File pdf - Bản vẽ 3D - Đồ án nước cấp từ nguồn nước mặt. Quy mô 7000 dân

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho khu dân cư 7000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt với lưu lượng 1300 m3ngày.đêm, có các thông số như sau:Nhiệt độ = 25oC ; pH = 7,0 ; Chất rắn lơ lửng = 120 mgl ; Độ đục = 45 NTU ; Độ màu = 75 TCU ; Độ cứng = 85 mgCaCO3l ; Độ kiềm = 45 mgCaCO3l ; Canxi = 4,0 mgCa2+l ; Magie = mgMg2+l ; Amoni = 0,1 mgl ; Sắt = 0,1 mgl ;Mangan = 0,1 mgl ; Colifom = 5.104 VK100ml. 01 bản vẽ mặt bằng tổng thể.01 bản vẽ mặt cắt nước sơ đồ công nghệ.01 bản vẽ chi tiết bể lắng đứng.01 bản vẽ bể lọc nhanh.

BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG Khoa Mơi Trường TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG TPHCM Bộ mơn Kỹ thuật Mơi trường NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MƠN HỌC XỬ LÝ NƯỚC CẤP Họ tên sinh viên: BÙI THỊ TRÚC PHƯƠNG Lớp : 05ĐH KTMT3 Ngành : Công nghệ Kỹ thuật Môi Trường Ngày giao đồ án: 15/01/2018 Ngày hoàn thành đồ án: 31/05/2018 Đầu đề đồ án: Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho khu dân cư 7000 dân từ nguồn nước mặt Yêu cầu số liệu ban đầu: − Phân bố lưu lượng nước cấp − Thành phần tính chất nước cấp (bảng thành phần) − Quy chuẩn nước cấp sau xử lý QCVN 01:2009/BYT chất lượng nước ăn uống Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Lập thuyết minh tính toán bao gồm:  Tổng quan nước cấp cho đề tài đặc trưng  Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước cấp u cầu xử lý, từ phân tích lựa chọn cơng nghệ thích hợp  Tính tốn cơng trình đơn vị phương án chọn  Tính tốn lựa chọn thiết bị (bơm nước,…) cho công trình đơn vị tính tốn Các vẽ kỹ thuật: − Vẽ vẽ mặt cắt công nghệ phương án: 01 vẽ khổ A2 − Vẽ mặt bố trí cơng trình: 01 vẽ khổ A2 − Vẽ chi tiết cơng trình đơn vị hồn chỉnh (cơng trình chính): 02 vẽ khổ A2 TP.HCM, Ngày tháng năm 2018 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS BÙI THỊ THU HÀ i Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Nội dung kết đồ án Tinh thần thái độ tác phong làm việc Bố cục hình thức trình bày đồ án SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà ii Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN Nội dung kết đồ án Tinh thần thái độ tác phong làm việc Bố cục hình thức trình bày đồ án SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà iii Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt LỜI NÓI ĐẦU Trong hoạt động sống người cần sử dụng nước Nhất với nước giai đoạn đổi phát triển nước ta Đảng phủ quan tâm đến mặt xã hội, vấn đề nước vệ sinh môi trường nhận quan tâm đặc biệt nhà nước tổ chức, thu hút nhiều dự án đầu tư chương trình phát triển nhằm giải cách tốt vấn đề nước vệ sinh mơi trường nói chung vấn đề cung cấp đầy đủ nước cho nhân dân chất lượng nói riêng Vì vậy, đồ án môn học với nhiệm vụ thiết kế hệ thống xử lý nước sông cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư đóng góp nhỏ để cung cấp nước bảo vệ môi trường nước ngày tốt Em xin chân thành cảm ơn:  Trường Đại học Tài Ngun Mơi Trường TP Hồ Chí Minh  Ban Chủ nhiệm Khoa Môi Trường  Quý Thầy Cô môn  Giảng viên hướng dẫn, Cô Bùi Thị Thu Hà Đã tạo điều kiện cho em hồn thành tốt đồ án mình! SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà iv Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP 1.1 Các loại nguồn nước dùng để cấp nước [2] 1.2 Tính chất tiêu chất lượng nước [2] 1.2.1 Chỉ tiêu lí học 1.2.2 Các tiêu hóa