bơm cơng trình phụ mặt đất A.2.a Ống vách Vật liệu ống vách phải đảm bảo thắng độ kéo độ nén sinh trình lắp đặt bơm phát triển giếng khoan suốt thời gian vận hành Độ kéo độ nén ống vách phụ thuộc vào vật liệu làm ống, đường kính ống chiều dày thành ống Ống vách sử dụng loại sau: • • • • Ống thép đen Ống PVC Ống vách Acrylonitrile- butadiene- styrene (ABC) Ống vách thủy tinh sợi Các đặc điểm kỹ thuật ống thép cần phải dựa đường kính ống đường kính ngồi cịn phụ thuộc vào độ dày thành ống Đường kình ống vách cần phải lớn đường kính ngồi bơm 50mm Các ống nối với theo phương pháp sau: • Ren ống măng sơng • Hàn nối ống • Nối ống miệng bát có hàn phủ Có thể dùng thiết bị phụ để thiết kế lắp đặt giếng có hiệu suất thủy lực cao Các chi tiết là: • Hướng tâm ống vách • Nối thu Thiết bị hướng tâm ống vách làm cho tâm ống vách thép hàn ống lọc trùng Nối thu ống hình có đường kính khác Để nâng cao hiệu suất thủy lực, góc gần 150 chiều dài mối nối lớn 10 lần đường kính ống A.3 Tính tốn giếng khoan 1.Giếng khoan hồn chỉnh thu nước có áp Trước tiến hành bơm nước, mực nước giếng mực nước tĩnh, ngang với mặt phẳng áp lực a-a Gọi độ sâu mực nước tĩnh tính đến đáy cách thủy H Bơm làm việc, bơm khỏi giếng lưu lượng Q Mức nước giếng giảm dần Nước từ tầng chứa bắt đầu chảy vào giếng Lúc đó, tầng chứa nước bắt đầu có phân bố lại áp lực nước ngầm Phần xung quanh giếng có giảm áp lực, tạo thành mặt đẳng áp có dạng hình phễu, gọi mặt cong ảnh hưởng Cắt mặt ảnh hưởng mặt phẳng vng góc với mặt đẳng áp qua tâm giếng đường cong ảnh hưởng ab Khoảng cách từ điểm bắt đầu có thay đổi áp lực đến tâm giếng gọi bán kính ảnh hưởng, ký hiệu R Mực nước giếng bơm làm việc gọi mực nước động (MNĐ) Hiệu số mực nước tĩnh (MNT) mực nước động gọi độ hạ mực nước giếng bơm hình – 15 ký hiệu S Đây đại lượng quan trọng tính tốn giếng khoan Nếu độ hạ mực nước tính - Nhỏ chưa sử dụng hết khả cung cấp tầng chứa nước - Lớn làm tăng áp lực toàn phần máy bơm, làm tăng chi phí quản lý Nếu lớn mức sử dụng khả cung cấp tầng chứa nước trường hợp này, giếng thường làm việc khơng ổn định Khi cần tăng số lượng giếng lên Khi bơm làm việc, lưu lượng bơm lưu lượng nước từ tầng chứa chảy vào giếng, mực nước động giếng không thay đổi Chuyển động nước ngầm vào giếng chuyển động ổn định Độ hạ mực nước S không thay đổi lưu lượng khai thác không thay đổi theo thời gian khai thác Trường hợp ngược lại chuyển động không ổn định lưu lượng độ hạ mực nước giếng thay đổi theo thời gian khai thác Việc tính tốn giếng khoan xác lập mối quan hệ lưu lượng, độ hạ mực nước, bán kính ống lọc với đặc trưng tầng chưa nước a Trường hợp chuyển động ổn định Lưu lượng giếng xác định theo công thức Đuypuy Q = KωI Trong đó: K – hệ số thấm tầng nước Diện tích giới hạn phần thu