học 1.2.3 Các tiêu vi sinh 1.2.4 Vi trùng gây bệnh 1.2.5 Các loại rong tảo Chương GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP 2.1 Các cơng trình thu nước 2.2 Cơng trình vận chuyển nước 2.3 Các phương pháp xử lý [1] .6 2.3.1 Phương pháp học 2.3.2 Phương pháp hóa lý 12 2.4 Khử trùng nước [1] .15 2.4.1 Khử trùng Clo hợp chất Clo 15 2.4.2 Dùng ozone để khử trùng 16 2.4.3 Khử trùng phương pháp nhiệt 16 2.4.4 Khử trùng tia cực tím (UV) 16 2.4.5 Khử trùng siêu âm 16 2.4.6 Khử trùng ion bạc .16 Chương ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 17 3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ đầu vào 17 3.2 Tính tốn cơng suất thiết kế cho hệ thống [9] .17 3.3 Sơ đồ công nghệ thuyết minh [1] .20 3.4 Tính tốn lượng hố chất [9] 23 SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà v Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt 3.4.1 Tính tốn liều lượng phèn 23 3.4.2 Tính tốn lượng vơi 25 3.5 Tính tốn cơng trình đơn vị .30 3.5.1 Song chắn rác bố trí họng thu [9] .30 3.5.2 Tính tốn trạm bơm cấp 34 3.5.3 Bể trộn khí 35 3.5.4 Bể lắng đứng (có bể phản ứng xốy hình trụ) [1] .38 3.5.5 Bể lọc nhanh 44 3.5.6 Khử trùng nước 53 3.5.7 Bể chứa nước .54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà vi Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt DANH MỤC HÌNH ẢNH BẢNG BIỂU Hình 2.1 Cơng trình thu nước bờ sông Hình 2.2 Cơng trình thu nước lòng sơng Hình 2.3 Song chắn rác thủ công [8] Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý song chắn thẳng kiểu GDC [4] Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo bể lắng ngang thu nước bề mặt [1] Hình 2.6 Sơ đồ cấu tạo bể lắng đứng [1] 10 Hình 2.7 Sơ đồ cấu tạo nguyên tắc làm việc bể lọc chậm [1] 11 Hình 2.8 Bể lọc nhanh trọng lực [1] 12 Hình 2.9 Quá trình tạo cặn [8] 13 Hình 2.10 Chất keo tụ PAC [8] 15 Bảng 3.1 Thông số chất lượng nước đầu vào tiêu .19 Bảng 3.2 Phân tích đánh giá lựa chọn cơng nghệ xử lý 23 Bảng 3.3 Liều lượng phèn dùng cho xử lý nước (Bảng 6.3/[9]) 24 Bảng 3.4 Biểu đồ quan hệ Ki, CO2, độ pH nước (Hình 5-1, [1]) .26 Bảng 3.5 Đồ thị để xác định độ pH nước bão hoà canxi cacbonat đến trạng thái cân (Theo Hình 6-1, [9]) 27 Bảng 3.6 Biểu đồ để xác định hệ số 𝓧 𝝃 theo nồng độ kiềm pHo < 8,4 < pHs (Hình 6.5 [9]) 28 Bảng 3.7 Thông số thiết kế song rác 31 Bảng 3.8 Đường kính hạt theo dòng chảy 33 Bảng 3.9 Kích thước ngăn lắng cát .34 Bảng 3.10 Thông số thiết kế bể trộn .37 Bảng 3.11 Thông số thiết kế bể lắng đứng .44 Bảng 3.12 Thông số thiết kế bể lọc nhanh 52 Bảng 3.13 Thông số kỹ thuật ống nhựa HDPE Tiền phong 52 Bảng 3.14 Bảng kích thước, trọng lượng ống thép Hoà Phát 53 SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà vii Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt PHẦN MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Nước nguồn tài nguyên vô quý giá nhu cầu thiết yếu cho sinh vật Trái Đất Cũng khơng khí ánh sáng, nước khơng thể thiếu sống người Nước thiên nhiên không sử dụng để cấp cho ăn uống, sinh hoạt mà sử dụng cho nhiều mục đích khác nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, thủy điện… Các nguồn nước tự nhiên đảm bảo tiêu chuẩn tính chất có sẵn nguồn nước hay bị gây ô nhiễm nên tùy thuộc vào chất lượng nguồn nước yêu cầu chất lượng nước mà cần thiết phải có q trình xử lý nước thích hợp, đảm bảo cung cấp nước có chất lượng tốt ổn định Khơng có chất độc hại làm ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu pH, nồng độ oxy hòa tan, độ đục, độ màu, hàm lượng kim loại hòa tan, độ cứng, mùi vị Do đó, việc cung cấp đủ lượng nước cho sinh hoạt công nghiệp yếu tố cần thiết, để làm điều cần phải xây dựng trạm xử lý nước đạt cơng suất u cầu có đội ngũ kỹ sư, cơng nhân có chun mơn Mục tiêu đồ án Tính tốn, thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt đạt Quy chuẩn/ Tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước hành Cung cấp số lượng nước đẩy đủ, an toàn có đủ thành phần khống cần thiết cho việc bảo vệ sức khoẻ người tiêu dùng − − − − Nội dung nghiên cứu Tổng quan nguồn nước cấp biện pháp xử lý nước cấp Đề xuất công nghệ xử lý nước cấp Tính tốn chi tiết cơng trình đơn vị công nghệ đề xuất Lựa chọn công nghệ xử lý nước cấp phù hợp Phương pháp nghiên cứu Phương pháp so sánh: lấy số liệu phân tích so sánh với QCVN 01:2009/BYT - Chất lượng nước ăn uống, từ xác định tiêu cần xử lý Phương pháp phân tích tổng hợp: thu thập kiến thức từ tài liệu sau định phương án xử lý hiệu Tham khảo, thu thập ý kiến từ Thầy Cô, chuyên gia SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà viii Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt Chương TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP 1.1 Các loại nguồn nước dùng để cấp nước [2] Nước thiên nhiên dùng làm nguồn nước cung cấp cho ăn uống sinh hoạt cơng nghiệp có chất lượng khác nhau, khai thác từ nguồn nước thiên nhiên (thường gọi nước thô) như: nước mặt, nước ngầm nước biển a Nước mặt Bao gồm nguồn nước sông suối, ao, đầm, hồ chứa Nước sông: loại nước mặt chủ yếu thường dùng để cung cấp nước, dễ khai thác, trữ lượng lớn Tuy nhiên phần lớn nước sông thường dễ bị nhiễm bẩn (hàm lượng chất lơ lửng cao, vi trùng, thuốc trừ sâu…) Chất lượng nước sông thay đổi theo điều kiện thổ nhưỡng, thảm thực vật bao phủ, chất ô nhiễm từ cộng đồng dân cư… Nước ao, hồ: hồ tự nhiên hay hồ nhân tạo (hồ hình thành xây đập thủy điện…) Nước suối: thường bắt gặp vùng đồi núi, trữ lượng bị ảnh hưởng thời tiết, mưa to nước suối thường bị đục theo nhiều cặn, sỏi đá Do kết hợp dòng chảy bề mặt thường xuyên tiếp xúc với khơng khí nên đặc trưng nước mặt là: − Chứa khí hòa tan, đặc biệt oxy − Có diện nhiều loại tảo − Thường chứa nhiều chất rắn lơ lửng (riêng trường hợp nước hồ, chứa chất rắn lơ lửng chủ yếu dạng keo) − Thường có hàm lượng chất hữu cao, độ đục, độ màu − Chứa nhiều vi sinh vật b Nước ngầm Được khai thác từ tầng chứa nước đất, chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào thành phần khống hóa cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua Do nước chảy qua địa tầng chứa cát granit thường có tính axit chứa chất khống Khi nước ngầm chảy qua địa tầng chứa đá vôi nước có độ cứng độ kiềm hydrocacbonat cao Ngoài đặc trưng chung nước ngầm là: − Độ đục thấp, khơng có diện vi sinh vật − Nhiệt độ thành phần hoá học tương đối ổn định − Chứa nhiều khoáng chất hoà tan chủ yếu Sắt, Mangan, Canxi, Magie, SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt c Nước biển Nước biển thường có độ mặn cao (độ mặn Thái Bình Dương 32 – 35g/l) Hàm lượng muối nước biển thay đổi tuỳ theo vị trí địa lý như: cửa sơng, gần hay xa bờ, ngồi nước biển thường có nhiều chất lơ lửng, gần bờ nồng độ tăng, chủ yếu phiêu sinh động thực vật Ngồi có nước lợ, nước khống, nước chua phèn, nước mưa Có thể nói, hầu hết nguồn nước thiên nhiên không đáp ứng yêu cầu mặt chất lượng cho đối tượng dùng nước Chính vậy, trước đưa nước vào sử dụng, cần phải tiến hành xử lý chúng 