nước vào giếng Với giếng khoan hoàn chỉnh thu nước có áp diện tích diện tích xung quanh hình trụ, chiều cao chiều dày tầng chưa nước m bán kính x ω = 2πxm I – gradian áp lực b Trường hợp chuyển động khơng ổn định Khi khơng có cân lưu lượng bơm lưu lượng chảy vào giếng, giếng khoan làm việc không ổn định Trường hợp xảy hai khả Nếu bơm với lưu lượng không đổi độ hạ mực nước giếng thay đổi theo thời gian khai thác xác định theo cơng thức hàm số mũ tích phân, giá trị phụ thuộc vào giá trị đối số λ λ= Với t – thời gian khai thác nước (ngày) r – bán kính ống lọc (m) a – hệ số truyền áp Nó đặc trưng cho tốc độ phân bố lại áp lực nước ngầm chuyển động nước ngầm vào giếng không ổn định a= µ hệ số phóng thích nước hay cịn gọi hệ số nhả nước đàn hồi Nếu giữ độ hạ mực nước không đổi theo thời gian khai thác lưu lượng bơm phải thay đổi xác định theo công thức: Q= Trong trường hợp thời gian khai thác nước lớn (khi λ ≤ 0.1) sử dụng cơng thức chuyển động ổn định để tính tốn cho chuyển động khơng ổn định Nhưng đây, bán kính ảnh hưởng R khơng phải đại lượng cố định mà tăng dần theo thời gian khai thác tính theo cơng thức R = 1.5 Giếng khơng hồn chỉnh thu nước có áp: Nước ngầm có áp chảy vào giếng khơng hồn chỉnh với sức cản lớn so với giếng hoàn chỉnh Nếu làm việc điều kiện thủy văn giống thu lưu lượng độ hạ mực nước giếng khơng hồn chỉnh lớn so với giếng hồn chỉnh Sk = S + ∆S1 Trong đó: Sk – độ hạ mực nước giếng khơng hồn chỉnh S – độ hạ mực nước giếng hoàn chỉnh ∆S1 – độ hạ mực nước giếng tính khơng hoàn chỉnh giếng gây Giá trị ∆S1 xác định theo công thức: ∆S1 = 0.16 Với ξ = 2.3 ( - 1) lg Với L – chiều dài công tác ống lọc A – hàm số; giá trị tra theo đồ thị hình 9.17 theo tỉ số L/m Giếng khoan hoàn chỉnh thu nước không áp: Mực nước ngầm tầng chứa nước A- A Khi bơm chưa làm việc, mực nước tĩnh giếng, coi ngang với mức A-A Khi bơm nước khỏi giếng với lưu lượng Q, mực nước giếng hạ dần xuống Nước ngầm từ tầng chưa nước chảy vào giếng Mực nước xung quanh giếng hạ dần xuống tạo thành phễu hạ mực nước Mặt tự phễu hạ mực nước gọi mặt cong ảnh hưởng Mực nước B-B gọi mực nước động Độ sâu mực nước động tính đến đáy cách thủy h0 Đường A-B gọi đường cong ảnh hưởng a Trường hợp chuyển động ổn định Lưu lượng giếng xác định theo cơng thức Đuypuy Q = ωV Trong ω -Diện tích giới hạn phần thu nước vào giếng Diện tích diện tích xung quanh I hình trụ bán kính x, chiều cao y ω= 2xyπ chiều cao y độ sâu mực nước ngầm phía ngồi giếng V- vận tốc trung bình dòng thấm chảy đến giếng V = KI K- hệ số thấm tầng chưa nước I- Độ dốc thủy lực b Trường hợp chuyển động không ổn định Nếu giếng khoan khai thác với lưu lượng không đổi độ hạ mực nước giếng bơm xác định theo công thức S0 = H0 – Cơng trình lấy nước lòng sơng Hình Sơ đồ cơng trình lấy nước lịng sơng a - Nút lấy nước lịng sơng ngập, kiểu tách riêng: - sơng; 2- nút lấy nước ngập; 3- ống tự chảy; 4- giếng bờ; 5- ống hút; 6- nhà máy bơm b - Nút lấy nước lịng sơng khơng ngập, kiểu kết hợp : - sông; 2- phần lấy nước cơng trình; 3- nhà máy; 4- cầu treo; 5- ống áp lực Cơng trình thu nước ven bờ: 1.