1.2 Tính chất tiêu chất lượng nước [2] Chất lượng nước thiên nhiên phân loại đánh giá theo tiêu sau đây: Các tiêu lý học, tiêu hoá học, tiêu vi sinh 1.2.1 Chỉ tiêu lí học Nhiệt độ: Nhiệt độ nước đại lượng phụ thuộc vào điều kiện mơi trường khí hậu Nhiệt độ có ảnh hưởng khơng nhỏ đến q trình xử lí nước nhu cầu tiêu thụ Nước mặt thường có nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ môi trường Độ màu: Độ màu thường chất bẩn nước tạo Các chất sắt, mangan khơng hòa tan làm nước có màu nâu đỏ, chất mùn humic tạo màu vàng Các loại thủy sinh tạo nước có màu xanh Gồm có độ màu biểu kiến độ thực, đơn vị đo độ màu (PtCo) Độ đục: Nước môi trường truyền ánh sáng tốt, nước có vật lạ như: chất huyền phù, hạt cặn đất cát, vi sinh vật… khả truyền sáng bị giảm Nước có độ đục lớn chứng tỏ nước có chứa nhiều cặn bẩn Đơn vị đo độ đục thường mg SiO2/l, NTU, FTU Mùi vị: Mùi nước thường hợp chất hóa học, chủ yếu hợp chất hữu hay sản phẩm từ trình phân hủy vật chất gây nên Nước thiên nhiên có mùi đất, mùi tanh, mùi thối Nước sau khử trùng với hợp chất clo bị nhiễm mùi clo hay clophenol Tuỳ theo thành phần muối khống hòa tan nước có vị mặn, ngọt, chát, đắng… Độ nhớt: đại lượng biểu thị lực ma sát nội sinh trình dịch chuyển lớp chất lỏng với Đây yếu tố gây nên tổn thất áp lực đóng vai trò quan trọng q trình xử lý nước Độ dẫn điện: nước có tính dẫn điện Nước tinh khiết 200C có độ dẫn điện SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt Và bố trí 17 hàng dọc khoảng cách tim chụp lọc 𝐿 − 𝑎 2,0 − × 0,2 = = 0,111 𝑚 17 − 16 𝑛= Sàn đỡ chụp lọc làm bê tơng cốt thép, có chiều dày 100 mm Lưu lượng nước qua chụp lọc: 𝑊𝑛 𝑞𝑛 = 40 = 16 40 = 0,4 𝑙/𝑠 = 0,0004 m3/s Lưu lượng gió qua chụp lọc 𝑊𝑔 𝑞𝑔 = 40 = 16 40 = 0,4 𝑙/𝑠 = 0,0004 m3/s Vận tốc hỗn hợp gió nước qua khe hở: 𝑣= 𝑞𝑛 + 𝑞𝑔 0,0004 + 0,0004 = 2,78 𝑚/𝑠 𝐹 0,000288 Nằm qui phạm cho phép > 1,5 Theo (Điều 6.12/ [9]) Tổn thất áp lực qua chụp lọc: ℎ𝑐𝑙 = 𝑣2 2×𝑔×𝜇2 = 2,782 2×9,81×0,52 = 1,58 𝑚 (Mục 6.55 [9])  Trong  V: tốc độ chuyển động nước hỗn hợp nước gió qua khe hở chụp lọc, v = 2,78 m/s (không lấy nhỏ 1,5 m/s)  𝜇: hệ số lưu lượng lớp chụp lọc Đối với chụp lọc khe hở 𝜇 = 0,5  Tính tốn máng phân phối thu nước rửa lọc Bể có chiều rộng B = 1,4 m; bể chọn bố trí máng thu nước rửa lọc có đáy hình tam giác khoảng cách d = m (nằm quy phạm không lớn 2,2m) Lượng nước rửa thu vào máng ; 𝑸𝒓 qm = 𝒏 = 0,0448 = 0,0224 𝑚3 /𝑠 [1] Chiều rộng máng tính theo cơng thức : SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà 47 Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt 𝑞𝑚 Bm = K√ (1,57+𝑎)2 0,02242 = 2,1 √ (1,57+1,5)2 = 0,3 m [1]  Trong đó:  n: số máng thu nước rửa bể lọc  a: Tỉ số chiều cao phần chữ nhật với chiều rộng máng Lấy a = 1,5 (nằm quy phạm a = - 1,5)  qm : Lưu lượng nước rửa qua máng, qm = 0,0224 m3/s  K: Hệ số, tiết diện máng hình tam giác K = 2,1  a= 𝒉𝑪𝑵 𝑩𝒎 𝟐 => hCN = 𝑩𝒎 ×𝒂 𝟐 = 𝟎,𝟑×𝟏,𝟓 𝟐 = 0,3 m [1] Vậy chiều cao phần máng hình chữ nhật hCN = 0,3 m Lấy chiều cao phần hình tam giác hđ = 0,2 m Độ dốc máng lấy phía tập trung nước i = 0,01 Chiều dày thành máng lấy : 𝜹m = 0,08m Chiều cao toàn phần máng thu nước: Hm = hCN + hđ + 𝜹m = 0,3 + 0,2 + 0,08 = 0,58 m Khoảng cách từ bề mặt lớp vật liệu lọc đến mép máng thu nước xác định ∆Hm = theo công thức: 𝑳×𝒆 𝟏𝟎𝟎 + 0,25 (CT 6-27/ [9])  Trong đó:  L: chiều dày lớp vật liệu lọc, L = 0,7 + 0,4 = 1,1 m  e: độ giản nở tương đối lớp vật liệu lọc, lấy theo (bảng 6.13/ [9]) e =50%  ∆Hm = 1,1×50 100 + 0,25 = 0,8 m Theo qui phạm khoảng cách đáy máng dẫn nước rửa phải nằm cao lớp vật liệu 0,07 m Chiều cao toàn phần máng thu nước rửa Hm = 0,6 Độ dốc phía máng tập trung I = 0,01, máng dài 2m nên chiều cao máng phía cuối máng 0,6 + 0,01x2 = 0,62 m Vậy ∆Hm phải lấy là: ∆Hm = 0,8 + 0,02 = 0,82 m  Máng thu nước rửa lọc tập trung bể Nước rửa lọc từ máng thu tràn vào máng tập trung nước Khoảng cách từ đáy máng thu đến máng tập trung xác định theo công thức: ℎ𝑚 = 1,75√ 𝑞𝑀 𝑔𝐴2 + 0,2 (𝑚) SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà 48 Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt  qM : Lưu lượng nước chảy vào máng tập trung nước; qM = 0,0448 m3/s = Qr  A : Chiều rộng máng tập trung Chọn A = 0,7 m (Quy phạm ≥ 0,6 m)  g : Gia tốc trọng trường 9,81 m/s2 0,04482  hm = 1,75√ 9,81×0,7 + 0,2 = 0,4 m  Tính tổn thất áp lực rửa bể lọc nhanh Tính tổn thất áp lực hệ thống phân phối giàn ống khoan lỗ: hp = ξ v20 2g + v2n 2g (m) (Mục 6.111/ [9])  v0: Tốc độ nước chảy đầu ống ; v0 = 1,8 m/s  : Tốc độ nước chảy đầu ống nhánh ; = 1,7m/s  g : Gia tốc trọng trường ; g = 9,81 m/s2  ξ : Hệ số sức cản ; ξ = 2,2 +1 k.W2 (kW=0,35) (Mục 6.95/ [9]) 2,2  ξ = (0,35)2 + = 18,96  hp = 18,96 1,82 2×9,81 + 1,72 2×9,81 = 3,3 m Tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ: hđ = 0,22.Ls.W  Ls = chiều dày lớp sở đỡ, Ls = 0,2 m  W = cường độ rửa lọc, W = 16 l/s.m2  hđ = 0,22×0,5×16 = 0,7 m Tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc Hvl = (a+b.W).L×e  Trong đó:  Với kích thước hạt cát thạch anh d = 0,5 – 1mm; a = 0,76; b = 0,017; e = 50% Than anthracite d= 0,8-1,8mm; a= 0,85; b = 0,004; e =50% (Bảng 6.11/ [9])  Áp lực để phá vỡ kết cấu ban đầu lớp cát lấy hbm = 2m ∑ 𝐻𝑣𝑙 = (0,76 + 0,017 × 16) × 0,7 × 0,5 + (0,85 + 0,004 × 16) × 0,5 × 0,5  ∑ 𝐻𝑣𝑙 = 0,5897 𝑚 Vậy tổn thất áp lực nội bể lọc là: Ht = hp + hd +hvl +hbm = 3,3 + 1,76 + 0,5897 + = 7,65 m  Đường kính ống dẫn nước lọc bể chứa SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà 49 Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt 𝐷=√ 4×𝑄 𝜋×𝑉 =√ 4×0,015 3,14×1 = 0,138 𝑚 => Chọn D = 150 mm thép không gỉ  Tính tốn bơm bước rửa lọc Áp lực công tác cần thiết máy bơm nước rửa lọc: 𝑯𝒓 = 𝒉𝒉𝒉 + 𝒉𝒕 + 𝒉𝒄𝒃 (𝒎)  − −   Trong đó: ht = hp + hđ + hvl + hm (m) Như ta tính : ht = 2,6 m hhh : Là độ cao hình học từ cốt mực nước thấp bể chứa đến mép máng thu nước rửa (m)  hhh = 4,0 + 0,5 + 0,82 = 5,32 m 4,0 : Chiều sâu mức nước bể chứa (m) 0,5 : Độ chênh mực nước bể lọc bể chứa (m) 0,82 : Khoảng cách từ lớp vật liệu lọc đến mép máng (m) hô : Tổn thất áp lực đường ống dẫn nước từ trạm bơm nước rửa đến bể lọc hcb: tổn thất cục phận ống nối van khoá, hcb = 1,5 m (1-2m), [2]  Hr = 5,32 + 2,6 + 1,5 = 9,42 m Lưu lượng nước rửa lọc: Qr = W.f.N = 16 x 2,8 x = 134,4 l/s = 0,1344 m3/s  W : Cường độ nước rửa lọc (l/s.m2);  N: Số bể lọc  f : Diện tích bể lọc (m2)  Cơng suất bơm Chọn vận tốc ống v = 1,5 m/s Đường kính ống 𝑄 × 0,1344 𝐷= √ =√ = 0,2 𝑚 = 200 𝑚𝑚 𝑁 𝜋 𝑣 × 𝜋 × 1,5 Chọn ống thép ∅ = 200 𝑚𝑚, độ dày 8,18 mm Công suất bơm; N  γ.Q.H 1000  0, 288  19 1000×0,13296×12,65   67( KW𝑘𝑊 ) = = 20 102×0,8 102.