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc Công trình có cửa thu nước nằm sát bờ sơng, thường sử dụng bờ sông hay bờ dốc, ven bờ có độ sau cần để thu nước nước phải tốt Tùy điều kiện địa chất bờ mà đặt sát bờ hay lùi sâu vào bờ, trạm bơm cấp bố trí kết hợp hay phân ly Nếu đất ven bờ sông ổn định, cơng trình thu cần bố trí kết hợp Sàn gian máy bố trí cao hay cung độ cao với đáy cơng trình thu Máy bơm nên dùng trục đứng, ngang để đẩy nước xa, động kiện kiểu khơ hay ướt 1.2 Cơng trình thu nước ven bờ loại dùng mương dầm: Loại dùng phô biến nở nước ta Một dạng cơng trình thu nước kiểu vịnh Cơng trình thu nước thích hợp với nguồn cung cấp nước sông mật độ giao thông lớn, nước, đất bờ yếu 1.3 Song chắn rác: Hình dang song chắn rác cần phù hợp với cửa thu Hình dạng la hình chữ nhật, vng trịn… Cấu tạo gồm thép tiết diện tròn hay chữ nhật, đặt song song Diện tích tính theo W=Q/vn K1K2K3 Q- lưu lượng tính tốn cơng trình v- vận tốc chảy qua song chắn rác TCN33-2006, vận tốc lấy từ 0,4 tới 08 m/s K1 hệ số co hẹp thép K1 = (a + d)/a a: Khoảng cách thép a= 40 ÷ 50mm d: đường kính thép, d= 8÷ 10mm K2 hệ số co hẹp rác bám vào song, lấy K2 = 1,25 K3 hệ số ảnh hưởng hình dạng thép, tiết diện trịn K3 = 1,1 chữ nhật K3=1,25 n số cửa thu nước thông thương ngăn cửa thu nước 1.4 Lưới chắn rác: Lưới chắn phẳng Là lưới khung thép Tấm lưới đan dây thép đường kính 1÷1,5mm mắt lưới 5x5÷10mm Trong trường hợp mặt ngồi cịn có thêm lưới 25x25mm để tăng khả chịu lực Diện tích tính W= Q/(v.n) K1K2K3 Q: lưu lượng N số cửa đặt V vận tốc chảy qua lưới Với lưới phẳng v = 0,2 tới 0,4 m/s Với lưới quay v= 0,15 tới 0,8 m/s K1 hệ số co hẹp K1= (a+d)2 (1+p)/ a2 d: đường kính a: kích thước mắt lưới K2 hệ số co hẹp rác bám vào lưới 1,5 K3 hệ số ảnh hưởng hình dạng, 1,15 tới 1,5 P tỉ lệ diện tích bị khung thiết kế cấu trúc khác chiếm so với diện tích cơng tác lưới p= 0,05 tới 0,10 1.5 Ngăn thu- ngăn hút: Mỗi đơn nguyên cần ngăn thu va ngăn hút Một cơng trình thu cân có đơn ngun Trong ngăn thu cần bố trí song chắn rác, thiết bị tẩy rửa Ngăn hút bố trí lưới chắn rác,ống hút máy bơm, chất tẩy rủa Cơng trình thu nước xa bờ: Là loại cơng trình có vị trí cửa thu nằm cắt xa bờ ngăn thu ngăn hút đặt gần sơng Tùy theo địa chất mà phân ly hay kết hợp loại dùng nước ven bờ chất lương so xa bờ hay không đủ độ sâu 2.1 Sơ đồ cấu tạo và ngun tắc: a Cơng trình dùng ống tự chảy Nước từ sông thu qua họng thu nước ngăn song chắn rác Nước tự chảy ngăn thu, sau chảy qua ngăn hút với lưới chắn rác Khi nước chảy qua lưới, rác nhỏ hay thủy sinh vật ngăn lại Nếu bơm thấp mực nước thấptrong ngăn hút hay mồi bơm miêng vào ống hút bơm ko cần đặt lưới chắn rác b Cơng trình thu nước xa bờ loại ơng xi phơng Cơng trình dung bờ sơng thoải ống tự chảy thay ba9ng2 ông xi phông để tận dụng áp suất việc mồi ống dùng bơm chân không hay bơm tia Sử dụng bơm trục đứng kiểu tua bin, phần bơm đặt trực tiếp ngăn hút, đông đặt sàn công trinh thu Sử dụng bơm ướt bơm đặt ngăn hút, kết cấu trạm bơm đơn giản c Cơng trình thu nước xa bờ xây dựng trực tiếp lịng sơng Tồn cơng trình xây dưng băng bê tơng va đặt lịng sơng Trạm bơm kết hợp với thu nước bơm dùng bơm truc đứng kiểu tua bin hay chìm Ống hút cần có lưới chắn rác trước vào bơm Các mặt cơng trình đặt lưới chắn rác 2.2 Họng thu nước: Là phễu thu có đặt song chắn rác, cố định bê tông hay cọc bê tông thép Họng thu cần bố trí để thu nước tốt an tồn Muốn cần Để tránh bùn vào cơng trình, đáy phễu đặt cao đáy sơng khoảng h>0,5 ÷ 1m Để tránh tạo xốy rác họng nước cần đặt cao mực nước thấp tren song la h > 0,5 ÷ 1m, sơng có giao thơng la 1,5 ÷ 3m Miệng phễu có hình trịn, chũ nhật Hình trịn dùng nhiều, đặt ống họng theo phương đứng, ngang không đươc đặt ngược chiều dòng chảy nhằm tránh hư hại Để tránh bồi lấp, họng bê tơng thường để trịn hay vát cạnh phù hợp trang thái chảy lượn dòng chảy Đa phần không quan tâm việc nên bị bồi lắp nghiêm trọng họng thu, bùn chảy vào nhiều 2.3 Ống tự chảy: a) Bố trí ống tự chảy Nhiệm vụ dẫn nước từ sông vào cơng trình cho đủ lưu lượng, khơng lắng cặn, tổn thất nhỏ súc xả Để đảm bảo ta nên chọn số ống từ trở lên Đường kính phụ thuộc vào lượng nước cần thu Vận tốc tối thiểu phải vận tốc không lắng cặn, v= 0,7 ÷ 1,5m/s Vật lieu ông ngang, pvc, bê tông,… Ống đặt dốc theo công trình thu rủa thuận, theo sơng rửa nghịch Cuối đặt van, dung súc xả đường ống Đường kính ống cần cho v dịng chảy nhỏ la 0,7 m/s cơng thức tính là: H= i.l + v2/2g I: tổn thất đơn vị dọc đường (m/m) l-chiều dài ống tự chảy(m) £: hệ số tổn thất cục v- vận tốc chảy đường ống (m/s) b) Súc xả ống tự chảy ngăn thu- ngăn hút Việc làm cần tiến hành năm lần Ống tự chảy tiến hành rửa thuận rửa ngược Phương pháp rửa thuận thực cơng trình có ống tự chảy Khi rủa đóng 1/3 ÷ 1/2 số lượng ống, ống cịn lại tăng cường làm việc, làm vận tốc tăng lên dẫn đến cặn bay ngăn thu Ta dùng bơm bùn, bơm nước bẩn để rửa cặn Phương pháp rửa ngược: nước lấy từ ống đẩy bơm ngăn thu, chủ đơng vận tốc, thời gian rửa ngắn Lúc rửa ống lại làm việc tăng cường dẫn tới rửa sơ rửa thuận Rửa lấy nước từ ống đẩy bơm: rửa đóng van ống tự chảy Mở van ống dẫn nước rửa Nước từ ống đẩy bơm chảy vào ống tự chảy, cặn, rác song