η 102  0,8  Q : Lưu lượng nước bơm = Qr = 0,1344 m3/s SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà 50 Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt  H : Áp lực bơm, H = Hb= 9,5 m  γ : Khối lượng thể tích nước, γ=1000 kg/m3  η : Hiệu suất chung bơm0,72 – 0,93, lấy η= 0,8 Chọn hai bơm nước rửa làm việc, dự phòng  Với thơng số Qb = 484 m3/h; N = 20Kw ; H = 9,5 m Tỷ lệ lượng nước rửa so với lượng nước vào bể lọc tính theo cơng thức (CT 4-60/ [1) P= W×f×t1 ×60×N×100 Q×T0 ×1000 (%) = 16 ×2,8 ×6 ×60 ×3 ×100 54×23,38 ×1000 T 24 n  Với: To = − (t1 + t + t ) = = 3,8 % − (0,1 + 0,17 + 0,35) = 23,38 (giờ) Tính tốn bơm gió rửa lọc Q gió = Wgió f 1000 = 16×2,8 1000 = 0,05 m3 /s Lấy tốc độ gió ống dẫn gió 16 m/s ( Qui phạm 15 – 20 m/s) Đường kính ống gió chính: 𝐷𝑔𝑖ó = √ 4.𝑄 𝜋.𝑣 = √ 4.0,05 𝜋.16 = 0,078 𝑚 Chọn ống gió thép không gỉ d = 80 mm Áp lực bơm gió tính theo cơng thức; 𝑃= 10,33 + 𝐻 10,33 = 1,1 at Cơng suất bơm gió là: 𝑁= 34400×(𝑃0,29 −1)×𝑘×𝑄 102×0,8 = 34400×(1,10,29 −1)×2×0,05 102×0,8 = 1,2 𝑘𝑊 = 1,6 Hp  Trong :  Q : Lưu lượng gió = Qgió = 0,05 m3/s ;  H : áp lực gió ; H = m  k : hệ số an toàn thiết kế thực tế ; chọn n =  η : Hiệu suất máy thổi khí 0,7 – 0,9 ; lấy η= 0,8  Chọn máy bơm gió có thông số Q = 𝟎, 𝟎𝟓 𝒎𝟑 /𝒔; N =1,6 Hp ; H= 1,0 m SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà 51 Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt Bảng 3.12 Thông số thiết kế bể lọc nhanh STT Tên thông số Số liệu thiết kế Đơn vị Diện tích bể lọc 8,2 m2 Số bể lọc 3 Chiều cao bể tổng cộng 5,1 m Chiều dài bể L x Chiều rộng bể B 2,0 x 1,4 m Đường kính ống phân phối nước 125 mm Số máng phân phối nước rửa lọc Máng Chiều cao máng x Chiều rộng máng 0,6 x 0,4 m Chọn bơm nước rửa lọc có Qb = 478 m3/h; N = 20Kw ; H =12,65 m Chọn máy thổi khí có Q = 𝟎, 𝟎𝟓 𝒎𝟑 /𝒔; N = 1,6 Hp ; H = 1,0 m Bảng 3.13 Thông số kỹ thuật ống nhựa HDPE Tiền phong SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà 52 Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt Bảng 3.14 Bảng kích thước, trọng lượng ống thép Hoà Phát Khử trùng nước 3.5.6 Liều lượng clo hoạt tính khử trùng lấy 3mg/l = 3.10-3 kg/m3 (Mục 6.162/ [9]) Theo tiêu chuẩn Bộ Y tế, hàm lượng clo nước phục vụ ăn uống 0,3 - 0,5 mg/lít Liều lượng Clo hoạt tính cần thiết sử dụng ngày đêm: 𝐶= 𝑄×𝑎 1000 = 1300×3 1000 = 3,9 𝑘𝑔 𝑛𝑔à𝑦 = 0,1625 kg/h  Trong  Q: Cơng suất trạm xử lí (m3/ngày đêm); a: liều lượng clo hoạt tính Lưu lượng nước cấp cho trạm clo Lượng nước tính tốn clorator làm việc lấy 0,6 m3 cho 1kg clo (Mục 6.169/ [9]) 𝑄𝑡𝑡 = 0,6 x 0,1625 = 0,0975 m3/h = 0,000028 m3/s Chọn vận tốc v = 0,8 m/s [9] Đường kính ống nước 𝑑=√ 4×𝑄𝑡𝑡 𝜋×0,8 =√ 4×0,000028 𝜋×0,8 = 0,0065 𝑚 ; Chọn đường kính ống 25 mm Lưu lượng nước cấp ngày; Qngày = 24 x 𝑄𝑡𝑡 = 24 x 0,0936 = 2,3 m3/ng.đ SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà 53 Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt Lượng clo dự trữ đủ dùng 30 ngày; m = 30 x 3,75 = 113 kg Clo lỏng có tỷ trọng riêng 1,43 kg/l nên tổng lượng dung dịch clo 𝑄𝑑𝑑 = 113/1,43 = 80 lít Lưu lượng giây lớn lượng clo lỏng 𝑠 𝑄𝑚𝑎𝑥 = 4×𝐶 3600 = 4×0,156 3600 = 0,000174 m3/s Đường kính ống dẫn clo: dclo = 1,2 × √ Qsmax 0,8 = 1,2 × √ 0,000174 0,8 = 0,018 𝑚 = 18 𝑚𝑚 < 80 𝑚𝑚 Vậy đường kính ống dẫn clo nằm cho phép theo TCVN 33:2006/BXD 3.5.7 Bể chứa nước Thiết kế bể chứa nước có dung tích; Qc= 20%.Qtrạm Chọn thời gian lưu nước ngày nhằm kiểm soát cố xảy trạm xử lý nước, tránh tình trạng thiếu nước sử dụng Thể tích bể chứa nước Q C = 20% Q CTTN × = 20 ×1300 100 × = 780 m3 Bể có chiều cao 4m; chiều cao bảo vệ 0,3m  Chiều cao xây dựng bể Hxd = 4,3m Diện tích bề: FB = 750 = 187,5 m2  Kích thước bể: L x B x H = 19 x 10 x 4,3 (m) Hiệu suất xử lý cơng trình Chỉ tiêu QCVN 01:2009/BYT Hiệu suất % TSS 120 mg/l - 100% Độ đục 45 NTU 95% Độ màu 75 TCU 15 80% Colifrom 5.104 vk/100 ml 100% SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà 54 Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  KẾT LUẬN Em hoàn thành tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho khu dân cư 7000 dân sử dụng từ nguồn nước mặt với lưu lượng 1300 m3/ngày.đêm, có thông số sau: Nhiệt độ = 25oC ; pH = 7,0 ; Chất rắn lơ lửng = 120 mg/l ; Độ đục = 45 NTU ; Độ màu = 75 TCU ; Độ cứng = 85 mgCaCO3/l ; Độ kiềm = 45 mgCaCO3/l ; Canxi = 4,0 mgCa2+/l ; Magie = mgMg2+/l ; Amoni = 0,1 mg/l ; Sắt = 0,1 mg/l ; Mangan = 0,1 mg/l ; Colifom = 5.104 VK/100ml Quy trình thiết bị xử lý: Nước nguồn Trạm bơm cấp I Bể lắng đứng (có bể phản ứng xốy hình trụ) Bể trộn khí Bể lọc nhanh Bể chứa nước Thơng số bể sau : − Bể trộn khí: L x B x H = 1,2 x 1,2 x 2,4 (m) ; V = 3,5 m3 − Bể lắng đứng (có bể phản ứng xốy hình trụ): có bể (L x B) x H = 21,7 x 9,0 (m) ; V = 98 m3 − Bể lọc nhanh: có bể: L x B x H = 2,0 x 1,4 x 5,0 (m) ; V = 13,4 m3 − Bể chứa nước sạch: L x B x H = 15 x 10 x (m) ; V = 750 m3 Hiệu suất xử lý công trình : TSS = 99% ; độ đục 95% ; độ màu = 80% ; Colifrom = 100% Các vẽ hoàn thành: 04 vẽ − − − − 01 vẽ mặt tổng thể 01 vẽ mặt cắt nước sơ đồ công nghệ 01 vẽ chi tiết bể lắng đứng 01 vẽ bể lọc nhanh Tuy nhiên, đồ án thiếu sót sau : − Trạm bơm cấp chưa tính tốn cụ thể − Tính tốn tổn thất dọc đường ống chưa cụ thể − Chưa có phương án xử lý bùn thải tối ưu Bản thân em chưa có nhiều kinh nghiệm nên tránh khỏi thiếu sót học để sau em giải tốt vấn đề liên quan SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà 55 Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt  KIẾN NGHỊ Trong trình vận hành yêu cầu người vận hành phải thực quy trình, phải theo dõi thường xuyên đảm bảo cho bể hoạt động ổn định theo công suất bể Thường xuyên vệ sinh thiết bị, máy móc để hệ thơng làm việc có hiệu cao tăng tuổi thọ cơng trình Nhà máy cần có cán chuyên trách đào tạo vận hành hệ thông theo quy định Khi có cố cần liên hệ với quan chuyên môn để giải Mặt khác nhà máy cần có liên hệ thường xuyên với quan chức để hướng dẫn cụ thể sách bảo vệ mơi trường vấn đề có liên quan đến mơi trường Nguồn nước mặt ngày ô nhiễm, hoạt động sản xuất kinh tế, vấn đề xử lý nước cấp yếu tố quan trọng Trên khía cạnh quản lý số biện pháp khác cần lưu tâm: Cần đầu tư nghiên cứu để có phương án cung cấp nước cho địa phương, khu vực cụ thể Nhà nước cần quan tâm đến trình trạng thiếu nước vấn đề khai thác nước danh nghiệp, cụm dân cư, khu dân cư… Tuyên truyền giáo giáo dục người dân việc bảo vệ tài nguyên môi trường sử dụng tiết kiệm nguồn nguyên nhiên liệu, tài nguyên nước./ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc Dung, Giáo trình xử lý nước cấp, NXB Xây Dựng, 2011 [2] Lê Dung, Máy bơm-công trình thu nước-trạm bơm cấp nước, NXB Xây dựng, 2008 [3] Hồng Văn Huệ, Cơng nghệ mơi trường, tập 1: Xử lý nước, NXB Xây dựng, 2010 [4] Trịnh Xn Lai, Tính tốn thiết kế cơng trình hệ thống cấp nước sạch, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2000 [5] Trần Hiếu Nhuệ, Cấp nước vệ sinh nông thôn, NXB khoa học kỹ thuật, 2001 [6] Nguyễn Thị Thu Thủy, Xử lý nước cấp sinh hoạt công nghiệp, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2006 [7] Lâm Minh Triết, Xử lý nước thải đô thị cơng nghiệp – Tính tốn thiết kế hệ cơng trình, NXB ĐHQG TP.HCM, 2013 [8] Sổ tay xử lý nước tập 2, NXB Xây dựng,2009 [9] TCXDVN 33:2006, Cấp nước – Mạng lưới đường ống cơng trình tiêu chuẩn thiết kế, Bộ xây dựng, Hà Nội 3/2006 SVTH: Bùi Thị Trúc Phương