chắn rác bị đẩy sông Rửa lấy nước thừ ngăn thu bờ: nước tích vào ngăn thu, tạo chênh lệch mực nước so với sông xả Ống tự chảy làm Việc tích liên tục gián đoạn thời gian rửa Hiệu cao mực nước chênh lệch lớn Việc rửa phù hợp cặn lắng, cặn bắm,hà,… phải dùng hóa chất IV Một số thiết bị hỗ trợ Thiết bị chắn rác song chắn rác lưới chắn rác, có chức chắn giữ rác bẩn thô (giấy, rau, cỏ, rác…), nhằm đảm bảo đảm cho máy bơm, cơng trình thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định Song lưới chắn rác cấu tạo song song, lưới đan thép thép có đục lỗ… tùy theo kích cỡ mắt lưới hay khoảng cách mà ta phân biệt loại chắn rác thơ, trung bình hay rác tinh Theo cách thức làm thiết bị chắn rác ta chia làm loại: loại làm thủ công, làm giới Song chắn và lưới chắn rác Song chắn và lưới chắn đặt cửa dẫn nước vào cơng trình thu làm nhiệm vụ loại trừ vật nổi, vật trôi lơ lửng dòng nước để bảo vệ thiết bị nâng cao hiệu làm cơng trình xử lý Vật vật lơ lửng nước có kích thước nhỏ que tăm nổi, nhành non qua máy bơm vào cơng trình xử lý bị tán nhỏ thối rữa làm tăng hàm lượng cặn độ màu nước Song chắn rác có cấu tạo gồm thép tiết diện tròn cỡ 10, tiết diện hình chữ nhật kích thước x 50 mm đặt song song với hàn vào khung thép Khoảng cách thép từ 40 ÷ 50 mm Vận tốc nước chảy qua song chắn khoảng 0,4 ÷ 0,8 m/s Song chắn rác nâng thả nhờ rịng rọc tời quay tay bố trí ngăn quản lý Hình dạng song rác hình chữ nhật, hình vng hình trịn Lưới chắn rác phẳng có cấu tạo gồm lưới căng khung thép Tấm lưới đan dây thép đường kính ÷ 1,5 mm, mắt lưới x ÷ x mm Trong số trường hợp, mặt lưới đặt thêm lưới có kích thước mặt lưới 25 x 25 mm đan dây thép đường kính – mm để tăng cường khả chịu lực lưới Vận tốc nước chảy qua băng lưới lấy từ 0,15 ÷ 0,8 m/s Lưới chắn quay sử dụng cho cơng trình thu cỡ lớn, nguồn nước có nhiều Cấu tạo gồm băng lưới chuyển động liên tục qua hai trụ tròn động kéo Tấm lưới gồm nhiều nhỏ nối với lề Lưới đan dây đồng dây thép khơng gỉ đường kính từ 0,2 ÷ 0,4 Mắt lưới kích thước từ 0,3 x 0,3 mm đến 0,2 x 0,2 mm Chiều rộng băng lưới từ ÷ 2,5 m Vận tốc nước chảy qua băng lưới từ 3,5 ÷ 10 cm/s, cơng suất động kéo từ ÷ kW MỘT SỐ LOẠI THIẾT BỊ LƯỢC RÁC Lược Rác Quay ( Sàng rác quay) Lược rác quay thiết bị công trình xử lý học, nhằm hạn chế đến mức tối đa tải lượng rác, lớn nước trước vào hệ thống xử lý với chi phí thấp so với loại thiết bị Đặc điểm - Cấu trúc cứng vững, bền bỉ, không bị ăn mòn, tuổi thọ cao Khi lọc tốt độ mở khe lọc đủ nhỏ giúp thiết bị bơm không bị tắc chất rắn Kết lọc tốt, áp dụng cho nhiều ngành thuộc lĩnh vực sàng, lọc, tách chất rắn/lỏng Ứng dụng - Dùng để tách lọc sản phẩm chế biến sản xuất Dùng để loại bỏ cặn chất rắn có kích thước lớn hệ thống nước thải , nước cấp đô thị, nước thải