GVHD: TS Bùi Thị Thu Hà 56 MẶT BẰNG TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP SINH HOẠT CHO KHU DÂN CƯ 7000 DÂN F E E D D C C B B A A F CƠNG TRÌNH 3D 3 MB TỔNG THỂ : 200 ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC CẤP TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP SINH HOẠT CHO KHU DÂN CƯ 7000 DÂN TỪ NGUỒN NƯỚC MẶT GVHD TS BÙI THỊ THU HÀ XLNC SVTH BÙI T TRÚC PHƯƠNG 05KTMT3 MẶT BẰNG Tỉ lệ: Số vẽ: A01 09/17/18 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHO KDC 7000 DÂN TỪ NGUỒN NƯỚC MẶT +6.70 +6.70 +5.50 +5.50 +4.83 +4.83 +2.90 +2.90 MOTOR KHUẤY +2.90 +2.90 THÙNG HÓA CHẤT_KHUẤY TRỘN VAN BƯỚM TAY GẠT DN90 - PIPE CHỤP LỌC CHÂN DÀI Milton Roy_GM0090 PENTAX CM32_160C_DN90 +0.00 +0.00 +0.00 +0.00 bơm TRẠM BƠM CẤP I : 100 BỂ TRỘN CƠ KHÍ -3.20 : 100 BỂ LẮNG ĐỨNG BỂ LỌC NHANH : 100 : 100 MÁY ÉP BÙN BĂNG TẢI SB2_1500 +2.90 +0.00 nước sau ép bùn xử lý -3.20 BỂ CHỨA BÙN : 100 Clo ĐƯỜNG BÙN ĐƯỜNG HÓA CHẤT ĐƯỜNG GIÓ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC -3.20 CHÚ THÍCH ĐƯỜNG NƯỚC +0.00 BỂ CHỨA NƯỚC SẠCH : 100 Clo ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC CẤP TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP SINH HOẠT CHO KHU DÂN CƯ 7000 DÂN TỪ NGUỒN NƯỚC MẶT GVHD TS BÙI THỊ THU HÀ XLNC SVTH BÙI T TRÚC PHƯƠNG 05KTMT3 MC CÔNG NGHỆ Tỉ lệ: Số vẽ: A02 09/17/18 BẢN VẼ CHI TIẾT BỂ LẮNG ĐỨNG 200200 +6.70 1860 MÁNG THU NƯỚC RĂNG CƯA_TRÒN 600 300 +4.83 +5.50 200 +5.50 1200 +4.83 uPVC DN125 ỐNG TT_THÉP 10mm 250 uPVC DN125 3315 200 1000 +6.70 4500 +2.90 +2.90 1600 9921 uPVC DN125 VAN BƯỚM TAY GẠT DN160 - PIPE VAN BƯỚM TAY GẠT DN125 - PIPE +0.00 +0.00 PENTAX CM80_200A_DN160 3200 uPVC DN160-A 50° -3.20 200 -3.20 MC BỂ LẮNG A_A : 50 MC BỂ LẮNG B_B BỂ LẮNG ĐỨNG 3D : 50 MC BỂ LẮNG B_B 1000 B ø 6800 ø 5650 MC BỂ LẮNG A_A MC BỂ LẮNG A_A MC BỂ LẮNG B_B MB BỂ LẮNG : 100 ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC CẤP TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG A MÁNG THU NƯỚC ỐNG TT d1600mm THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP SINH HOẠT CHO KHU DÂN CƯ 7000 DÂN TỪ NGUỒN NƯỚC MẶT GVHD TS BÙI THỊ THU HÀ XLNC SVTH BÙI T TRÚC PHƯƠNG 05KTMT3 BỂ LẮNG ĐỨNG Tỉ lệ: Số vẽ: A03 08/18/18 BẢN VẼ CHI TIẾT BỂ LỌC NHANH LỚP VẬT LIỆU +6.70 3053 +6.70 TỦ ĐIỆN MÁY-THỔI-KHÍ-MAPRO-ML50 1000 1021 +5.50 CỬA PHAI ĐIỆN 600x600 +4.83 1499 1099 200 +4.83 +5.50 80 560 +2.90 600 1000 +2.90 VAN BƯỚM TAY GẠT DN160 - PIPE uPVC DN180 1000 +0.00 2400 631 PENTAX CM40_250A_DN125 VAN BI F603-DN80 100 CHỤP LỌC CHÂN DÀI 800 +0.00 VAN BƯỚM TAY GẠT DN180 - PIPE MC BỂ LỌC A_A : 50 MC BỂ LỌC B_B : 50 BỂ LỌC NHANH 3D MC BỂ LỌC A_A D MC BỂ LỌC B_B MC BỂ LỌC B_B C MC BỂ LỌC A_A MB BỂ LỌC NHANH : 100 CT CHỤP LỌC ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC CẤP TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP SINH HOẠT CHO KHU DÂN CƯ 7000 DÂN TỪ NGUỒN NƯỚC MẶT GVHD TS BÙI THỊ THU HÀ XLNC SVTH BÙI T TRÚC PHƯƠNG 05KTMT3 BỂ LỌC NHANH Tỉ lệ: Số vẽ: A04 09/17/18 ... Bùi Thị Thu Hà ii Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN Nội dung kết đồ án ... xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP 1.1 Các loại nguồn nước dùng để cấp nước [2] 1.2 Tính chất tiêu chất lượng nước [2]... Thu Hà Đồ án kỹ thuật xử lý nước cấp Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp sinh hoạt cho KDC 7000 dân từ nguồn nước mặt Chương GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP 2.1 Các cơng trình thu nước Cơng