giấy, thực phẩm, hóa chất,… Lược rác tĩnh ( Sàng rác tĩnh) Lược rác tĩnh sản phầm ứng dụng rộng rải tách lọc rác đươc chế tạo hoàn tồn thép khơng gỉ SUS304 chịu ăn mịn hóa chất, lưới sản xuất theo tiêu chuẩn Châu Âu, nhập nguyên Khi nước qua lưới, tất chất rắn giữ lại theo nước mà tự rơi xuống theo độ dốc khung lưới Hình thực tế xưởng Là loại lược chắn rác kiểu lọc rác có kích cỡ khác tuỳ theo khe hở lưới lọc (1mm, 3mm, 5mm, ) Lược Rác Tự Động ( Lược rác xích) Lược rác tự động chế tạo hồn tồn thép khơng gỉ chịu ăn mịn hóa chất Khi nước qua lưới, tất chất rắn giữ lại chuyển lược đặc biệt phần phía Là loại song chắn rác kiểu lọc rác có kích cỡ khác tuỳ theo khe hở lưới lọc (1mm, 3mm, 5mm, ) Tính kỹ thuật - Lắp đặt dễ dàng nhanh chóng - Lược chải phủ lớp chống acid, chịu mài mòn cao Dễ thu vận chuyển rác - Dễ vận hành, an tồn cao, chi phí thấp bảo dưỡng đơn giản - Công suất xử lý ổn định, vận hành hoàn toàn tự động Ứng dụng Song chắn rác tự động có ứng dụng rộng rãi, phù hợp với nhiều loại nước thải như: nước thải công nghiệp, dân dụng, nông trại, nhà máy giấy, nhà máy chế biến thủy sản, nhà máy thực phẩm, Tính tốn thiết kế song chắn rác Chức năng, cấu tạo vị trí Song chắn rác dùng để giữ lại chất thải rắn có kích thước lớn nước để đảm bảo cho thiết bị công trình xử lý Kích thước tối thiểu rác giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách kim loại song chắn rác Để tránh ứ đọng rác gây tổn thất áp lực dòng chảy người ta phải thường xuyên làm song chắn rác cách cào rác thủ công giới Tốc độ nước chảy (v) qua khe hở nằm khoảng (0,65m/s v 1m/s) Tùy theo yêu cầu kích thước rác chiều rộng khe hở song thay đổi Các giá trị thông dụng để thiết kế song chắn rác Chỉ tiêu Cào rác thủ cơng Cào rác giới Kích thước • Bề dầy (in) 0,2 0,6 0,2 0,6 • Bề (in) 1,0 1,5 1,0 1,5 Khoảng cách (in) 1,0 2,0 0,6 3,0 Độ nghiêng song chắn rác theo trục thẳng đứng (độ) 30 45 30 Vận tốc dòng chảy(ft/s) 1,0 2,0 2,0 3,25 Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Ghi chú: in x 25,4 = mm ft/s x 0,3048 = m/s Song chắn rác với cào rác thủ công dùng trạm xử lý nhỏ có lượng rác Khi rác tích lũy song chắn, ngày vài lần người ta dùng cào kim loại để lấy rác Song chắn rác với cào rác giới hoạt động liên tục, cào lọt vào khe hở kim loại; cào gắn vào xích lề hai bên song chắn rác có liên hệ với động điện qua phận truyền động Cào rác giới chuyển động từ xuống từ lên theo dòng nước Song chắn rác đặt đầu nguồn nước trước nước vào Hai bên tường kênh phải chừa khe hở đủ để dễ dàng lắp đặt thay song chắn Vì song chắn làm co hẹp tiết diện ướt dòng chảy nên vị trí đặt song chắn tiết diện kênh phải mở rộng Để tránh tạo thành dòng chảy rối kênh phải mở rộng với góc = 20o Mở rộng kênh nơi đặt song chắn rác (Trần Hiếu Nhuệ & Lâm Minh Triết, 1978) Song chắn rác phải đặt tất trạm xử lý không phân biệt phương pháp dẫn nước tới tự chảy hay có áp Hiệu suất song chắn phụ thuộc nhiều vào mức độ xác tính tốn kích thước tổn thất áp lực nước qua Kích thước song chắn Số khe hở n song chắn rác xác định theo công thức: q = WVS = b n h1 VS (4.1) (4.2.) qmax: lưu lượng tối đa nước (m3/giây) b: chiều rộng khe hở (m) W: diện tích tiết diện ướt song chắn (m2) (W không nhỏ 2Wk cào rác thủ công không nhỏ 1,2Wk cào rác giới, với Wk diện tích tiết diện ướt kênh dẫn nước vào) VS: tốc độ nước qua song chắn (m/s), chọn Vs = 0,7 m/s lưu lượng trung bình > m/giây lưu lượng tối đa để tránh va chạm rác song chắn h1: chiều sâu lớp nước qua song chắn (m), thường chiều sâu lớp nước kênh dẫn vào Cơng thức (4.2) khơng tính tới độ thu hẹp dòng chảy dùng cào rác giới Để tính tới độ thu hẹp người ta đưa hệ số ko = 1,05 Khi đó: (4.2a) Chiều rộng tổng cộng song chắn là: BS = b(n - 1) + S.n (4.3) với S: chiều dày Chiều dài đoạn kênh mở rộng trước song chắn rác: (4 4) Nếu = 20o L1 = 1,37 (BS - BK) (4 4a) với BK: chiều rộng kênh dẫn vào Chiều dài đoạn thu hẹp lại sau song chắn chọn bằng: L2 = 0,5 L1 (4.5) Trong trường hợp song chắn rác đặt chéo góc so với hướng nước chảy mặt chọn: BS = 0,83 BS (Các công thức trích dẫn từ tài liệu Trần Hiếu Nhuệ & Lâm Minh Triết, 1978) Để tránh lắng cặn, tốc độ nước đoạn kênh mở rộng trước song chắn không 0,4 m/giây lưu lượng nhỏ NGĂN THU NƯỚC VÀ NGĂN HÚT NƯỚC Mỗi đơn nguyên cần ngăn thu ngăn hút Một cơng trình thu nước cần có đơn ngun Trong ngăn thu cần bố trí song chắn rác, thiết bị tẩy rửa để loại bỏ rác đầu vào Ngăn hút bố trí lưới chắn rác,ống hút máy bơm, chất tẩy rửa Tùy vào loại cơng trình thu mà chọn vị trí xây dựng ngăn thu ngăn hút khác Ví dụ cơng trình thu nước xa bờ loại cơng trình có vị trí cửa thu nằm cắt xa bờ cịn ngăn thu, ngăn hút đặt gần sơng Tính tốn thiết kế Ngăn thu nước: Chiều dài: 1,6 -3,0m Chiều rộng: chiều rộng song chắn rác+(0,8-1,2m) Mép cửa thu nước đến đáy sông: 0,7-1m Ngăn hút nước Chiều dài: 1,5-3m Chiều rộng: lớn hay lần đường kính phễu hút Đáy ngăn hút đến miệng vào phễu hút: >=0,5m • Các loại ống dung mạng lưới nước cấp Trong mạng lưới nước dung khác vật liệu khác nhau.chon loại ống hay vật liệu tùy theo áp lực công tác,điều kiện địa chất phương pháp lắp đặt,các tiêu kinh tế kyc thuật điều kiện cụ thể khác,kinh phí đầu tư vào mạng lưới thường chiếm 50% kinh phí tồn hệ thống.vì chọn đường kính ống hợp lí mang lại hiệu kinh tế cao Đường kính ống(mm) Vận tốc nước chảy ống đặt chạm bơm(m/s) ống hút ống đẩy 0,6-1,0 0,8-2,0 Dưới 250 1,0-3,0 300-800 0,8-1,5 1,5-4,0 Lớn 800 1,2-2,0 Hiện mạng lưới nước cấp người ta thường sử dụng loại ông sau:ống gang ống thép,ống nhựa,ống bê tong ống xi măng amilang • ống gang thường sử dụng rộng rãi mạng lưới phân phối nước:nó có ưu điểm :bền, khơng bị xâm thực,chịu áp lực cao,nhưng có nhược điểm trọng lượng lớn chịu tải trọng • ống thép thường dung phổ biến mạng lưới nước cấp.nó thường sử dụng nội trạm xử lí nước,đầu ống đẩy,ống hút máy bơm,ống qua đường tơ.đường tầu,qua càu,qua song… ống thép có ưu điểm:dễ gai công phụ tugf.dễ nối,nhẹ ống gang,chịu tác động tốt.nhược điểm ống thép dễ bị xâm thực mơi trường tác động mạnh • ống bê tông và xin măng amiang sử dụng vào việc truyền dẫn nước thơ,với nước tự chảy chính.nó có ưu điểm chống xâm thực,giá thành hạ,nối ống ống lồng xảm đay xi mang amiang • ống nhựa ngày sử dụng nhiều kỹ thuật nước cấp.nó có ưu điểm nhẹ,dễ nối,toont thất áp lực nhỏ.nhược điểm ống nhựa chịu ảnh hưởng củ nhiệt dễ bị lão hóa • thể kí hiệu số phụ tùng,thiết bị đường ống mạng lưới nước câp Chọn đường kính ống phụ tùng phải vào bảng vận tốc chảy theo bảng • • • bố trí phụ tùng ống đẩy ống hút phải đảm bảo khả thay hay sữa chữa máy bơm,van chiều phụ tùng khác mà phát 70% lưu lượng nước cho nhu cầu sinh hoạt trạm bơm bậc I II,và 50% lưu lượng trạm bơm bậc tin cậy III đường ống bên trạm bơm nên ống thép nối mặt bích phải đặt gối tự,nếu trạm bơm có cơng suất nhỏ phụ tùng phạm vi trạm bơm trước đưa vào sử dụng.các đường ống hút ống đẩy máy bơm đặt nỗi sàn nhà hay đặt tring mương có nắp tháo dễ dàng.không cho phép đặt oonga ngầm qua bệ máy bơm.khi đặt ống mương phải có độ dốc hướng hố tu nước.kích thước nương phải đủ rộng để tháo lắp đường ống dễ dàng,thường lấy sau: ống có đường kính đến 400m chiều rộng B= d +600mm chiều cao mương H=d +400mm • ống có đường kính từ 400mm trở lên B = d + 800mm chiều cao mương H = d + 600mm • • máy bơm phải trang bị:đồng hồ hồ áp lực,van xả khí……các máy bơm lớn phải trưng bị đồng hồ chân khơng.trong chạm bơm cần bố trí thiết bị đo lưu lượng,áp lực,các tín hiệu mực nước cơng trình liên quan… phải đặt máy bơm cho chiều cao hút chân không không vượt chiều cao hút cho phép máy bơm chọn,có tính tổn thất áp lực ống hút,điều kiện nhiệt độ,áp suất riêng phần nước không để sinh tượng bào mòn cánh quạt ... Phân loại nguồn nước Các loại mực nước II Cơng trình thu nước ngầm Cơng trình thu nước kiểu giếng khoan III Cơng trình thu nước mặt Cấu tạo cơng trình thu nước mặt Các cơng trình thu nước mặt IV... thường 25 - 300 Cơng trình thu nước mặt gồm phận chính: − Cửa thu − Trạm bơm Phân loại cơng trình thu nước mặt: 4 .1 Theo vị trí thu nước: − Cơng trình thu nước ven bờ: Cửa lấy nước đặt sát bờ sông... Cơng trình thu nước kiểu kết hợp: cửa thu trạm bơm đặt nơi − Cơng trình thu nước kiểu phân ly: cửa thu trạm bơm đặt tách riêng − Cơng trình thu nước kiểu vịnh: hình thành vịnh nhân tạo nhằm thu nước